JPH08149056A - 移動通信における適応等化方式 - Google Patents

移動通信における適応等化方式

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JPH08149056A
JPH08149056A JP6304224A JP30422494A JPH08149056A JP H08149056 A JPH08149056 A JP H08149056A JP 6304224 A JP6304224 A JP 6304224A JP 30422494 A JP30422494 A JP 30422494A JP H08149056 A JPH08149056 A JP H08149056A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】従来のDFEに対しては、わずかな演算量の増
加で大幅な等化特性の改善を図り、また両方向等化方式
に対しては、等化特性を劣化させることなく従来の欠点
である膨大な演算量を低減することにより実時間処理を
容易としハードウェア規模を減少することができる移動
通信における適応等化方式を提供する。 【構成】従来方式である両方向等化方式の場合、D/U
比が非最小位相系(D<U)にある場合には時間の逆方
向からの等化が有効であることに着目し、予めD/U比
を検出することが可能であれば、両方向の等化を行う必
要はなく、最小位相系(D>U)であれば従来のDFE
と同様に時間方向のみの等化をし、非最小位相系(D<
U)であれば逆の時間方向のみの等化をするように等化
方向を選択することにより、演算量の大幅な低減を図る
ように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、陸上移動通信等におい
て発生し高速伝送時に支障となる周波数選択性フェージ
ングを補償するための適応等化方式に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】このような周波数選択性フェージング対
策のための適応等化方式として、ビタビ等化器や判定帰
還型等化器(DFE:Decision Feedback Equalizer )
が有効であった。しかしビタビ等化器は、補償の対象と
なる遅延時間の範囲が増大した場合や、16QAMのよ
うな多値変調方式に適用する場合には、ビタビ複号にお
いて考慮すべき状態数が増加し、演算量が指数関数的に
増加するため実現が困難となる。一方、DFEは、比較
的小規模で実現でき、遅延時間が大きな場合でも等化可
能である。図7にDFEの構成図を示す。図中前段のフ
ィードフォワードフィルタ(以下FFフィルタ)1は、
直接波と遅延波を取り込んだダイバーシチ効果を得るた
めの整合処理を実行する。後段のフィードバックフィル
タ(以下FBフィルタ)2は、検波器4による判定出力
を帰還することにより残留遅延波の除去を行う。このよ
うな多重波成分のダイバーシチ合成やキャンセル動作に
よって等化機能を実現している。陸上移動通信において
は、D/U比(直接波の電力と遅延波の電力の比:Desi
re to Undesire Power Ratio)が頻繁に入れ替わる。こ
こでD>Uの場合最小位相系とよばれ、逆にD<Uの場
合非最小位相系と呼ばれている。前述の通り、残留遅延
波はFBフィルタ2の出力によって加算器3において打
ち消すわけであるが、非最小位相系の場合は遅延波のレ
ベルが大きいことから打ち消しが困難となり等化特性が
劣化する。そこで、残留遅延波が残らないようにFEフ
ィルタ1のタップ数を増加させることとなるが、やはり
ビタビ等化器と同様にタップ数の二乗に比例して演算量
が急増してしまう。
【0003】そこで、このようなDFEの欠点を改善す
るため、両方向等化方式が提案されている。両方向等化
方式の構成を図8に示す。構成にしたがって動作を説明
する。まずこの方式の場合のフレーム構成は、図9に示
すように、フレームの両端にデータを挟む形でトレーニ
ング信号を配置し、それぞれプリアンブル信号(UW
1)、ポストアンブル信号(UW2)と呼んでいる。受
信信号はA/D変換器5でA/D変換の後、フレーム同
期信号がフレーム同期回路6で捕捉され、受信バッファ
7に蓄積される。次に、順方向等化用DFE8、逆方向
等化用DFE9の2つを用いて受信バッファ7の前方か
らと受信バッファ7の後方からの両方向から等化を行い
出力バッファ10,11に一次蓄積する。次に、それぞ
れの等化誤差は誤差バッファ12,13に一次蓄積さ
れ、それらは比較器14で比較され良好に等化された方
の出力を方向制御器15でスイッチ16を制御して選択
する方式である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この両方向等化方式に
おいて、後方からの等化は時間を反転して扱うため遅延
波を直接波として処理することになる。すなわち、D<
Uの条件をD<Uとみなして処理できるため、FFフレ
ーム1のタップ数を増加させることなく非最小位相系に
おける等化特性を大幅に改善することができる。しかし
この方式では両方向から等化するため、必然的に演算量
は2倍になってしまうという欠点がある。
【0005】本発明の目的は、従来のDFEに対して
は、わずかな演算量の増加で大幅な等化特性の改善を図
り、また両方向等化方式に対しては、等化特性を劣化さ
せることなく従来の欠点である膨大な演算量を低減する
ことにより実時間処理を容易としハードウェア規模を減
少することができる移動通信における適応等化方式を提
供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による移動通信における適応等化方式は、従
来方式である両方向等化方式の場合、D/U比が非最小
位相系(D<U)にある場合には時間の逆方向からの等
化が有効であることに着目し、予めD/U比を検出する
ことが可能であれば、両方向の等化を行う必要はなく、
最小位相系(D>U)であれば従来のDFEと同様に時
間方向のみの等化をし、非最小位相系(D<U)であれ
ば逆の時間方向のみの等化をするように等化方向を選択
することにより、演算量の大幅な低減を図るように構成
されている。
【0007】
【実施例】図面により本発明を詳細に説明する。図1に
本発明の一実施例のブロック図を示す。フレーム構成は
両方向等化方式の場合と同様なものを用いることとす
る。受信信号は、A/D変換器20によってディジタル
信号に変換された後、フレーム同期回路21によって平
均的に電力の大きい波の同期信号が捕捉されて受信バッ
ファ22に蓄積される。この際、D/U比が非最小位相
系にあるときに遅延波(U波)に同期してしまう場合を
考慮して、その伝搬上で予想される最大遅延時間、もし
くは等化器のタップ数によって決められる等化可能最大
遅延時間(τ)以上前から受信バッファ22に蓄積す
る。また受信バッファ長も実際のフレーム長よりτ以上
長く確保する。次にユニークワード相関器(以下UW相
関器)23によおいて受信信号と既知のユニークワード
(トレーニング信号:プリアンブルまたはポストアンブ
ル)との相互相関演算を行う。相互相関(1)式に示
す。
【0008】
【数1】 この相関値列yj は受信バッファ22の先頭から2τま
での範囲で検出する。検出された相関値の一例を図2に
示す。
【0009】次に相関ピーク検出器24によって相関値
yから相関値のピーク値が最大の点と2番目の点を検出
する。2波モデルで考えた場合、この二つの点で直接波
(D波)と遅延波(U波)と見なすことができる。次に
D/U比判定器によってこの処理フレームのD/U比が
最小位相系か非最小位相系かを判定する。図2に示すよ
うに相関値が最大である点が時間軸上で前にあり2番目
の点が後にある場合、D>Uとなり最小位相系と見なす
ことができる。逆に図3に示すように最大である点が時
間軸上で後にあり2番目の点が時間軸上で前にある場
合、D<Uとなり非最小位相系と見なすことができる。
その結果、方向制御器25において最小位相系の場合、
D波の点から順方向で等化処理を行うべく方向切り替え
器28を順方向側に切り替え、反対に非最小位相系の場
合はU波の到達点からフレーム長分だけ後から時間軸を
反対に等化器26で等化処理を行うべく方向切り替え器
28を逆方向に切り替える。等化後の出力バッファ30
の出力側の切り替え器も同様に切り替える。
【0010】上記の例は、二波モデルの場合であるが、
実際の伝送路上で到来する電波は必ずしも二波ではな
く、1波のみの場合もあれば3波以上の複数の遅延波が
合成されている場合も考えられる。そこでこれらの条件
を考慮した処理方法を説明する。まず、前述の例と同様
にUW相関器23において受信信号と既知のユニークワ
ードとの相互相関演算を行う。次に相関ピーク検出器2
4によって、最大ピーク点を検出する。次に最大ピーク
点基準としたしきい値を設定する。このしきい値は最大
ピーク値の振幅の0%以上100%未満の値を設定す
る。しきい値を設定する理由は、等化処理を行うにあた
って遅延波のレベルがノイズと見なされる程度に小さい
場合はその遅延波を無視することが出来るためである。
次に相関値列yから相関値の振幅の大きい順にしきい値
thを越える複数のピーク点を検出する。これら複数の
ピーク点とは、図4に示す部分である。しきい値を越え
る2番目のピークが検出されない場合には、直接波のみ
と判断しピーク点から順方向の等化処理を行う。また、
しきい値を越える3番目,4番目のピークが検出された
場合には等化の対象とする遅延波が複数あるものとし、
それらの時間軸上での位置関係から等化方向を選択す
る。この方法は、3波以上検出された相関ピークのう
ち、時間軸上で最も前の相関ピークと最も後の相関ピー
クの振幅比をD/U比と見なして方向を決定する。図5
に示すように時間軸上で最も前にある相関ピークが最も
後にある相関ピークより大きい場合、最小位相系(D>
U)と見なすことができる。逆に図6に示すように時間
軸上で最も前にある相関ピークが最も後にある相関ピー
クより小さい場合、非最小位相系(D<U)と見なすこ
とができる。その結果、2波モデルの場合と同様に、最
小位相系の場合、D波の点から順方向で等化処理を行う
べく方向切り替え器を順方向に切り替え、反対に非最小
位相系の場合にはU波の到達点からフレーム長分だけ後
から時間軸を反対に等化処理を行うべく方向切り替え器
を逆方向側に切り替える。以上の処理によって、複数の
マルチパスが到来する場合でも正確に等化する方向を検
出することができる。
【0011】
【発明の効果】本発明を用い、予めD/U比を検出して
等化する時間軸の方向を決定することによって、両方向
から等化する必要がなくなり、演算量を従来方式の半分
程度に減少することができ、実時間処理が容易となりハ
ードウェア規模も減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す構成図である。
【図2】最小位相系時の相関値列を示すタイムチャート
である。
【図3】非最小位相系時の相関値列を示すタイムチャー
トである。
【図4】複数の相関ピークの検出を説明するためのタイ
ムチャートである。
【図5】マルチパス到来時の相関値列(D>U)を説明
するためのタイムチャートである。
【図6】マルチパス到来時の相関値列(D<U)を説明
するためのタイムチャートである。
【図7】DFR(判定帰還型等化器)の基本的な構成を
示すブロック図である。
【図8】従来の両方向等化方式の構成例図である。
【図9】両方向等化方式の場合のフレーム構成例図であ
る。
【符号の説明】
1 FFフィルタ 2 FBフィルタ 3 加算器 4 検波器 5 A/D変換器 6 フレーム同期回路 7 受信バッファ 8 順方向用DFE 9 逆方向用DFE 10,11 出力バッファ 12,13 誤差バッファ 14 比較器 15 方向制御器 16 スイッチ 20 A/D変換器 21 フレーム同期回路 22 受信バッファ 23 UW相関器 24 相関ピーク検出器 25 方向制御器 26 等化器(DFE) 27 出力バッファ 28,29 切り替え器 30 出力バッファ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動通信において、 送信側より伝送された信号を受信側で受信して時系列に
    蓄積し、等化処理に先立ってD/U判定器により前記時
    系列が最小位相系であるか非最小位相系であるかの判定
    結果に従って、前記時系列に蓄積されている受信信号列
    の等化する方向を時間軸方向又はその逆方向に選択する
    ことを特徴とする移動通信における適応等化方式。
  2. 【請求項2】 移動通信において、 送信側より伝送された信号を受信側でA/D変換し、変
    換された信号を受信バッファに蓄積し、ユニークワード
    相関器において受信サンプルの先頭数+サンプルと既知
    のトレーニングパターンとの相互相関演算を行って相関
    値を算出し、相関ピーク検出器によって相関値列yから
    相関値のピークが最大の点と2番目の相関ピーク点を検
    出し、それらの振幅幅と位置関係を検出し、該最大の点
    が該2番目のピーク点よりより前にあるか後にあるかに
    従ってD/U判定器によってこの受信フレーム信号のD
    /U比が最小位相系か非最小位相系かを判定し、最小位
    相系(D>U)であればD波が到達した時点から時間軸
    方向に等化処理を行い、逆に非最小位相系(D<U)で
    あればU波が到達した時点から処理フレーム長分だけ後
    から時間軸を逆方向に等化処理を行うことを特徴とする
    移動通信における適応等化方式。
  3. 【請求項3】 前記D/U判定器は、 UW相関器より受信信号と既知のユニークワードとの相
    互相関値の演算を行い相関値列を算出し、相関ピーク検
    出器によってその相関値の最大ピーク値を検出し、該最
    大ピーク値の振幅の0%以上100%未満のしきい値を
    用いて、相関値列から振幅の大きい順に該しきい値を越
    える複数の相関ピーク点を検出し、最も前の相関ピーク
    点が最も後の相関ピーク点より大きいか小さいかに従っ
    て前記最小位相系か前記非最小位相検出系かを判定する
    ことを特徴とする請求項2に記載の移動通信における適
    応等化方式。
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