JPH09233001A - Ｔｄｍａバースト信号復調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前回の通信時に得られた等化器タップ係数を
再利用すると、タップ係数の制御が発散するおそれがあ
る場合は、その使用を中止する。 【解決手段】 検波回路１１の出力は等化器１３のみな
らず迂回路２４へも供給される。等化器１３の入力と出
力はそれぞれ既知信号検出回路２５，２６でユニークワ
ードの検出の確からしさＥＣＡ，ＥＣＢをそれぞれ求
め、これらを比較回路２７で比較し、ＥＣＡ≦ＥＣＢな
らメモリ１４中の対応する前回の相手との通信で得られ
た等化器１３のタップ係数を等化器１３に再設定し、等
化器１３の出力を復調出力に用い、ＥＣＡ＞ＥＣＢな
ら、迂回路２４の出力を復調出力に用い、かつ等化器１
３のタップ係数を初期値にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、時分割多元接続
（ＴＤＭＡ）通信方式を採用したディジタル無線通信装
置に利用される復調装置に関し、特に、ディジタル復調
信号の等化手段を備え、かつその等化タップ係数を記憶
できる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】時分割多元接続通信方式に対応したディ
ジタル無線通信装置では、プリアンブルやフレーム同期
信号（ユニークワードとも呼ばれる）などの既知信号と
データフレームから成るバーストフレームを用いてデー
タの通信が行われる。時分割多元接続通信方式は、山
本、加藤著、「ＴＤＭＡ通信」、電子情報通信学会発行
に詳しく記載されている。この通信方式に対応した従来
の復調装置に設けられた等化器では、複数の通信相手局
からのバーストフレームごとに、限られた時間内にタッ
プ係数を引き込む必要がある。このため、再帰最小２乗
（ＲＬＳ）アルゴリズムなどの高速なアルゴリズムを用
いる方法と、特開平２−２７７３２３号公報（自動等化
器の制御方式）に開示されているように、頻繁に用いら
れる相手局固有のタップ係数を記憶しておき、これを相
手局の設定によりあらかじめデータフレームの開始前に
等化器に読み込み、等化する方法の２通りが考えられ
る。

【０００３】前者の場合、このような高速アルゴリズム
は演算が複雑で、ハードウェアで実現すると乗算器や加
算器が多くなり回路規模が大きく、しかも演算に時間が
かかる問題が生じる。よって、この手法を高速なデータ
を通信する復調装置に搭載する等化器に用いるのは困難
である。これに対し、簡易な回路で高速にタップ係数を
引き込むためには、後者の記憶されたタップ係数を読み
出して再度等化器に設定する方法が有効である。図５に
従来のこの種復調装置の構成を示す。この構成は前記特
開平２−２７７３２３号公報に開示されている構成を基
本とし、検波回路１１とベースバンド信号処理回路１２
から構成される。復調装置には受信した変調信号が入力
され、検波回路１１で検波される。検波回路１１は検波
器や低域通過フィルタ、アナログ／ディジタル変換器な
どから構成されており、変調信号が検波され、ディジタ
ル検波信号が得られる。

【０００４】ベースバンド信号処理回路１２は等化器１
３、メモリ１４、識別器１５、フレーム同期回路１６、
制御回路１７から構成される。ディジタル検波出力信号
は等化器１３とフレーム同期回路１６へ入力される。等
化器１３は伝搬路で生じた波形歪みを等化する。等化器
１３の出力信号は識別器１５で識別された後、復号信号
として出力される。等化器１３とメモリ１４は双方向に
接続されており、等化器１３で計算された等化タップ係
数をメモリ１４へ記憶でき、また逆にメモリ１４から等
化器１３へタップ係数を読み出して設定することができ
る。メモリ１４のアドレスは制御回路１７により制御さ
れる。制御回路１７はＣＰＵなどにより構成されてお
り、フレーム同期回路１６で受信バースト信号から検出
した同期信号を用いてフレーム同期を取り、これにれよ
り通信の相手局を特定し、この特定した相手局に応じた
アドレス値を指示して、メモリ１４に記憶されているタ
ップ係数を指定して等化器１３に設定し、また逆に等化
器１３内のタップ係数をメモリ１４に相手局対応に記憶
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５に示した従来の復
調装置では、有線通信において、伝搬路条件が時間的に
ほとんど変化しない場合には、等化器１３のタップ係数
はほとんど一定である。よって、過去のタップ係数を用
いても、十分に等化が可能である。従って、タップ係数
を記憶して再度読み出して利用する方法は、メモリ１４
からタップ係数を読み出すだけなので、等化器１３の初
期化の状態（センタタップのみ“１”、その他は
“０”）から再度タップ係数を収束させるより、短時間
で有効なタップ係数を得ることができ、等化器１３の収
束時間の短縮化に大変有効である。

【０００６】しかしながら無線通信において、ある相手
局からの変調信号に対し等化器１３を収束させ、このタ
ップ係数をメモリ１４に記憶しておいて、次回に同じ相
手局と通信する時に記憶したこのタップ係数をメモリ１
４から等化器１３へ読み出し設定して波形等化する方法
を用いると、無線の伝搬路条件はフェージングなどによ
り時間的に変動するため、過去に記憶したタップ係数を
現在の伝搬路条件で用いると不適当な場合がある。すな
わち、フェージングが急に消えた場合など、前回に求め
たタップ係数で等化器を用いるとかえって波形歪みが増
加するため、等化器出力の誤差が増加する恐れがある。
更に、この大きな誤差情報を用いてタップ係数を制御し
ているため、タップ係数の制御アルゴリズムにゼロ・フ
ォーシング（ＺＦ）アルゴリズムを用いた場合には、タ
ップ係数の制御が発散する恐れがあり、最小２乗平均
（ＬＭＳ）アルゴリズムを用いた場合には、タップ係数
の収束が遅くなる。従って、ディジタル無線通信装置に
従来構成の復調装置を用いた場合、等化器１３のタップ
係数の制御が不安定になったり、タップ係数の収束が遅
くなる。

【０００７】この発明では、時分割多元接続通信方式を
採用したディジタル無線通信装置に用いられる復調装置
において、等化器のタップ係数の収束を早くするため、
タップ係数を記憶し、これを再度読み出してタップ係数
の初期値として波形等化する構成とし、しかもフェージ
ングなどにより伝搬路条件が変化し、過去に記憶された
タップ係数が不適当になっても、等化器のタップ係数の
制御を発散させることなく安定した制御を実現し、よっ
て符号誤り率の良好な復号信号を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の復調装置で
は、従来の復調装置に加え等化器を迂回する迂回路が設
けられ、等化器の入力と出力がそれぞれ分岐され、時分
割多元接続通信方式で採用されるバーストフレームに内
挿される既知信号の検出の確からしさが、第１，第２既
知信号検出手段でそれぞれ検出され、これら検出された
既知信号の確からしさが比較手段で比較され、その比較
結果により、等化器のタップ係数が不適当であると判断
されると等化器のタップ係数を初期化し、かつ検波出力
が迂回路を通したもの、等化器のタップ係数が適当であ
ると判断されると、等化器の出力が選択される。

【０００９】この構成によれば、時分割多元接続通信方
式を採用したディジタル無線通信装置に用いられる復調
装置が、等化器のタップ係数の収束を早くするために、
タップ係数を記憶し、更にこれを再度読み出してタップ
係数の初期値として等化を行う構成である場合、フェー
ジング等により伝搬路の条件が変化し、過去に記憶され
たタップ係数が不適となっても、等化器のタップ係数の
制御を発散させることなく安定したタップ係数の制御が
実現でき、更に符号誤り率の良好な復号信号が得られ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施例を示し、
図５と対応する部分に同一符号を付けてある。この実施
においては検波回路１１の出力は遅延回路２１にも分岐
供給され、その遅延回路２１の出力は識別器２２へ供給
され、識別器１５の出力と識別器２２の出力とが切り替
えスイッチ２３によりディジタル復調出力として選択的
に出力される。つまり遅延回路２１及び識別回路２２に
より等化器１３を通らない迂回路２４が構成される。更
に等化器１３の入力側と出力側とにそれぞれ既知信号検
出回路２５，２６が接続される。これら既知信号検出回
路２５，２６はそれぞれ受信バースト信号中のユニーク
ワードのような既知信号の受信信号の確からしさを検出
する。これら検出確からしさは比較回路２７で比較され
る。この比較回路２７の出力は制御回路１７へ供給さ
れ、比較結果に応じて制御回路１７はスイッチ２３の切
り替えを行う。

【００１１】検波回路１１で変調信号を検波して得られ
たディジタル検波信号は、等化器１３の有る信号系と、
等化器１３を迂回する信号系とに入力される。等化器１
３を迂回する信号系、つまり迂回路２４には、等化器１
３による遅延時間を補償し、両信号系の信号タイミング
を一致させるため、遅延回路２１が設けられる。両信号
系の出力は、切り替えスイッチ２５により選択できる。
等化器１３の前後に設けられた既知信号検出回路２５，
２６により、既知信号の検出の確からしさが出力され、
比較回路２７で両確からしさが比較される。比較回路２
７は、比較結果に応じて等化器１３のタップ係数の初期
化を制御回路１７へ指示する。この回路構成としては、
例えば、メモリ１４にタップ係数の初期値（例えば、セ
ンタタップのみ“１”、他は“０”）を記憶しておき、
制御回路１７はこの値を指示するアドレス値を、比較回
路２７からの信号により出力するように構成すればよ
い。比較回路２７はまた、既知信号検出の確からしさを
比較した結果を基に切り替えスイッチ２３も制御する。

【００１２】ＱＰＳＫ変調方式を採用した復調装置にお
ける既知信号検出回路２５，２６は、識別器、シフトレ
ジスタ、レジスタ、一致回路（ＥＸＮＯＲ）、加算器か
ら構成される。この回路は山本、加藤著、「ＴＤＭＡ通
信」、電子情報通信学会発行、Ｐ．４８に記載のユニー
クワード検出器と同様の構成で実施できる。これら既知
信号検出回路２５，２６の動作は次の通りである。Ｎビ
ットの既知信号のビットパターンをあらかじめレジスタ
に記憶しておき、シフトレジスタにはディジタル復調信
号を識別した信号（検波回路１１の出力、等化器１３の
出力をそれぞれ識別した信号）が入力され、この信号は
クロックに同期してシフトされる。更にレジスタとシフ
トレジスタにそれぞれ格納された両信号のビットパター
ンは、１ビットごとにＮ個の一致回路（ＥＸＮＯＲ）で
比較される。その比較結果が加算され、既知信号検出の
確からしさとなる。すなわち、この確からしさは、既知
信号のうち正確に復号された符号の個数と見做すことが
できる。つまり、全てのビットが一致すれば既知信号検
出の確からしさはＮとなり、Ｍ個の符号誤りが生ずると
既知信号検出の確からしさはＮ−Ｍとなる。よって、既
知信号検出の確からしさが大きいほど、符号誤りは少な
いと言える。上記の既知信号検出回路２５，２６は、硬
判定データから既知信号を検出する場合である。この他
に、藤野著、「多次元軟判定ユニークワード検出方式の
理論的考察」、電子情報通信学会論文誌 ′８９／１
１，Ｖｏｌ．Ｊ６９−Ｂ，Ｎｏ．１１，ｐｐ．１５１６
−１５２２に示されるような軟判定データから既知信号
を検出する場合も、既知信号検出回路２５，２６に適用
してもよい。

【００１３】図２に図１中の比較回路２７の具体例を示
す。比較回路２７は減算器２７ａ、その出力の極性を判
別する極性判別器２７ｂから構成されている。入力され
た２系統の既知信号検出の確からしさは、減算器２７ａ
で差が取られる。極性判別器２７ｂでは減算器２７ａの
出力の正負を判別し、その結果を出力する。すなわち、
判別結果が正であれば、等化器１３の入力側の既知信号
検出の確からしさ（ＥＣＡ）の方が大きく、負であれば
等化器１３の出力側の既知信号検出の確からしさ（ＥＣ
Ｂ）の方が大きい。この比較回路２７での判別結果を用
いて図１中に示す制御回路１７と切り替えスイッチ２３
が制御される。切り替えスイッチ２３の制御は、既知信
号検出の確からしさが出力されるタイミングを観測する
ことでデータフレームの先頭位置を検出し、クロックに
同期して行う。

【００１４】なお、制御回路１７では、比較回路２７よ
りのスイッチ２３を制御する選択信号が立ち下がったと
き、つまりＥＣＡ＞ＥＣＢの時の比較回路出力が低レベ
ルのとき、等化器１３を初期化する。次にこの発明の復
調装置の動作を図３を参照して説明する。まず、等化器
１３がメモリ１４から所望のタップ係数を読み込んだ
後、前記の既知信号の検出を等化器１３の前後で行って
既知信号検出の確からしさＥＣＡ，ＥＣＢを得る。ただ
し、これら既知信号検出の確からしさがしきい値εより
小さい場合は、既知信号は不検出とする。得られた既知
信号検出の確からしさＥＣＡ，ＥＣＢの大きさを比較
し、その結果、例えば等化器１３の前段で得られた既知
信号検出の確からしさＥＣＡの方が大きい場合は等化器
１３により符号誤りが増加していると判断できる。等化
器１３により符号誤りが増加する理由としては、過去に
メモリ１４に記憶したタップ係数が現在の伝搬路条件に
不適当であるため、波形歪みが増加していると考えるこ
とができる。この現象を引き起こす伝搬路条件として、
例えば急にフェージングが消えた場合などが挙げられ
る。これは、直接波とフェージングの原因となる反射波
の振幅比ρが０となることを意味する。よって、既知信
号検出の確からしさの大きさＥＣＡ，ＥＣＢを比較する
ことで、伝搬路条件の変動があっても、等化器１３のタ
ップ係数が現在の伝搬条件に適当か不適当かを判断する
ことができる。

【００１５】等化器１３のタップ係数が現在の伝搬条件
に不適当であるため、等化器１３の出力の波形歪みが増
加し、ＥＣＡ＞ＥＣＢ又はＥＣＡ，ＥＣＢが共にε以下
の場合はタップ係数の制御が発散する恐れがあると判断
した場合、図３に示すように等化器のタップ係数を初期
化し、再度タップ係数を収束させ、かつ迂回路２４の出
力を復調出力として選択する。

【００１６】この発明の復調装置では等化器１３のタッ
プ係数の適不適を判断するタイミングは、既知信号が等
化器１３より出力された後になる。よって、既知信号に
続くデータフレームは、既に等化器１３内部に存在する
ことになる。このため、等化器１３のタップ係数が不適
当で波形歪みが増加した場合、等化器１３内部のデータ
は誤ることになる。これを防ぐため、この発明の復調装
置では等化器１３を迂回して、等化器１３のタップ係数
が不適当であることを原因とする符号誤りを防止する。

【００１７】これら一連の処理の流れを図４に示す。既
知信号３１とデータフレーム３２からなるフレーム構成
となっているディジタル復調信号（図４Ａ）が、等化器
１３の前段の既知信号検出回路２５に入力される。この
既知信号検出回路２５は既知信号３１からデータフレー
ム３２に切り替わる時点に既知信号検出の確からしさＥ
ＣＡを出力する（図４Ｂ）。一方、等化器１３から波形
等化された信号が出力され、等化器１３の後段の既知信
号検出回路２６へ入力される（図４Ｃ）。この既知信号
検出回路２６も既知信号からデータフレームに切り替わ
る時点に既知信号検出の確からしさＥＣＢを出力する
（図４Ｄ）。この両既知信号検出の確からしさＥＣＡ，
ＥＣＢの大きさを比較する。比較した結果、ＥＣＡ≦Ｅ
ＣＢの場合、等化器１３のタップ係数は適当であると判
断されて、スイッチ２３に対する選択信号は等化器１３
の有る信号系を選択する設定となる。一方、ＥＣＡ＞Ｅ
ＣＢの場合、等化器１３のタップ係数が不適当であると
判断されて、等化器１３のタップ係数を初期化すると同
時に、スイッチ２３に対する選択信号は等化器１３を迂
回する信号系（迂回路２４）を選択する設定となる。

【００１８】構内無線局用１９ＧＨｚ帯データ伝送用無
線設備について、ＲＣＲ ＳＴＤ−３４（財団法人シス
テム開発センター発行）で規定される識別信号も、送信
装置の製造社名及び形式名から成る固定のビットパター
ンであり、この発明における既知信号に用いることがで
きる。上記以外の場合でも、適当な長さの固定ビットパ
ターンがデータフレームより前に配置されている信号フ
レームが構成されていれば、このビットパターンはこの
発明の既知信号として用いることができる。

【００１９】上記のビットパターンを用いた既知信号検
出回路中のレジスタには、上記識別信号などのビットパ
ターンを記憶し、レジスタやシフトレジスタの長さも識
別信号などのビット数に合わせる必要がある。従来にお
いて等化器１３の入力又は出力を入力してＮ−Ｍが所定
値より大であれば、ユニークワードを受信したと判定し
ているため、このユニークワード検出回路を、既知信号
検出回路２５，２６の対応するものと兼用することがで
きる。この兼用を考慮しない場合は既知信号中の誤りの
数Ｍを検出の確からしさとして、その前段側の値ＭＡと
後段側の値ＭＢとを比較してＭＡ＜ＭＢなら迂回路２４
をＭＡ≧ＭＢなら等化器１３を使用する。このように既
知信号検出の確からしさは他のファクタを利用してもよ
い。また場合によっては識別器２２は１５と兼用し、ス
イッチ２３を識別器１５の前段に設けてもよい。更に識
別は軟判定によることもできる。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、時分割多元接続通信
方式を採用したディジタル無線通信装置に用いられる復
調装置が、等化器のタップ係数の収束を早くするため
に、タップ係数を記憶し、更にこれを再度読み出してタ
ップ係数の初期値として波形等化する構成である場合
に、フェージングなどにより伝搬路の条件が変化し、過
去に記憶されたタップ係数が不適当になっても、この発
明によれば等化器のタップ係数の制御を発散させること
なく安定した制御が実現でき、更に符号誤り率の良好な
復号信号が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すブロック図。

【図２】図１中の比較回路の具体例を示すブロック図。

【図３】既知信号の検出確からしさ、ＥＣＡ，ＥＣＢ，
の大小関係と、等化器の制御、迂回路の使用、不使用の
関係を示す図。

【図４】この発明の動作を説明するためのタイムチャー
ト。

【図５】従来のＴＤＭＡ復調装置を示すブロック図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＴＤＭＡバースト信号を受信検波し、検
   波出力を等化器を通し、その等化出力を識別器で識別し
   てディジタル復調信号出力を得ると共に、上記等化器の
   等化タップ係数をメモリに記憶し、そのメモリに記憶し
   た等化タップ係数を上記等化器に設定することができる
   復調装置において、 上記検波出力を上記等化器を通すことなく識別器へ供給
   する迂回路と、 上記等化器の入力信号を分岐し、上記バースト信号中に
   内挿された既知信号の検出の確からしさを検出する第１
   既知信号検出手段と、 上記等化器の出力信号を分岐し、上記既知信号の検出の
   確からしさを検出する第２既知信号検出手段と、 第１，第２既知信号検出手段よりの各検出の確からしさ
   を比較する比較手段と、 上記比較手段の比較結果に応じて上記検波出力を上記等
   化器を通すか、上記迂回路を通すかを切替える制御手段
   と、 を具備することを特徴とするＴＤＭＡバースト信号復調
   装置。