接收机及自适应均衡处理方法 【技术领域】
本发明涉及车载电话等所使用的接收机，尤其涉及可适应于高速移动无线通信的接收机及自适应均衡处理方法。
背景技术
下面就现有的接收机所使用的均衡器进行说明。在以便携式电话为首的数字无线通信中，多路径传播将产生一个对于数据符号不可忽视的延迟波。在产生该延迟波时，将产生波及数据符号的干扰。将此称为码间干扰(ISI：Inter Symbol Interference)。均衡技术则为用于克服该ISI的接收技术之一。
就上述应用均衡技术的均衡器地动作加以说明。在此，列举复制制作型最优序列估算器(MLSE均衡器：Maximum Likelihood SequenceEstimator[关于MLSE请参照G.D.Forney，Jr.：“Maximum-likelihood sequence estimation of digital sequences in thepresence of intersymbol interference”，IEEE Trans.Inform，Theory，vol.IT-18，3，pp.363-378，May.1972])作为一例。
MLSE均衡器使用一个称作独特码的预先为接收方所已知的序列，对通过多路径传播按时间分散性抵达的信号的振幅、相位、延迟时间进行估算。这是对多路径传播所产生的传送路失真进行估算，其估算结果被称作信道脉冲响应(CIR：Channel Impulse Response).MLSE均衡器使用该CIR制作针对推测数据符号候选的接收信号候选(复制)。然后将该复制与接收信号进行比较，将最相似(似然高)的复制所对应的数据符号候选作为判定数据符号并进行解调。如此，MLSE均衡器用估算的CIR对延迟波导致的传送路失真进行补偿以克服ISI。
但是，在移动体通信中，例如在终端移动之类的场合，信号的传送路因时刻而变化。即，MLSE均衡器所需要的CIR与时刻同时变动。这时，由于MLSE均衡器所估算的CIR是在发送独特码的时刻估算的，所以要对远离该时刻的信号进行解调，CIR的变动部分成为误差，特性将劣化。
对此，已经有追随传送路变动的自适应均衡器的提案[关于追随传送路变动的自适应均衡器请参照H.Kubo，K.Murakami and T.Fujino，“An adaptive maximum-likelihood sequence estimation for fasttime-varying intersymbol interference channels”，IEEE Trans.Commun.，，vol.COM-42，2/3/4，pp.1872-1880，Feb./Mar./Apr.1994]。该自适应均衡器通过使用独特码估算CIR初始值，再用所解调的数据符号依次估算随时刻变动的CIR来追随传送路变动。据此，即使在传送路高速变动的条件下也能进行均衡处理。
在此，用附图对典型的自适应均衡装置的动作进行说明。图6所示为现有的自适应均衡装置的结构图。在图6中，1为接收信号输入端子；2为判定值输出端子；300为时序调整器；301为时序检测器；302为自适应均衡器；303为CIR初始值估算器。
在现有的自适应均衡装置中，首先，时序检测器301用接收信号求出独特码的时序，时序调整器300用该时序进行时序调整。接下来，CIR初始值估算器303用时序调整后的接收信号内的独特码估算CIR初始值。最后，自适应均衡器302根据所估算的CIR初始值对随时刻变动的CIR进行依次估算，再用所估算的CIR和接收信号求出判定值。
图7所示为使用自适应均衡装置时的典型的脉冲串格式示意图。如图示，其以前置码、独特码和数据构成。
图8所示为具备拥有上述自适应均衡装置的接收机和基站的通信系统示意图。在此对移动站321如图示从位置(A)向位置(B)移动时的情况进行说明。在图8中，320为基站；321为同一移动站；123为从基站320直接抵达移动站321的直达波；124为从基站320由反射物反射抵达移动站321的反射波；133为移动站321的传送路CIR；134为移动目的地的移动站321的传送路CIR；143为移动站321的设定CIR；144为移动目的地的移动站321的设定CIR。
另外，由于反射波124的传送路径长于直达波123，所以其到达移动站321的时间滞后。在此，设反射波124的抵达时间对直达波123延迟一个数据符号。另外，关于CIR，左侧表示直达波，右侧表示反射波。
例如，在独特码接收时，移动站321位于(A)，在脉冲串结束时(设移动时间为1个脉冲串时间)位于(B)的情况下,传送路CIR133向传送路CIR134变化。这时，自适应均衡器302用独特码估算CIR初始值，其后得到设定CIR143。然后，在发送数据的时间里，进行CIR的更新并最终追随至设定CIR144。这时，凭借直达波123所包含的独特码得到解调时序，并在整个数据区间使用一定的时序。
另外，作为应用上述自适应均衡装置者，已有盲均衡装置的提案。盲均衡装置以不需要凭借独特码估算的CIR初始值的自适应均衡器构成。
在此，用附图对典型的盲均衡装置的动作进行说明。图9所示为现有的盲均衡装置的结构示意图。在图9中，400为时序调整器；401为时序检测器；402为自适应均衡器；405为CIR固定初始值存放部。
首先，在现有的盲均衡装置中，由于自适应均衡器402无需凭借独特码所估算的CIR初始值，所以通常从CIR固定初始值存放部405提供某一任意的CIR固定初始值作为CIR初始值。接下来，自适应均衡器402用该CIR固定初始值及前置码区间来对CIR进行初始估算。其后，在独特码区间及数据区间依次估算CIR并用该CIR和接收信号求得判定值。接下来，接受了该判定值的时序检测器401从判定值的独特码位置求得判定值时序。最后，时序调整器400根据该判定值时序进行时序调整。
图10所示为具备拥有上述盲均衡装置的接收机和基站的通信系统示意图。在图10中，420为基站；421为移动站。另外，145为自适应均衡器402接受的CIR固定初始值，设直达波及延迟波的成分为0。自适应均衡器402首先用CIR初始值145及前置码区间初始估算CIR，并得出独特码区间的设定CIR143。其后，在数据区间进行解调并输出判定值。
但是，在上述现有的自适应均衡装置及盲均衡装置中，存在有一个起缘于时序滑动的时序错位这一问题。下面就该问题原因的时序滑动进行详细说明。
图11为用以对上述现有的自适应均衡装置的时序滑动进行说明的图。在图11中，330、331为传送路CIR；340，341，350，351为设定CIR。在此，设在位置(A)移动站321的直达波123被障碍物所阻断，只有反射波124抵达为前提。
这时，自适应均衡器302从独特码估算传送路CIR，但在当前前提状态下，即在单一波(在此例为反射波)抵达的环境中，无法判断该波为先行波还是延迟波。这称为时序不确定性(ambiguity)。
例如，在判断为延迟波时，移动站321从位置(A)移动至位置(B)，在直达波抵达时也将正常(象通常一样)动作。
另一方面，当判断为先行波时，则将反射波作为先行波来处理，所以如果障碍物消失直达波抵达时，则产生先行波的先行波。这种情况下，在有障碍物时，自适应均衡器302输出以从反射波得出的时序所解调后的判定值，在障碍物消失时，则输出以从直达波得出的时序所解调后的判定值。即，将产生所输出的判定值因障碍物的有无而时序相异这一现象。此现象称为时序滑动。
另外，图12为用以对上述现有的盲均衡装置的时序滑动进行说明的图。在图12中，430、431为传送路CIR；440、441、450、451为设定CIR。另外，460为自适应均衡器所接受的CIR初始值，设直达波、延迟波的成分为0。
这时，与上述相同，在自适应均衡器402中存在用前置码区间来估算CIR440和CIR450这两种CIR的可能性。但是，与上述相同，在估算了CIR450时，在直达波抵达的时点将发生时序滑动。
本发明为鉴于上述内容完成的，其目的是为提供即使在直达波被障碍物所阻断只有延迟波抵达，并在中途有直达波抵达的一类环境中，也能通过选择不产生时序滑动的CIR初始值来消除时序不确定性的接收机及自适应均衡处理方法。
【发明内容】
本发明所涉及的接收机具备通过自适应均衡处理判定发送数据序列的自适应均衡装置，其特征为该自适应均衡装置具备：时序检测单元，用配置于构成接收信号的脉冲串格式前方的第1独特码来检测适于自适应均衡处理的时序(相当于后述实施方式中的时序检测器101)；接收信号抽取单元，根据所述时序抽取样本化了的接收信号(相当于时序调整器100)；CIR初始值估算单元，用所述抽取后的接收信号所包含的第1独特码来估算传送路脉冲响应的初始值(相当于CIR初始值估算器103)；CIR初始值设定单元，根据所述估算的初始值来设定不同时序的多个传送路脉冲响应初始值(相当于CIR初始值设定器104)；自适应均衡单元，通过对所述第1独特码与配置于后方的第2独特码的间隔进行判定，来对使用各初始值时的时序滑动的有无进行个别判断，并用不发生时序滑动的传送路脉冲响应初始值和所述抽取后的接收信号来得出判定值(相当于自适应均衡器102)。下一发明所涉及的接收机具备通过自适应均衡处理来判定发送数据序列的盲均衡装置，其特征为该盲均衡装置具备：CIR初始值设定单元，设定不同时序的多个传送路脉冲响应固定初始值(相当于CIR初始值设定器204)；自适应均衡单元，通过对配置于构成接收信号的脉冲串格式前方的第1独特码与配置于其后的第2独特码的间隔进行判定来对使用各固定初始值时的时序滑动的有无进行个别判断，并用不发生时序滑动的传送路脉冲响应固定初始值和所述接收信号来得出判定值(相当于自适应均衡器202)；时序检测单元，从所述判定值检测数据时序(相当于时序检测器101)；判定值抽取单元，根据所述时序抽取所述判定值(相当于时序调整器100)。
下一发明所涉及的自适应均衡处理方法，其特征为包括：时序检测步骤，用配置于构成接收信号的脉冲串格式前方的第1独特码来检测适于自适应均衡处理的时序；接收信号抽取步骤，根据所述时序抽取样本化了的接收信号；CIR初始值估算步骤，用所述抽取后的接收信号所包含的第1独特码来估算传送路脉冲响应的初始值；CIR初始值设定步骤，根据所述估算的初始值来设定不同时序的多个传送路脉冲响应初始值；自适应均衡步骤，通过对所述第1独特码与配置于后方的第2独特码的间隔进行判定来对使用各初始值时的时序滑动的有无进行个别判断，并用不发生时序滑动的传送路脉冲响应初始值和所述抽取后的接收信号来得出判定值。下一发明所涉及的自适应均衡处理方法，其特征为包括：CIR初始值设定步骤，设定不同时序的多个传送路脉冲响应固定初始值；自适应均衡步骤，通过对配置于构成接收信号的脉冲串格式前方的第1独特码与配置于其后方的第2独特码的间隔进行判定来对使用各固定初始值时的时序滑动的有无进行个别判断，并用不发生时序滑动的传送路脉冲响应固定初始值和所述接收信号来得出判定值；时序检测步骤，从所述判定值检测数据时序；判定值抽取步骤，根据所述时序抽取所述判定值。
【附图说明】
图1所示为本发明所涉及的接收机的实施方式1的结构图；
图2所示为实施方式1的自适应均衡器所使用的脉冲串格式图；
图3所示为具备拥有实施方式1的自适应均衡器的接收机和基站的通信系统图；
图4所示为本发明所涉及的接收机的实施方式2的结构图；
图5所示为具备拥有实施方式2的盲均衡器的接收机和基站的通信系统图；
图6所示为现有的自适应均衡装置的结构图；
图7所示为使用自适应均衡装置时的典型的脉冲串格式图；
图8所示为具备拥有自适应均衡装置的接收机和基站的通信系统图；
图9所示为现有的盲均衡装置的结构图；
图10所示为具备拥有盲均衡装置的接收机和基站的通信系统图；
图11为用以说明现有的自适应均衡装置的时序滑动图；
图12为用以说明现有的盲均衡装置的时序滑动图。
实施方式
下面，根据附图对本发明所涉及的接收机及自适应均衡处理方法的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不受此实施方式所局限。
实施方式1
图1所示为本发明所涉及的接收机的实施方式1的结构，详细地说其为本发明所涉及的接收机所使用的自适应均衡器的结构说明图。在图1中，1为接收信号输入端子；2为判定值输出端子；100为时序调整器；101为时序检测器；102为自适应均衡器；103为CIR初始值估算器；104为CIR初始值设定器。
下面就本实施方式的自适应均衡装置的动作作以说明。在自适应均衡装置中，首先通过接收信号输入端子1接受了接收信号的时序检测器101求出该接收信号中所包含的独特码的时序，之后时序调整器100根据该时序进行时序调整。即，抽取样本化了的接收信号。
接下来，CIR初始值估算器103用时序调整后的接收信号所包含的独特码估算CIR初始值。然后，CIR初始值设定器104用所估算的CIR初始值将适当的CIR初始值设定于自适应均衡器。
最后，自适应均衡器102根据所设定的CIR初始值依次更新CIR，并用所估算的CIR和上述时序调整后的接收信号进行解调处理，并将解调后的判定值输出至判定值输出端子2。
在此，对为本发明特征的CIR初始值设定器104及自适应均衡器102的动作进行详细说明。例如，当CIR初始值估算器103对所有的分支估算功率时，CIR初始值设定器104将该估算的CIR作为CIR初始值设定于自适应均衡器102。另一方面，在CIR初始值估算器103所估算的CIR中存在小功率者之类的情况时，由于所述时序不确定性的存在，则将不同的时序的设定CIR作为CIR初始值设定于自适应均衡器102。即，用所估算的一个CIR设定多个CIR初始值。这时，自适应均衡器102在CIR初始值单位进行规定的动作并得出多个判定结果。
图2所示为本实施方式的自适应均衡器所使用的脉冲串格式图。在本实施方式中，脉冲串格式由前置码、第1独特码、数据和第2独特码构成。
图3为具备拥有上述自适应均衡器的接收机和基站的通信系统说明图。在图3中，120为基站；121为移动站；125为反射物；126为障碍物；123为从基站120直接抵达移动站121的直达波；124为从基站120经过反射物125的反射抵达移动站121的反射波；130为在位置(A)的传送路CIR；131为在位置(B)的传送路CIR；140为在位置(A)的设定CIR；141为在位置(B)的设定CIR；150为在位置(A)的设定CIR；151为在位置(B)的设定CIR。
另外，由于反射波124的传送路径长于直达波123，所以其到达移动极的时间滞后。在此，设反射波124的抵达时间对于直达波123延迟一个数据符号。另外，上述各CIR分别为左侧表示直达波123，右侧表示反射波124。
在本实施方式中就移动站121从图示位置(A)向位置(B)移动的情况进行说明。另外，在此假设为产生一个数据符号延迟的传送路。另外，设自适应均衡装置的分支为2分支，再设对应先行波的分支为先行波分支，对应延迟波的分支为延迟波分支。
例如，由于直达波123为障碍物126所阻断，所以只有反射波124抵达存在于位置(A)的移动站121。这时，在位置(A)的传送路CIR130只在延迟波分支产生功率。因此，CIR初始值估算器103所估算的CIR只产生1分支的功率，另外1分支的功率大致为0。这样，在CIR初始值估算器103的处理中只在1分支产生功率的情况下，CIR初始值设定器104将有功率的CIR分别设定于先行波分支(对应设定CIR150)和延迟波分支(对应设定CIR140)。
例如，将CIR设定于延迟波分支的例子为设定CIR140。在此，由于将反射波124作为延迟波处理，所以即使在移动站121从位置(A)向位置(B)移动并在中途有直达波123抵达的情况下，自适应均衡器102也将正常(象通常一样)动作。即，在图示第1解调数据(解调结果)所包含的数据区间不发生时序滑动。因此，第1解调数据的第1独特码与第2独特码的间隔与预先已知的图示发送数据的间隔相同。
另一方面，将CIR设定于先行波分支的例子为设定CIR150。在此，由于将反射波124作为先行波处理，所以在移动站121从位置(A)向位置(B)移动的情况下，在直达波123抵达时将产生先行波的先行波。这种情况下，追随传送路变动的自适应均衡器102在直达波抵达的阶段将此前的先行波(反射波124)作为延迟波，将新出现的波(直达波123)作为先行波处理并继续动作。
因此，自适应均衡器102在有障碍物126时在从反射波124得出的时序进行判定处理，在障碍物126消失的阶段在从直达波123得出的时序进行判定处理。即，在数据区间的中途判定处理的时序是变化的，在图示的第2解调数据(解调结果)所包含的数据区间发生时序滑动。因此，第1独特码与第2独特码的间隔和预先已知图示的发送数据的间隔不同。
在此，自适应均衡器102在被设定上述两个CIR初始值之后，通过判定第1独特码与第2独特码的间隔来判断有无时序滑动，并将用不发生时序滑动的CIR初始值和接收信号所解调的判定值输出至判定值输出端子2。
象这样，在本实施方式中，由于自适应均衡装置的结构设为“CIR初始值设定器104将与抵达波对应的多个CIR初始值设定于自适应均衡器102，自适应均衡器102再对根据各CIR初始值得出的个别解调结果进行独特码间隔的判定，并可以选择不产生时序滑动的CIR初始值的结构”，所以可以消除历来存在的时序不确定性。
另外，在本实施方式中，为便于说明，就与1个符号延迟对应的2分支自适应均衡装置进行了说明，但不受此局限，例如即使将上述结构应用于与多个符号延迟对应的多个分支自适应均衡装置时也可得到与上述同样的效果。
实施方式2
图4所示为本发明所涉及的接收机的实施方式2的结构示意图，详细地说是本发明所涉及的接收机所使用的盲均衡器的结构说明图。在图4中，202为自适应均衡器；204为CIR初始值设定器。另外，在本实施方式中，关于与先前说明的实施方式1同样的结构赋予相同的代号而省略其说明。另外，关于本实施方式所用的脉冲串格式采用与所述实施方式1同样的图2。
由于盲均衡装置所用的自适应均衡器202不需要根据接收信号所包含的独特码所估算的CIR初始值，所以在此CIR初始值设定器204将某一任意的CIR固定初始值提供给自适应均衡器202。接下来，自适应均衡器202用所接受的CIR固定初始值和接收信号所包含的前置码区间来初始估算CIR。其后，自适应均衡器202在独特码区间及数据区间依次估算CIR，并用该设定CIR和接收信号来求出判定值。
接下来，接受了该判定值的时序检测器101从判定值的独特码位置求出判定值时序。最后，时序调整器100根据该判定值时序进行时序调整，并将时序调整后的判定值输出至判定值输出端子2。
在此，对为本发明特征的CIR初始值设定器204及自适应均衡器202的动作进行详细说明。例如，CIR初始值设定器204将不同时序的CIR固定初始值设定于自适应均衡器202。即，设定多个CIR固定初始值。这时，自适应均衡器202在CIR固定初始值单位进行规定的动作并得出多个判定结果。
图5为具备拥有上述盲均衡器的接收机和基站的通信系统的示意图。在图5中，220为基站；221为移动站；123为从基站220直接抵达移动站221的直达波；124为从基站220经过反射物125反射抵达移动站221的反射波；230为在位置(A)的传送路CIR；231为在位置(B)的传送路CIR；240为在位置(A)的设定CIR；241为在位置(B)的设定CIR；250为在位置(A)的设定CIR；251为在位置(B)的设定CIR；242、252为自适应均衡器202所接受的CIR固定初始值。
在本实施方式中，就移动站121如图示从位置(A)向位置(B)移动的情况作以说明。另外，在此假设为产生一个数据符号延迟的传送路。另外，设自适应均衡装置的分支为2分支，再设对应先行波的分支为先行波分支，对应延迟波的分支为延迟波分支。
例如，当CIR初始值设定器204提供了具有仅存在于延迟波分支的一定功率的CIR固定初始值242时，自适应均衡器202用前置码区间和CIR固定初始值242来初始估算CIR。这时，关于在独特码区间估算的CIR240的情况，是将反射波124作为延迟波处理的，所以即使在移动站221从位置(A)向位置(B)移动并在中途有直达波123抵达的情况下，在所有的数据区间也不会发生时序滑动。即，在图示第1解调数据所包含的数据区间不发生时序滑动。因此，第1解调数据的第1独特码与第2独特码的间隔和预先已知图示的发送数据的间隔相同。
另一方面，当CIR初始值设定器204提供了具有仅存在于先行波分支的一定功率的CIR固定初始值252时，自适应均衡器202用前置码区间和CIR固定初始值252来初始估算CIR。这时，关于在独特码区间估算出CIR250的情况，是将反射波作为先行波处理的，所以在直达波123抵达时，将产生先行波的先行波。这种情况下，追随传送路变动的自适应均衡器202在直达波抵达的阶段将此前的先行波(反射波124)作为延迟波，将新出现的波(直达波123)作为先行波处理并继续动作。
因此，自适应均衡器202在有障碍物126时在从反射波124得出的时序进行判定处理，在障碍物126消失的阶段在从直达波123得出的时序进行判定处理。即，在数据区间的中途判定处理的时序是变化的，在图示第2解调数据所包含的数据区间将发生时序滑动。因此，第1独特码与第2独特码的间隔和预先已知图示发送数据的间隔不同。
在此，自适应均衡器202接受上述两个CIR固定初始值，其后通过判定第1独特码与第2独特码的间隔来判断有无时序滑动，并将用不发生时序滑动的CIR固定初始值和接收信号所解调的判定值输出至判定值输出端子2。
象这样，在本实施方式中，由于盲均衡装置的结构设为“CIR初始值设定器204将多个CIR固定初始值设定于自适应均衡器202，自适应均衡器202再对根据各CIR固定初始值得出的个别解调结果进行独特码间隔的判定，并可以选择不产生时序滑动的CIR固定初始值的结构”，所以可以消除历来存在的时序不确定性。
另外，在本实施方式中，为便于说明就与1个符号延迟对应的2分支盲均衡装置进行了说明，但不受此局限，例如既使将上述结构应用于与多个符号延迟对应的多个分支盲均衡装置时也可得到与上述同样的效果。
如以上说明，依据本发明，设自适应均衡装置的结构为“CIR初始值设定单元将与抵达波对应的多个CIR初始值设定于自适应均衡单元，自适应均衡单元再对根据各CIR初始值得出的个别解调结果进行独特码间隔的判断，并可以选择不产生时序滑动的CIR初始值的结构”。据此奏得可以得到能够消除历来存在的时序不确定性的接收机这一效果。
依据下一发明，设盲均衡装置的结构为“CIR初始值设定单元将多个CIR固定初始值设定于自适应均衡单元，自适应均衡单元再对根据各CIR初始始值得出的个别解调结果进行独特码间隔的判定，并可以选择不产生时序滑动的CIR固定初始值的结构”。据此奏得可以得到能够消除历来存在的时序不确定性的接收机这一效果。
依据下一发明，在CIR初始值设定步骤设定与抵达波对应的多个CIR初始值，在自适应均衡步骤再对根据各CIR初始值得出的个别解调结果进行独特码间隔的判定，并选择不产生时序滑动的CIR初始值。据此奏得可以消除历来存在的时序不确定性这一效果。
依据下一发明，在CIR初始值设定步骤设定多个CIR固定初始值，在自适应均衡步骤再对根据各CIR固定初始值得出的个别解调结果进行独特码间隔判定，并选择不产生时序滑动的CIR固定初始值。据此奏得可以消除历来存在的时序不确定性这一效果。
产业上利用的可行性
如上所述，本发明所涉及的接收机及自适应均衡处理方法可用于车载电话等高速移动的无线通信。