JPH0951294A - データ受信装置 - Google Patents
データ受信装置Info
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- JPH0951294A JPH0951294A JP7221179A JP22117995A JPH0951294A JP H0951294 A JPH0951294 A JP H0951294A JP 7221179 A JP7221179 A JP 7221179A JP 22117995 A JP22117995 A JP 22117995A JP H0951294 A JPH0951294 A JP H0951294A
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- value
- tap coefficient
- data receiving
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
Abstract
ある場合にも残留誤差を最小に抑える等化処理を行なう
データ受信装置を提供する。 【構成】 適応制御機構を有する復調器4と、適応アル
ゴリズムにより復調器のタップ係数を修正するタップ係
数修正器5とを備えるデータ受信装置において、タップ
係数修正器により修正される各タップ係数の修正量を規
定するパラメータの値を各タップ係数ごとに独立に制御
するパラメータ設定手段8を設ける。LMSやRLSな
どのアルゴリズムによって適応制御機構のタップ係数を
修正する場合に、タップ係数の修正の方向が前回の修正
時と今回の修正時とで変わらないときは、収束前の状態
と判断し、大きい修正係数や忘却係数を設定し、タップ
係数の修正の方向が前回の修正時と今回の修正時とで異
なっているときは、収束後の状態と判断し、小さい修正
係数や忘却係数を設定する。
Description
無線通信において、回線の歪みの補償などのために適応
等化処理を行なうデータ受信装置に関し、特に、回線の
変動への追随性を備え、且つ、残留誤差が少ない適応処
理を可能にしたものである。
回線が変動し、受信側では波形の歪んだ信号を受信す
る。データ受信装置では、この受信信号の波形歪を除く
ために等化器が用いられ、また、受信信号に含まれる干
渉信号を除去するため、等化器を応用した干渉キャンセ
ラが開発されている。
受信装置として、判定帰還型等化器(DFE)や最尤系
列推定器(MLSE)を復調器として使用したものが知
られている。
えるディジタルフィルタとこのフィルタのタップ係数を
適応アルゴリズムによって制御する係数制御器とを備え
ており、回線のインパルス応答が時間的に変動しても、
アルゴリズムに従ってタップ係数を修正することによ
り、この変動に追随し、受信信号の歪みや干渉を除いて
受信品質を保つ働きをしている。
(Least Mean Square)やRLS(Recursive Least Squ
ares)がよく用いられる。LMSは、等化器の出力と期
待される信号波形との予測誤差の2乗和を評価量とし
て、この評価量が最小になるようにタップ係数を決める
アルゴリズムである。また、RLSは、推定対象が時間
的に変化する場合に、予測誤差に関する重みを、過去の
観測データよりも最近のデータに対して大きくすること
によって追従特性を上げる考え方をしており、最小にす
べき評価量に時間的な重みが導入される。このRLSで
は忘却係数(ρ)が定義され、ρ=1ならば現在までの
データに一様に重みを掛けるのに対して、ρ<1のとき
は最近のデータへの重みを重視した推定値となる。
たデータ受信装置の説明図である。この等化器のタップ
係数はLMSを使用して制御している。送信側は、送信
データ51を変調する変調器52を備え、受信装置は、回線
53を通じて受信した信号に等化処理を施して受信データ
56を復調する等化器54と、等化器54のタップ係数をLM
Sアルゴリズムに従って制御するLMS修正器55とを備
えており、このLMS修正器55には一定の修正係数αが
与えられる。
動作について説明する。送信データ51は変調器52で所定
の法則に従って変調され、電波となって送信される。送
信された電波は回線53を通って受信装置に達するが、回
線53においてフェージングの影響を受けるため、波形に
歪みが加わっている。この歪みが加わったまま復調する
と誤り率特性が劣化することになる。そこで、これを等
化器54が補償する。
の良い受信データ56を得るが、その際に回線53の特性に
時間的な変動があるとそれに追随する必要がある。そこ
で、LMS修正器55が、LMSを使用して等化器54のデ
ィジタルフィルタのタップ係数を逐次修正する。
される信号波形との差(誤差)の2乗和が最小になるよ
うにタップ係数を更新する。いま、タップの数をNとし
て、時刻tにおけるN個のタップ係数の値をまとめてN
次元のベクトルでa(t)と表し、時刻tにおいて各タ
ップに入力する入力信号をN次元のベクトルでX(t)
と表し、また、その時の誤差をε(t)で表すと、LM
Sではタップ係数を式1によって更新することになる。
る。また、αは修正係数57であり、0から2までの実数
の固定値である。αとしてこの範囲の中の大きい値を取
ると、タップ係数の更新幅が大きくなり、回線の変動に
対する追随性が増すが、入力データに含まれる雑音の影
響を受け易く、収束後のタップ係数の安定性に欠ける
(換言すれば、収束速度は速いが、定常状態における残
留誤差が大きい)。一方、αとして小さい値を取ると、
雑音の影響を受けにくく、収束状態において安定する
が、回線の変動への追随性が悪くなる(定常状態におけ
る残留誤差は小さいが、収束速度が遅い)。こうした点
を勘案して、等化器54の性能が最適になるようにαの値
が選ばれる。
化器54のタップ係数を逐次更新することによって、等化
器54は、回線53の変動に追随して、品質の良い受信デー
タ56を復調することができる。
受信装置では、修正係数αの固定値を如何に適切に定め
ようと、等化処理において、回線の変動に最大限に追随
し、且つ、残留誤差を最小に保つことはできない。これ
は回線への追随性と残留誤差とがトレードオフの関係に
あるからである。そのため、修正係数αが小さいと、回
線の変動が速い場合に追随できずに誤り率が劣化する
し、修正係数αが大きいと、雑音によってタップ係数が
変動し、誤り率が劣化することになる。
についても言える。
るものであり、回線が速く変動する場合にも適切に追随
することができ、また、雑音がある場合にも残留誤差を
最小に抑えることができる等化処理を行なうことによっ
て、安定した高品質の受信データの復調を可能にするデ
ータ受信装置を提供することを目的としている。
応制御機構を有する復調器と、適応アルゴリズムにより
復調器のタップ係数を修正するタップ係数修正器とを備
えるデータ受信装置において、タップ係数修正器により
修正される各タップ係数の修正量を規定するパラメータ
の値を各タップ係数ごとに独立に制御するパラメータ設
定手段を設けている。
の修正方向に経時的な変化が見られないとき、タップ係
数の修正量を増やす方向にパラメータの値を制御し、タ
ップ係数の修正方向に経時的な変化が見られるとき、タ
ップ係数の修正量を減らす方向にパラメータの値を制御
するように構成している。
タップ係数の修正方向の経時的な変化に基づいて乗数を
設定する乗数設定手段と、1時点前のパラメータの値を
記憶するラッチと、ラッチに記憶されたパラメータの値
に乗数設定手段によって設定された乗数を乗算する乗算
手段とで構成し、乗算手段が算出した値を次の時点のパ
ラメータとしている。
方向に経時的な変化が見られないとき、乗数として1以
上の値を設定し、タップ係数の修正方向に経時的な変化
が見られたとき、乗数として1以下の値を設定するよう
に構成している。
(X)の逆数(1/X)を1以下の乗数として設定する
ように構成している。
設定する。
タップ係数の修正方向の経時的な変化に基づいて加数を
設定する加数設定手段と、1時点前のパラメータの値を
記憶するラッチと、ラッチに記憶されたパラメータの値
と加数設定手段によって設定された加数とを加算する加
算手段とで構成し、加算手段が算出した値を次の時点の
パラメータとしている。
方向に経時的な変化が見られないとき、加数として正の
値を設定し、タップ係数の修正方向に経時的な変化が見
られたとき、加数として負の値を設定するように構成し
ている。
(Y)と絶対値が等しく符号が異なる値(−Y)を負の
加数として設定する。
Eを用いている。
り、パラメータ設定手段が、その修正係数の値を制御す
るように構成している。
り、パラメータ設定手段が、その忘却係数の値を制御す
るように構成している。
によって適応制御機構のタップ係数を修正する場合に、
タップ係数の修正の方向が前回の修正時と今回の修正時
とで変わらないときは、収束前の状態(収束値からまだ
離れている状態)であると判断して、そのタップ係数の
修正に際して、大きい修正係数や忘却係数を設定する。
一方、タップ係数の修正の方向が前回の修正時と今回の
修正時とで異なっているときは、収束後の状態と判断し
て、そのタップ係数の修正に際して、小さい修正係数や
忘却係数を設定する。
や加数設定手段を持つ装置は、収束前の状態にあるタッ
プに対して、修正係数を前回の修正係数より大きい値に
更新し、収束後の状態にあるタップに対して、修正係数
を前回の修正係数より小さい値に更新する。
プごとに、独立に時々刻々と制御することにより、回線
変動が速い場合でも雑音が大きい場合でも回線の状況に
適した収束性を有するアルゴリズムにすることができ、
等化器の性能を向上させることができる。
示すように、回線3を通じて受信した信号に等化処理を
施して受信データ6を復調する等化器4と、等化器4の
タップ係数をLMSアルゴリズムに従って制御するLM
S修正器5と、LMSにおける修正係数の値を制御する
修正係数設定器8とを備えている。
5から各タップのタップ係数を制御するごとに修正方向
データ9、つまり、その制御により各タップ係数の値が
増加したのか減少したのかを表すデータ、が出力され、
修正係数設定器8は、この修正方向データを基に、次回
の各タップ係数の制御に用いる修正係数を設定した修正
係数ベクトル7を出力する。
の法則に従って変調された送信データ1が電波によって
送られて来る。送信データには、回線3でのフェージン
グを受けて、波形に歪みが加わっている。等化器4は、
LMS修正器5が逐次修正するタップ係数を用いて受信
信号に等化処理を施し、回線3で受けた歪みを補償す
る。
ップのタップ係数を式1によって逐次更新(但し、修正
係数αには、修正係数設定器8から与えられた値を用い
る。なお、当初は、修正係数設定器8は修正係数αの初
期値をLMS修正器5に与える)するとともに、修正方
向データ9を修正係数設定器8に出力する。
9から修正方向ベクトル(タップ係数の修正方向はタッ
プ毎に異なり、さらに同じタップでも複素数の場合は実
部と虚部とでも異なるので、タップ数の2倍の次元を持
つベクトルとして扱う)を得る。そして、前回の修正方
向ベクトルと今回の修正方向ベクトルとを比較して、等
しい方向を向いている成分については、収束前の状態と
判断して、修正係数ベクトル7のその成分に関する修正
係数を大きい値に設定し、反対方向を向いている成分に
ついては、収束後の状態と判断して、修正係数ベクトル
7のその成分に関する修正係数を小さい値に設定する。
ップ係数の制御では、大きな修正係数の値が設定された
タップでは、タップ係数の更新の幅が大きくなり、小さ
な修正係数の値が設定されたタップでは、タップ係数の
更新の幅が小さくなる。
をタップ毎に独立に時々刻々と変えて制御することによ
り、回線3の条件に迅速に対応する追随性と安定した収
束性とを併せて備えた等化器4を得ることができる。
RLSなど、他のアルゴリズムを用いる場合でも、修正
係数ベクトル7に対応するパラメータ(RLSでは忘却
係数)に対して、同じように、その大きさをタップ毎に
独立に時々刻々と変えて制御することにより、変動への
追随性と安定した収束性とを兼ね備えた等化特性を実現
することができる。
でなく、修正量をも含むデータとしてもよい。
は、タップ係数制御の際の修正係数が、修正係数ベクト
ル7によって、独立に、その時点で最適となるように制
御される等化器を復調器に有しているため、回線の条件
が変動しても安定した高品質の受信データを復調するこ
とができる。
置は、図2に示すように、修正係数を設定するための手
段として、修正方向データ19を基に前回の修正係数ベク
トル17に乗算すべき乗数を設定する乗数設定器20と、前
回の修正係数ベクトル17を記憶するラッチ18と、ラッチ
18によって記憶された前回の修正係数ベクトル17に乗数
設定器20の設定した乗数を乗算する乗算器21とを備えて
いる。その他の構成は第1実施例(図1)と変わりがな
い。
修正器15が逐次修正するタップ係数を用いて受信信号に
等化処理を施し、回線13で受けた歪みを補償する。ま
た、LMS修正器15は、等化器14における各タップのタ
ップ係数を、乗算器21から出力された修正係数ベクトル
17を用いて、式1によって逐次更新し、また、その修正
方向データ19を乗数設定器20に出力する。
ら得た今回の修正方向ベクトルを前回の修正方向ベクト
ルと比較し、等しい方向を向いている成分については、
収束前と判断して、乗数として1以上の値を出力し、ま
た、反対方向を向いている成分については、収束後と判
断して、乗数として1以下の値を出力する。
の時点での修正係数ベクトル17の各成分に乗数設定器20
で設定された各乗数を乗算し、こうして得た次回の修正
係数ベクトル17をLMS修正器15に出力する。この修正
係数ベクトル17はラッチ18にも蓄積され、その次に乗数
設定器20で設定された乗数と乗算される。そして、こう
した動作が順次繰り返される。
た成分については、乗算器21で1以上の値が乗算されて
前回の修正係数よりも大きい値が修正係数として出力さ
れ、また、乗数設定器20が収束後と判断した成分につい
ては、乗算器21で1以下の値が乗算されて前回の修正係
数よりも小さい値が修正係数として出力される。
度をタップ毎に独立に時々刻々と変えて制御することに
より、回線13の条件に迅速に対応する追随性と安定した
収束性とを併せて備えた等化器14を得ることができる。
上の乗数の値をX、1以下の乗数の値をYとするとき、
Y=1/Xに設定する。また、このときXを1.1程度
の値に設定すると、極めて良好な結果が得られることが
確認されている。
は、タップ係数制御の際の修正係数を、タップ係数の成
分ごとに独立に、前回の修正方向データ19を基に簡単な
判断と演算とによって設定する等化器を復調器に有して
いるため、回線の条件が変動しても安定した高品質の受
信データを復調することができる。
置は、図3に示すように、修正係数を設定するための手
段として、修正方向データ39を基に前回の修正係数ベク
トル37に加算すべき加数を設定する加数設定器40と、前
回の修正係数ベクトル37を記憶するラッチ38と、ラッチ
38によって記憶された前回の修正係数ベクトル37に加数
設定器40の設定した加数を加算する加算器41とを備えて
いる。その他の構成は第1実施例(図1)と変わりがな
い。
修正器35が逐次修正するタップ係数を用いて受信信号に
等化処理を施し、回線33で受けた歪みを補償する。ま
た、LMS修正器35は、等化器34における各タップのタ
ップ係数を、加算器41から出力された修正係数ベクトル
37を用いて、式1によって逐次更新し、また、その修正
方向データ39を加数設定器40に出力する。
ら得た今回の修正方向ベクトルを前回の修正方向ベクト
ルと比較し、等しい方向を向いている成分については、
収束前と判断して、正の値を出力し、また、反対方向を
向いている成分については、収束後と判断して、負の値
を出力する。
の時点での修正係数ベクトル37の各成分に加数設定器40
から出力された値を加算し、こうして得た次回の修正係
数ベクトル37をLMS修正器35に出力する。この修正係
数ベクトル37はラッチ38にも蓄積され、その次に加数設
定器40から出力された値と加算される。そして、こうし
た動作が順次繰り返される。
た成分については、加算器41で正の値が加算されて前回
の修正係数よりも大きい値が修正係数として出力され、
また、加数設定器40が収束後と判断した成分について
は、加算器41で負の値が加算されて前回の修正係数より
も小さい値が修正係数として出力される。
度をタップ毎に独立に時々刻々と変えて制御することに
より、回線33の条件に迅速に対応する追随性と安定した
収束性とを併せて備えた等化器34を得ることができる。
X、負の値をYとするとき、Y=−Xとすることができ
る。
は、タップ係数制御の際の修正係数を、タップ係数の成
分ごとに独立に、前回の修正方向データ19を基に簡単な
判断と演算とによって設定する等化器を復調器に有して
いるため、回線の条件が変動しても安定した高品質の受
信データを復調することができる。
MS以外のRLSなど、他のアルゴリズムを用いる場合
にも適用することが可能であり、LMSの修正係数ベク
トルに対応するパラメータ(RLSでは忘却係数)に対
して、各実施例で示した、タップ毎に独立に時々刻々と
制御する手段を適用することにより、変動への追随性と
安定した収束性とを兼ね備えた等化特性を実現すること
ができる。
E)や最尤系列推定器(MLSE)など、適応等化処理
を行なう機器を復調器として使用するデータ受信装置に
適用することができる。
に、本発明のデータ受信装置では、等化処理機構のタッ
プ係数を修正するLMSやRLSなどのアルゴリズムを
回線変動が速い場合でも雑音が大きい場合でも回線の状
況に適した収束性を有するアルゴリズムに変えることが
でき、等化処理機構の性能を向上させることができる。
その結果、歪みのない、また、残留誤差のない高品質の
受信データを得ることができる。
説明図、
説明図、
説明図、
Claims (12)
- 【請求項1】 適応制御機構を有する復調器と、適応ア
ルゴリズムにより復調器のタップ係数を修正するタップ
係数修正器とを備えるデータ受信装置において、 前記タップ係数修正器により修正される各タップ係数の
修正量を規定するパラメータの値を各タップ係数ごとに
独立に制御するパラメータ設定手段を設けたことを特徴
とするデータ受信装置。 - 【請求項2】 前記パラメータ設定手段が、タップ係数
の修正方向に経時的な変化が見られないとき、前記タッ
プ係数の修正量を増やす方向に前記パラメータの値を制
御し、タップ係数の修正方向に経時的な変化が見られる
とき、前記タップ係数の修正量を減らす方向に前記パラ
メータの値を制御することを特徴とする請求項1に記載
のデータ受信装置。 - 【請求項3】 前記パラメータ設定手段が、それぞれの
タップ係数の修正方向の経時的な変化に基づいて乗数を
設定する乗数設定手段と、1時点前のパラメータの値を
記憶するラッチと、前記ラッチに記憶されたパラメータ
の値に前記乗数設定手段によって設定された乗数を乗算
する乗算手段とを具備し、前記乗算手段が算出した値を
次の時点のパラメータとして出力することを特徴とする
請求項1に記載のデータ受信装置。 - 【請求項4】 前記乗数設定手段が、前記タップ係数の
修正方向に経時的な変化が見られないとき、前記乗数と
して1以上の値を設定し、前記タップ係数の修正方向に
経時的な変化が見られるとき、前記乗数として1以下の
値を設定することを特徴とする請求項3に記載のデータ
受信装置。 - 【請求項5】 前記乗数設定手段が、1以上の前記乗数
(X)の逆数(1/X)を1以下の前記乗数として設定
することを特徴とする請求項4に記載のデータ受信装
置。 - 【請求項6】 前記乗数設定手段が、前記Xとして1.
1を設定することを特徴とする請求項5に記載のデータ
受信装置。 - 【請求項7】 前記パラメータ設定手段が、それぞれの
タップ係数の修正方向の経時的な変化に基づいて加数を
設定する加数設定手段と、1時点前のパラメータの値を
記憶するラッチと、前記ラッチに記憶されたパラメータ
の値と前記加数設定手段によって設定された加数とを加
算する加算手段とを具備し、前記加算手段が算出した値
を次の時点のパラメータとして出力することを特徴とす
る請求項1に記載のデータ受信装置。 - 【請求項8】 前記加数設定手段が、前記タップ係数の
修正方向に経時的な変化が見られないとき、前記加数と
して正の値を設定し、前記タップ係数の修正方向に経時
的な変化が見られるとき、前記加数として負の値を設定
することを特徴とする請求項7に記載のデータ受信装
置。 - 【請求項9】 前記加数設定手段が、前記正の加数の値
(Y)と絶対値が等しく符号が異なる値(−Y)を負の
加数として設定することを特徴とする請求項8に記載の
データ受信装置。 - 【請求項10】 前記復調器として、DFE(Decision
Feedback Equalizer)またはMLSE(Maximum Likel
ihood Sequence Estimator)を使用したことを特徴とす
る請求項1乃至9に記載のデータ受信装置。 - 【請求項11】 前記適応アルゴリズムが、LMS(Le
ast Mean Square)であり、前記パラメータ設定手段
が、その修正係数の値を制御することを特徴とする請求
項1乃至10に記載のデータ受信装置。 - 【請求項12】 前記適応アルゴリズムが、RLS(Re
cursive Least Squares)であり、前記パラメータ設定
手段が、その忘却係数の値を制御することを特徴とする
請求項1乃至10に記載のデータ受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22117995A JP3224496B2 (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | データ受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22117995A JP3224496B2 (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | データ受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0951294A true JPH0951294A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3224496B2 JP3224496B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=16762723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22117995A Expired - Fee Related JP3224496B2 (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | データ受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3224496B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001007746A (ja) * | 1999-05-19 | 2001-01-12 | Motorola Inc | Dmtシステムにおける等化器の高速トレーニング |
| US6956916B1 (en) | 1999-10-06 | 2005-10-18 | Nec Corporation | Delayed decision feedback sequence estimation diversity receiver |
| JP2006166402A (ja) * | 2004-05-19 | 2006-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 波形等化装置、波形等化方法および集積回路 |
| JP4851637B1 (ja) * | 2011-05-16 | 2012-01-11 | パナソニック株式会社 | 等化装置及び等化方法 |
-
1995
- 1995-08-08 JP JP22117995A patent/JP3224496B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001007746A (ja) * | 1999-05-19 | 2001-01-12 | Motorola Inc | Dmtシステムにおける等化器の高速トレーニング |
| US6956916B1 (en) | 1999-10-06 | 2005-10-18 | Nec Corporation | Delayed decision feedback sequence estimation diversity receiver |
| JP2006166402A (ja) * | 2004-05-19 | 2006-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 波形等化装置、波形等化方法および集積回路 |
| JP4851637B1 (ja) * | 2011-05-16 | 2012-01-11 | パナソニック株式会社 | 等化装置及び等化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3224496B2 (ja) | 2001-10-29 |
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