JPH11261457A - 波形等化処理方法 - Google Patents

波形等化処理方法

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JPH11261457A
JPH11261457A JP5771698A JP5771698A JPH11261457A JP H11261457 A JPH11261457 A JP H11261457A JP 5771698 A JP5771698 A JP 5771698A JP 5771698 A JP5771698 A JP 5771698A JP H11261457 A JPH11261457 A JP H11261457A
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JP
Japan
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waveform equalization
taps
tap
waveform
processing method
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JP5771698A
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English (en)
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Hideya Suzuki
秀哉 鈴木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】等化性能を極力劣化させずに、演算処理量の少
ない波形等化処理方法を提供する。 【解決手段】タップ選択部において、受信信号と既知の
トレーニング系列との各タップ位置における相互相関値
を算出101し、その相互相関値が大きいタップから規
定数のタップを抽出102し、波形等化部に指示103
する。波形等化部ではタップ選択部より指示されたタッ
プ以外のタップを波形等化処理対象から除外することに
より波形等化処理における処理量を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
における波形等化処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】無線通信システムにおけるマルチパスフ
ェージングに起因する符号間干渉除去技術として適応等
化器が知られている。これは送信機から送信された無線
信号が直接または反射等により経路長の異なる複数の経
路を経由することにより受信機アンテナにおいて各無線
信号の到着時間差が生じることによって符号間干渉が生
じた受信信号を等化するものである。
【0003】図2に適応等化器の1種である判定帰還型
等化器(Decision FeedbackEqualizer :以下DFEと
称す)の構成を示す。DFEは等化フィルタ部21,デ
ータ判定部22,誤差推定部23およびタップ利得更新
部24より構成される。等化フィルタ部21は、j個の
タップからなるフィードフォワード(FF)タップ部2
5とk個のタップからなるフィードバック(FB)タッ
プ部26より構成され、それぞれのタップ間隔は、FF
タップ25はシンボル時間もしくは1/2シンボル時間
に、FBタップ26はシンボル時間に設定されている。
【0004】次に、波形等化部の動作の説明に入る前
に、無線区間に送信されるスロットの一構成例300を
図3に示す。スロットは既知のトレーニング系列301
とデータ系列302から成る。従って、受信側では受信
されたこの既知のトレーニング系列を用いて、無線区間
の伝搬状態を推定する。
【0005】このスロットに対する波形等化動作を再び
図2を用いて説明する。FFタップ25には、受信信号
Y1が逐次取り込まれ(X1)、まず、逐次取り込まれ
た受信信号X1中の既知の信号系列と受信側にて記憶さ
れている既知の信号系列27(トレーニング系列)との
差を推定誤差eとしてタップ利得係数Wを収束させた
(スイッチ1:トレーニングモード)のち、情報シンボ
ル(データ)を再生しながら,受信信号X1とその判定
値との差をeとして伝搬路の変動にタップ利得係数Wを
追従させる(スイッチ2:トラッキングモード)。ここ
で、FBタップ26には、トレーニングモードではトレ
ーニング系列が、トラッキングモードでは等化後の判定
値X0が入力される。
【0006】トレーニング/トラッキングモードにおけ
るタップ利得係数の更新は、LMS(Least Mean Squar
e )アルゴリズムやRLS(Recursive Least Squares
)アルゴリズムを用いる。このようにして、DFEに
より、受信信号Y1の歪みを除去し、波形等化後の信号
dを得ることができる。このDFEについては、電子情
報通信学会論文誌B−II,Vol.J72−B−II
No.10(1989年)第515−523頁において論
じられている。
【0007】DFEでは特に上記アルゴリズムの処理量
が大きいため、等化性能を極力劣化させることなく、演
算量の低減を行うことが課題となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の波形等化装置で
は、想定される伝搬環境下における遅延スプレッドが大
きい場合には遅延波を包含するために多数のタップを必
要とした。特に、高速伝送を行う際には遅延量に対する
シンボル間隔が相対的に小さくなり、さらに多数のタッ
プが必要となる。このタップ数の増加は波形等化処理に
おける処理量の増大につながる。
【0009】本発明の目的は、受信性能の劣化を極力抑
え、演算処理量の少ない等化処理方法を提供することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の波形等化処理方法では、波形処理を行うス
ロットのトレーニング系列を使って得られたタップ利得
係数の内、特に波形等化処理に有効なタップを抽出し、
そのタップのみを波形等化処理に使用することを特徴と
する。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の一構成例を図6に、処理
フローを図1に示す。本発明は大きく2つの部分に分け
られ、ひとつはタップ選択部603、もうひとつは波形
等化部602である。受信信号601はタップ選択部6
03に入力され、タップ選択部603では送信側の送信
信号に挿入されている既知の信号との相互相関値を算出
101する。受信信号601はベースバンドにおける図
4に示される様なI/Q信号400である。I401は
複素平面における実部、Q402は虚部に相当する。こ
の受信I/Q信号400と図5に示される既知のトレー
ニング系列信号500との相互相関値を算出する。以下
に相互相関値算出式(数1)を示す。
【0012】
【数1】
【0013】この相互相関算出結果の一例を図7に示
す。図7では受信信号700と受信信号を構成する送信
機から受信機への到達経路の異なるパス1信号701と
パス2信号702が示されている。パス1信号701お
よびパス2信号702は受信機アンテナ端にて加算合成
され受信信号700を生成する。この受信信号700は
前述のタップ選択部603に入力され、既知のトレーニ
ング系列信号との相互相関値705を計算する。パス1
信号701における既知のトレーニング系列信号部分7
03およびパス2信号702における既知のトレーニン
グ系列信号部分704は既知のトレーニング系列信号と
の相互相関算出705の結果、対応する位置の相互相関
値が大きくなっている。
【0014】図7では波形等化部602にて用意してい
るタップ数を7とし、タップ位置における相互相関値の
大きいタップから計2タップを選択102している。こ
の相互相関値が大きいタップの位置は直接波および遅延
波の時刻位置に相当する。従って、波形等化処理におい
て、ある時間タイミングのシンボルを波形等化する際に
必要な情報である直接波および遅延波位置のタップ情報
を得ていることになる。
【0015】このタップの選択結果を波形等化部に指示
103し、選択されなかったタップの利得係数は算出/
更新対象からはずすことにより、波形等化部にて用意し
ている7タップを選択された2タップでの波形等化処理
104に低減する。
【0016】なお、本発明は受信ダイバーシチと組み合
わせて使用しても何等問題ない。例えば図8に示すよう
に、FFタップを2つ用いた2ブランチトランスバーサ
ル合成型DFEの場合にも上述の様に処理対象タップ数
を低減することで処理量低減が可能である。この場合、
各ブランチ毎に選択タップを決定してもよい。また、各
ブランチの相互相関値を同じ位置のタップの和を取った
結果から各ブランチ共通位置のタップを選択してもよ
い。
【0017】図9に本発明におけるシミュレーション結
果を示す。シミュレーション条件として、変調方式はQ
PSK,最大ドップラー周波数16Hz,最大遅延量は
約7シンボルの6タップモデルとなっている。また、波
形等化部に用意しているタップ数はFF,FBそれぞれ
2×14.2 であり、FFは2ブランチのダイバーシチ
となっているため2倍となっている。このシミュレーシ
ョンでは最大の遅延波は先頭から約7シンボルの位置に
ある。従って、通常のDFEではFFタップは1/2シ
ンボル間隔の場合に14タップ必要となる。このシミュ
レーション結果から、FFタップを14タップ用意/使
用した場合に対して、本発明により処理対象タップ数を
8に削減してもBER=1E−3において約1dB程度
の受信性能劣化で済むことが示され、必ずしも全てのタ
ップが必要では無いことが解る。
【0018】文献「ディジタル移動通信のための波形等
化技術」、株式会社トリケップス(平成6年)によれば
RLSアルゴリズムの場合、波形等化アルゴリズムの演
算量はタップ数の2乗に比例するとある。従って、波形
等化部にて用意しているタップ数をA,選択するタップ
数をBとした場合には、本発明により(B/A)2とな
る。例えば、A=30,B=18とすると処理量は0.
36 となり、約3分の1に削減される。この処理量の
低減はDSPやCPUといったソフトウェア処理を念頭
に置いているが、論理回路にて構成した場合には、動作
する論理数を低減できるため、低消費電力化の効果が期
待できる。
【0019】また、TDMAの様なフレーム同期を必要
とする無線システムにおいて、フレーム同期部の捕捉誤
りは受信性能劣化につながる。これは、複数の遅延波が
存在するマルチパスフェージング環境下においてフレー
ム同期部が誤って遅延波を捕捉してしまった場合には、
波形等化部に対して所定のタイミングにて受信信号が入
力されないため、波形等化に必要な受信系列が波形等化
部に入力されず、十分な波形等化効果が期待できなくな
るためである。このフレーム同期の捕捉誤りを救済する
ためには波形等化部のタップ数を想定される遅延時間の
2倍分用意すればよい。しかし、これは前述の様に波形
等化処理部の処理量増大につながる。本発明においては
波形等化部にフレーム同期が誤ることを考慮して想定さ
れる遅延時間の2倍のタップ数を用意しても、処理対象
となるタップはタップ選択部によって規定の数に削減さ
れるため、フレーム同期の誤った捕捉を考慮に入れて
も、処理量の増大にはならず、フレーム同期処理の補完
効果が期待できる。
【0020】なお、本発明における変調方式は、QPS
K、あるいはπ/4シフトQPSK、あるいは16QA
Mでもよい。また、これら以外の変調方式でもよい。い
ずれの場合においても,本発明の等化処理方法は、演算
処理量の少ない高速な等化処理を行うことができる。
【0021】更に、本発明における波形等化処理方法で
は必ずしも規定数のタップ数に削減する必要は無く、例
えば前述の相互相関値がある一定値以上のタップを等化
処理に使用するといったタップ数可変型としてもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明の波形等化処理方法では、波形等
化を行うスロットにおける既知のトレーニング系列を使
って得られたタップ利得係数の内、特に波形等化処理に
有効なタップを抽出し、そのタップのみを波形等化処理
に使用することにより処理対象タップ数を低減し、波形
等化装置内の処理量を削減することができる。
【0023】また、TDMAの様なフレーム同期を必要
とする無線システムにおいて、フレーム同期検出部が誤
って遅延波を捕捉した場合でも、予め波形等化部のタッ
プを想定される遅延波の2倍程度を用意しておけば、処
理量の増大無くフレーム同期の誤った捕捉による受信性
能劣化を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の処理フロー図。
【図2】従来の波形等化装置の一例を示すブロック図。
【図3】無線区間に送信されるスロットの一構成例を示
す説明図。
【図4】受信ベースバンド信号の一例を示す波形図。
【図5】既知の信号例を示す波形図。
【図6】本発明の波形等化処理を実施する装置の一構成
例を示すブロック図。
【図7】2つのパスからの信号から得た受信信号と既知
のトレーニング系列信号との相互相関を示す説明図。
【図8】2ブランチダイバーシチを用いた波形等化部を
示すブロック図。
【図9】本発明における等化処理のシミュレーション結
果を示す特性図。
【符号の説明】
21…等化フィルタ部、22…データ判定部、23…誤
差推定部、24…タップ利得更新部、25,85,88
…フィードフォワードタップ部、26…フィードバック
タップ部、27…トレーニング用参照信号。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】波形等化処理を行うために設けられた複数
    の複素タップにおいて、予め設けられた上記複数の複素
    タップの一部を選択して波形等化処理に使用することを
    特徴とする波形等化処理方法。
  2. 【請求項2】複素タップの選択は受信信号と受信側無線
    機内メモリに予め格納されている既知のトレーニング系
    列との相互相関結果によって行われることを特徴とする
    請求項1記載の波形等化処理方法。
  3. 【請求項3】受信信号と受信側無線機内メモリに予め格
    納されている既知のトレーニング系列との相互相関値が
    大きいタップから規定数選択されることを特徴とする請
    求項1または2記載の波形等化処理方法。
  4. 【請求項4】受信信号と受信側無線機内メモリに予め格
    納されている既知のトレーニング系列との相互相関値が
    規定値よりも大きいタップを選択することを特徴とする
    請求項1または2記載の波形等化処理方法。
  5. 【請求項5】波形等化装置と受信ダイバーシチを組み合
    わせたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか記
    載の波形等化処理方法。
  6. 【請求項6】各ブランチ毎に既知のトレーニング系列と
    の相互相関値を算出し、各ブランチの同一位置の相互相
    関値を加算し、その加算結果の値が大きいタップから規
    定数選択することを特徴とする請求項5記載の波形等化
    処理方法。
JP5771698A 1998-03-10 1998-03-10 波形等化処理方法 Pending JPH11261457A (ja)

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