JPH07226704A - 適応等化器 - Google Patents

適応等化器

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JPH07226704A
JPH07226704A JP6015354A JP1535494A JPH07226704A JP H07226704 A JPH07226704 A JP H07226704A JP 6015354 A JP6015354 A JP 6015354A JP 1535494 A JP1535494 A JP 1535494A JP H07226704 A JPH07226704 A JP H07226704A
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Koji Ueda
幸治 上田
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 演算量が大幅に低減し、また、ブランチ数が
増え、総タップ数が増えた場合においても、タップ係数
の収束速度の劣化の度合いが少ない適応ダイバーシチ等
化器を得る。 【構成】 検波回路3および4で検波後の各信号をそれ
ぞれの入力とする、フィードフォワード部(FF部)と
フィードバック部(FB部)にタップ付き遅延回路を有
する等化フィルタ部と、タップ係数演算部とを備え、タ
ップ係数演算部ではタップ係数更新アルゴリズムに従い
等化フィルタ部のタップ係数を更新する複数の判定帰還
形適応等化器部33および34と、等化器部33,34
の各出力信号に重み付けを行い合成する合成回路35
と、合成回路35の出力結果を判定し、最終的な出力デ
ータとするデータ判定部36と、上記複数の各等化器部
33,34では、データ判定部36の出力結果に基づい
て、それぞれのタップ係数を定める手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】高速ディジタル移動体通信では、
周波数選択性フェージングによる波形歪が伝送特性に大
きな劣化をもたらす。この発明はこの伝送特性の劣化を
抑える目的で使用する適応ダイバーシチ等化器に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】最初に、適応ダイバーシチ等化器の従来
の構成と動作について示す。移動体通信のような伝送路
の速い変動に追従し、また、フェージングによるレベル
低下による伝送特性の劣化を克服するダイバーシチと適
応等化器を組み合わせた方法の一つとして、例えば、吉
野、鈴木:“移動無線におけるDFE形トランスバーサ
ル合成ダイバーシチ方式の干渉キャンセル特性−メトリ
ック合成との比較−”電子情報通信学会論文誌 B−I
I.Vol.J76 B−II.No.7 pp.584
−595(1993.7)に記載されているようなトラ
ンスバーサル合成形ダイバーシチ等化方式を用いた適応
ダイバーシチ等化器が知られている。
【0003】図6は上記文献に示されたトランスバーサ
ル合成形ダイバーシチ等化方式を用いた適応ダイバーシ
チ等化器の基本構成の一例を示すブロック図である。図
において、1はアンテナa、2はアンテナb、3はアン
テナa,1より出力される受信信号を検波しベースバン
ド信号に変換する検波回路a、4はアンテナb,2より
出力される受信信号を検波しベースバンド信号に変換す
る検波回路b、5はアンテナa,1より受信され検波回
路a,3 によってベースバンド信号に変換された受信信
号を1バースト分蓄える受信信号メモリa、6はアンテ
ナb,2より受信され検波回路b,4によってベースバ
ンド信号に変換された受信信号を1バースト分蓄える受
信信号メモリb、7は受信信号メモリa,5、受信信号
メモリb,6の動作を制御する制御部、8は受信信号メ
モリa,5および受信信号メモリb,6に蓄えられた受
信ベースバンド信号を等化する適応等化器、9は受信信
号メモリa,5の出力を入力信号とするタップ間隔が一
定遅延時間Tp(Tp=T/N,Tは1シンボル時間、
Nは整数)でタップ数がL個であるフィードフォワード
部のトランスバーサルフィルタa(FFa部)、10は
受信信号メモリb,6の出力を入力信号とするタップ間
隔が一定遅延時間Tp秒でタップ数がL個であるフィー
ドフォワード部のトランスバーサルフィルタb(FFb
部)、11はタップ間隔が一定遅延時間T秒でタップ数
が(M−2L)個であるフィードバック部のトランスバ
ーサルフィルタ(FB部)、12はFFa部9とFFb
部10とFB部11の出力を加算する加算器、13は加
算器12の出力信号系列をT秒毎に識別し硬判定を行う
判定器、14は適応ダイバーシチ等化器の出力信号端子
である。
【0004】図7は、図6に示した適応等化器8の構成
を示すブロック図であり、15は受信信号メモリa,5
に蓄えられた受信ベースバンド信号の入力端子、16は
受信信号メモリb,6に蓄えられた受信ベースバンド信
号の入力端子、17はFFa部9、FFb部10とFB
部11のタップ係数をT秒毎に定めるタップ係数更新回
路、18はFB部11の入力信号系列を判定器13の出
力信号系列と参照信号系列とに切り替えるスイッチ回
路、19は参照信号系列入力端子、20は加算器12の
出力と、判定器13の出力信号系列または参照信号系列
の差を求める加算器である。
【0005】図8は、移動体通信等に用いられる信号の
バーストフォーマットの一例を示す図である。21は適
応等化器のトレーニングや、フレーム同期をとるために
用いるユニークワード(以下UWと記す)、22はラン
ダムデータ部である。
【0006】次に従来の適応ダイバーシチ等化器の動作
について説明する。図6に示した適応ダイバーシチ等化
器では、アンテナa,1、およびアンテナb,2より出
力される受信信号はそれぞれ検波回路a,3および検波
回路b,4によりベースバンド信号に変換される。検波
回路a,3の出力信号は受信信号メモリa,5に蓄えら
れ、検波回路b,4の出力信号は受信信号メモリb,6
に蓄えられる。また、これらのベースバンド信号は、制
御部7に出力される。制御部7では、各バースト先頭の
図8に示したUW21を用いてフレーム同期をとった後
に、受信信号メモリa,5、受信信号メモリb,6に制
御信号を出力する。受信信号メモリa,5、受信信号メ
モリb,6では、この制御信号により適応等化器8に、
バーストに対応した受信信号を出力する。
【0007】図7に示した適応等化器8では、ベースバ
ンドに変換された受信信号に対して、各バースト先頭の
UW21とそれに対応する受信信号を用いて伝送路の特
性を推定し、FFa部9、FFb部10、FB部11の
タップ係数を収束させる。(トレーニングモード)。こ
のとき、FB部11の入力信号系列および加算器20の
入力信号系列は判定誤りのないデータとしUW21より
定めた参照信号系列である。次いでランダムデータ部2
2について等化を行なう(トラッキングモード)。この
とき、判定器13では、加算器12の出力信号系列をT
秒毎に識別し硬判定を行い、FB部11の入力信号系列
および加算器20の入力信号系列は、判定器13の出力
信号系列となる。
【0008】タップ係数更新回路17では、適応等化器
8の入力信号系列と、加算器20の出力信号すなわち誤
差信号を用い、カルマンフィルタアルゴリズム(RLS
アルゴリズム)等のタップ係数更新アルゴリズムに従
い、1シンボル毎にFFa部9、FFb部10、FB部
2のタップ係数を更新する。
【0009】上記タップ係数更新アルゴリズムについ
て、適応ダイバーシチ等化器の従来例について、上記文
献に記載されているカルマンフィルタアルゴリズム(R
LSアルゴリズム)の例を取り説明する。時刻t=nT
(n=0,1,2,……;Tは1シンボル時間)におけ
る等化器への入力信号ベクトルをXM (n)、タップ係
数をCM (n)、加算器12の出力をI(n)、希望出
力をd(n)、誤差信号(加算器20の出力)をe
(n)とする。ここでXM (n)、CM (n)、I
(n)、d(n)は、同相、直交チャネルを示す複素数
となる。また、FFa部9のタップ数、FFb部10の
タップ数をともにL、総タップ数をMとするとこれらの
関係は次式となる。
【0010】
【数1】
【0011】ここで*は、複素共役転置行列(又は、ベ
クトル)を表わす。また、y11(n),y12(n),
…,yL1(n)は、FFa部9の入力信号、y
12(n),y22(n),…,yL2(n)は、FFb部1
0の入力信号を表す。また、d(n)は、FB部11の
入力信号であり、トレーニングモードでは、参照信号系
列となり、トラッキングモードでは、判定器13にて式
3の結果を硬判定した出力信号系列となる。また、誤差
信号e(n)は、加算器20の出力である。そして、次
式で表される評価関数εを最小にするタップ係数C
M (n)が求める値となる。
【0012】
【数2】
【0013】ここでλは忘却係数(0<λ≦1)を表
す。式5を最小にするCM (n)は以下となる。
【0014】
【数3】
【0015】さらに、時刻t=(n−1)Tの時のCM
(n−1)、P(n−1)から、時刻t=nTの時のC
M (n)を漸化的に求めるアルゴリズムは、以下のよう
になる。
【0016】
【数4】
【0017】ここで、K(n)はカルマンゲイン、P
(n)は、タップ係数の推定誤差共分散行列、Iは単位
行列である。なお、このタップ係数更新アルゴリズムに
ついては、S・ヘイキン著、武部幹訳:“適応フィルタ
入門”,第5章,現代工学社(1987),またはJ.
G.PROAKIS:“DIGITAL COMMUN
ICATION”,6.8章,McGRAW−HILL
(1983)に詳しく示されている。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】従来の適応ダイバーシ
チ等化器は以上のような構成になっているために、ダイ
バーシチのブランチ数、すなわちアンテナ数が多い場
合、また、各ブランチのFF部のタップ数が多い場合に
は、カルマンフィルタアルゴリズム等を用いたタップ係
数更新アルゴリズムでは、1回のタップ係数更新に要す
る演算量はタップ数の2乗に比例するために、演算量が
非常に増加するという課題があった。また、タップ数が
多くなることによってタップ係数の収束に時間がかか
り、トレーニングモードにおける参照信号のシンボル数
が少ない時は収束しない場合もあり、その結果特性が劣
化する場合も生ずるという課題があった。
【0019】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、従来の適応ダイバーシチ等化器の特性
より劣化することなく、従来の適応ダイバーシチ等化器
より演算量が大幅に低減し、また、ブランチ数が増え、
総タップ数が増えた場合においても、タップ係数の収束
速度の劣化の度合いが少ない適応ダイバーシチ等化器を
得ることを目的としている。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に係わる発明の適応等化器は、入力信号
系列を分割する手段と、分割後の各入力信号系列をそれ
ぞれの入力とし、タップ付き遅延回路をフィードフォワ
ード部とフィードバック部に有する等化フィルタ部と、
タップ係数演算部とを備え、タップ係数演算部ではタッ
プ係数更新アルゴリズムに従いデータ判定部の出力結果
に基づいて、上記等化フィルタ部のタップ係数を更新す
る複数の判定帰還形適応等化器部と、上記複数の判定帰
還形適応等化器部の各出力信号に重み付けを行い合成す
る合成回路と、上記合成回路の出力結果を判定し、最終
的な出力データとする上記データ判定部を備え、合成回
路により、各判定帰還形適応等化器部出力の中で等化特
性の良いものに対する重み付けを大きく、また、等化特
性の良くないものに対する重み付けを小さくして合成
し、その結果を最終的な等化出力とするようにしたもの
である。
【0021】上記の目的を達成するために、請求項2に
係わる発明の適応ダイバーシチ等化器は、複数のアンテ
ナと、複数の受信波を検波する複数の検波回路と、検波
後の各信号をそれぞれの入力とし、フィードフォワード
部とフィードバック部にタップ付き遅延回路を有する等
化フィルタ部と、タップ係数演算部とを備え、タップ係
数演算部ではタップ係数更新アルゴリズムに従いデータ
判定部の出力結果に基づいて上記等化フィルタ部のタッ
プ係数を更新する複数の判定帰還形適応等化器部と、上
記複数の判定帰還形適応等化器部の各出力信号に重み付
けを行い合成する合成回路と、上記合成回路の出力結果
を判定し、最終的な出力データとする上記データ判定部
を備え、合成回路により、各ブランチの判定帰還形適応
等化器部出力の中で等化特性の良いものに対する重み付
けを大きく、また、等化特性の良くないものに対する重
み付けを小さくして合成し、その結果を最終的な等化出
力とするようにしたものである。
【0022】上記の目的を達成するために、請求項3に
係わる発明の適応ダイバーシチ等化器は、複数のアンテ
ナと、複数の受信波を検波する複数の検波回路と、オー
バーサンプリングされた検波後の各信号に対して、オー
バーサンプリング時のタイミングが同じ信号をそれぞれ
の入力とし、タップ付き遅延回路をフィードフォワード
部とフィードバック部に有する等化フィルタ部と、タッ
プ係数演算部とを備え、タップ係数演算部ではタップ係
数更新アルゴリズムに従いデータ判定部の出力結果に基
づいて、上記等化フィルタ部のタップ係数を更新する複
数の判定帰還形適応等化器部と、上記複数の判定帰還形
適応等化器部の各出力信号に重み付けを行い合成する合
成回路と、上記合成回路の出力結果を判定し、最終的な
出力データとする上記データ判定部を備え、合成回路に
より、各ブランチの判定帰還形適応等化器部出力の中で
等化特性の良いものに対する重み付けを大きく、また、
等化特性の良くないものに対する重み付けを小さくして
合成し、その結果を最終的な等化出力とするようにした
ものである。
【0023】
【作用】以上のように構成された請求項1に係わる発明
の適応等化器では、入力信号を分割し、分割後の各入力
信号系列に対する判定帰還形適応等化器部においてそれ
ぞれ独立にタップ係数の更新を行い、各判定帰還形適応
等化器部の出力を重み付け合成するために、全体のタッ
プ係数の更新に要する演算量が低減するとともに、トレ
ーニングモード時のタップ係数の収束に必要なシンボル
数が短くなる。また、ある判定帰還形適応等化器部の特
性がフェージング等のために一時的に劣化し、判定帰還
形適応等化器部単体の出力結果では判定誤りが連続し、
タップ係数更新アルゴリズムが発散等を起こす場合で
も、各判定帰還形適応等化器部の出力を重み付け合成
し、判定した結果を参照信号として各判定帰還形適応等
化器部のタップ係数を更新するために、タップ係数更新
アルゴリズムが発散する頻度が少なくなる。
【0024】以上のように構成された請求項2に係わる
発明の適応ダイバーシチ等化器では、各ブランチの判定
帰還形適応等化器部においてそれぞれ独立にタップ係数
の更新を行い、各判定帰還形適応等化器部の出力を重み
付け合成するために、全体のタップ係数の更新に要する
演算量が低減するとともに、トレーニングモード時のタ
ップ係数の収束に必要なシンボル数が短くなる。また、
あるブランチの特性がフェージング等のために一時的に
劣化し、ブランチ単体の出力結果では判定誤りが連続
し、タップ係数更新アルゴリズムが発散等を起こす場合
でも、各判定帰還形適応等化器部の出力を重み付け合成
し、判定した結果を参照信号として各判定帰還形適応等
化器部のタップ係数を更新するために、タップ係数更新
アルゴリズムが発散する頻度が少なくなる。
【0025】以上のように構成された請求項3に係わる
発明の適応ダイバーシチ等化器では、各判定帰還形適応
等化器部においてそれぞれ独立にタップ係数の更新を行
い、各判定帰還形適応等化器部の出力結果を重み付け合
成するために、全体のタップ係数の更新に要する演算量
が低減するとともに、トレーニングモード時のタップ係
数の収束に必要なシンボル数が短くなる。また、ある判
定帰還形適応等化器部の特性がフェージング等のために
一時的に劣化し、判定帰還形適応等化器部単体の出力結
果では判定誤りが連続し、タップ係数更新アルゴリズム
の発散等を起こす場合でも、各判定帰還形適応等化器部
の出力を重み付け合成し、判定した結果を参照信号とし
て各判定帰還形適応等化器部のタップ係数を更新するた
めに、タップ係数更新アルゴリズムが発散する頻度が少
なくなる。
【0026】
【実施例】
実施例1 図1はこの発明の実施例1を示す構成ブロック図であ
る。図中、従来例と同一部分には同一符号を付し説明を
省く。図1において、30はアンテナa,1より受信さ
れ検波回路a,3によってベースバンド信号に変換され
た受信信号を1バースト分蓄える受信信号メモリa、3
1はアンテナb,2より受信され検波回路b,4によっ
てベースバンド信号に変換された受信信号を1バースト
分蓄える受信信号メモリb、32は受信信号メモリa,
30、受信信号メモリb,31の動作を制御する制御
部、33は受信信号メモリa,30に蓄えられた受信ベ
ースバンド信号を入力信号とする判定帰還形適応等化器
a、34は受信信号メモリb,31に蓄えられた受信ベ
ースバンド信号を入力信号とする判定帰還形適応等化器
b、35は判定帰還形適応等化器a,33および判定帰
還形適応等化器b,34の出力を重み付け合成する重み
付け合成回路、36は重み付け合成回路35の出力信号
系列をT秒(1シンボル時間)毎に識別し硬判定を行う
判定器、37は判定帰還形適応等化器a,33におけ
る、受信信号メモリa60の出力を入力信号とするフィ
ードフォワード部のトランスバーサルフィルタa(FF
a部)、38は判定帰還形適応等化器a,33における
フィードバック部のトランスバーサルフィルタa(FB
a部)、39は判定帰還形適応等化器a,33における
FFa部37とFBa部38の出力結果を加算する加算
器、40は判定帰還形適応等化器b,34における受信
信号メモリb61の出力を入力信号とするフィードフォ
ワード部のトランスバーサルフィルタb(FFb部)、
41は判定帰還形適応等化器b,34におけるフィード
バック部のトランスバーサルフィルタb(FBb部)、
42は判定帰還形適応等化器b,34におけるFFb部
40とFBb部41の出力結果を加算する加算器であ
る。
【0027】図2は判定帰還形適応等化器a,33の構
成を示すブロック図である。図中、従来例および図1に
示したものと同一部分には同一符号を付し説明を省く。
図2において、43は受信信号メモリa,30の出力信
号が入力する受信信号入力端子、44は判定器36の出
力結果が入力する判定出力信号入力端子、45は加算器
39の演算結果を重み付け合成回路35に出力する等化
フィルタ出力端子、46はFFa部37およびFBa部
38のタップ係数を1シンボル毎に定めるタップ係数更
新回路a、47は加算器39の演算結果と希望信号の差
をとり誤差信号を発生する加算器である。
【0028】図3は重み付け合成回路35の構成を示す
ブロック図である。48は判定帰還形適応等化器a,3
3の出力信号が入力する入力端子a、49は判定帰還形
適応等化器b,34の出力信号が入力する入力端子b、
50は判定帰還形適応等化器a,33の出力信号に重み
付け係数aを乗ずる乗算器a、51は判定帰還形適応等
化器b,34の出力信号に重み付け係数bを乗ずる乗算
器b、52は重み付け係数aおよび重み付け係数bを定
める係数演算回路、53は乗算器a,50と乗算器b,
51の出力結果を加算する加算器、54は加算器53の
演算結果を判定器36に出力する出力端子、55は加算
器53の演算結果と希望信号の差をとり、誤差信号を発
生する加算器、56は加算器55の入力信号系列を判定
器36の出力信号系列と参照信号系列とに切り替えるス
イッチ回路、57は判定器36の出力結果が入力する判
定出力信号入力端子、58は参照信号系列入力端子であ
る。
【0029】図1〜図3に従って、本実施例1の適応ダ
イバーシチ等化器の動作について説明する。図1に示し
た適応ダイバーシチ等化器では、アンテナa,1、およ
びアンテナb,2より出力される受信信号は、それぞれ
検波回路a,3および検波回路b,4によりベースバン
ド信号に変換される。検波回路a,3の出力信号は受信
信号メモリa,30に蓄えられ、検波回路b,4の出力
信号は受信信号メモリb,31に蓄えられる。また、こ
れらのベースバンド信号は、制御部32に出力される。
制御部32では、各バースト先頭の図8に示したUW2
1を用いてフレーム同期をとった後に、受信信号メモリ
a,30、受信信号メモリb,31に制御信号を出力す
る。受信信号メモリa,30は、この制御信号により、
判定帰還形適応等化器a,33にバーストに対応した受
信信号を出力する。また、受信信号メモリb,31も、
この制御信号により、判定帰還形適応等化器b,34に
バーストに対応した受信信号を出力する。
【0030】図2に示す判定帰還形適応等化器a,33
では、ベースバンドに変換された受信信号に対して、各
バースト先頭のUW21とそれに対応する受信信号を用
いて伝送路の特性を推定し、FFa部37、FBa部3
8のタップ係数を収束させる(トレーニングモード)。
このとき、FBa部38の入力信号系列および加算器4
7の入力信号系列は、判定誤りのないデータ、すなわち
UW21の既知信号系列より定めた参照信号系列であ
る。次いでランダムデータ部22について等化を行なう
(トラッキングモード)。このとき、FBa部38の入
力信号系列および加算器47の入力信号系列は、判定出
力信号入力端子44より入力される判定器36の出力信
号系列となる。
【0031】タップ係数更新回路a,46では、判定帰
還形適応等化器a,33の入力信号系列と、加算器47
の出力信号系列すなわち誤差信号を用い、タップ係数更
新アルゴリズムに従い、1シンボル毎にFFa部37、
FBa部38のタップ係数を更新する。このタップ係数
更新アルゴリズムに、従来例の説明の項で示したカルマ
ンフィルタアルゴリズムを用いた場合、判定帰還形適応
等化器a,33の入力信号は、1式に対応させると次式
となる。
【0032】
【数5】
【0033】また、判定帰還形適応等化器a,33のタ
ップ係数を2式に対応させると、CaM (n)となり、
時刻nT(n=0,1,2,3…)における判定帰還形
適応等化器a,33の出力は次式となる。
【0034】
【数6】
【0035】判定帰還形適応等化器b,34においても
同様に、その出力は次式となる。
【0036】
【数7】
【0037】図3に示す重み付け合成回路35では、入
力端子a,48より入力される判定帰還形適応等化器
a,33の出力信号に対して、係数演算回路52の定め
る係数aを乗算器a,50にて乗じ、重み付けをする。
また、入力端子b,49より入力される判定帰還形適応
等化器b,34の出力信号に対して、係数演算回路52
の定める係数bを乗算器b,51にて乗じ、重み付けを
する。加算器53では、乗算器a,50と乗算器b,5
1の出力結果を加算し、ランダムデータ22に対応する
受信信号の等化を行っているときは、その結果を出力端
子54から判定器36に出力する。
【0038】図1に示す判定器36では、出力端子54
からの出力信号に対し硬判定を行い、その結果を判定帰
還形適応等化器a,33、判定帰還形適応等化器b,3
4、重み付け合成回路35に出力する。
【0039】図3におけるスイッチ回路56では、UW
21に対応する受信信号の等化を行っているときは、参
照信号系列入力端子58より入力される参照信号系列を
出力し、ランダムデータ22に対応する受信信号の等化
を行っているときは、判定出力信号入力端子57より入
力される判定器36の出力信号系列を出力する。
【0040】加算器55は加算器53の演算結果とスイ
ッチ回路56の出力すなわち希望信号との差をとり、誤
差信号を発生し、その結果を係数演算回路52に出力す
る。
【0041】係数演算回路52では、判定帰還形適応等
化器a,33、判定帰還形適応等化器b,34の出力
と、加算器53の出力信号系列すなわち誤差信号を用
い、タップ係数更新アルゴリズム等を用い、1シンボル
毎に乗算器a,50、乗算器b,51の係数a、係数b
を更新する。このタップ係数更新アルゴリズムに従来例
の説明の項で示したカルマンフィルタアルゴリズムを用
いた場合、重み付け合成回路35の入力信号は1式に対
応させると次式となる。
【0042】
【数8】
【0043】また、係数a、係数bを2式に対応させる
と次式となる。
【0044】
【数9】
【0045】そして、時刻nT(n=0,1,2,3
…)における加算器53の出力は次式となる。
【0046】
【数10】
【0047】そして、ランダムデータ等化時には、この
加算器の出力を判定器36で硬判定し、希望信号d
(n)とする。この時、判定帰還形適応等化器a,3
3、判定帰還形適応等化器b,34、重み付け合成回路
35の誤差信号はそれぞれ次式となる。
【0048】
【数11】
【0049】各タップ係数更新回路はそれぞれの誤差信
号に基づき、それぞれ更新後のタップ係数Ca
M (n)、CbM (n)、Cc(n)を定める。
【0050】なお、上記実施例では、タップ係数更新ア
ルゴリズムにカルマンフィルタを用いて説明したが、こ
れは、ZF(zero forcing)アルゴリズ
ム、LMS(Least mean square)ア
ルゴリズム、RLS(Recursive least
square)アルゴリズム等のタップ係数更新アル
ゴリズムを用いても良い。
【0051】また、上記実施例では、各ブランチの適応
等化器が判定帰還形適応等化器の場合について説明した
が、各ブランチの適応等化器は、FB部がない線形適応
等化器でも良い。
【0052】以上のように、本実施例1では、判定帰還
形適応等化器a,33、判定帰還形適応等化器b,3
4、重み付け合成回路35それぞれ独立にタップ係数の
更新を行う。このために、例えば、本実施例で説明した
カルマンフィルタアルゴリズムの場合、演算量はタップ
数の2乗に比例するが、ブランチ数をK、各ブランチの
FF部のタップ数をL1 、FB部のタップ数をL2 とし
た場合、総演算量は次式であらわされる。
【0053】
【数12】
【0054】ここでAは比例乗数を示す。これに対し、
従来例で示した適応ダイバーシチ等化器では、総演算量
は次式で表される。
【0055】
【数13】
【0056】上式より、例えばL1 =4、L2 =1、K
=2の場合では本実施例と従来例を比較すると、次式よ
り、本実施例では演算量を従来例の2/3とすることが
できる。
【0057】
【数14】
【0058】実施例2 図4はこの発明の実施例2を示す構成ブロック図であ
る。図中、従来例および実施例1と同一部分には同一符
号を付し説明を省く。図4において、60はアンテナ
a,1より受信され検波回路a,3によってベースバン
ド信号に変換された受信信号を1バースト分蓄える受信
信号メモリa、61はアンテナb,2より受信され検波
回路b,4によってベースバンド信号に変換された受信
信号を1バースト分蓄える受信信号メモリb、62は受
信信号メモリa,60、受信信号メモリb,61の動作
を制御する制御部、63は受信信号メモリa,60およ
び受信信号メモリb,61に蓄えられた受信ベースバン
ド信号を入力信号とする判定帰還形適応等化器a、64
は受信信号メモリa,60および受信信号メモリb,6
1に蓄えられた受信ベースバンド信号を入力信号とする
判定帰還形適応等化器b、65は判定帰還形適応等化器
a,63における、受信信号メモリa,60および受信
信号メモリb,61の出力を入力信号とするフィードフ
ォワード部のトランスバーサルフィルタa(FFa
部)、66は判定帰還形適応等化器a,63における、
フィードバック部のトランスバーサルフィルタa(FB
a部)、67は判定帰還形適応等化器a,63における
FFa部65とFBa部66の出力結果を加算する加算
器、68は判定帰還形適応等化器b,64における、受
信信号メモリa,60および受信信号メモリb,61の
出力を入力信号とするフィードフォワード部のトランス
バーサルフィルタb(FFb部)、69は判定帰還形適
応等化器b,64における、フィードバック部のトラン
スバーサルフィルタb(FBb部)、70は判定帰還形
適応等化器b,64におけるFFb部68とFBb部6
9の出力結果を加算する加算器である。
【0059】図5は判定帰還形適応等化器a,63の構
成を示すブロック図である。図中、従来例および図4に
示したものと同一部分には同一符号を付し説明を省く。
図5において、71は受信信号メモリa,60の出力信
号が入力する受信信号入力端子a、72は受信信号メモ
リb,61の出力信号が入力する受信信号入力端子b、
73はFFa部65およびFFb部66のタップ係数を
1シンボル毎に定めるタップ係数更新回路aである。
【0060】本実施例2の適応ダイバーシチ等化器の動
作について説明する。図4に示した適応ダイバーシチ等
化器では、アンテナa,1およびアンテナb,2より出
力される受信信号は、それぞれ検波回路a,3および検
波回路b,4によりベースバンド信号に変換される。検
波回路a,3の出力信号は受信信号メモリa,60に蓄
えられ、検波回路b,4の出力信号は受信信号メモリ
b,61に蓄えられる。また、これらのベースバンド信
号は、制御部62に出力される。制御部62では、各バ
ースト先頭の図8に示したUW21を用いてフレーム同
期をとった後に、受信信号メモリa,60、受信信号メ
モリb,61に制御信号を出力する。受信信号メモリ
a,60は、この制御信号により、判定帰還形適応等化
器a,63および判定帰還形適応等化器b,64にバー
ストに対応した受信信号を出力する。また、受信信号メ
モリb,61も、この制御信号により、判定帰還形適応
等化器a,63および判定帰還形適応等化器b,64に
バーストに対応した受信信号を出力する。このとき、受
信信号メモリa,60は判定帰還形適応等化器a,63
に対しては、例えば時刻t=nT(n=0,1,2,
3,…)時のサンプリングデータを出力する。また、判
定帰還形適応等化器b,64に対しては、異なる時刻例
えば時刻t=(n+1/2)T時のサンプリングデータ
を出力する。受信信号メモリb,61も受信信号メモリ
a,60と同様に判定帰還形適応等化器a,63に対し
ては、時刻t=nT時のサンプリングデータを出力す
る。また、判定帰還形適応等化器b,64に対しては、
異なる時刻t=(n+1/2)T時のサンプリングデー
タを出力する。
【0061】図5に示す判定帰還形適応等化器a,63
では、受信信号メモリa,60および受信信号メモリ
b,61より出力された各ダイバーシチブランチで同時
刻にサンプリングされた受信信号に対して、各バースト
先頭のUW21とそれに対応する受信信号を用いて伝送
路の特性を推定し、FFa部65、FBa部66のタッ
プ係数を収束させる(トレーニングモード)。このと
き、FBa部66の入力信号系列および加算器47の入
力信号系列は、判定誤りのないデータ、すなわちUW2
1の既知信号系列より定めた参照信号系列である。次い
でランダムデータ部22について等化を行なう(トラッ
キングモード)。このとき、FBa部66の入力信号系
列および加算器47の入力信号系列は、判定出力信号入
力端子44より入力される判定器36の出力信号系列と
なる。
【0062】タップ係数更新回路a,73では、判定帰
還形適応等化器a,63の入力信号系列と、加算器47
の出力信号系列すなわち誤差信号を用い、タップ係数更
新アルゴリズムに従い、1シンボル毎にFFa部65、
FBa部66のタップ係数を更新する。このタップ係数
更新アルゴリズムに従来例の説明の項で示したカルマン
フィルタアルゴリズムを用いた場合、判定帰還形適応等
化器a,63の入力信号は、1式に対応させると次式と
なる。
【0063】
【数15】
【0064】ここで26式,27式は受信信号メモリ
a,60および受信信号メモリb,61に蓄積されてい
た1バースト分の2倍のオーバーサンプリング受信デー
タを示している。
【0065】また、判定帰還形適応等化器a,63のタ
ップ係数を2式に対応させ、CaM(n)とすると、時
刻nT(n=0,1,2,3…)における判定帰還形適
応等化器a,63の出力は14式となる。
【0066】判定帰還形適応等化器b,64の構成、動
作とも判定帰還形適応等化器a,63と同様であるが、
ここでの入力信号は判定帰還形適応等化器a,63の入
力信号に対して1/2シンボル遅れたものとしている。
そして、その出力は15式となる。
【0067】図3に示した重み付け合成回路35では、
入力端子a,48より入力される判定帰還形適応等化器
a,63の出力信号に対して、係数演算回路52の定め
る係数aを乗算器a,50にて乗じ、重み付けをする。
また、入力端子b,49より入力される判定帰還形適応
等化器b,64の出力信号に対して、係数演算回路52
の定める係数bを乗算器b,51にて乗じ、重み付けを
する。加算器53では、乗算器a,50と乗算器b,5
1の出力結果を加算し、ランダムデータ22に対応する
受信信号の等化を行っているときは、その結果を出力端
子54から判定器36に出力する。
【0068】判定器36では、出力端子54からの出力
信号に対し硬判定を行い、その結果を判定帰還形適応等
化器a,63、判定帰還形適応等化器b,64、重み付
け合成回路35に出力する。
【0069】スイッチ回路56では、UW21に対応す
る受信信号の等化を行っているときは、参照信号系列入
力端子58より入力される参照信号系列を出力し、ラン
ダムデータ22に対応する受信信号の等化を行っている
ときは、判定出力信号入力端子57より入力される判定
器36の出力信号系列を出力する。
【0070】加算器55は加算器53の演算結果とスイ
ッチ回路56の出力すなわち希望信号との差をとり、誤
差信号を発生し、その結果を係数演算回路52に出力す
る。
【0071】係数演算回路52では、判定帰還形適応等
化器a,63、判定帰還形適応等化器b,64の出力
と、加算器53の出力信号系列すなわち誤差信号を用
い、タップ係数更新アルゴリズム等を用い、1シンボル
毎に乗算器a,50、乗算器b,51の係数a、係数b
を更新する。このタップ係数更新アルゴリズムに従来例
の説明の項で示したカルマンフィルタアルゴリズムを用
いた場合、重み付け合成回路35の入力信号は1式に対
応させると16式となる。また、係数a、係数bを2式
に対応させると17式となる。そして、時刻nT(n=
0,1,2,3…)における加算器53の出力は18式
となる。ランダムデータ等化時にはこの加算器の出力を
判定器36で硬判定し、希望信号d(n)とする。この
時、判定帰還形適応等化器a,63、判定帰還形適応等
化器b,64、重み付け合成回路35の誤差信号はそれ
ぞれ19式、20式、21式となる。
【0072】各タップ係数更新回路はそれぞれの誤差信
号に基き、それぞれ更新後のタップ係数CaM (n),
CbM (n),CcM (n)を定める。
【0073】なお、上記実施例では、タップ係数更新ア
ルゴリズムにカルマンフィルタを用いて説明したが、こ
れは、ZF(zero forcing)アルゴリズ
ム、LMS(Least mean square)ア
ルゴリズム、RLS(Recursive least
square)アルゴリズム等のタップ係数更新アル
ゴリズムを用いても良い。
【0074】また、上記実施例では、各ブランチの適応
等化器が判定帰還形適応等化器の場合について説明した
が、各ブランチの適応等化器は、FB部がない線形適応
等化器でも良い。
【0075】以上のように、本実施例2では、判定帰還
形適応等化器a,63、判定帰還形適応等化器b,6
4、重み付け合成回路35それぞれ独立にタップ係数の
更新を行う。このために、例えば、本実施例で説明した
カルマンフィルタアルゴリズムの場合、演算量はタップ
数の2乗に比例するが、ブランチ数をK、各ブランチの
FF部のシンボル数をL1s、FB部のタップ数をL2
オーバーサンプル数をSとした場合、総演算量は次式で
あらわされる。
【0076】
【数16】
【0077】ここでAは比例乗数を表す。これに対し、
従来例で示した適応ダイバーシチ等化器では、総演算量
は次式で表される。
【0078】
【数17】
【0079】上式より、例えばL1s=2、L2 =1、K
=2、S=2の場合では本実施例と従来例を比較する
と、24式より、本実施例では演算量を従来例の2/3
とすることができる。
【0080】また、本実施例2では、各判定帰還形適応
等化器部において、同じタイミングでサンプリングされ
た異なるブランチの受信信号を合成するために、フェー
ジングにより信号レベルが落ち込む確率が小さくなるた
めに、各判定帰還形適応等化器部単体の特性が向上し、
その結果、良好な特性を得ることができる。
【0081】
【発明の効果】以上のように請求項1に係わる発明によ
れば、入力信号を分割し、分割後の各入力信号系列に対
する判定帰還形適応等化器部においてそれぞれ独立にタ
ップ係数の更新を行い、各判定帰還形適応等化器部の出
力を重み付け合成するために、全体のタップ係数の更新
に要する演算量が低減するとともに、トレーニングモー
ド時のタップ係数の収束に必要なシンボル数が短くな
る。また、ある判定帰還形適応等化器部の特性がフェー
ジング等のために一時的に劣化し、判定帰還形適応等化
器部単体の出力結果では判定誤りが連続し、タップ係数
更新アルゴリズムが発散等を起こす場合でも、各判定帰
還形適応等化器部の出力を重み付け合成し、判定した結
果を参照信号として各判定帰還形適応等化器部のタップ
係数を更新するために、タップ係数更新アルゴリズムが
発散する頻度が少なくなるとともに各判定帰還形適応等
化器部の追随性が向上し、その結果良好な等化特性を持
つ適応等化器を得ることができる。
【0082】以上のように請求項2に係わる発明によれ
ば、各ブランチの判定帰還形適応等化器部においてそれ
ぞれ独立にタップ係数の更新を行い、各判定帰還形適応
等化器部の出力を重み付け合成するために、従来の適応
ダイバーシチ等化器よりも全体のタップ係数の更新に要
する演算量が低減するとともに、トレーニングモード時
のタップ係数の収束に必要なシンボル数が短くてすむ適
応ダイバーシチ等化器を得ることができる。また、ある
ブランチの特性がフェージング等のために一時的に劣化
し、ブランチ単体の出力結果では判定誤りが連続し、タ
ップ係数更新アルゴリズムが発散等を起こす場合でも、
各判定帰還形適応等化器部の出力を重み付け合成し、判
定した結果を参照信号として各判定帰還形適応等化器部
のタップ係数を更新するために、タップ係数更新アルゴ
リズムが発散する頻度が少なくなるとともに各判定帰還
形適応等化器部の追随性が向上し、この結果良好な等化
特性を持つ適応ダイバーシチ等化器を得ることができ
る。
【0083】以上のように請求項3に係わる発明によれ
ば、各ブランチの判定帰還形適応等化器部においてそれ
ぞれ独立にタップ係数の更新を行い、各判定帰還形適応
等化器部の出力結果を重み付け合成するために、全体の
タップ係数の更新に要する演算量が低減するとともに、
トレーニングモード時のタップ係数の収束に必要なシン
ボル数が短くてすむ適応ダイバーシチ等化器を得ること
ができる。また、ある判定帰還形適応等化器部の特性が
フェージング等のために一時的に劣化し、判定帰還形適
応等化器部単体の出力結果では判定誤りが連続し、タッ
プ係数更新アルゴリズムの発散等を起こす場合でも、各
判定帰還形適応等化器部の出力を重み付け合成し、判定
した結果を参照信号として各判定帰還形適応等化器部の
タップ係数を更新するために、タップ係数更新アルゴリ
ズムが発散する頻度が少なくなるとともに各判定帰還形
適応等化器部の追随性が向上し、その結果良好な等化特
性を持つ適応ダイバーシチ等化器を得ることができる。
また各判定帰還形適応等化器部において、また、本実施
例2では、各判定帰還形適応等化器部において、同じタ
イミングでサンプリングされた異なるブランチの受信信
号を合成するために、フェージングにより信号レベルが
落ち込む確率が小さくなるために、各判定帰還形適応等
化器部単体の特性が向上し、その結果、良好な特性を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の適応ダイバーシチ等化器の実施例1
を示す構成ブロック図である。
【図2】図1に示された判定帰還形適応等化器の内部構
成例を示すブロック図である。
【図3】図1に示された重み付け合成回路の内部構成例
を示すブロック図である。
【図4】この発明の適応ダイバーシチ等化器の実施例2
を示す構成ブロック図である。
【図5】図4に示された判定帰還形適応等化器の内部構
成例を示すブロック図である。
【図6】従来の適応ダイバーシチ等化器を示す構成ブロ
ック図である。
【図7】図6に示された判定帰還形適応等化器の内部構
成例を示すブロック図である。
【図8】移動体通信に用いられるバーストフォーマット
の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 アンテナa 2 アンテナb 3 検波回路a 4 検波回路b 5 受信信号メモリa 6 受信信号メモリb 7 制御部 8 適応等化器 9 フィードフォワード部のトランスバーサルフィルタ
a(FFa部) 10 フィードフォワード部のトランスバーサルフィル
タb(FFb部) 11 フィードバック部のトランスバーサルフィルタ
(FB部) 12 加算器 13 判定器 14 出力信号端子 15 入力端子 16 入力端子 17 タップ係数更新回路 18 スイッチ回路 19 参照信号系列入力端子 20 加算器 21 ユニークワード 22 ランダムデータ部 30 受信信号メモリa 31 受信信号メモリb 32 制御部 33 判定帰還形適応等化器a 34 判定帰還形適応等化器b 35 重み付け合成回路 36 判定器 37 フィードフォワード部のトランスバーサルフィル
タa(FFa部) 38 フィードバック部のトランスバーサルフィルタa
(FBa部) 39 加算器 40 フィードフォワード部のトランスバーサルフィル
タb(FFb部) 41 フィードバック部のトランスバーサルフィルタb
(FBb部) 42 加算器 43 受信信号入力端子 44 判定出力信号入力端子 45 等化フィルタ出力端子 46 タップ係数更新回路a 47 加算器 48 入力端子a 49 入力端子b 50 乗算器a 51 乗算器b 52 係数演算回路 53 加算器 54 出力端子 55 加算器 56 スイッチ回路 57 判定出力信号入力端子 58 参照信号系列入力端子 60 受信信号メモリa 61 受信信号メモリb 62 制御部 63 判定帰還形適応等化器a 64 判定帰還形適応等化器b 65 フィードフォワード部のトランスバーサルフィル
タa(FFa部) 66 フィードバック部のトランスバーサルフィルタa
(FBa部) 67 加算器 68 フィードフォワード部のトランスバーサルフィル
タb(FFb部) 69 フィードバック部のトランスバーサルフィルタb
(FBb部) 70 加算器 71 受信信号入力端子a 72 受信信号入力端子b 73 タップ係数更新回路a

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号系列を分割する手段と、分割後
    の各入力信号系列をそれぞれの入力とし、タップ付き遅
    延回路をフィードフォワード部とフィードバック部に有
    する等化フィルタ部と、タップ係数演算部とを備え、タ
    ップ係数演算部ではタップ係数更新アルゴリズムに従い
    データ判定部の出力結果に基づいて、上記等化フィルタ
    部のタップ係数を更新する複数の判定帰還形適応等化器
    部と、 上記複数の判定帰還形適応等化器部の各出力信号に重み
    付けを行い合成する合成回路と、上記合成回路の出力結
    果を判定し、最終的な出力データとする上記データ判定
    部を備えたことを特徴とする適応等化器。
  2. 【請求項2】 複数のアンテナと、複数の受信波を検波
    する複数の検波回路と、検波後の各信号をそれぞれの入
    力とし、タップ付き遅延回路をフィードフォワード部と
    フィードバック部に有する等化フィルタ部と、タップ係
    数演算部とを備え、タップ係数演算部ではタップ係数更
    新アルゴリズムに従いデータ判定部の出力結果に基づい
    て上記等化フィルタ部のタップ係数を更新する複数の判
    定帰還形適応等化器部と、 上記複数の判定帰還形適応等化器部の各出力信号に重み
    付けを行い合成する合成回路と、上記合成回路の出力結
    果を判定し、最終的な出力データとするデータ判定部を
    備えたことを特徴とする適応等化器。
  3. 【請求項3】 複数のアンテナと、複数の受信波を検波
    する複数の検波回路と、オーバーサンプリングされた検
    波後の各信号に対して、オーバーサンプリング時のタイ
    ミングが同じ信号をそれぞれの入力とし、タップ付き遅
    延回路をフィードフォワード部とフィードバック部に有
    する等化フィルタ部と、タップ係数演算部とを備え、タ
    ップ係数演算部ではタップ係数更新アルゴリズムに従い
    データ判定部の出力結果に基づいて上記等化フィルタ部
    のタップ係数を更新する複数の判定帰還形適応等化器部
    と、 上記複数の判定帰還形適応等化器部の各出力信号に重み
    付けを行い合成する合成回路と、上記合成回路の出力結
    果を判定し、最終的な出力データとするデータ判定部を
    備えたことを特徴とする適応等化器。
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JP2008219636A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 通信装置及びウェイト更新方法

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