JP5312921B2 - 受信機、及び等化処理方法 - Google Patents
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Description
LMSアルゴリズムでは、誤差の2乗平均値が最小となるような最適タップ利得に徐々に近づくようにタップ利得を制御させるため、係数を収束させるためには、最低でも30〜50シンボル程度必要となるが、適応フィルタのタップ数に比例するだけの少ない演算量の割には比較的良好な収束特性を示すため、線形及び非線形等下器の代表的な適応アルゴリズムとして利用されている。
同図に示すように、フレームのほぼ中央に既知シンボルである同期ワードSWが配置されると共に、その前方にAGCプリアンブル(AP)または固定パターン(FP)が配置され、後方に各種情報(DATA)が配置されている。
受信信号に対して従来の等化処理を行う場合、順方向等化となるため、図14(b)同様の遅延プロファイルとなる。
ここで、判定帰還型の等化器では、最小位相条件の場合に比べ非最小位相条件の場合により多くのタップ数を必要とし、同じタップ数の条件では収束特性が劣り、等化誤差が多くなる。
以下に本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施例では、市区町村などの防災に関する無線通信システムに本発明を適用した場合を示す。
本実施例に係る無線通信システムは、例えば、災害時に行政機関から住民に災害関連情報を報知する等の用途として用いられ、親局(センター局装置)と子局(端末局装置)との間で無線通信を行う。具体例として、ARIB STD−T86で規定される市町村デジタル同報通信システムに準拠した無線通信システムであり、通信方式としてTDMA/TDDを用いる。
図1に示すように、本実施例に係る無線通信システムは、親局Aと、複数の子局B1〜Bn(n:2以上の自然数)とから構成される。
各信号フォーマットについて具体的に説明すると、制御用物理チャネルにあっては、前方から、バースト過渡応答用ランプ時間(R)のシンボル10、AGCプリアンブル(AP)11、パイロットシンボル(P)のシンボル12、AGCプリアンブル(AP)のシンボル13、同期ワード系列(SW)のシンボル14、各種情報(DATA)のシンボル15、パイロットシンボル(P)のシンボル16、各種情報(DATA)のシンボル17、ガード時間(G)のシンボル18が配置される。
図5は、図4に示す順方向バッファ41と逆方向バッファ42へのフレームの蓄積動作を説明する説明図である。図5に示すように、順方向バッファ41へは、フレーム後半データ、具体的には、シンボル14(24),15(25),16(26),17(27),18(28)の各データを順方向で、シンボル14(24)の先頭データを先頭アドレスとしてそれぞれ蓄積する。また、逆方向バッファ42へは、フレーム後半データを逆方向で、シンボル18(28)の終端データを先頭アドレスとしてそれぞれ蓄積する。
逆方向等化処理部44はDFE(判定帰還型等化器)441,442、非判定出力帰還処理部443、タップ利得係数バッファ444、バッファ445、振幅・位相補正係数算出部446、振幅・位相補正部447、係数補正部448、出力結合部449で構成される。端子Z3を介し、図4に示す逆方向バッファ42に蓄積されたデータが、DFE441,442と非判定出力帰還処理部443へ入力される。
図7に示すように、DFE43,441,442は、1/2シンボルの遅延を与えるNFF−1個の遅延回路50(1)〜50(NFF−1)と、1シンボルの遅延を与えるNFB個の遅延回路51(1)〜51(NFB)と、NFF+NFB個の複素乗算器52(0)〜52(NFF−1),53(1)〜53(NFB)と、複素加算器541,542と、複素減算器55と、誤差電力算出部56と、シンボル判定部57と、スイッチ58と、同期ワードシンボル格納メモリ59と、タップ利得係数更新部60とから構成される。尚、「NFF」はフィードフォワードタップのタップ数であり、「NFB」はフィードバックタップのタップ数である。
非判定出力帰還処理部443は、1/2シンボルの遅延を与えるNFF−1個の遅延回路70(1)〜70(NFF−1)と、1シンボルの遅延を与えるNFB個の遅延回路71(1)〜71(NFB)と、NFF+NFB個の複素乗算器72(0)〜72(NFF−1),73(1)〜73(NFB)と、複素加算器741,742とから構成され、等化器出力である複素加算器741の出力yをそのままフィードバックタップu(−1)〜u(―NFB)へ帰還すると共に、等化器出力yを端子77から図6に示すバッファ445に出力する。
DFE43では、フレーム後半データについて順方向等化を行い、逆方向等化処理部44では、フレーム後半データについて逆方向等化を行う。
DFE43においてフレーム後半データに対して順方向等化を行う場合、先ず、フレーム後半データの先頭データである同期ワード(SW)のシンボル14(24)の信号を例えば係数更新アルゴリズムに応じた任意の回数(例えば16回)だけ繰り返し、トレーニングを行った後、シンボル15(25)〜17(27)までの入力信号に対し、トラッキングを行う。
通常、無線通信を行う際に送信側と受信側の局発振器に周波数偏差が生じると、同期ワード(SW)のシンボル14(24)の信号の終端とバースト過渡応答用ランプ時間(R)のシンボル10(20)の信号の先端とでは、周波数偏差に応じた位相の違いが生じ得る。そのため、シンボル14(24)の信号の終端でのタップ利得係数をそのままシンボル10(20)の信号の先端からの等化処理に用いることができない。そこで、シンボル18(28),17(27),16(26)までの入力信号に対し、図6に示す非判定出力帰還処理部443により非判定出力帰還処理を行い、その出力をバッファ445に格納する。シンボル14(24)の信号の終端でのタップ利得係数を初期値として、非判定出力帰還処理部443により、等化器出力を判定せずにフィードバックタップへ帰還して出力を演算すると、シンボル16(26)の信号の先頭におけるパイロットの出力は、周波数偏差の分だけ位相が回転した出力となるため、これから回転した位相を求め、タップ利得係数の位相を補正して用いる。
振幅・位相補正係数算出部446は、パイロットシンボル送信時のシンボルをpとし、pをpの大きさの2乗で除算したp’=p/|p|2の複素共役(p’)*を、バッファ445に格納された出力値のパイロットP部分の出力ypに乗算し、その乗算結果kを(式1)により演算する。
ただし、p’=p/|p|2
係数補正部448は、フィードフォワードタップのタップ利得係数h(0)、h(1),・・・,h(NFF−1)に上記gを乗算し、フィードバックタップのタップ利得係数h(−NFB),h(−NFB+1),・・・,h(−1)はそのままで、DFE442にタップ利得係数の初期値として入力する。
次いで、本発明の第2の実施形態について図面を参照して説明する。尚、上記した第1実施例と同様な構成については同一符号を付して説明を省略する。
図12に示すように、等化器362は、第1の実施形態の図4に記載した等化器36の構成に加え、フレーム前半データを蓄積する順方向バッファ91と、フレーム前半データを蓄積する逆方向バッファ92と、フレーム前半データの等化処理結果を蓄積する順方向出力バッファ93と、フレーム前半データの等化処理結果を蓄積する逆方向出力バッファ94とを備える。また、等化器362は、図4に示した等化器36の蓄積処理部40、DFE43、逆方向等化処理部44、及び出力選択部48に代え、蓄積処理部402、DFE432、逆方向等化処理部442、及び出力選択・結合部95を備える。
図13に示すように、順方向バッファ91へは、シンボル80〜84の各データ(フレーム前半データ)を順方向でシンボル80のデータを先頭アドレスとして蓄積し、順方向バッファ41へは、シンボル84〜88の各データ(フレーム後半データ)を順方向でシンボル84のデータを先頭アドレスとしてそれぞれ蓄積する。
即ち、最初のフレームでない場合に限り、順方向バッファ41と逆方向バッファ42にフレーム前半データが入力され、DFE432及び逆方向等化処理部442によりフレーム前半データに対する順方向と逆方向の等化処理が行われると共に、出力選択・結合部95によるフレーム前半データの順方向等化の等化誤差と逆方向等化の等化誤差の比較及び選択が行われる。換言すれば、最初のフレームである場合には、上記の各処理が停止され、第1の実施形態と同様な処理が行われる。尚、図13では、通信用チャネルの場合を示しているが、制御用物理チャネルや同期バーストが最初のフレームでない場合にも、同様の処理が行われる。
31・・・RF部、
32・・・A/D変換器、
33・・・直交復調部、
34・・・受信フィルタ部、
35,352・・・復調処理部
36,362・・・等化器、
40,402・・・蓄積処理部、
41,91・・・順方向バッファ、
42,92・・・逆方向バッファ、
43,432・・・DFE(判定帰還型等化器)、
44,444・・・逆方向等化処理部、
46,93・・・順方向出力バッファ、
47,94・・・逆方向出力バッファ、
48・・・出力選択部、
90・・・受信判定部、
95・・・出力選択・結合部、
Claims (4)
- 既知シンボルを含むフレームからなる受信信号を等化処理する受信機において、
前記フレームに含まれる前記既知シンボル及びそれよりも後方の信号に対して順方向で等化処理を行う後方順方向等化処理手段と、
前記フレームに含まれる前記既知シンボル及びそれよりも後方の信号に対して逆方向で等化処理を行う後方逆方向等化処理手段と、
前記フレームに含まれる前記既知シンボル及びそれよりも前方の信号に対して順方向で等化処理を行う前方順方向等化処理手段と、
前記フレームに含まれる前記既知シンボル及びそれよりも前方の信号に対して逆方向で等化処理を行う前方逆方向等化処理手段と、
前記後方順方向等化処理手段による等化処理結果の等化誤差と前記後方逆方向等化処理手段による等化処理結果の等化誤差とを比較する第1の比較手段と、
前記前方順方向等化処理手段による等化処理結果の等化誤差と前記前方逆方向等化処理手段による等化処理結果の等化誤差とを比較する第2の比較手段と、
前記第1の比較手段による比較の結果、等化誤差の少なかった等化処理結果を選択して出力する第1の選択手段と、
前記第2の比較手段による比較の結果、等化誤差の少なかった等化処理結果を選択して出力する第2の選択手段と、
受信したフレームが待ち受け状態で受信した最初のフレームであるか否か判断する判断手段と、を備え、
前記判断手段により、受信したフレームが最初のフレームであると判断されるときは、前記前方順方向等化処理手段、前記前方逆方向等化処理手段、前記第2の比較手段、及び前記第2の選択手段は、それぞれ当該フレームに対する処理を停止することを特徴とする受信機。 - 請求項1に記載の受信機において、
前記最初のフレームに含まれる前記既知シンボルよりも前方に配置された信号を用い、
AGC及びAFCの引き込みを行うことを特徴とする受信機。 - 既知シンボルを含むフレームからなる受信信号を等化処理する受信機であって、前記フレームに含まれる前記既知シンボル及びそれよりも後方の信号に対して順方向で等化処理を行う後方順方向等化処理手段と、前記フレームに含まれる前記既知シンボル及びそれよりも後方の信号に対して逆方向で等化処理を行う後方逆方向等化処理手段と、前記フレームに含まれる前記既知シンボル及びそれよりも前方の信号に対して順方向で等化処理を行う前方順方向等化処理手段と、前記フレームに含まれる前記既知シンボル及びそれよりも前方の信号に対して逆方向で等化処理を行う前方逆方向等化処理手段と、前記後方順方向等化処理手段による等化処理結果の等化誤差と前記後方逆方向等化処理手段による等化処理結果の等化誤差とを比較する第1の比較手段と、前記前方順方向等化処理手段による等化処理結果の等化誤差と前記前方逆方向等化処理手段による等化処理結果の等化誤差とを比較する第2の比較手段と、前記第1の比較手段による比較の結果、等化誤差の少なかった等化処理結果を選択して出力する第1の選択手段と、前記第2の比較手段による比較の結果、等化誤差の少なかった等化処理結果を選択して出力する第2の選択手段と、を備えた前記受信機における等化処理方法であって、
受信したフレームが待ち受け状態で受信した最初のフレームであるか否か判断し、受信したフレームが最初のフレームであると判断されるときは、前記前方順方向等化処理手段、前記前方逆方向等化処理手段、前記第2の比較手段、及び前記第2の選択手段は、それぞれ当該フレームに対する処理を停止することを特徴とする等化処理方法。 - 請求項3に記載の等化処理方法において、
前記最初のフレームに含まれる前記既知シンボルよりも前方に配置された信号を用い、AGC及びAFCの引き込みを行うことを特徴とする等化処理方法。
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