JP4763091B1 - 等化装置及び等化方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】回路規模を増大させることなく、等化性能を向上させる等化装置及び等化方法を提供する。
【解決手段】順方向等化処理部２０２は、現フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて順方向にトレーニングを行い、現フレームのデータ区間について順方向にトラッキングを行って順方向等化結果を得る。逆方向等化処理部２０３は、次フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて逆方向にトレーニングを行い、現フレームのデータ区間について逆方向にトラッキングを行って逆方向等化結果を得る。等化結果判定置換部２０６は、順方向等化結果にＮビット以上またはＮシンボル以上同じ値が連続する区間を検出した場合、検出された区間を他方の等化結果で置き換え、等化結果選択部２０８は、ＲＳＳＩ最小位置以前は順方向等化結果を、ＲＳＳＩ最小位置より後方は逆方向等化結果を等化器出力として選択する。
【選択図】図２
【解決手段】順方向等化処理部２０２は、現フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて順方向にトレーニングを行い、現フレームのデータ区間について順方向にトラッキングを行って順方向等化結果を得る。逆方向等化処理部２０３は、次フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて逆方向にトレーニングを行い、現フレームのデータ区間について逆方向にトラッキングを行って逆方向等化結果を得る。等化結果判定置換部２０６は、順方向等化結果にＮビット以上またはＮシンボル以上同じ値が連続する区間を検出した場合、検出された区間を他方の等化結果で置き換え、等化結果選択部２０８は、ＲＳＳＩ最小位置以前は順方向等化結果を、ＲＳＳＩ最小位置より後方は逆方向等化結果を等化器出力として選択する。
【選択図】図２
Description
本発明は、等化処理を行う等化装置及び等化方法に関する。
０．技術の背景と課題
０．１．従来の装置構成
無線通信システムは、マルチパスの影響を受けることにより、符号間干渉が生じ、通信品質が劣化することが知られている。そのため、マルチパスの影響を低減するため、遅延等化器が必要である。
０．１．従来の装置構成
無線通信システムは、マルチパスの影響を受けることにより、符号間干渉が生じ、通信品質が劣化することが知られている。そのため、マルチパスの影響を低減するため、遅延等化器が必要である。
遅延等化器は、２つのＦＩＲフィルタで構成され、既知シンボルを用いたトレーニングにより等化結果と既知シンボルとの誤差が最小となるようにタップ係数を収束させる。タップ係数が収束した遅延等化器は、既知シンボルより後方に位置するデータは順方向等化を行い、既知シンボルより前方に位置するデータは逆方向等化を行う。このような技術の応用が特許文献１に開示されている。
０．２．特許文献１に開示の等化器
特許文献１には、既知シンボルの後方に順方向等化及び逆方向等化を行い、既知シンボルの前方に順方向等化及び逆方向等化を行い、後方と前方のそれぞれにおいて、順方向等化結果と逆方向等化結果とを比較して、既知シンボルとの誤差が小さい等化結果を採用することにより、等化性能を向上させる技術が開示されている。
特許文献１には、既知シンボルの後方に順方向等化及び逆方向等化を行い、既知シンボルの前方に順方向等化及び逆方向等化を行い、後方と前方のそれぞれにおいて、順方向等化結果と逆方向等化結果とを比較して、既知シンボルとの誤差が小さい等化結果を採用することにより、等化性能を向上させる技術が開示されている。
０．３．本発明の課題
しかしながら、上述した特許文献１に開示の技術では、既知シンボルの後方に配置されたデータの順方向等化が終了すると、続いて、既知シンボルの前方に配置されたデータの順方向等化を行うが、このとき、１フレーム分離れたシンボルを処理するため、位相が不連続となり、タップ係数の補正が必要である。これは、逆方向等化においても同様である。このタップ係数の補正に要する演算は複雑であり、この演算を行うために等化器がさらに１つ必要となることから、回路規模が増大するという問題がある。
しかしながら、上述した特許文献１に開示の技術では、既知シンボルの後方に配置されたデータの順方向等化が終了すると、続いて、既知シンボルの前方に配置されたデータの順方向等化を行うが、このとき、１フレーム分離れたシンボルを処理するため、位相が不連続となり、タップ係数の補正が必要である。これは、逆方向等化においても同様である。このタップ係数の補正に要する演算は複雑であり、この演算を行うために等化器がさらに１つ必要となることから、回路規模が増大するという問題がある。
０．４．本発明の目的
本発明の目的は、回路規模を増大させることなく、等化性能を向上させる等化装置及び等化方法を提供することである。
本発明の目的は、回路規模を増大させることなく、等化性能を向上させる等化装置及び等化方法を提供することである。
本発明の等化装置は、現フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて順方向にトレーニングを行い、前記現フレームのデータ区間について順方向にトラッキングを行って順方向等化結果を得る順方向等化手段と、次フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて逆方向にトレーニングを行い、前記現フレームのデータ区間について逆方向にトラッキングを行って逆方向等化結果を得る逆方向等化手段と、一方の等化結果に所定ビット数以上又は所定シンボル数以上同じ値が連続する区間を検出した場合、検出された前記区間を他方の等化結果で置き換える等化結果判定置換手段と、を具備する構成を採る。
本発明の等化方法は、現フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて順方向にトレーニングを行い、前記現フレームのデータ区間について順方向にトラッキングを行って順方向等化結果を得る順方向等化工程と、次フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて逆方向にトレーニングを行い、前記現フレームのデータ区間について逆方向にトラッキングを行って逆方向等化結果を得る逆方向等化工程と、一方の等化結果に所定ビット数以上又は所定シンボル数以上同じ値が連続する区間を検出した場合、検出された前記区間を他方の等化結果で置き換える等化結果判定置換工程と、を具備するようにした。
本発明によれば、回路規模を増大させることなく、等化性能を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（一実施の形態）
１．一実施の形態
１．１．一実施の形態の無線受信装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。この図において、音声コーデック部１０１は、マイクから入力された音声信号を符号化し、符号化した音声信号をチャネルコーデック部１０２に出力する。また、音声コーデック部１０１は、チャネルコーデック部１０２から出力された信号を復号し、復号した音声信号をスピーカーに出力する。
１．一実施の形態
１．１．一実施の形態の無線受信装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。この図において、音声コーデック部１０１は、マイクから入力された音声信号を符号化し、符号化した音声信号をチャネルコーデック部１０２に出力する。また、音声コーデック部１０１は、チャネルコーデック部１０２から出力された信号を復号し、復号した音声信号をスピーカーに出力する。
チャネルコーデック部１０２は、音声コーデック部１０１から出力された音声信号をチャネル符号化し、チャネル符号化した音声信号を変調部１０３に出力する。また、チャネルコーデック部１０２は、復調部１０８から出力された信号をチャネル復号し、チャネル復号した信号を音声コーデック部１０１に出力する。
変調部１０３は、チャネルコーデック部１０２から出力された音声信号を変調し、変調信号を送信ベースバンド（ＢＢ）フィルタ部１０４に出力する。
送信ＢＢフィルタ部１０４は、変調部１０３から出力された変調信号を帯域制限し、ＲＦ送受信部１０５に出力する。
ＲＦ送受信部１０５は、送信ＢＢフィルタ部１０４から出力された信号を直交変調し、アンテナ１０６へ出力する。また、ＲＦ送受信部１０５は、アンテナ１０６から入力された信号を直交復調し、受信ベースバンド（ＢＢ）フィルタ部１０７へ出力する。
受信ＢＢフィルタ部１０７は、ＲＦ送受信部１０５から出力された信号を帯域制限し、復調部１０８へ出力する。
復調部１０８は、ＡＦＣ（Auto Frequency Control）部１０９及び等化処理部１１０を備え、受信ＢＢフィルタ部１０７から出力された信号を復調し、復調信号をチャネルコーデック部１０２に出力する。
ＡＦＣ部１０９は、受信ＢＢフィルタ部１０７から出力された信号の周波数ずれを補正し、補正した信号を等化処理部１１０に出力する。
等化処理部１１０は、ＡＦＣ部１０９から出力された信号に等化処理を施し、等化処理を施した信号をチャネルコーデック部１０２に出力する。
１．２．一実施の形態の等化処理部の構成
図２は、図１に示した等化処理部１１０の内部構成を示すブロック図である。この図において、受信信号は現フレーム及び次フレームの同期ワード（既知シンボル）分受信信号バッファ２０１に蓄積される。
図２は、図１に示した等化処理部１１０の内部構成を示すブロック図である。この図において、受信信号は現フレーム及び次フレームの同期ワード（既知シンボル）分受信信号バッファ２０１に蓄積される。
順方向等化処理部２０２は、受信信号バッファ２０１から受信信号を先頭から後端方向に向かって読み込み、読み込んだ受信信号に等化処理（トレーニング及びトラッキング）を行って、順方向等化結果を順方向等化バッファ２０４に出力する。
逆方向等化処理部２０３は、受信信号バッファ２０１から受信信号を後端から先頭方向へ向かって読み込み、読み込んだ受信信号に等化処理（トレーニング及びトラッキング）を行って、逆方向等化結果を逆方向等化バッファ２０５に出力する。
なお、図２において、便宜上等化処理部２０２、２０３を順方向、逆方向に分けて図示しているが、運用上は１つの等化処理部を時分割で使用する。もちろん、等化処理部を２つ用意し、並列動作させてもよい。
等化結果判定置換部２０６は、順方向等化バッファ２０４から順方向等化結果、逆方向等化バッファ２０５から逆方向等化結果を読み込み、一方の等化結果にＮビット（またはＮシンボル）以上同じ値が連続する区間が存在するか否かを判定し、このような区間が存在すると判定したら、他方の等化結果でその区間を置き換えて等化器結果選択部２０８に出力する。また、等化結果判定置換部２０６は、このような区間が存在しないと判定したら、順方向等化結果及び逆方向等化結果をそのまま等化結果選択部２０８に出力する。
ＲＳＳＩ測定部２０７は、受信信号から受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を算出し、算出したＲＳＳＩが最小となるビット位置又はシンボル位置（ＲＳＳＩ最小位置）を検出して等化結果選択部２０８に出力する。
等化結果選択部２０８は、ＲＳＳＩ測定部２０７から出力されたＲＳＳＩ最小位置に基づいて、等化結果判定置換部２０６から出力された等化結果のうち、ＲＳＳＩ最小位置を境にフレーム前方は順方向等化結果を、フレーム後方は逆方向等化結果を等化器出力として選択して出力する。
１．３．一実施の形態のフレーム構成
図３は、本発明の一実施の形態に係るフレーム構成を示す図である。図３に示すように、フレーム先頭に既知シンボルが配置され、既知シンボルに後続してデータが配置される。このようなフレーム構成において、順方向等化処理部２０２では、現フレームの既知シンボルを用いて先頭から後端に向かって（順方向に）トレーニングを行い、現フレームのデータ区間について順方向にトラッキングを行う。一方、逆方向等化処理部２０３では、次フレームの既知シンボルを用いて後端から先頭に向かって（逆方向に）トレーニングを行い、現フレームのデータ区間について逆方向にトラッキングを行う。これにより、同一データ区間で順方向等化結果と逆方向等化結果の２つの等化結果を得ることができる。
図３は、本発明の一実施の形態に係るフレーム構成を示す図である。図３に示すように、フレーム先頭に既知シンボルが配置され、既知シンボルに後続してデータが配置される。このようなフレーム構成において、順方向等化処理部２０２では、現フレームの既知シンボルを用いて先頭から後端に向かって（順方向に）トレーニングを行い、現フレームのデータ区間について順方向にトラッキングを行う。一方、逆方向等化処理部２０３では、次フレームの既知シンボルを用いて後端から先頭に向かって（逆方向に）トレーニングを行い、現フレームのデータ区間について逆方向にトラッキングを行う。これにより、同一データ区間で順方向等化結果と逆方向等化結果の２つの等化結果を得ることができる。
１．４．等化結果判定置換部の処理
図４は、図２に示した等化結果判定置換部２０６の処理の様子を示す図である。図４（ａ）は、順方向等化バッファ２０４及び逆方向等化バッファ２０５から読み込んだ等化結果をそれぞれ示す。図４（ａ）に示すように、等化結果判定置換部２０６が順方向等化結果にＮビット（またはＮシンボル）以上同じ値が連続する区間を検出したとする。これは、トレーニングを行う既知シンボル区間、またはトラッキングを行うデータ区間の受信レベルがフェージングにより落ち込んだ場合、等化器のタップ係数が最適値に収束せずに発散するためである。タップ係数が発散すると、以降の等化結果は同じ値が連続する傾向がある。
図４は、図２に示した等化結果判定置換部２０６の処理の様子を示す図である。図４（ａ）は、順方向等化バッファ２０４及び逆方向等化バッファ２０５から読み込んだ等化結果をそれぞれ示す。図４（ａ）に示すように、等化結果判定置換部２０６が順方向等化結果にＮビット（またはＮシンボル）以上同じ値が連続する区間を検出したとする。これは、トレーニングを行う既知シンボル区間、またはトラッキングを行うデータ区間の受信レベルがフェージングにより落ち込んだ場合、等化器のタップ係数が最適値に収束せずに発散するためである。タップ係数が発散すると、以降の等化結果は同じ値が連続する傾向がある。
このとき、等化結果判定置換部２０６は、図４（ｂ）に示すように、順方向等化結果において検出されたＮビット以上同じ値が連続する区間を他方の等化結果、すなわち、逆方向等化結果で置き換える。これにより、タップ係数の発散によるビット誤りを回避することができ、等化性能を向上させることができる。
１．５．等化結果選択部の処理
図５は、図２に示した等化結果選択部２０８の処理の様子を示す図である。図５において、上から順に、等化結果判定置換部２０６から出力された順方向等化結果及び逆方向等化結果、ＲＳＳＩ、等化器出力を示している。この図から分かるように、等化結果選択部２０８は、ＲＳＳＩ最小位置以前は順方向等化結果を、ＲＳＳＩ最小位置より後方は逆方向等化結果を等化器出力として選択する。これは、ＲＳＳＩ最小位置以降においても、タップ係数が発散する可能性が高いため、ＲＳＳＩ最小位置より後方は逆方向等化結果を選択することにより、等化性能を向上させることができる。
図５は、図２に示した等化結果選択部２０８の処理の様子を示す図である。図５において、上から順に、等化結果判定置換部２０６から出力された順方向等化結果及び逆方向等化結果、ＲＳＳＩ、等化器出力を示している。この図から分かるように、等化結果選択部２０８は、ＲＳＳＩ最小位置以前は順方向等化結果を、ＲＳＳＩ最小位置より後方は逆方向等化結果を等化器出力として選択する。これは、ＲＳＳＩ最小位置以降においても、タップ係数が発散する可能性が高いため、ＲＳＳＩ最小位置より後方は逆方向等化結果を選択することにより、等化性能を向上させることができる。
なお、図５では、順方向等化結果において検出されたＮビット以上同じ値が連続する区間を逆方向等化結果で置換した等化結果を用いているが、置換されていない（Ｎビット以上同じ値が連続する区間がない）等化結果であってもよい。
１．６．本実施の形態の効果
このように、本実施の形態によれば、現フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて順方向にトレーニングを行い、現フレームのデータ区間について順方向にトラッキングを行う一方、次フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて逆方向にトレーニングを行い、現フレームのデータ区間について逆方向にトラッキングを行い、ＲＳＳＩ最小位置以前は順方向等化結果を、ＲＳＳＩ最小位置より後方は逆方向等化結果を等化器出力として選択する。これにより、タップ係数が発散する可能性が高いＲＳＳＩ最小位置より後方のビット誤りを低減することができる。また、等化結果選択に先立ち、Ｎビット（またはＮシンボル）以上同じ値が連続する区間が検出された場合にもう一方の等化結果で置き換えることにより、明らかに誤っている等化結果を採用する危険性を低減することができる。以上の理由により、回路規模を増大させることなく、等化性能を向上させることができる。
このように、本実施の形態によれば、現フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて順方向にトレーニングを行い、現フレームのデータ区間について順方向にトラッキングを行う一方、次フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて逆方向にトレーニングを行い、現フレームのデータ区間について逆方向にトラッキングを行い、ＲＳＳＩ最小位置以前は順方向等化結果を、ＲＳＳＩ最小位置より後方は逆方向等化結果を等化器出力として選択する。これにより、タップ係数が発散する可能性が高いＲＳＳＩ最小位置より後方のビット誤りを低減することができる。また、等化結果選択に先立ち、Ｎビット（またはＮシンボル）以上同じ値が連続する区間が検出された場合にもう一方の等化結果で置き換えることにより、明らかに誤っている等化結果を採用する危険性を低減することができる。以上の理由により、回路規模を増大させることなく、等化性能を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、トレーニングに用いる系列を既知シンボルとして説明したが、既知シンボルに限らず、同期ワード、パイロットなどでもよい。
また、本実施の形態では、等化結果選択部においてＲＳＳＩに基づいて等化器出力を選択するものとして説明したが、ＲＳＳＩに限らず、受信品質を示す他の指標を用いてもよい。
本発明にかかる等化装置及び等化方法は、例えば、無線通信装置等に適用できる。
１０１ 音声コーデック部
１０２ チャネルコーデック部
１０３ 変調部
１０４ 送信ＢＢフィルタ部
１０５ ＲＦ送受信部
１０６ アンテナ
１０７ 受信ＢＢフィルタ部
１０８ 復調部
１０９ ＡＦＣ部
１１０ 等化処理部
２０１ 受信信号バッファ
２０２ 順方向等化処理部
２０３ 逆方向等化処理部
２０４ 順方向等化バッファ
２０５ 逆方向等化バッファ
２０６ 等化結果判定置換部
２０７ ＲＳＳＩ測定部
２０８ 等化結果選択部
１０２ チャネルコーデック部
１０３ 変調部
１０４ 送信ＢＢフィルタ部
１０５ ＲＦ送受信部
１０６ アンテナ
１０７ 受信ＢＢフィルタ部
１０８ 復調部
１０９ ＡＦＣ部
１１０ 等化処理部
２０１ 受信信号バッファ
２０２ 順方向等化処理部
２０３ 逆方向等化処理部
２０４ 順方向等化バッファ
２０５ 逆方向等化バッファ
２０６ 等化結果判定置換部
２０７ ＲＳＳＩ測定部
２０８ 等化結果選択部
Claims (4)
- 現フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて順方向にトレーニングを行い、前記現フレームのデータ区間について順方向にトラッキングを行って順方向等化結果を得る順方向等化手段と、
次フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて逆方向にトレーニングを行い、前記現フレームのデータ区間について逆方向にトラッキングを行って逆方向等化結果を得る逆方向等化手段と、
一方の等化結果に所定ビット数以上又は所定シンボル数以上同じ値が連続する区間を検出した場合、検出された前記区間を他方の等化結果で置き換える等化結果判定置換手段と、
を具備する等化装置。 - 前記現フレームの受信品質を測定する受信品質測定手段と、
前記受信品質が最も低い位置より前方は前記順方向等化結果を選択し、前記受信品質が最も低い位置より後方は逆方向等化結果を選択する等化結果選択手段と、
を具備する請求項１に記載の等化装置。 - 現フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて順方向にトレーニングを行い、前記現フレームのデータ区間について順方向にトラッキングを行って順方向等化結果を得る順方向等化工程と、
次フレーム先頭に配置された既知シンボルを用いて逆方向にトレーニングを行い、前記現フレームのデータ区間について逆方向にトラッキングを行って逆方向等化結果を得る逆方向等化工程と、
一方の等化結果に所定ビット数以上又は所定シンボル数以上同じ値が連続する区間を検出した場合、検出された前記区間を他方の等化結果で置き換える等化結果判定置換工程と、
を具備する等化方法。 - 前記現フレームの受信品質を測定する受信品質測定工程と、
前記受信品質が最も低い位置より前方は前記順方向等化結果を選択し、前記受信品質が最も低い位置より後方は逆方向等化結果を選択する等化結果選択工程と、
を具備する請求項３に記載の等化方法。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03205926A (ja) * | 1988-12-12 | 1991-09-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 等化器 |
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| JPH088794A (ja) * | 1994-06-23 | 1996-01-12 | Toshiba Corp | 双方向最尤系列推定方式 |
| JPH0856185A (ja) * | 1993-08-17 | 1996-02-27 | Sharp Corp | 隣接しないタイムスロットで送信されるディジタル符号化された信号の等化方法 |
-
2010
- 2010-12-02 JP JP2010268994A patent/JP4763091B1/ja not_active Expired - Fee Related
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