JPH0435543A

JPH0435543A - 干渉波除去装置

Info

Publication number: JPH0435543A
Application number: JP2142235A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Tsujimoto; 一郎辻本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-02-06
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JP2569901B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は干渉波除去装置に関し、特にマルチパスフェー
ジング回線において強い干渉波が存在した場合に、フェ
ージングによる波形歪の適応等化および干渉波の除去を
行なう干渉波除去装置に関する。

（従来の技術）従来、ＰＳＫやＱＡＭを用いたディジタルマイクロ波回
線に対してＦＭ回線による干渉が問題となることがある
。特にディジタル伝送が高速の場合、ＦＭ干渉波は狭帯
域干渉波と見なされる。また　＊ａのマルチパスフェー
ジング回線においては適応等化技術が不可欠であり、見
通し外通信のように伝搬距離が大きな回線では整合フィ
ルタ（ＭＰ）と判定帰還形暮化器（ＤＦＥ）とを用いた
受信機が必要となる、マルチパスフェージング環境下で
の狭帯域干渉波の除去を行う従来の干渉波除去装置の一
例を第４図に示す。

第４図において、４１はトランスバーサルフィルタ、４
２は整合フィルタ（ＭＰ）、４３は判定帰還形等化器（
ＤＥＦ）であり、４４から５１はこの従来の干渉波除去
装置の各部分における信号スペクトラムの様子を示す。

狭帯域干渉波の除去には、通常トランスバーサルフィル
タが用いられる。これは、トランスバーサルフィルタの
振幅特性を干渉波の周波数帯域において落ち込ませるこ
とにより干渉波を除去しようとするものである。また、
トランスバーサルフィルタのタップ係数の制御は、判定
器から出力される誤差信号の自乗平均値が最小となるよ
うにＬＭＳアルゴリズムまたはカルマンアルゴリズムな
どにより行われる。しかし、トランスバーサルフィルタ
による干渉波の除去は基本的に周波数領域におけるフィ
ルタリングであり、干渉波を十分除去させようとすると
、希望信号の干渉波と同じ周波数成分を除去することに
なり、伝送路で生じるマルチパス歪以外に強い波形歪を
生じさせることになる。

第４図＜ａ）に希望信号に干渉波が重なった受信信号か
らの干渉波除去の様子を示す、トランスバーサルフィル
タ４１に入力する受信信号は４４のように希望信号Ｓに
干渉波Ｊが重なっている。

トランスバーサルフィルタ４１は干渉波Ｊを除去するた
めに、そのフィルタの周波数特性の干渉波の周波数帯域
に深いデイツプを生じさせる。従って、トランスバーサ
ルフィルタ４１の出力においては４５のように干渉波は
除去されるが、希望信号成分の周波数特性が削られる。

この信号スペクトラム４５のように周波数軸上にノツチ
が生じることは、インパルス応答が２波モデルのように
分散していることと等価である。すなわち、この状態は
マルチパス状態に近似される。整合フィルタ４２は分散
したインパルス応答を対称化し、遅延分散したエコー成
分を主波に同相合成しようとする。従って、主波に対す
るエコー波の比率が減少し、４５のようにノツチを有す
る信号は整合フィルタ４２を通過することにより４６の
ようにノツチが浅くなる。整合フィルタ４２の出力は判
定帰還形等化器４３に入力されてマルチパス歪が除去さ
れ、４７のように希望信号波Ｓが出力される。

以上のように第４図（ａ）においては受信信号に含まれ
る干渉波が十分除去されて希望信号が正確に等化される
。

第４図（ｂ）にマルチパス歪が生じた希望信号に干渉波
が重なった受信信号からの干渉波除去の様子を示す、第
４図（ｂ）においてトランスバーサルフィルタ４１に入
力する受信信号は、伝送路ですでに希望信号Ｓに対して
マルチパス歪が生じ、その希望信号Ｓに干渉波Ｊが重な
った信号である。

トランスバーサルフィルタ４１は干渉波Ｊを除去するた
めに、そのフィルタの周波数特性の干渉波の周波数帯域
にノツチを生じさせる。ところで、すでに伝搬路にて生
じたマルチパスによるノツチ周波数と干渉波の周波数と
が異なる場合、整合フィルタ４２に入力する信号は信号
帯域に複数のノツチを有することになる。すなわちノツ
チの入る周波数間隔が短くなる。一般にノツチ間隔が短
いということは、インパルス応答において遅延時間差が
大きいエコー波が存在することに対応している。この状
態で希望信号から歪を除去させるには、整合フィルタ４
２および判定帰還形等化器４３のタップ数を増大させる
必要がある。しかし、これらタップ数は伝搬路で生じる
遅延分散に対応した値に設定されており、必要最小限の
タッグ数とされるのが通常である。従って、４９に示す
ように伝搬路で生じる歪以外にトランスバーサルフィル
タ４１で新たに歪が生じることは整合フィルタ４２に対
する負担を増す。特にインパルス応答の分布領域が整合
フィルタ４２のタップ数を越えることは、インパルス応
答を対称化出来ないばかりか、むしろその分布を広げる
場合もあり、望ましい効果が得られない。整合フィルタ
４２の出力である５０は判定帰還形等化器４３に入力さ
れるが、そのインパルス応答の様子は等化能力を越えて
おり、［・分算化されず５１のように歪が残ってしまう
。

また、干渉波の数が２波以上あると周波数軸上のフィル
タリングも複雑となり、トランスバーサルフィルタのタ
ップ数をかなり増大させる必要がある。干渉波が除去さ
れるべき周波数箇所が複数の場合、希望信号スペクトラ
ムは大幅に削られることになり、希望信号が正確に等化
されず、その弊害は大きい。

（発明が解決しようとする課題）上述した従来の干渉波除去装置では、受信信号に、マル
チパスフェージングによる歪以外に、干渉波を除去する
処理に付随した歪が加わるので、適応等化に対する負担
が増大し、波形歪が十分除去されないという欠点がある
。

そこで本発明の目的は、マルチパス歪と干渉波の両方を
効果的に除去することができる干渉波除去装置を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段）本発明に係る第１の干渉波除去装置は、希望信°号およ
び干渉波でなる受信信号と推定干渉波との差の信号を生
成する第１の減算器と、該第１の減算器から出力される
前記差信号と判定信号とから伝送系のインパルス応答を
推定して推定インパルス応答を得ると共に該推定インパ
ルス応答の時間反転で複素共役な応答と前記差信号とを
畳込んだ整合信号を得る整合フィルタと、該整合フィル
タから出力される前記整合信号に含まれるマルチパス歪
を除去して前記判定信号を生成する判定帰還形等化器と
、前記推定インパルス応答と前記判定信号とを畳込んで
推定希望信号を得る畳込み器と、前記受信信号に一定の
遅延を与える遅延素子と、該遅延素子の出力信号と前記
推定希望信号との差を取って干渉波成分を抽出する第２
の減算器と、前記受信信号と前記干渉波成分との相関を
取って相関値を得る相関器と、前記相関値の振幅を１に
正規化して前記相関値の位相を抽出するＡＧＣ増幅器と
、該ＡＧＣ増幅器で抽出１うた位相を前記干渉波成分に
乗じて前記推定干渉波を得る乗算器とからなることを特
徴とする。

また本発明に係る第２の干渉波除去装置は、希望信号お
よび干渉波でなる受信信号と推定干渉波との差の信号を
生成する第１の減算器と、該第１の減算器から出力され
る前記差信号と基準信号とから伝送系のインパルス応答
を推定して推定インパルス応答を得ると共に該推定イン
パルス応答の時間反転で複素共役な応答と前記差信号と
を畳込んだ整合信号を得る整合フィルタと、該整合フィ
ルタから出力される前記整合信号に含まれるマルチパス
歪を除去して判定信号と判定結果の誤差信号とを得る判
定帰還形等化器と、仮定した送信シンボル列を表すトレ
ーニング信号を発生するトレーニング信号発生器と、前
記誤差信号に応じて前記判定信号と前記トレーニング信
号のいずれか一方を選択して前記基準信号として出力す
る切換え器と、前記推定インパルス応答と前記基準信号
とを畳込んで推定希望信号を得る畳込み器と、前記受信
信号に一定の遅延を与える遅延素子と、該遅延素子の出
力信号と前記推定希望信号との差を取って干渉波成分を
抽出する第２の減算器と、前記受信信号と前記干渉波成
分との相関を取って相関値を得る相関器と、前記相関値
の振幅を１に正規化して前記相関値の位相を抽出するＡ
ＧＣ増幅器と、該ＡＧＣ増幅器で抽出した位相を前記干
渉波成分に乗じて前記推定干渉波を得る乗算器とからな
ることを特徴とする。

（実施例）次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る第１の干渉波除去装置の一実施例
の構成を示すブロック図である。第２図は本発明に係る
第２の干渉波除去装置の一実施例の構成を示すブロック
図である。

第１図において、１は整合フィルタ（ＭＰ）、２は判銅
帰還形等化器（ＤＦＥ）、３は畳込み器、４は乗算器、
５は相関器、６はτの遅延時間を有する遅延素子、７お
よび８は減算器、９はＡＧＣ増幅器である。

第２図において、２１は整合フィルタ（ＭＰ）、２２は
判定帰還形等化器（ＤＦＥ＞、２３は畳込み器、２４は
乗算器、２５は相関器、２６はτの遅延時間を有する遅
延素子、２７および２８は減算器、２９はＡＧＣ増幅器
、３０は切換え器、３１はトレーニング信号発生器、３
２は制御器である。

第１図の実施例において、送信シンボル列をａ、　　（
ｎ＝−ｃｘｒ・−＋ｔｘｒ）　、ＦＭＩに入力されるま
での伝送系のインパルス応答の離散値をり、とすると、
受信信号１０２の離散値ｒ、は、ｒ、＝Ｓ＋Ｊ＝　　Σ
ａ　＊　　ｈ　ｋ−＋　Ｊ　　　　・・・（１）で示さ
れる。ここでＪは希望信号Ｓの周波数に比べ狭い帯域の
干渉波を示す。

ＭＦＩは判定信号ａ、ｔｏ５と（１）式で示された受信
信号１０２との相関を取ることにより、伝送系のインパ
ルス応答を推定する。次式はその相関過程を示す。

Ｅ［ｒ、　　・金、”　］＝Ｅ［（Σａｓｈｋ−＊＋Ｊ
）・　　ａ　０　　　　　コ　　−　ｈ、　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・
　　（２）ＭＦＩは、この推定インパルス応答の時間反
転で複素共役な応答ｈ−１°と受信信号１０２とを畳込
む操作を行なう。

一方、畳込み器３は、ＭＦＩの推定したインパルス応答
り、１０３とＤＦＥ２の出力の判定信号Ｑ　１１１０５
とを畳込む、すなわち判定信号ａｓ１０５が送信シンボ
ル列ａ、に等しい時には、畳込み器３は受信希望信号Ｓ
を推定していることになる。この推定する希望信号レプ
リカ（再生波形）を作り出すまでの処理時間のために、
希望信号レプリカは入力端子１１での希望信号成分より
τだけ遅延している。そこで入力信号１０１を遅延素子
６で遅延調整し、減算器８にて遅延素子６の出力信号か
ら畳込み器３の出力の希望信号レプリカを減じる。従っ
て、減算器８はτだけ遅延した干渉波Ｊを出力する。こ
こでは希望信号スペクトラムに比べ、ＦＭ波のような狭
帯域干渉波を対象としているから、干渉波の中心周波数
をωとすると、τの遅延はｅｘｐ（ｊωτ）の位相ずれ
を干渉波Ｊに与えると近似できる。従って　相関器５に
より減算器８の出力であるＪ−ｅｘｐ（−ｊωτ）と入
力信号１０１のＳ十Ｊとの相関をとる。相関器５におい
て減算器８の出力信号の複索共役と入力信号１０１との
積の平均値を求めるとＷ＝Ｅ　［Ｊ”　　・ｅｘｐ　（
Ｊωτ）・　（Ｓ＋Ｊ）］＝１Ｊ１２ｅｘｐ（Ｊωτ）
　　　　　−（３）となる、この相関値をＡＧＣ増幅器
９に通し、振幅を１に正規化し、相関値の位相のみを取
り出す。

このＡＧＣ増幅器９の出力のｅｘｐ（ｊωτ）乗算器４
で減算器８の出力のＪ−ｅｘｐ（−Ｊωτ）に乗じるこ
とにより、入力信号１０１中の干渉波Ｊを推定すること
が出来る。この乗算器４の出力の推定干渉波Ｊを減算器
７において入力信号１０１であるＳ＋Ｊから減じること
により干渉波Ｊを除去できる。

以後の動作において干渉波が変動しても、適応的に干渉
波が除去される。一方、マルチパスフェージングによる
波形歪については、干渉波除去とは独立にＭＦＩとＤＦ
Ｅ２でなるＭＦ／ＤＦＥ受信機により除去される。

次に、以上の動作を第３図に示すベクトル図とスペクト
ラムを用いて説明する。伝搬路でマルチパス歪を受けた
希望信号スペクトラムに狭帯域干渉波Ｊが存在する場合
を第３図（ａ）のスペクトラム欄に示す、また、そのベ
クトル関係をベクトル図の欄に示す。マルチパス歪のた
め希望信号Ｓのスペクトラムにノツチが生じている０畳
込み器３の出力は希望信号Ｓのレプリカを作るが、この
レプリカは入力端子１１における希望信号Ｓよりτだけ
遅延しているから、第３図（ａ）のＳベクトルより位相
がずれて（ｂ）のＳベクトルのように示される。（ａ）
をτだけ遅延させたものから（ｂ）の希望信号レプリカ
を減じたものを（ｃ）に示す。すなわち減算器８の出力
は干渉波Ｊを推定していることになる。これに入力にお
ける干渉波と（Ｃ）の推定干渉波との相関値の位相を乗
じたものが（ｄ）の乗算器４の出力となっている。

この（ｄ）の推定干渉波Ｊを（ａ）の入力から減じるこ
とにより、（ｅ）に示すようにマルチパス歪を受けた希
望信号成分のみを抽出することができ、ＭＦ／ＤＦＢ受
信機により、（ｆ）のように適応等化される。

上記の動作において、マルチパス歪以外に干渉波除去に
よる歪を希望信号Ｓに与えることは無い。

このように本実施例では、周波数領域のフィルタリング
を行わずに干渉波を除去するから、複数の干渉波が存在
してもその除去が可能である。

ところでＭ　Ｆ／Ｄ　Ｆ　Ｅ受信機を立ち上げる時、す
でにＤ／Ｕ比がマイナスとなるくらい強い干渉波が存在
している場合、ＭＰ／ＤＦＥ受信機は正しい判定信号を
出力できない。判定信号が誤っていると、ＭＰは正しい
インパルス応答推定を行えない、従って、希望信号レプ
リカはもはや正しいものではなくなる。この場合、この
まま放置しておくと永久に立ち上がることができなくな
ってしまう。

そこで、この初期引き込みを解決するものが第２図に示
した実施例である。

第２図において、２１，２２，２３，２４，２５．２６
，２７．２８および２９はそれぞれ第１図の１．２，３
，４，５，６，７．８および９に対応しており、これら
第２図の構成要素は第１図の構成要素と同じ動作を行う
。干渉波Ｊが除去されるまでの間、送信シンボル列ａ、
と同じトレーニング信号をトレーニング信号発生器３１
に出力させ、このトレーニング信号を切換え器３０にお
いて制御信号２０２により選択し、畳込み器２３とＭＰ
２１とに供給する。この場合、ＭＰ２１はトレーニング
系列ａ、と（１）式で示された受信信号１０２との相関
を取ることにより伝送系のインパルス応答を推定する。

この際、干渉波Ｊと判△ 定信号ａ、１０５との相関値が零となるから、干渉波Ｊ
がまだ除去されていなくても推定インパルス応答は正し
い値となる。また、畳込み器２３はトレーニング系列ａ
、を用いるから、その出力は正しい希望信号レプリカと
なる。希望信号レプリカが正しい値となれば、乗算器２
４の出力に干渉波Ｊの推定値が得られ、干渉波Ｊの除去
が可能となる６干渉波Ｊが除去され　ＭＰ／ＤＦＥ受信
機が回線のマルチパス歪を除去１７、希望信号Ｓが正し
く判定されるようになる。この場合、ＤＦＥ２２に含ま
れる判定器の誤差信号ε２０１は小さくなっていく、制
御器３２は判定器の誤差信号ε２０１を入力としており
、その自乗平均値ξを監視しており、これが予め設定さ
れたしきい値以下となった場合　干渉が正１．＜除去さ
れたと判断して切換え器３０を制ｆｉｌ、、ＤＦＥ２２
からの判定信号Ｑ−１０５を選択出力させる。それ以後
、畳込み器２３およびＭＰ２１は判定信号ａ、１０５を
供給され、第１図の実施例で説明したのと同じ干渉波除
去操作を続ける。なお送信側に対するトレーニング信号
の挿入方法には２通りあり、１つは送ｔ＝ｉＦ号系列に
周期的にバースト状で挿入する方法、他方は受信側から
の信号により、挿入または解除という方法がある。

以上の第２図の実施例により、初期引き込みを解決した
狭帯域干渉波除去が可能となる。

（発明の効果）本発明は、以上に説明したように、周波数軸上のフィル
タリングを行わず、希望信号レプリカを受信信号から減
じることにより干渉成分を抽出し、この干渉成分を位相
制御の後に受信信号から減じることにより干渉波の除去
を行うから、マルチパス歪を受けた希望信号に干渉波除
去による影響を与えることなく、干渉波が複数存在して
いても、マルチパス歪と干渉波の両方を効果的に除去で
きるという効果がある。

渉波除去装置およびその干渉波除去を示す図である。

１．２１・・・整合フィルタ（ＭＦ）、２．２２・・・
判定帰還形等化器（ＤＦＥ）、３．２３・・・畳込み器
、４．２４・・・乗算器、５，２５・・・相関器、６゜
２６・・・遅延素子、７．８，２７．２８・・・減算器
。

９．２９・・・ＡＧＣ増幅器、１１・・・入力端子、１
２・・・出力端子、３０・・・切換え器、３１・・・ト
レーニング信号発生器、３２・・・制御器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）希望信号および干渉波でなる受信信号と推定干渉
波との差の信号を生成する第１の減算器と、該第１の減
算器から出力される前記差信号と判定信号とから伝送系
のインパルス応答を推定して推定インパルス応答を得る
と共に該推定インパルス応答の時間反転で複素共役な応
答と前記差信号とを畳込んだ整合信号を得る整合フィル
タと、該整合フィルタから出力される前記整合信号に含
まれるマルチパス歪を除去して前記判定信号を生成する
判定帰還形等化器と、前記推定インパルス応答と前記判
定信号とを畳込んで推定希望信号を得る畳込み器と、前
記受信信号に一定の遅延を与える遅延素子と、該遅延素
子の出力信号と前記推定希望信号との差を取って干渉波
成分を抽出する第２の減算器と、前記受信信号と前記干
渉波成分との相関を取って相関値を得る相関器と、前記
相関値の振幅を１に正規化して前記相関値の位相を抽出
するＡＧＣ増幅器と、該ＡＧＣ増幅器で抽出した位相を
前記干渉波成分に乗じて前記推定干渉波を得る乗算器と
からなることを特徴とする干渉波除去装置。
（２）希望信号および干渉波でなる受信信号と推定干渉
波との差の信号を生成する第１の減算器と、該第１の減
算器から出力される前記差信号と基準信号とから伝送系
のインパルス応答を推定して推定インパルス応答を得る
と共に該推定インパルス応答の時間反転で複素共役な応
答と前記差信号とを畳込んだ整合信号を得る整合フィル
タと、該整合フィルタから出力される前記整合信号に含
まれるマルチパス歪を除去して判定信号と判定結果の誤
差信号とを得る判定帰還形等化器と、仮定した送信シン
ボル列を表すトレーニング信号を発生するトレーニング
信号発生器と、前記誤差信号に応じて前記判定信号と前
記トレーニング信号のいずれか一方を選択して前記基準
信号として出力する切換え器と、前記推定インパルス応
答と前記基準信号とを畳込んで推定希望信号を得る畳込
み器と、前記受信信号に一定の遅延を与える遅延素子と
、該遅延素子の出力信号と前記推定希望信号との差を取
つて干渉波成分を抽出する第２の減算器と、前記受信信
号と前記干渉波成分との相関を取って相関値を得る相関
器と、前記相関値の振幅を１に正規化して前記相関値の
位相を抽出するＡＧＣ増幅器と、該ＡＧＣ増幅器で抽出
した位相を前記干渉波成分に乗じて前記推定干渉波を得
る乗算器とからなることを特徴とする干渉波除去装置。