JPH06252698A - ディジタル適応等化器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は受信信号中のトレーニング信号長を短
縮でき、情報伝送効率を向上させることができるディジ
タル適応等化器を提供することを目的とする。 【構成】自動適応等化手段５０によってタップ係数及び
インパルス応答の何れかの推定を行うこと、即ちタップ
係数又はインパルス応答を伝搬路の伝達関数に収束させ
る過程で、記憶手段２１からトレーニング信号Ｓ２を繰
り返し読み出して行うことにより、トレーニング系列を
短縮することができ、これによって、送信側から送られ
る信号の同一フレームにおけるデータ信号の前に付加さ
れるトレーニング信号Ｓ２を短くして情報の伝送効率を
向上させることができるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタル適応等化器に
関する。このディジタル適応等化器は、移動通信システ
ム等に適用されるものである。例えば、移動通信システ
ムにおける受信装置において、回線使用中に、受信入力
波形を用いて適応的に自動等化を行うことによって、タ
ップ係数の更新、或いは伝搬路のインパルス応答の推定
を行い、フェーディング等による伝搬路の特性変動を吸
収することができる。

【０００２】これを実現するためには、例えば送信信号
中のデータ信号の前にトレーニング信号を付して送信
し、受信側において、それと同じ配置系列のトレーニン
グ信号を有し、両者を比較してどのように変化したかを
見る。これによって、受信信号がどういった伝達関数の
伝搬路を通ってきたかを推定し、送信された信号を得る
ようにする。

【０００３】このような適応等化を伝送効率よく行うこ
とができるディジタル適応等化器が要望されている。

【０００４】

【従来の技術】ディジタル適応等化器の１つであるＭＬ
ＳＥ(Maximum Likelihood Sequence Estimation)等化器
では、最尤推定を行う際に受信信号と比較する仮の受信
信号となるレプリカ信号を作成するために伝搬路のイン
パルス応答の推定が必要となる。

【０００５】この計算方法として、トレーニング系列と
呼ばれる既知の信号をデータ信号系列の前に付加し、こ
の系列の範囲内で、ＬＭＳ(Least Mean Square) アルゴ
リズム、ＲＬＳ(Recursive Least Square)アルゴリズム
等の収束アルゴリズムを用いて、タップ係数や伝搬路イ
ンパルス応答を収束させてゆく方法が一般的である。

【０００６】以下、その方法に基づいて構成された従来
のＭＬＳＥ等化器のブロック構成図を図６に示し、その
説明を行う。この図示すＭＬＳＥ等化器は、バッファ１
と、加算器２と、ＣＩＲ計算部３と、レプリカ生成部４
と、セレクタ５と、ブランチメトリック計算部６と、Ａ
ＣＳ部７と、送信信号推定部８とを具備して構成されて
いる。

【０００７】バッファ１は、図示せぬ送信装置から１フ
レーム単位で送られてくる信号Ｓ１を順次記憶し、その
記憶順に出力するものである。信号Ｓ１は、図７に示す
ように、その１フレームが、トレーニング部１１とデー
タ部１２とから構成されている。トレーニング部１１に
は、所定ビット長のトレーニング信号Ｓ２が挿入されて
おり、データ部１２には、通話情報等のデータ信号Ｓ３
が挿入されている。

【０００８】即ち、バッファ１にはトレーニング信号Ｓ
２、データ信号Ｓ３の順で入力され、その順で出力され
る。バッファ１から出力されたトレーニング信号Ｓ２
は、加算器２に１シンボルずつ取り込まれる。例えば１
シンボルは２ビットから成っている。

【０００９】加算器２によって、トレーニング信号Ｓ２
の１シンボルと、マイナス値である１シンボル分のレプ
リカ信号Ｓ４とが加算され、これによって双方の誤差で
ある誤差信号Ｓ５が出力される。

【００１０】誤差信号Ｓ５は、ＣＩＲ計算部３によっ
て、セレクタ５で選択された既知トレーニング信号Ｓ６
と共に、係数更新アルゴリズムのパラメータとして用い
られる。このアルゴリズムによる更新により、ＣＩＲ計
算部３からは、伝搬路を模倣するフィルタの係数、すな
わちタップ係数が算出され、これがＣＩＲ信号Ｓ７とし
て出力される。

【００１１】ＣＩＲ信号Ｓ７は、レプリカ生成部４によ
って、考慮する遅延時間に応じて数シンボルの既知トレ
ーニング信号Ｓ６と乗算される。この乗算によりレプリ
カ信号Ｓ４が生成される。このレプリカ信号Ｓ４は現在
の受信トレーニング信号Ｓ２の推定値となる。

【００１２】つまり、加算器２によって実際の受信信号
から複製した受信信号の推定値が減算されることにな
る。このような減算がトレーニング信号Ｓ２を構成する
シンボルの数に応じた回数行なわれることによって、誤
差が徐々に小さくなって行き、最終的には殆んど誤差が
なくなる。

【００１３】これは、ＣＩＲ計算部３において、徐々に
小さくなる誤差信号Ｓ５と既知トレーニング進行Ｓ６を
用いて、タップ係数が伝搬路の伝達関数に収束されるよ
うに計算され、レプリカ生成部４で、その計算結果であ
るＣＩＲ信号Ｓ７と既知トレーニング信号Ｓ６とが乗算
されて得られるレプリカ信号Ｓ４が、加算器２に入力さ
れるトレーニング信号に徐々に近づくからである。

【００１４】このようなトレーニング信号Ｓ２によるト
レーニングが終了すると、次にセレクタ５により等化信
号Ｓ１０が選択され、受信信号Ｓ１中のデータ信号Ｓ３
が加算器２へ供給され、トレーニング時と同様な処理に
よってＣＩＲを推定する一方、誤差信号Ｓ５はブランチ
メトリック計算部６でその２乗がとられ、ブランチメト
リック信号Ｓ８としてＡＣＳ部７へ出力される。

【００１５】ＡＣＳ部７では、ブランチメトリック信号
Ｓ８、すなわち誤差を順番に加算して行き、この結果得
られる積算値Ｓ９を出力する。積算値Ｓ９は、送信信号
推定部８において、その最小値が常時記憶されるように
なっており、記憶された最小値とそれに対応する状態か
ら送信側において送信された信号の推定値が等化信号Ｓ
１０として出力される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＭ
ＬＳＥ等化器においては、タップ係数収束までにかなり
長いトレーニング信号Ｓ２が必要となる。トレーニング
信号Ｓ２が長くなるとデータ信号Ｓ３が短くなるので、
情報の伝送効率が悪くなるという問題がある。

【００１７】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、受信信号中のトレーニング信号長を短縮で
き、情報伝送効率を向上させることができるディジタル
適応等化器を提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１に本発明のディジタ
ル適応等化器の原理図を示す。このディジタル適応等化
器は、自動適応等化手段５０によって、初期時に、送信
側にて送られたトレーニング信号Ｓ２と、トレーニング
信号Ｓ２と同配置系列の既知トレーニング信号Ｓ６との
比較処理によって、必要なタップ係数及びインパルス応
答の何れかの推定を行うものであり、本発明の特徴は、
トレーニング信号Ｓ２を記憶する記憶手段２１と、記憶
手段２１におけるトレーニング信号Ｓ２の書き込み／読
み出しを制御する制御手段２２とを設け、制御手段２２
によって、記憶手段２１に記憶されたトレーニング信号
Ｓ２を繰り返し読み出し、自動適応等化手段５０へ出力
するように構成したことである。

【００１９】

【作用】上述した本発明によれば、自動適応等化手段５
０によってタップ係数及びインパルス応答の何れかの推
定を行うこと、即ちタップ係数又はインパルス応答を伝
搬路の伝達関数に収束させる過程で、記憶手段２１から
トレーニング信号Ｓ２を繰り返し読み出して行うので、
トレーニング系列を短縮することができる。

【００２０】従って、送信側から送られる信号の同一フ
レームにおけるデータ信号の前に付加されるトレーニン
グ信号Ｓ２が短くて済み、その分データ信号を長くする
ことができるので、情報の伝送効率を向上させることが
できる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図２は本発明の一実施例によるＭＬＳＥ
等化器のブロック構成図である。この図において図６に
示す従来例の各部に対応する部分には同一符号を付し、
その説明を省略する。

【００２２】図２に示す実施例のＭＬＳＥ等化器が図６
に示す従来例と異なる点は、バッファ１の代わりに、書
込／読出制御部２２の制御によって受信信号Ｓ１の書き
込み及び読み出しが自由に行えるメモリ部２１を設けた
ことである。

【００２３】そして、メモリ部２１に受信信号Ｓ１を一
旦記憶し、従来例で説明したようにＣＩＲ計算部３でタ
ップ係数が伝搬路の伝達関数に収束され、この収束によ
りレプリカ生成部４で得られるレプリカ信号Ｓ４が加算
器２に入力されるトレーニング信号Ｓ２とほぼ同等とな
る過程で、記憶された受信信号Ｓ１中のトレーニング信
号Ｓ２を繰り返し使用する。

【００２４】即ち、メモリ部２１に記憶されたトレーニ
ング信号Ｓ２を、書込／読出制御部２２によって、図３
に実線矢印及び破線で示すように先頭から末尾までを繰
り返して読み出すように制御するか、或いは図４に実線
矢印で示すようにトレーニング信号Ｓ２を往復して読み
出すように制御することにより、等価的に長いトレーニ
ング信号Ｓ２を使用しているように見せかけるものであ
る。

【００２５】このようにすれば、トレーニング信号Ｓ２
を短縮することができ、これによってデータ信号Ｓ３を
長く取ることができるので、情報伝送効率を向上させる
ことができる。

【００２６】この効果をコンピューターシミュレーショ
ンで確認した。その際のＣ／Ｎ(Carrier to Noise)と、
ＢＥＲ(Bit Error Rate)との関係のグラフを図５に示
す。但し、繰り返しの方法は、図４に示した往復型（２
回往復）であり、収束アルゴリズムとしては、ＬＭＳア
ルゴリズムを使用した。

【００２７】図５に示す符号３１，３２は、従来例のＭ
ＬＳＥ等化器において１５ビットのトレーニング信号Ｓ
２を使用した場合の結果である。符号３３，３４は、本
実施例のＭＬＳＥ等化器において１５ビットのトレーニ
ング信号Ｓ２を２回往復使用した場合の結果である。

【００２８】それら結果の比較から分かるように、同一
ビット長のトレーニング信号Ｓ２であるが、本実施例の
方がビット誤り率（ＢＥＲ）が大幅に小さくなってい
る。また、本実施例の結果は、符号３５，３６で示す従
来例のＭＬＳＥ等化器における６６ビットのトレーニン
グ信号Ｓ２を使用した場合の結果と比べても、それほど
劣化がないことが分かる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信信号中のトレーニング信号長を短縮でき、情報伝送
効率を向上させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の第一実施例によるディジタル適応等化
器のブロック構成図である。

【図３】図２に示すディジタル適応等化器に入力された
トレーニング信号が繰り返し使用されることを説明する
ための図である。

【図４】図２に示すディジタル適応等化器に入力された
トレーニング信号が繰り返し使用されることを説明する
ための他の図である。

【図５】コンピューターシミュレーションによって、デ
ィジタル適応等化器の係数が伝搬路の伝達関数に収束さ
れる際のＣ／Ｎ比とビット誤り率（ＢＥＲ）との関係を
求めた際の結果を表す図である。

【図６】従来のディジタル適応等化器のブロック構成図
である。

【図７】図６に示すディジタル適応等化器に入力される
受信信号のフォーマットを示す図である。

【符号の説明】

２ 減算手段 ３ ＣＩＲ計算手段 ４ レプリカ生成手段 ２１ 記憶手段 ２２ 制御手段 ５０ 自動適応等化手段 Ｓ２ トレーニング信号 Ｓ４ レプリカ信号 Ｓ５ 誤差 Ｓ６ 既知トレーニング信号 Ｓ７ ＣＩＲ計算手段の計算結果

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 初期時に、送信側にて送られたトレーニ
   ング信号(S2)と、該トレーニング信号(S2)と同配置系列
   の既知トレーニング信号(S6)との比較処理によって、必
   要なタップ係数及びインパルス応答の何れかの推定を行
   う自動適応等化手段(50)を有するディジタル適応等化器
   において、 前記トレーニング信号(S2)を記憶する記憶手段(21)と、 該記憶手段(21)におけるトレーニング信号(S2)の書き込
   み／読み出しを制御する制御手段(22)とを具備し、 前記制御手段(22)によって、前記記憶手段(21)に記憶さ
   れたトレーニング信号(S2)を繰り返し読み出し、前記自
   動適応等化手段(50)へ出力するようにしたことを特徴と
   するディジタル適応等化器。
2. 【請求項２】 前記自動適応等化手段(50)が、前記トレ
   ーニング信号(S2)からレプリカ信号(S4)を減算して誤差
   (S5)を求める減算手段(2) と、該誤差(S5)と前記既知ト
   レーニング信号(S6)とを用いタップ係数を伝搬路の伝達
   関数に収束させる計算を行うＣＩＲ計算手段(3) と、該
   ＣＩＲ計算部(3) の計算結果と該既知トレーニング信号
   (S6)とを用い該減算手段(2) に入力される１つ前のトレ
   ーニング信号(S2)であるレプリカ信号(S4)を求めるレプ
   リカ生成手段(4) とから構成されていることを特徴とす
   る請求項１記載のディジタル適応等化器。