JPH08125585A - 適応等化器の高速ブラインド等化処理方法 - Google Patents

適応等化器の高速ブラインド等化処理方法

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JPH08125585A
JPH08125585A JP7254148A JP25414895A JPH08125585A JP H08125585 A JPH08125585 A JP H08125585A JP 7254148 A JP7254148 A JP 7254148A JP 25414895 A JP25414895 A JP 25414895A JP H08125585 A JPH08125585 A JP H08125585A
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blind equalization
coefficients
taps
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blind
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バハルカンドラ バハット バハヴェシュ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 等化品質を低下することなしに、各々が対応
する係数をもつ複数のタップを含んでいる適応等化器用
のブラインド等化処理の高速化を図る。 【解決手段】 ブラインド等化処理方法は次のステップ
を含んでいる。まず、適応等化器内の係数のサブセット
に対してブラインド等化（２０４）が実行され、次に、
係数が収束していれば（２０６）、判定指向型適応等化
プロセス（２２０）が開始される。係数が収束していな
ければ、係数のもっと大きなサブセットを使用してブラ
インド等化を実行するステップを繰り返す（２０８，２
１２，２１６）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アドバンスト・デ
ィジタル・テレビジョン受信装置において、例えば、高
精細テレビジョン受信装置として使用できるような、適
応等化器(adaptive equalizer - アダプティブ・イコラ
イザ）の高速ブラインド等化(blind equalization)の処
理方法に関する。
【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たる米国特許出願第０８／３１５，０５０号（１
９９４年９月２９日出願）の明細書の記載に基づくもの
であって、当該米国特許出願の番号を参照することによ
って当該米国特許出願の明細書の記載内容が本明細書の
一部分を構成するものとする。
【０００３】
【従来の技術】例えば、アドバンスト・ディジタル・テ
レビジョン(advanced digital television - ADTV)シス
テムのような、高帯域幅ディジタル伝送システムにおい
ては、マルチパス (multipath)効果や符号間(intersimb
ol) 干渉といったような、伝送チャネルによって受信信
号内に導入されるアーティファクト(artifact)を除去す
ることが重要であり、さもないと、正しい受信が困難ま
たは不可能になる。このようなアーティファクトを除去
するために、ＡＤＴＶ受信装置は適応等化器を含んでい
る場合がある。この種の適応等化器は、一般的には、Ｆ
ＩＲ（有限インパルス応答フィルタ）および／またはＩ
ＩＲ（無限インパルス応答フィルタ）構成において複数
のタップ係数をもつマルチタップ・トランスバース・デ
ィジタル・フィルタ(multitap transverse digital fil
ter)として実現されており、それらのタップ係数を、伝
送チャネルのアーティファクトを最小限にするために、
また、受信信号ができる限り送信信号の近くを保つよう
に、絶えず変化させている。一般的に、タップの数が大
きくなると、等化品質が向上する。
【０００４】適応等化器が動作状態にあるとき、係数が
可能な限りそれらの最適値の近くを保つようにする判定
指向型プロセス(decision directed process) は種々の
ものが知られている。しかし、これらの判定指向型プロ
セスの場合は、正しく動作するためには、係数がすでに
最適値にある程度近づいている必要がある。係数の値が
最適値から離れすぎていると、これらの判定指向型プロ
セスは収束することができない。従って、適応等化器を
正しく動作させるためには、次の２ステップが必要であ
る。すなわち、はじめに、係数が最適値に近づくように
調整し、そのあと、係数が可能な限り最適値の近くを保
つようにする必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】電話システムのよう
な、ある種の高帯域幅（ハイバンド幅）システムでは、
データ伝送の前にトレーニング信号(traing signal) が
送信されるので、適応等化器は、受信したトレーニング
信号に基づいて係数を最適値に近づけるように調整する
ことが可能になっている。しかし、テレビジョン・シス
テムの場合は、その性格上、トレーニング信号は実用的
でない。従って、適応等化器は、受信したデータ信号だ
けに基づいて係数の初期評価値(initial estimate)を生
成しなければならない。この処理はブラインド等化(bli
nd equalization)処理（プロセス）と呼ばれている。こ
のブラインド等化処理が完了したときだけ、判定指向型
適応等化処理(decision directed adaptive equalizati
on process) を呼び出して、係数を最適値にまたはその
近くに保つことができる。
【０００６】本出願の発明者は、等化器（イコライザ）
のタップ数を多くすると、等化品質が向上するが、多数
のタップ係数をブラインド等化するには、かなりの時間
量が必要であることを認識した。他方、少数の係数をブ
ラインド等化するには、時間量が相対的に少なくなる
が、等化器のタップ数が少ないと等化品質が低下し、全
く受容できないことも起こり得る。本発明は、上述の点
に鑑みてなされたもので、その目的は等化品質を低下す
ることなしに処理時間の向上が得られるように図った適
応等化器の高速ブラインド等化処理方法を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の原理によれば、
各々が対応する係数をもつ複数のタップを含んでいる適
応等化器用のブラインド等化処理（プロセス）は次のよ
うなステップを含んでいる。まず、適応等化器内の係数
のサブセットについてブラインド等化が実行され、次
に、それらの係数がすでに収束していれば、判定指向型
適応等化処理が開始される。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、ＡＤＴＶ受信装置のうち
本発明に従って動作する等化器を含んでいる部分を示す
ブロック図である。図１において、本発明を理解する上
で必要なブロックだけが示されている。また、説明を簡
単にするために、他の処理ブロック、および制御信号や
タイミング信号などの信号を伝達する他のコネクション
（接続）は省略されている。その他のブロックとしてな
にが必要であるか、それらが図示のブロックとどのよう
に接続され、どのように作用し合うか、どのようなタイ
ミング信号と制御信号がそれぞれのブロックで要求され
るか、これらの信号がどのように生成されて配信される
かは、ＡＤＴＶ設計に精通している当業者ならば理解さ
れるはずである。
【０００９】図１において、ＱＡＭ(quadrature amplit
ude modulated - 直交振幅変調）コンステレーション(c
onstellation) の形体になったマルチレベル・ディジタ
ル・シンボルによって変調されたＱＡＭ ＡＤＶＴ信号
のソースから信号がアンテナ５へ送られる。このような
ＱＡＭ信号はパルス振幅変調(Pulse Amplitude Modulat
ed - PAM) 信号の一種である。アンテナ５は、直列に接
続された検出器１０、適応等化器２０、デモジュレータ
（復調器）３０、スライサ４０、デコーダ５０、および
ビデオおよびオーディオ信号処理・再生回路６０に結合
されている。ビデオおよびオーディオ信号処理・再生回
路６０は、ビデオ・イメージ（映像）とオーディオ・サ
ウンド（音声）をディスプレイ・スクリーンとスピーカ
（図示せず）から利用者に提供し、あるいはこれらのコ
ンポーネント（構成要素）で表現する信号をビデオ・カ
セット・レコーダ（図示せず）などの他の機器へ供給す
る。誤差検出器７０はスライサ４０の入力端子と出力端
子に結合されたそれぞれの入力端子と、誤差代表信号
（ｅ）を出力する出力端子とをもっている。誤差検出器
７０の誤差信号出力端子は係数制御ネットワーク８０の
入力端子に結合されている。係数制御ネットワーク８０
の係数出力端子は適応等化器２０の係数入力端子に結合
されている。
【００１０】検出器１０はＲＦチューナ、局部発振器お
よび中間周波数増幅器を含み、その他にも、アナログ−
ディジタル・コンバータ、タイミング同期回復・クロッ
ク発生回路、および９０度位相シフタ（これらはいずれ
も図示されていない）を含んでおり、これらは公知のよ
うに１つに結合されている。動作時には、これらのコン
ポーネントは作用し合って、受信したＱＡＭ信号の通過
帯域同相（Ｉ）成分と直交位相（Ｑ）成分を、検出器１
０のそれぞれの出力端子から出力する。上述したエレメ
ント、それぞれの構成および動作は周知であるので、詳
しく説明することは省略する。アンテナ５は放送ＲＦ信
号を受信するものとしているが、上述したものと類似す
るコンポーネント（これらも周知である）を使用すれ
ば、ケーブルや光ファイバ・ソースからＲＦ変調信号を
受信して、通過帯域Ｉ信号とＱ信号を出力することも可
能である。
【００１１】図示実施の形態における適応等化器２０
は、１２８タップＦＩＲディジタル・フィルタを含んで
いるが、このフィルタは公知のように動作して、マルチ
パスと符号間干渉が、検出された通過帯域Ｉ信号とＱ信
号に及ぼす影響を最小限にするものである。ＦＩＲディ
ジタル・フィルタとＩＩＲディジタル・フィルタを組み
合わせて適応等化器で使用することも公知である。ＦＩ
Ｒフィルタの１２８個のタップのタップ係数は、以下で
説明するように、係数制御ネットワーク８０から絶えず
供給される。
【００１２】デモジュレータ３０は、関連の位相コント
ローラと通過帯域フィルタ（ＢＰＦ）（いずれも図示し
ていない）が公知のように配列されているデロテータ(d
erotator) を含むことも可能であるが、等化された通過
帯域Ｉ信号とＱ信号を復調してベースバンド（基底帯
域）Ｉ信号とＱ信号を出力する。これらの復調ベースバ
ンドＩ信号とＱ信号はＱＡＭ符号コンステレーション内
のどこかのロケーションを表している。スライサ４０は
復調ベースバンドＩ信号とＱ信号を受信し、そのコンス
テレーション内のどの符号（シンボル）がこれらの信号
で表されたロケーションに最も近いかを判断し、その最
も近い符号のロケーションに対応する値をもつＩ信号と
Ｑ信号を、公知のようにその出力端から出力する。これ
らのＩ信号とＱ信号はデコーダ５０へ送られ、デコーダ
はその記号に対応するマルチビット・ディジタル・ワー
ドを出力する。デコード化されたマルチビット・ディジ
タル・ワードはビデオおよびオーディオ信号処理・再生
回路６０へ送られる。上述したように、ビデオおよびオ
ーディオ信号処理・再生回路はマルチビット・ディジタ
ル・ワードを処理してイメージ（映像）とサウンド（音
声）を視聴者に提供する。
【００１３】公知のように、スライサ４０の入力に現れ
た復調ベースバンドＩ信号とＱ信号で表された符号コン
ステレーション内のロケーションと、スライサ４０の出
力から出力されたＩ信号とＱ信号で表された最も近い符
号のロケーションとの差は、受信した符号の誤差を表し
ている。誤差検出器７０はスライサ４０の入力と出力に
現れたそれぞれのＩ信号とＱ信号を公知のように操作し
て、この誤差を判定し、その誤差を表す信号ｅを係数制
御ネットワーク８０へ送る。
【００１４】係数制御ネットワーク８０は、マイクロプ
ロセッサ（μＰ）またはディジタル信号プロセッサ（Ｄ
ＳＰ）および関連回路（図示せず）を含むことが可能で
あるが、誤差信号ｅに応答して適応等化器２０のタップ
の係数の値を計算し、誤差信号ｅを最小限にすることを
試みる。そのあと、これらの係数は適応等化器２０内の
タップ・マルチプライヤ(tap multiplier)へ送られる。
正常に動作しているとき、これらの係数は、最小二乗平
均(least means square - LMS)アルゴリズムなどの公知
の処理を使用して判定指向型方法で繰り返し調整され
る。
【００１５】しかし、上述したように、判定指向型ＬＭ
Ｓアルゴリズムが正しく動作する前に、ブラインド等化
処理（プロセス）を実行して、判定指向型ＬＭＳアルゴ
リズムが収束するのに最適な係数に十分に近くなった係
数を、適応等化器２０のタップに入れておかなければな
らない。図２は、本発明による高速ブラインド等化処理
２００の流れ図である。図２に示すステップは、電源投
入時のように、新しい信号が検出器１０によって検出さ
れたとき、あるいは視聴者がチャネルを切り替えたと
き、係数制御ネットワーク８０内のμＰ（マイクロプロ
セッサ）またはＤＳＰ（デジタル記号プロセッサ）によ
って実行される。
【００１６】図示の実施形態では、上述したように、適
応等化器２０（図１の）は１２８タップＦＩＲフィルタ
を含んでいる。図２のステップ２０２において、これら
のタップのすべての係数はプリセットされる。すべての
係数は８個の中間タップを除き０にセットされる。２つ
の中間タップの係数は約０．５の実数値にセットされ、
次の２つの周囲タップの係数は約０．２５の実数値にセ
ットされ、次の２つの周囲タップの係数は約０．１２５
の実数値にセットされ、次の２つの周囲タップの係数は
約０．０６２５の実数値にセットされる。
【００１７】次に、ステップ２０４において、適応等化
器２０（図１の）の３２個の中間タップをブラインド等
化する試みが行われる。ステップ２０６において、適応
等化器２０の係数が収束したか否かが判断される。もし
そうであれば、“Ｙ”で示したステップ２０６の出力が
選択され、ステップ２２０に入る。ステップ２２０にお
いて、判定指向型適応等化処理が開始される。適応等化
器２０の係数が収束していなければ、“Ｎ”で示したス
テップ２０６の出力が選択され、ステップ２０８に入
る。ステップ２０４と２０６の組合せ３００は以下で詳
しく説明する。
【００１８】ステップ２０８において、適応等化器２０
（図１の）の６４個の中間タップをブラインド等化する
試みが行われ、ステップ２１０において、係数が収束し
たか否かが判断される。係数が収束していれば、“Ｙ”
で示したステップ２１０の出力が取られ、ステップ２２
０の判定指向型適応等化が開始される。もしそうでなけ
れば、“Ｎ”で示した出力が選択され、９６個の中間タ
ップの係数をブラインド等化する試みがステップ２１２
で行われる。ステップ２１２と２１４は適応等化器２０
の９６個の中間タップをブラインド等化することを試
み、ステップ２１６と２１８は適応等化器２０の１２８
個の中間タップをすべてブラインド等化することを試み
る。ステップ２１８がステップ２０６，２１０および２
１４と異なるのは、係数が収束していないと、ブライン
ド等化がステップ２０２で再開始（再初期化）されるこ
とだけである。
【００１９】図３は、高速ブラインド等化処理のうち図
２にブロック２０４と２０６で示されている部分３００
の詳細を示す流れ図であり、図４は、図３に示す高速ブ
ラインド等化処理の部分の理解に役立つＩＱ平面４００
の一部を示す図である。ブロック２０８と２１０、ブロ
ック２１２と２１４およびブロック２１６と２１８の組
合せについては、同じオペレーション３００が実行され
る。図３において、８個の中間タップの係数が図２のス
テップ２０２でプリセットされたあと、最初にステップ
３０２に入る。ステップ３０２において、受信した５１
２個の記号（シンボル）が処理される。
【００２０】次に、図４に示すように、ＩＱ平面４００
内の有効記号位置（シンボル・ロケーション）は黒点(s
olid dots)４０２で表されている。図４には、有効記号
位置４０２が９個しか示されていないが、マルチレベル
ＱＡＭディジタル伝送システムの分野に精通している当
業者ならば理解されるように、ＩＱ平面全体には１０個
以上の有効記号位置が存在する。有効記号位置４０２は
ＩＱ平面に矩形状に配置され、行(row) と列(column)の
有効記号位置間は間隔ｄになっている。半径ｒをもつ円
は、各有効記号位置４０２を中心としている。半径ｒは
約１／３ ｄにセットされている。各受信記号がステッ
プ３０２で処理さるとき、その受信記号に対応するＩ信
号とＱ信号で表されたＩＱ平面４００内の位置が検査さ
れ、有効記号位置４０２のあらかじめ決めた距離内にあ
るか否かが判断される。図示の実施の形態では、受信記
号の位置が検査され、有効記号位置４０２を中心とする
円内にあるか否かが判断される。
【００２１】例えば、図４において、受信記号に対応す
る位置は×印で表されている。位置４０４はそのような
受信ロケーションの１つを表し、いずれの有効記号位置
４０２からの距離ｒの外に位置している。位置４０６は
別の受信位置を表し、一番下の中央に示した有効記号か
らの距離ｒ内に位置している。５１２個の受信記号の各
々がステップ３０２で処理されるとき、その受信位置が
有効記号位置の距離ｒ内に何回置かれたかのカウントが
取られる。受信した位置が有効記号位置の距離ｒ内に位
置するたびに、カウントはインクリメントされる。図３
に戻り、ステップ３０４において、５１２個の受信記号
の全てが処理されると、このカウントがチェックされ
る。カウントがあらかじめ決めた個数を越えていると、
係数は収束されるものとみなされる。図示の実施の形態
では、このあらかじめ決めた個数は約１００になってい
る。つまり、受信記号の位置の約１００以上が有効記号
位置の距離ｒの範囲内に位置していれば、ステップ３０
４から“Ｙ”で示した出力が選ばれ、ステップ２２０の
判定指向型適応等化処理（図２の）が開始される。
【００２２】係数が収束していなければ、適応等化器２
０（図１の）係数はステップ３０６で調整される。この
調整は公知のブロック最小二乗平均（ブロックＬＭＳ）
アルゴリズムに従って行われる。ブロック３０２におい
て、各受信信号からの情報は、５１２個の受信記号のブ
ロック全体に基づく係数の調整を可能にするために累積
される。ブロック３０６において、この累積情報は処理
され、係数の更新値が計算される。そのあと、これらの
係数は適応等化器２０に与えられる。
【００２３】この調整が行われたあと、上記処理を繰り
返すか否か、あるいはそのまま続けて、適応等化器２０
内のタップのもっと大きなサブセット（部分集合）をブ
ラインド等化することを試みるのか否かが判断される。
図示の実施の形態では、一定回数の係数調整がタップの
各サブセット毎に行われる。３２個のタップをブライン
ド等化することを試みる場合は（ステップ２０４と２０
６）、係数に対する調整は４回行われる。つまり、ステ
ップ３０８において、３２個のセンタ・タップに対して
行われた係数調整が４回未満であれば、処理は繰り返さ
れ、“Ｙ”で示したステップ３０８の出力が選択され、
ステップ３０２が再実行される。調整が４回行われてい
れば、“Ｎ”で示したステップ３０８の出力が選択さ
れ、ステップ２０８（図２の）に入る。
【００２４】３２個のセンタ・タップ（これは上述し
た）、６４個のセンタ・タップ、および９６個のセンタ
・タップをブラインド等化する試みにおいて、それぞれ
４回の係数調整が行われる。ステップ２１６と２１８が
実行されて、適応等化器２０（図１の）の１２８個のタ
ップすべてをブラインド等化することを試みるときは、
もっと長い時間期間が割り当てられる。図示の実施の形
態では、適応等化器２０の１２８個のタップをブライン
ド等化するために５２回の係数調整が試みられる。５２
回の試みのあと係数が収束していなければ、ブラインド
等化処理２００は初めから繰り返される。別の見方をす
ると、図２と図３のブラインド等化処理を用いた収束を
達成するために最大時間期間が割り当てられている。図
示の実施形態では、収束を達成するために最大６４回の
係数調整が割り当てられている。その時間までに収束が
達成されていなければ、この試みは断念され、新しい試
みが開始される。
【００２５】
【発明の効果】本発明によるブラインド等化処理方法を
使用するシステムによれば、適応等化器のタップすべて
をブラインド等化することを常に試みている従来のプロ
セスに比べて、処理速度の向上が得られる。例えば、適
応等化器の係数が図２のステップ２０４のあと収束して
いれば、本発明のプロセス２００を使用すると、４：１
の速度向上、すなわち４倍の速度向上が実現される。
【００２６】ＱＡＭマルチレベル・ディジタル伝送シス
テムの場合について本発明の図示の実施形態を説明して
きたが、この分野に精通した当業者ならば理解されるよ
うに、本発明の本質は、各々が関連の係数をもつ複数の
タップを含んでいて、判定指向型等化を開始する前にブ
ラインド等化を必要とするような適応等化器を含んでい
る他のディジタル伝送システムにも適用が可能である。
例えば、この種のシステムはマルチレベルＶＳＢ ＡＤ
ＴＶシステムで使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＤＴＶ受信装置のうち本発明に従って動作す
る等化器を含んでいる部分を示すブロック図である。
【図２】本発明による高速ブラインド等化処理の手順を
示す流れ図である。
【図３】図２に示す高速ブラインド等化処理の一部分の
詳細な手順を示す流れ図である。
【図４】図３に示す高速ブラインド等化処理の一部分を
理解する上で役立つＩＱ平面の一部を示す図である。
【符号の説明】
１０ 検出器 ２０ 適応等化器 ３０ デモジュレータ ４０ スライサ ５０ デコーダ ６０ ビデオおよびオーディオ信号処理・再生回路 ７０ 誤差検出器 ８０ 係数制御ネットワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バハヴェシュ バハルカンドラ バハット アメリカ合衆国 ニュージャージー州 フ ランクリン パーク カルチェ ドライブ ６ (72)発明者 アドルフ ゾウザ アメリカ合衆国 インディアナ州 インデ ィアナポリス ウッズエッジ イースト ドライブ 8553 ナンバー２シー

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各々が対応する係数をもつ複数のタップ
    を含んでいる適応等化器のブラインド等化処理方法であ
    って、 適応等化器内の係数のサブセットに対してブラインド等
    化を実行するステップと、 前記係数が収束したか否かを判断するステップと、 前記係数が収束していれば、判定指向型適応等化処理を
    開始するステップとを含んでいることを特徴とするブラ
    インド等化処理方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のブラインド等化処理方
    法において、前記ブラインド等化を実行するステップの
    前に、あらかじめ決めた複数の係数をあらかじめ決めた
    一定値に初期化するステップをさらに含むことを特徴と
    するブラインド等化処理方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のブラインド等化処理方
    法において、前記適応等化器は中間点を中心に左右対称
    に配置された１２８個のタップを含み、前記あらかじめ
    決めた複数の係数は８個の中間タップに対応する係数を
    含むことを特徴とするブラインド等化処理方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載のブラインド等化処理方
    法において、前記あらかじめ決めた一定値は、 ２個の中間タップについてはほぼ０．５、 次の２個の周囲タップについてはほぼ０．２５、 次の２個の周囲タップについてはほぼ０．１２５、およ
    び次の２個の周囲タップについてはほぼ０．０６２５の
    実数値であることを特徴とするブラインド等化処理方
    法。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載のブラインド等化処理方
    法において、 前記適応等化器は中心点を中心に左右対称に配置された
    タップを含み、 前記ブラインド等化を実行するステップは、前記中心点
    を中心に左右対称に配置されたタップに対応する係数の
    サブセットを選択するステップを含むことを特徴とする
    ブラインド等化処理方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載のブラインド等化処理方
    法において、前記ブラインド等化を実行するステップ
    は、前記中心点に隣接するタップに対応する係数のサブ
    セットをさらに選択するステップを含むことを特徴とす
    るブラインド等化処理方法。
  7. 【請求項７】 請求項５に記載のブラインド等化処理方
    法において、前記適応等化器は１２８個のタップを含
    み、前記係数のサブセットは３２個の中間タップに対応
    していることを特徴とするブラインド等化処理方法。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のブラインド等化処理方
    法において、前記係数が収束していなければ、係数のも
    っと大きなサブセットを使用してブラインド等化を実行
    するステップを繰り返すステップをさらに含むことを特
    徴とするブラインド等化処理方法。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載のブラインド等化処理方
    法において、 ブラインド収束のために最大時間量が割り当てられ、 前記繰返しステップは前記最大時間量が経過したあと終
    了し、 前記ブラインド等化処理は前記最大時間量が経過したあ
    と再スタートすることを特徴とするブラインド等化処理
    方法。
  10. 【請求項１０】 請求項８に記載のブラインド等化処理
    方法において、 前記適応等化器は１２８個のタップを含み、 前記ブラインド等化を実行するステップは、３２個のタ
    ップを係数のサブセットとして選択するステップを含
    み、 前記繰返しステップは６４個、９６個、および１２８個
    のタップのサブセットを連続的に使用することを特徴と
    するブラインド等化処理方法。
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