JP5595599B2 - 等化装置、受信装置及び等化方法 - Google Patents

Description

本発明は、等化装置、受信装置及び等化方法に関する。

受信信号を復調する際、伝送路歪みやフェージングを補償するため、受信信号の位相や振幅を補正（以下、「等化」という）する必要がある。特に、伝送路歪みが大きい場合及び伝送路特性の時間変動が大きい場合には、等化精度を向上する技術及び伝送路の急激な変動への追従を保証する技術が要求される。

一般に、等化には、時間軸等化と周波数軸等化とがある。時間軸等化は、受信信号を適応フィルタに入力し、フィルタ係数を適応アルゴリズムによって最適化しながら受信信号の歪みを補償する等化方法である。周波数軸等化は、受信信号をもとに時間軸にてＣＩＲ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：チャンネルインパルス応答）を検出し、その検出結果をフーリエ変換して周波数軸で波形等化を行う等化方法である。例えば、北米等で採用されているＶＳＢ変調を用いた放送規格のＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）では、規定されたデータフレームにＰＮ符号の既知信号であるフィールド同期信号が挿入されているため、これを参照信号としてＣＩＲ検出を行って周波数軸等化を行う方法が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

米国特許第７１３６１１１号明細書 米国特許第７１８０５５２号明細書

周波数軸での等化は、フーリエ変換された受信信号及びＣＩＲを用いて行われる。この時、ＶＳＢ変調等のように、シングルキャリアで伝送された信号の周波数軸等化は、マルチキャリア伝送であるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）と違い、周波数軸への変換を任意の間隔で行うことができる。ＯＦＤＭでは多数のキャリアからなる１シンボルをフーリエ変換し各周波数の情報を用いて信号を復調するため、フーリエ変換及び周波数軸等化を行う間隔は一定である必要がある。しかし、シングルキャリア伝送であるＶＳＢ変調では、変調された信号は波形等化後、逆フーリエ変換されて時間軸の信号に戻されてから復調されるため、周波数軸へのフーリエ変換、周波数軸等化及び時間軸への逆フーリエ変換に用いる信号の長さ（以下、等化幅という）を任意のシンボル数で行うことができる。

ここで、波形等化区間に対応するフーリエ変換の間隔は、波形等化に用いるＣＩＲの時間幅及び時間変動への追従速度に影響を与える。フーリエ変換間隔を短くとった場合、ＣＩＲの時間幅は短くなるが、ＣＩＲの時間変動への追従速度は速くなる。これにより、遅延波の検出範囲が短くなり、等化精度は悪化するが、伝送路の時間変動に強い波形等化を行うことができる。一方、フーリエ変換の間隔を長く取った場合、ＣＩＲの時間変動への追従速度が遅くなるが、ＣＩＲの時間幅は、長くなる。これにより、波形等化は伝送路の時間変動に弱くなるが、遅延波の検出範囲が広くなり、等化精度は、良くなる。等化を行う間隔を決める際は、このようなトレードオフを考慮する必要がある。

また、ＡＴＳＣ等のシングルキャリア伝送方式は、ＯＦＤＭで用いられるＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）のようなＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）を持たないのが一般的である。そのため、周波数軸での等化は、時間軸での巡回畳み込みとなって、受信信号のフーリエ変換区間の後方の成分がフーリエ変換の前方の成分の等化結果に影響を及ぼし、精度を悪化させる。そのため、フーリエ変換区間を短くとり等化を行った場合、相対的に誤り率の悪化を引き起こす。このため、伝送路の時間変動への追従と巡回畳み込みの影響による等化精度悪化においても、等化を行う間隔を決める際と同様に、トレードオフを考慮する必要がある。

なお、多値ＶＳＢ変調を用いるＡＴＳＣでは、約２．４ｍｓ間隔でフィールド同期信号と呼ばれる既知信号があり、この信号を用いてＣＩＲを検出することができる。しかし、２．４ｍｓの間に伝送路が変動する場合、十分に伝送路の時間変動量が検出されないという問題もある。

そこで、本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、伝送路の時間変動に対応した波形等化を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明の一態様に係る等化装置は、受信信号から、チャンネルインパルス応答を生成するＣＩＲ生成部と、前記受信信号のうち異なる区間の信号に基づいて、前記ＣＩＲ生成部で生成された複数の前記チャンネルインパルス応答を用いて、前記チャンネルインパルス応答の変動量を検出するＣＩＲ変動検出部と、前記チャンネルインパルス応答の変動量が大きいほど、前記受信信号を等化する際の信号長に対応する等化幅を短く決定する等化幅制御部と、前記等化幅制御部で決定された等化幅で、前記ＣＩＲ生成部で生成されたチャンネルインパルス応答を用いて、前記受信信号を等化して復調信号を生成する波形等化部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、伝送路の時間変動に対応した波形等化を行うことができる。

実施の形態１及び２に係る受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１及び２における等化装置の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１における伝送路推定部の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１において、伝送路特性の変動量が小さい場合における、等化幅と、ＣＩＲとの関係を示す概略図である。 実施の形態１において、伝送路特性の変動量が大きい場合における、等化幅と、ＣＩＲとの関係の一例を示す概略図である。 実施の形態１において、伝送路特性の変動量が大きい場合における、等化幅と、ＣＩＲとの関係の他の例を示す概略図である。 実施の形態１における波形等化部の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態２における伝送路推定部の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態２における波形等化部の構成を概略的に示すブロック図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る受信装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。受信装置１００は、信号処理装置１０１と、等化装置１１０と、誤り訂正装置１０４と、記憶装置１０５とを備える。なお、図１における括弧内の符号は、実施の形態２の構成である。

信号処理装置１０１は、アンテナ１０６で受信された放送波の信号（本実施の形態では、ＶＳＢ信号）を所定の周波数帯に変換することにより、受信信号を生成する。信号処理装置１０１は、チューナ１０２と、同期処理装置１０３とを備える。
チューナ１０２は、アンテナ１０６で受信されたＶＳＢ信号ＶＳの周波数を変換して、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号ＩＳを生成し、このＩＦ信号ＩＳを同期処理装置１０３に与える。
同期処理装置１０３は、ＩＦ信号ＩＳを同期検波することで、ベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号を受信信号ＢＳとして等化装置１１０に与える。

等化装置１１０は、受信信号ＢＳに等化処理を行うことで、復調信号ＤＳを生成し、この復調信号ＤＳを誤り訂正装置１０４に与える。
誤り訂正装置１０４は、復調信号ＤＳに誤り訂正処理を行うことで、出力信号ＯＳを生成し、この出力信号ＯＳを出力する。
記憶装置１０５は、受信装置１００での処理に必要な情報を記憶する。例えば、本実施の形態においては、記憶装置１０５は、等化装置１１０が等化処理を行う際に使用する既知信号ＫＳを記憶する。

図２は、実施の形態１における等化装置１１０の構成を概略的に示すブロック図である。等化装置１１０は、受信信号蓄積部１１１と、調整部１１２と、信号選択部１１３と、伝送路推定部１１４と、波形等化部１１５とを備える。なお、括弧内の符号は、実施の形態２における構成である。

受信信号蓄積部１１１は、シングルキャリア方式で伝送され、所定の周波数帯域に変換された受信信号ＢＳを入力として、図示しないメモリに蓄積する。
そして、受信信号蓄積部１１１は、伝送路推定部１１４に、伝送路推定を行うタイミングで、伝送路推定に使用する区間の受信信号ＢＳを与える。ここで、伝送路推定に使用する区間の受信信号ＢＳは、信号選択部１１３で選択された復調信号ＤＳ又は既知信号ＫＳと時間的に同期した信号である。
また、受信信号蓄積部１１１は、波形等化部１１５に、波形等化を行うタイミングで、波形等化を行う区間の受信信号ＢＳを与える。ここで、波形等化を行う区間の受信信号ＢＳは、波形等化部１１５においてフーリエ変換を行う際のフーリエ変換区間に対応する信号である。

調整部１１２は、波形等化部１１５から与えられた復調信号ＤＳを、既知信号ＫＳに準ずる信号として受信信号ＢＳと比較できるように調整し、信号選択部１１３に与える。
例えば、受信信号ＢＳが８値の時、一般に波形等化部１１５から与えられた復調信号ＤＳは８値よりも細かい値になっている。この時、調整部１１２は、硬判定又は軟判定により、波形等化部１１５から与えられた復調信号ＤＳを８値に変換する。なお、調整部１１２は、ＡＴＳＣでは受信信号ＢＳがトレリス符号化されているため、ビタビ復号器を用いて、８値に変換してもよい。この場合、復調に応じた閾値を用いて硬判定する場合よりも、信頼性の高い判定結果が得られる。
さらに、調整部１１２は、波形等化部１１５から与えられた復調信号ＤＳに、誤り訂正を行ってもよい。この場合には、より誤りの少ない復調信号ＤＳを用いて、ＣＩＲを検出することができる。
以上のようにして、調整部１１２で調整された復調信号ＤＳは、受信信号ＢＳのうち、既知信号ＫＳ以外の区間の信号でＣＩＲを検出する際に、既知信号ＫＳに準ずる信号として用いられる。これにより、伝送路推定部１１４は、受信信号ＢＳの既知信号ＫＳ以外の区間でもＣＩＲの検出及びＣＩＲの変動量の検出が可能となる。

信号選択部１１３は、伝送路推定部１１４で行われる伝送路推定に用いられる信号として、調整部１１２から与えられる復調信号ＤＳ、及び、記憶装置１０５から与えられる既知信号ＫＳの何れかを選択し、選択された信号を伝送路推定部１１４に与える。ここで、信号選択部１１３は、受信信号ＢＳにおいて、既知信号ＫＳに対応する信号が含まれている区間では、既知信号ＫＳを用いてＣＩＲを検出するために既知信号ＫＳを選択し、受信信号ＢＳにおいて、既知信号ＫＳ以外の信号が含まれている区間では、復調信号ＤＳを用いてＣＩＲを検出するために復調信号ＤＳを選択する。

伝送路推定部１１４は、信号選択部１１３から与えられる既知信号ＫＳ又は復調信号ＤＳ、及び、受信信号蓄積部１１１から与えられる受信信号ＢＳを用いて、ＣＩＲを検出するとともに、等化を行う等化幅を決定する。そして、伝送路推定部１１４は、検出されたＣＩＲと、決定された等化幅を示す制御信号ＣＳとを波形等化部１１５に与える。

図３は、伝送路推定部１１４の構成を概略的に示すブロック図である。伝送路推定部１１４は、ＣＩＲ検出部１１４ａと、ＣＩＲ変動検出部１１４ｂと、等化幅制御部１１４ｃと、ＣＩＲ出力部１１４ｄとを備える。ここで、ＣＩＲ検出部１１４ａと、ＣＩＲ出力部１１４ｄとにより、ＣＩＲ生成部１１４ｅが形成される。

ＣＩＲ検出部１１４ａは、信号選択部１１３から与えられる既知信号ＫＳ又は復調信号ＤＳ、及び、受信信号蓄積部１１１から与えられる受信信号ＢＳからＣＩＲを検出して、検出されたＣＩＲをＣＩＲ変動検出部１１４ｂ及びＣＩＲ出力部１１４ｄに与える。ここで、ＣＩＲの検出には、例えば、適応フィルタを伝送路と見立て、既知信号ＫＳ又は復調信号ＤＳを適応フィルタに入力し、その出力が受信信号と一致するようにフィルタ係数を更新し、収束後のフィルタ係数をＣＩＲとする方法が用いられる。既知信号ＫＳが適応フィルタに入力された際には、既知信号ＫＳが含まれている区間の受信信号ＢＳと一致するように、適応フィルタのフィルタ係数が更新される。また、復調信号ＤＳが適応フィルタに入力された際には、入力された復調信号ＤＳの生成元である区間の受信信号ＢＳと一致するように、適応フィルタのフィルタ係数が更新される。以下、既知信号ＫＳに基づいて検出されたＣＩＲは、第１のＣＩＲ（ＦＣＩＲ）ともいい、復調信号ＤＳに基づいて検出されたＣＩＲは、第２のＣＩＲ（ＳＣＩＲ）ともいう。
なお、ＣＩＲ検出部１１４ａは、周波数軸で伝送路を検出してもよい。この点、本発明においては、ＣＩＲを検出するアルゴリズムは任意であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

ＣＩＲ変動検出部１１４ｂは、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられるＣＩＲ（ＦＣＩＲ、ＳＣＩＲ）に基づいて、伝送路特性の変動量ＤＶを算出する。ＣＩＲ変動検出部１１４ｂは、例えば、時間軸において隣接するＣＩＲを比較した結果により、伝送路特性の変動量ＤＶを算出してもよい。この際、ＣＩＲ変動検出部１１４ｂは、直前のＣＩＲ等、算出に使用されるＣＩＲを、図示してはいない記録部に記録しておく。また、ＣＩＲ変動検出部１１４ｂは、複数の第１のＣＩＲから直線内挿を行うことで得られたＣＩＲと、これらの第１のＣＩＲの間で検出された第２のＣＩＲとを比較してもよい。
伝送路特性の変動量ＤＶは、ＣＩＲ間の変動量を示すものであればよい。例えば、伝送路特性の変動量ＤＶは、ＣＩＲ間で、対応する各タップの値の差分の絶対値の総和により得られてもよく、また、対応する各タップの値の差分の２乗値の総和により得られてもよい。これにより、比較的小さい回路規模でＣＩＲ間の変動量を得ることができる。
また、ＣＩＲ変動検出部１１４ｂは、ＣＩＲ間で、対応する各タップの値を乗算し総和を求めることで、相関をとってもよい。相関をとることによって、ノイズに影響されにくい伝送路特性の変動量ＤＶを検出することができる。この場合、差分の総和とは違い、乗算の総和値が大きいほど、相関が高く、ＣＩＲ間の変動量は少ない。
さらに、総和をとる区間は、等化幅に合わせて調節してもよい。また、３つ以上のＣＩＲを用いて行ったＣＩＲ間の変動量の検出結果を足し合わせることで、伝送路特性の変動量ＤＶとしてもよい。これにより、複数の変動量を足し合わせることでノイズの影響を抑えることができる。
ＣＩＲ変動検出部１１４ｂは、算出された伝送路特性の変動量ＤＶを等化幅制御部１１４ｃに与える。

等化幅制御部１１４ｃは、ＣＩＲ変動検出部１１４ｂから与えられた伝送路特性の変動量ＤＶに応じて等化幅を決定する。そして、等化幅制御部１１４ｃは、決定された等化幅を示す制御信号ＣＳを、ＣＩＲ出力部１１４ｄ及び波形等化部１１５に与える。例えば、等化幅制御部１１４ｃは、伝送路特性の変動量ＤＶと、予め定められたしきい値とを比較することにより、伝送路特性の変動量ＤＶが属する範囲に対応する等化幅を決定する。この際、等化幅としてｎ（ｎは２以上の自然数）種類の間隔を用いる場合、ｎ−１個のしきい値が必要となる。なお、決定される等化幅は、伝送路特性の変動量ＤＶが大きいほど、短い時間になるものとする。例えば、受信信号ＢＳにおいて、１フィールドには、３１３セグメントが含まれており、１セグメントが８３２シンボルからなっている場合、等化幅制御部１１４ｃは、１セグメントの数分の１から数倍のブロックを一単位として、等化幅を決定することができる。

ここで、等化幅制御部１１４ｃによる等化幅の制御を、図４〜６を用いて説明する。図４〜６では、いずれも横軸が時間、縦軸がＣＩＲに対応する。

図４は、伝送路特性の変動量ＤＶが小さい場合における、等化幅と、ＣＩＲとの関係を示す概略図である。ここで、図４（図５及び図６も同様）における縦軸は、ＣＩＲの各タップの値の絶対値の総和であるものとする。また、図４に示されているフーリエ変換区間の幅（時間）が、等化幅である。
図４に示されているように、伝送路特性の変動量ＤＶが小さい場合には、フーリエ変換区間の幅（等化幅）を広めにとることで、等化装置１１０は、長遅延波も含めたＣＩＲを用いて等化を行うことができる。

図５は、伝送路特性の変動量ＤＶが大きい場合における、等化幅と、ＣＩＲとの関係を示す概略図である。ここで、図５は、伝送路特性の変動量ＤＶは大きいが、図４と同じ等化幅でフーリエ変換区間が設定されている場合を示している。
図５に示されている場合では、フーリエ変換を行う間（フーリエ変換区間）において、ＣＩＲが大きく変動するため、等化精度が悪くなることが懸念される。

図６は、伝送路特性の変動量ＤＶが大きい場合における、等化幅と、ＣＩＲとの関係を示す概略図である。ここで、図６は、伝送路特性の変動量ＤＶが大きく、図４及び図５と比べて短い等化幅でフーリエ変換区間が設定されている場合を示している。
図６に示されている場合では、フーリエ変換を行う間（フーリエ変換区間）に変動するＣＩＲの量が小さいため、長遅延波の成分が十分に小さい場合、図５に比べ等化精度がよくなると思われる。

図３の説明に戻り、ＣＩＲ出力部１１４ｄは、等化幅制御部１１４ｃから与えられる制御信号ＣＳに応じて、ＣＩＲを出力するタイミングを制御する。ここで、ＣＩＲ出力部１１４ｄは、等化幅制御部１１４ｃから与えられる等化幅に対応するフーリエ変換区間毎に、各々のフーリエ変換区間に対応するＣＩＲを波形等化部１１５に与える。ＣＩＲ出力部１１４ｄは、フーリエ変換区間にＣＩＲ検出部１１４ａから与えられたＣＩＲ（ＦＣＩＲ、ＳＣＩＲ）を対応付けた際に、ＣＩＲが不足する場合には、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられたＣＩＲに基づいて、この不足しているＣＩＲを算出する。このようにして算出されるＣＩＲは、以下、第３のＣＩＲ（ＴＣＩＲ）ともいう。一例として、ＣＩＲ出力部１１４ｄは、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられた複数のＣＩＲ（ＦＣＩＲ、ＳＣＩＲ）に基づいて、内挿又は外挿を行うことで、第３のＣＩＲを算出する。図６に示されている例では、ＣＩＲ出力部１１４ｄは、等化幅制御部１１４ｃから与えられる等化幅に基づくフーリエ変換区間Ｔ１に、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられたＣＩＲ（図６では、ＦＣＩＲ）を対応させる。そして、ＣＩＲ出力部１１４ｄは、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられたＣＩＲ（図６では、ＦＣＩＲ及びＳＣＩＲ）に基づいて、内挿を行うことにより第３のＣＩＲであるＴＣＩＲ１〜ＴＣＩＲ３を算出して、フーリエ変換区間Ｔ２〜Ｔ４にそれぞれを対応させる。
なお、ＣＩＲ出力部１１４ｄは、例えば、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられたＣＩＲのうち、時間軸において隣接する２つのＣＩＲを直線で内挿又は外挿することによって、第３のＣＩＲを求めてもよい。
また、既知信号ＫＳにより検出された第１のＣＩＲと、復調信号ＤＳにより検出された第２のＣＩＲとでは、精度に差があるため、ＣＩＲ出力部１１４ｄは、これらに重みを付けた内挿又は外挿を行ってもよい。この場合には、第１のＣＩＲの方が、精度が高いと考えられるため、第１のＣＩＲの重みが大きくなるようにすればよい。
なお、ＣＩＲ出力部１１４ｄは、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられたＣＩＲのうち、３つ以上のＣＩＲを用いて２次以上の関数で内挿又は外挿することによって、ＣＩＲ未検出区間のＣＩＲを求めてもよい。
そして、ＣＩＲ出力部１１４ｄは、制御信号ＣＳで示される等化幅に応じたタイミングにおいて、対応するＣＩＲを、波形等化部１１５に与える。ここで、本実施の形態においては、波形等化部１１５に与えられるＣＩＲは、第１のＣＩＲ、第２のＣＩＲ及び第３のＣＩＲの何れかである。

図２の説明に戻り、波形等化部１１５は、伝送路推定部１１４から与えられたＣＩＲ及び制御信号ＣＳ、並びに、受信信号蓄積部１１１からの、タイミングの調節された受信信号ＢＳを用いて、周波数軸にて波形等化を行う。そして、波形等化部１１５は、波形等化後の復調信号ＤＳを出力する。

図７は、波形等化部１１５の構成を概略的に示すブロック図である。波形等化部１１５は、第１のフーリエ変換部１１５ａと、第２のフーリエ変換部１１５ｂと、等化部１１５ｃと、逆フーリエ変換部１１５ｄとを備える。

第１のフーリエ変換部１１５ａは、伝送路推定部１１４から与えられた制御信号ＣＳで示される等化幅に基づくフーリエ変換区間に対応させて、伝送路推定部１１４から与えられたＣＩＲをフーリエ変換することにより、伝送路推定信号ＦＦＳを生成する。ここで、伝送路推定部１１４から与えられた等化幅よりも、伝送路推定部１１４から与えられたＣＩＲの幅が大きい場合には、第１のフーリエ変換部１１５ａは、ＣＩＲに含まれているフィルタ係数のうち、遅延量の大きいタップ位置の値を切り捨てて、フーリエ変換を行う。そして、第１のフーリエ変換部１１５ａは、この伝送路推定信号ＦＦＳを等化部１１５ｃに与える。
第２のフーリエ変換部１１５ｂは、伝送路推定部１１４から与えられた制御信号ＣＳで示される等化幅に基づくフーリエ変換区間に対応させて、受信信号蓄積部１１１から与えられた受信信号ＢＳをフーリエ変換して、周波数領域信号ＳＦＳを生成する。そして、第２のフーリエ変換部１１５ｂは、この周波数領域信号ＳＦＳを等化部１１５ｃに与える。

等化部１１５ｃは、伝送路推定部１１４から与えられた制御信号ＣＳで示される等化幅に基づくフーリエ変換区間毎に、第１のフーリエ変換部１１５ａから与えられる伝送路推定信号ＦＦＳをもとに、第２のフーリエ変換部１１５ｂから与えられる周波数領域信号ＳＦＳに対して周波数軸等化を施すことで、等化信号ＭＦＳを生成する。そして、等化部１１５ｃは、この等化信号ＭＦＳを逆フーリエ変換部１１５ｄに与える。

逆フーリエ変換部１１５ｄは、等化部１１５ｃから与えられた等化信号ＭＦＳを、伝送路推定部１１４の出力である制御信号ＣＳで示される等化幅に基づくフーリエ変換区間毎に、逆フーリエ変換を行うことで、等化信号ＭＦＳを時間軸に戻した復調信号ＤＳを生成する。そして、逆フーリエ変換部１１５ｄは、生成された復調信号ＤＳを出力する。

以上のように、実施の形態１によれば、既知信号ＫＳではない区間の復調信号ＤＳを用いてＣＩＲ（ＳＣＩＲ）を検出し、伝送路特性の変動量ＤＶに応じて等化幅を制御することで、伝送路の時間的な変動にあわせた波形等化を行うことができる。また、実施の形態１によれば、ＣＩＲの検出結果を用いて伝送路特性の変動量ＤＶを検出することで、正確に変動量を検出することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、等化幅を伝送路特性の変動量ＤＶのみから決定したが、ここでは、長遅延成分の検出結果も用いて等化幅を検出する実施の形態を示す。また、実施の形態１では、等化幅に基づいて、フーリエ変換、等化及び逆フーリエ変換を制御したが、ここでは、等化幅に基づいて、受信信号ＢＳへの窓関数乗算及びフーリエ変換結果のオーバラップも制御する実施の形態を示す。

図１に示すように、実施の形態２に係る受信装置２００は、信号処理装置１０１と、等化装置２１０と、誤り訂正装置１０４と、記憶装置１０５とを備える。実施の形態２に係る受信装置２００は、等化装置２１０において、実施の形態１に係る受信装置１００と異なっている。

図２に示すように、実施の形態２における等化装置２１０は、受信信号蓄積部１１１と、調整部１１２と、信号選択部１１３と、伝送路推定部２１４と、波形等化部２１５とを備える。実施の形態２における等化装置２１０は、伝送路推定部２１４及び波形等化部２１５において、実施の形態１における等化装置１１０と異なっている。

伝送路推定部２１４は、信号選択部１１３から与えられる既知信号ＫＳ又は復調信号ＤＳ、及び、受信信号蓄積部１１１から与えられる受信信号ＢＳを用いて、ＣＩＲを検出するとともに、等化を行う等化幅を決定する。そして、伝送路推定部２１４は、検出されたＣＩＲと、決定された等化幅を示す制御信号ＣＳとを波形等化部２１５に与える。

図８は、伝送路推定部２１４の構成を概略的に示すブロック図である。伝送路推定部２１４は、ＣＩＲ検出部１１４ａと、ＣＩＲ変動検出部１１４ｂと、等化幅制御部２１４ｃと、ＣＩＲ出力部２１４ｄと、長遅延検出部２１４ｆとを備える。ここで、ＣＩＲ検出部１１４ａと、ＣＩＲ出力部２１４ｄとにより、ＣＩＲ生成部２１４ｅが形成される。実施の形態２における伝送路推定部２１４は、等化幅制御部２１４ｃ及びＣＩＲ出力部２１４ｄでの処理の点、並びに、長遅延検出部２１４ｆがさらに備えられている点において、実施の形態１における伝送路推定部１１４と異なっている。

長遅延検出部２１４ｆは、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられたＣＩＲの長遅延成分の大きさと位置とを検出する。ＣＩＲの長遅延成分の大きさ及び位置は、予め定められたタップ位置よりも外側（遅延量の大きい）のタップ位置におけるフィルタ係数の大きさ及びタップ位置である。ここで、長遅延を判定するためのしきい値である予め定められたタップ位置は、予め定められた等化幅の最小値に対応したタップの中で最も遅延量の大きいタップ位置であることが望ましい。長遅延検出部２１４ｆは、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられたＣＩＲに含まれ、予め定められたしきい値を超えた値を有するフィルタ係数のうち、予め定められたタップ位置よりも遅延量の大きいタップ位置のフィルタ係数を特定し、特定されたフィルタ係数の大きさ及びタップ位置（タップ番号）を、長遅延成分の大きさ及び位置として検出する。
そして、長遅延検出部２１４ｆは、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられたＣＩＲの長遅延成分の大きさ及び位置を、検出結果ＲＶとして等化幅制御部２１４ｃに与える。

等化幅制御部２１４ｃは、ＣＩＲ変動検出部１１４ｂから与えられた伝送路特性の変動量ＤＶ、及び、長遅延検出部２１４ｆから与えられる検出結果ＲＶに応じて等化幅を決定する。ここでは、伝送路特性の変動量ＤＶが大きいほど等化幅を短くし、また、検出結果ＲＶで示される長遅延成分の大きさが大きいほど等化幅を長くし、さらに、検出結果ＲＶで示される長遅延成分の位置に対応する遅延量が大きいほど等化幅を長くする必要がある。
例えば、等化幅制御部２１４ｃは、長遅延成分の大きさの値として、長遅延成分の大きさとして与えられたフィルタ係数の値の総和を算出する。また、等化幅制御部２１４ｃは、長遅延成分の位置の値として、長遅延成分の位置として与えられたタップ番号の総和を算出する。なお、長遅延成分の大きさの値は、長遅延成分の大きさとして与えられたフィルタ係数の絶対値の最大値であってもよく、また、長遅延成分の位置の値は、長遅延成分の位置として与えられたタップ番号の最大値であってもよい。
そして、等化幅制御部２１４ｃは、伝送路特性の変動量ＤＶの範囲、算出された長遅延成分の大きさの値の範囲、及び、算出された長遅延成分の位置の値の範囲の組み合わせ毎に、予め定められた複数の等化幅の中から、対応する等化幅を決定してもよい。
また、等化幅制御部２１４ｃは、下記の（１）式で算出される値の範囲毎に、予め定められた複数の等化幅の中から、対応する等化幅を決定してもよい。

そして、等化幅制御部２１４ｃは、決定された等化幅を示す制御信号ＣＳを、ＣＩＲ出力部２１４ｄ及び波形等化部２１５に与える。
なお、実施の形態２においては、波形等化部２１５において、オーバラップが行われているため、ＣＩＲは、オーバラップを行わない場合に比べ、同じ等化幅であってもより多くの値が用いられることになる。そのため、例えば、実施の形態２において等化幅制御部２１４ｃで決定される等化幅は、ＣＩＲの変動量が大きくても、実施の形態１において決定される等化幅よりも長いものとなっていることが望ましい。

ＣＩＲ出力部２１４ｄは、等化幅制御部２１４ｃから与えられる制御信号ＣＳに応じて、ＣＩＲを出力するタイミングを制御する。実施の形態２におけるＣＩＲ出力部２１４ｄは、実施の形態１におけるＣＩＲ出力部１１４ｄと同様の処理を行うほか、波形等化部２１５で行うオーバラップに対応して、ＣＩＲを出力するタイミングを制御する。例えば、波形等化部２１５が５０パーセントの割合でオーバラップを行う場合（ハーフオーバラップ）、ＣＩＲ出力部２１４ｄは、実施の形態１と比べて、２分の１のタイミングで、対応するＣＩＲを出力する必要がある。なお、ＣＩＲ出力部２１４ｄは、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられたＣＩＲに基づいて、内挿又は外挿によりオーバラップ用のＣＩＲを生成してもよい。また、ＣＩＲ出力部２１４ｄは、実施の形態１と同様にして生成されたＣＩＲと同じＣＩＲを、タイミングをずらして、オーバラップ用のＣＩＲとして出力してもよい。

図２の説明に戻り、波形等化部２１５は、伝送路推定部２１４から与えられたＣＩＲ及び制御信号ＣＳ、並びに、受信信号蓄積部１１１からの、タイミングの調節された受信信号ＢＳを用いて、周波数軸にて波形等化を行う。そして、波形等化部２１５は、波形等化後の復調信号ＤＳを出力する。

図９は、波形等化部２１５の構成を概略的に示すブロック図である。波形等化部２１５は、第１のフーリエ変換部２１５ａと、第２のフーリエ変換部２１５ｂと、等化部２１５ｃと、逆フーリエ変換部２１５ｄと、窓関数乗算部２１５ｅと、オーバラップ部２１５ｆとを備える。

第１のフーリエ変換部２１５ａは、実施の形態１における第１のフーリエ変換部１１５ａと同様に、伝送路推定部２１４から与えられた制御信号ＣＳで示される等化幅に基づくフーリエ変換区間に対応させて、伝送路推定部２１４から与えられたＣＩＲをフーリエ変換して、伝送路推定信号ＦＦＳを生成する。但し、実施の形態２における第１のフーリエ変換部２１５ａは、オーバラップ部２１５ｆで信号を重ね合わせる関係で、オーバラップ用に、所定の時間ずれたタイミングでも伝送路推定信号ＦＦＳを生成する。
そして、第１のフーリエ変換部２１５ａは、生成された伝送路推定信号ＦＦＳを等化部２１５ｃに与える。

窓関数乗算部２１５ｅは、受信信号蓄積部１１１から与えられた受信信号ＢＳに、伝送路推定部２１４から与えられた制御信号ＣＳで示される等化幅に対応した窓関数を乗算することで、窓がかけられた受信信号ＷＢＳを生成する。ここで、この窓関数で値を切り出す区間は、伝送路推定部２１４から与えられた制御信号ＣＳで示される等化幅に対応して決定される。この窓関数は、フーリエ変換の境界が不連続となる影響を軽減するために重み付けを行うためのものである。例えば、窓関数にはハニング窓等がある。
そして、窓関数乗算部２１５ｅは、このように窓がかけられた受信信号ＷＢＳを第２のフーリエ変換部２１５ｂに与える。

第２のフーリエ変換部２１５ｂは、伝送路推定部１１４から与えられた制御信号ＣＳで示される等化幅に基づくフーリエ変換区間に対応させて、窓関数乗算部２１５ｅから与えられた、窓がかけられた受信信号ＷＢＳをフーリエ変換して、周波数領域信号ＳＦＳを生成する。
そして、第２のフーリエ変換部２１５ｂは、この周波数領域信号ＳＦＳを等化部２１５ｃに与える。

等化部２１５ｃは、伝送路推定部２１４から与えられた制御信号ＣＳで示される等化幅に対応するフーリエ変換区間毎に、第１のフーリエ変換部２１５ａから与えられる伝送路推定信号ＦＦＳをもとに、第２のフーリエ変換部２１５ｂから与えられる周波数領域信号ＳＦＳに対して周波数軸等化を施すことで、等化信号ＭＦＳを生成する。そして、等化部２１５ｃは、この等化信号ＭＦＳを逆フーリエ変換部２１５ｄに与える。

逆フーリエ変換部２１５ｄは、等化部２１５ｃから与えられた等化信号ＭＦＳを、伝送路推定部２１４の出力である制御信号ＣＳで示される等化幅に基づくフーリエ変換区間毎に、逆フーリエ変換を行うことで、等化信号ＭＦＳを時間軸に戻した復元信号である第１の復調信号ＦＤＳを生成する。
そして、逆フーリエ変換部２１５ｄは、生成された第１の復調信号ＦＤＳをオーバラップ部２１５ｆに与える。

オーバラップ部２１５ｆは、伝送路推定部２１４から与えられた制御信号ＣＳで示される等化幅に対応させて、逆フーリエ変換部２１５ｄから与えられた第１の復調信号ＦＤＳをオーバラップすることで、復調信号ＤＳを生成する。ここで、オーバラップとは、受信信号ＢＳに乗算された窓関数の影響を相殺するために、冗長な区間の信号を重ねあわせることで、元の波形に戻す作業をいう。
そして、オーバラップ部２１５ｆは、生成された復調信号ＤＳを出力する。

以上のように、実施の形態２によれば、等化幅の決定にＣＩＲの長遅延成分の大きさ及び位置が考慮されるため、このような長遅延成分による影響を考慮して、伝送路にあわせた間隔で等化を行うことができる。また、実施の形態２によれば、等化処理の際に利用する窓関数及びオーバラップの間隔を、等化幅に対応させて制御しているため、フーリエ変換を行う区間の境界においても精度よく波形等化を行うことができる。

以上に記載された実施の形態１及び２においては、ＣＩＲ出力部１１４ｄ、２１４ｄは、ＣＩＲ検出部１１４ａから与えられたＣＩＲに基づいて、不足しているＣＩＲを算出しているが、このような例に限定されるものではない。例えば、ＣＩＲ出力部１１４ｄ、２１４ｄは、不足するＣＩＲを検出することができるように、ＣＩＲ検出部１１４ａに指示を出して、ＣＩＲの検出間隔を変更（短く）させてもよい。このような場合には、等化幅が長くなったときに、ＣＩＲ出力部１１４ｄ、２１４ｄは、ＣＩＲ検出部１１４ａに指示を出して、ＣＩＲの検出間隔を変更（長く）させることが望ましい。
また、ＣＩＲ検出部１１４ａは、処理可能な最小の間隔で、ＣＩＲの検出を行い、ＣＩＲ出力部１１４ｄ、２１４ｄは、それでも不足するＣＩＲを内挿又は外挿により算出するようにしてもよい。

１００，２００：受信装置、 １０１：信号処理装置、 １０４：誤り訂正装置、 １０５：記憶装置、 １１０，２１０：等化装置、 １１１：受信信号蓄積部、 １１２：調整部、 １１３：信号選択部、 １１４，２１４：伝送路推定部、 １１４ａ：ＣＩＲ検出部、 １１４ｂ：ＣＩＲ変動検出部、 １１４ｃ，２１４ｃ：等化幅制御部、 １１４ｄ，２１４ｄ：ＣＩＲ出力部、 ２１４ｅ：長遅延検出部、 １１５，２１５：波形等化部、 １１５ａ，２１５ａ：第１のフーリエ変換部、 １１５ｂ，２１５ｂ：第２のフーリエ変換部、 １１５ｃ，２１５ｃ：等化部、 １１５ｄ，２１５ｄ：逆フーリエ変換部、 ２１５ｅ：窓関数乗算部、 ２１５ｆ：オーバラップ部。

Claims (19)

1. 受信信号から、チャンネルインパルス応答を生成するＣＩＲ生成部と、
   前記受信信号のうち異なる区間の信号に基づいて、前記ＣＩＲ生成部で生成された複数の前記チャンネルインパルス応答を用いて、前記チャンネルインパルス応答の変動量を検出するＣＩＲ変動検出部と、
   前記チャンネルインパルス応答の変動量が大きいほど、前記受信信号を等化する際の信号長に対応する等化幅を短く決定する等化幅制御部と、
   前記等化幅制御部で決定された等化幅で、前記ＣＩＲ生成部で生成されたチャンネルインパルス応答を用いて、前記受信信号を等化して復調信号を生成する波形等化部と、を備えること
   を特徴とする等化装置。
2. 前記受信信号は、既知信号を含み、
   前記ＣＩＲ生成部は、前記既知信号と、前記受信信号のうち前記既知信号に対応する第１の区間の信号と、から第１のチャンネルインパルス応答を生成し、また、前記波形等化部で生成された復調信号のうち前記既知信号以外の第２の区間の信号と、前記受信信号のうち前記第２の区間に対応する区間の信号と、から第２のチャンネルインパルス応答を生成し、
   前記ＣＩＲ変動検出部は、前記第１のチャンネルインパルス応答及び前記第２のチャンネルインパルス応答の少なくとも何れか一方を含む複数のチャンネルインパルス応答を用いて、前記チャンネルインパルス応答の変動量を検出すること
   を特徴とする請求項１に記載の等化装置。
3. 前記ＣＩＲ生成部は、前記波形等化部が前記等化幅制御部で決定された等化幅で前記受信信号を等化する際のフーリエ変換区間毎に対応させて、前記第１のチャンネルインパルス応答及び前記第２のチャンネルインパルス応答の何れかを生成すること
   を特徴とする請求項２に記載の等化装置。
4. 前記ＣＩＲ生成部は、前記波形等化部が前記等化幅制御部で決定された等化幅で前記受信信号を等化する際のフーリエ変換区間毎に対応させて、前記第１のチャンネルインパルス応答、前記第２のチャンネルインパルス応答、並びに、前記第１のチャンネルインパルス応答及び前記第２のチャンネルインパルス応答の少なくとも何れか一方を含む複数のチャンネルインパルス応答を用いた内挿又は外挿により生成される第３のチャンネルインパルス応答の何れかを生成すること
   を特徴とする請求項２に記載の等化装置。
5. 前記等化幅制御部は、前記チャンネルインパルス応答の変動量が大きいほど、前記等化幅を短くするとともに、前記受信信号に含まれている長遅延成分が大きいほど、前記等化幅を長くすること
   を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の等化装置。
6. 前記等化幅制御部は、前記チャンネルインパルス応答に含まれ、予め定められたタップ位置よりも遅延したタップ位置に配置されている係数のうち、予め定められたしきい値を超えた値を有する係数を特定し、当該特定された係数の値が大きいほど、前記長遅延成分が大きいと判断すること
   を特徴とする請求項５に記載の等化装置。
7. 前記等化幅制御部は、前記チャンネルインパルス応答の変動量が大きいほど、前記等化幅を短くするとともに、前記受信信号に含まれている長遅延成分の遅延量が大きいほど、前記等化幅を長くすること
   を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の等化装置。
8. 前記等化幅制御部は、前記チャンネルインパルス応答に含まれ、予め定められたタップ位置よりも遅延したタップ位置に配置されている係数のうち、予め定められたしきい値を超えた値を有する係数を特定し、当該特定された係数のタップ位置の遅延量が大きいほど、前記長遅延成分の遅延量が大きいと判断すること
   を特徴とする請求項７に記載の等化装置。
9. 前記波形等化部は、
   前記等化幅制御部で決定された等化幅に、前記受信信号に乗算する窓関数の幅を対応させて前記受信信号を等化することで、復元信号を生成し、
   前記等化幅制御部で決定された等化幅に対応したオーバラップ間隔で、前記復元信号をオーバラップさせて前記復調信号を生成すること
   を特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の等化装置。
10. 放送波の信号を所定の周波数帯に変換することにより、前記受信信号を生成する信号処理装置と、
    請求項１から９の何れか一項に記載の等化装置と、を備えること
    を特徴とする受信装置。
11. 受信信号から、チャンネルインパルス応答を生成するＣＩＲ生成過程と、
    前記受信信号のうち異なる区間の信号に基づいて、前記ＣＩＲ生成過程で生成された複数の前記チャンネルインパルス応答を用いて、前記チャンネルインパルス応答の変動量を検出するＣＩＲ変動検出過程と、
    前記チャンネルインパルス応答の変動量が大きいほど、前記受信信号を等化する際の信号長に対応する等化幅を短く決定する等化幅制御過程と、
    前記等化幅制御過程で決定された等化幅で、前記ＣＩＲ生成過程で生成されたチャンネルインパルス応答を用いて、前記受信信号を等化して復調信号を生成する波形等化過程と、を備えること
    を特徴とする等化方法。
12. 前記受信信号は、既知信号を含み、
    前記ＣＩＲ生成過程は、前記既知信号と、前記受信信号のうち前記既知信号に対応する第１の区間の信号と、から第１のチャンネルインパルス応答を生成し、また、前記波形等化過程で生成された復調信号のうち前記既知信号以外の第２の区間の信号と、前記受信信号のうち前記第２の区間に対応する区間の信号と、から第２のチャンネルインパルス応答を生成し、
    前記ＣＩＲ変動検出過程は、前記第１のチャンネルインパルス応答及び前記第２のチャンネルインパルス応答の少なくとも何れか一方を含む複数のチャンネルインパルス応答を用いて、前記チャンネルインパルス応答の変動量を検出すること
    を特徴とする請求項１１に記載の等化方法。
13. 前記ＣＩＲ生成過程は、前記波形等化過程が前記等化幅制御過程で決定された等化幅で前記受信信号を等化する際のフーリエ変換区間毎に対応させて、前記第１のチャンネルインパルス応答及び前記第２のチャンネルインパルス応答の何れかを生成すること
    を特徴とする請求項１２に記載の等化方法。
14. 前記ＣＩＲ生成過程は、前記波形等化過程が前記等化幅制御過程で決定された等化幅で前記受信信号を等化する際のフーリエ変換区間毎に対応させて、前記第１のチャンネルインパルス応答、前記第２のチャンネルインパルス応答、並びに、前記第１のチャンネルインパルス応答及び前記第２のチャンネルインパルス応答の少なくとも何れか一方を含む複数のチャンネルインパルス応答を用いた内挿又は外挿により生成される第３のチャンネルインパルス応答の何れかを生成すること
    を特徴とする請求項１２に記載の等化方法。
15. 前記等化幅制御過程は、前記チャンネルインパルス応答の変動量が大きいほど、前記等化幅を短くするとともに、前記受信信号に含まれている長遅延成分が大きいほど、前記等化幅を長くすること
    を特徴とする請求項１１から１４の何れか一項に記載の等化方法。
16. 前記等化幅制御過程は、前記チャンネルインパルス応答に含まれ、予め定められたタップ位置よりも遅延したタップ位置に配置されている係数のうち、予め定められたしきい値を超えた値を有する係数を特定し、当該特定された係数の値が大きいほど、前記長遅延成分が大きいと判断すること
    を特徴とする請求項１５に記載の等化方法。
17. 前記等化幅制御過程は、前記チャンネルインパルス応答の変動量が大きいほど、前記等化幅を短くするとともに、前記受信信号に含まれている長遅延成分の遅延量が大きいほど、前記等化幅を長くすること
    を特徴とする請求項１１から１４の何れか一項に記載の等化方法。
18. 前記等化幅制御過程は、前記チャンネルインパルス応答に含まれ、予め定められたタップ位置よりも遅延したタップ位置に配置されている係数のうち、予め定められたしきい値を超えた値を有する係数を特定し、当該特定された係数のタップ位置の遅延量が大きいほど、前記長遅延成分が大きいと判断すること
    を特徴とする請求項１７に記載の等化方法。
19. 前記波形等化過程は、
    前記等化幅制御過程で決定された等化幅に、前記受信信号に乗算する窓関数の幅を対応させて前記受信信号を等化することで、復元信号を生成し、
    前記等化幅制御過程で決定された等化幅に対応したオーバラップ間隔で、前記復元信号をオーバラップさせて前記復調信号を生成すること
    を特徴とする請求項１１から１８の何れか一項に記載の等化方法。

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