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JP3188558B2 - 適応ビテルビ検出器 - Google Patents

適応ビテルビ検出器

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JP3188558B2
JP3188558B2 JP16275193A JP16275193A JP3188558B2 JP 3188558 B2 JP3188558 B2 JP 3188558B2 JP 16275193 A JP16275193 A JP 16275193A JP 16275193 A JP16275193 A JP 16275193A JP 3188558 B2 JP3188558 B2 JP 3188558B2
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JP16275193A
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アルノルドゥス ヘンドリクス マリア カールマン ヨセフス
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Koninklijke Philips NV
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Koninklijke Philips NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
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Publication of JP3188558B2 publication Critical patent/JP3188558B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03184Details concerning the metric

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、記号間隔データ記号を
チャンネルの入力部に供給するためのデータ送信機とチ
ャンネルの出力信号から検出信号を抽出するための手段
及び残存の確率差のための尺度である差距離の値に基づ
いて二つの候補データ・シーケンス(残存)をリカーシ
ブに更新することにより該検出信号により搬送されるデ
ータ記号の最もありそうなシーケンスを該検出信号から
抽出するための手段を有する受信機とよりなり、検出手
段は差距離を更新するための適応手段を更に有してお
り、新規の差距離は以前の差距離の飽和関数に依存して
おり、縦座標値間隔のための飽和関数は縦座標値に直線
的に依存する送信システムに関する。
【0002】また、本発明はこのタイプの装置に使用さ
れる受信機に関する。
【0003】
【従来の技術】前述の送信システム及びこのシステムの
ための受信機は、1986年5月のIEEEトランスア
クションズ・オン・コミュニケーションズ,COM−3
4冊,第5巻,のR.G.Wood及びD.A.Pet
ersonによる「磁気記録チャンネルのクラスIV部
分的応答のビテルビ検出」により知られている。
【0004】このタイプの送信システムは、例えば公衆
電話回線網を通じてデータ信号を伝送したり磁気テープ
或いはディスクからのデータ信号を再構成するために使
用されている。データ記号が夫々伝送媒体を介して伝送
されたり又は記録媒体に格納されたりする時、夫々伝送
され或いは記録さるべきデータ記号は夫々伝送媒体又は
記録媒体に連続的に供給されるアナログパルスに変換さ
れる。
【0005】一般的に、アナログパルスは時間的に重な
り合わない。もし媒体が限られた帯域幅を有するとき、
パルスは重なり合い始め、多くの場合受信された検出信
号の値が所定の瞬間における単一のデータ記号に依存す
るだけではなく時間的に隣接するデータ記号にも依存す
るということになるであろう。この効果は中間記号干渉
と称される。
【0006】中間記号干渉は媒体の限られた帯域幅によ
り生じるだけではなく、伝送又は記録されるアナログパ
ルスの周波数スペクトルに所望の形を与えるために使用
される送信機側の帯域幅限定フィルタの使用によっても
生じる。中間記号干渉の存在はしばしばビット・エラー
・レートを強調することとなる。中間記号干渉の影響を
(実質的に)完全に除外する適当な受信機は、伝送され
たデータ記号の可能性のあるシーケンスを決定し、また
データ記号の関連するシーケンスがノイズの無いチャン
ネルを通して伝送された時に受信される関連した検出信
号を決定する。そのように得られた全ての検出信号を現
在の検出信号と比較することにより、伝送されたデータ
記号の最もありそうなシーケンスが決定される。しか
し、そのような受信機は実際的ではない大きなコンピュ
ータと記憶容量を必要とする。
【0007】この必要とされるコンピュータと記憶容量
を低減するため、一般的に称されるビテルビ検出器がし
ばしば使用される。この検出器において、伝送されるデ
ータ記号の最も適当なシーケンスは、限られた数のM=
N-1 の残存をリカーシブに更新することにより決定さ
れ、ここでLは使用される伝送あるいは記録信号の大き
さの数であり、Nはサンプル数で表わされたチャンネル
・インパルス反応長さである。この数は、チャンネルが
M状態で生じるため必要であり、一方受信機は状態間を
区別することが可能である。
【0008】一度関連した確率尺度と共にM残存が決定
されると、次のデータ記号が受信された時、各々の残存
は伸長され、一番近い時点で付加されたデータ記号だけ
が異なる複数の残存に分割される。各々の新規の残存に
属する確率尺度は、新規の残存が抽出される残存の確率
尺度からとその時点の検出信号と期待される検出信号と
の間の差のこの新規の残存に属する偶関数とから抽出さ
れる。適当な偶関数は一般的に称されるL1 ノルム(|
X|)及びL2 ノルム(X2 )であり、L2 ノルムが最
も使用される。検出信号を正確に決定するために、検出
信号の振幅はこの差信号の決定のための基礎として使用
される値を有することが必要である。
【0009】必要な記憶容量とコンピュータ容量が伝送
されるデータ記号のシーケンスの長さに独立のままであ
ることを達成するために、また各々の異なる可能なチャ
ンネル状態のために、最も適当な残存だけが保存され
る。ビテルビ検出器は既に軽減されたコンピュータと記
憶容量を必要としているが、この容量は言うまでもなく
むしろ本質的である。
【0010】上述のジャーナルの論文において、二つ以
上の残存の更新が必要では無い場合に可能なビテルビ検
出器の更なる簡素化が提案されている。これは、伝送信
号又は記録信号の可能な値Lの数が2に等しく、そして
伝達が1+D又は1−Dに等しいときの場合であり、こ
こでDはチャンネル入力信号の一つの記号間隔遅延を表
す。この状態において二つ以上の残存の更新が必要無い
ので、各々の残存のための確率尺度の更新に代わって、
二つの残存の間の差のための尺度である一つ以下の差距
離を更新することが十分であることもある。しかし、既
知のビテルビ検出器は1+Dn 又は1−Dn の伝達関数
を有するチャンネルのために使用されてもよい。この目
的のため、検出信号のサンプルが種々のビテルビ検出器
に交互に供給されるのに対して、n個のそのようなビテ
ルビ検出器が使用されるべきである。これはまた、各々
のビテルビ検出器の必要な動作速度がnの要素によって
低減されるという結果をもたらす。
【0011】上述のジャーナルの論文により知られた検
出手段において、検出信号の新規の値に属する差距離の
新規の値は古い差距離と検出信号に比例した信号との間
の差の飽和関数に等しい。このような関係において飽和
関数は、間隔の二つの側の内のどちらか一つに位置する
縦座標の値のために、ある縦座標値間隔において(略)
直線でありそして第1又は第2の飽和値に夫々等しい関
数を表すことを意味する。飽和値は、例えばチャンネル
の推定された特性及び差距離を決定するために使用され
るノルム(例えばL1 又はL2 )により決定される。こ
こでまた、検出信号の振幅はこの差信号の決定のための
基礎として使用される値を有することが必要である。
【0012】差距離の新規の値から、どのように残存が
伸長されるかを直接決定できる。もし差距離の新規な値
が(実質的に)飽和関数の直線間隔にある時は、二つの
残存はこの残存の一番最新の記号の値に等しい値を有し
た記号によって伸長される。新規の差距離が位置するこ
ともある二つの飽和領域において、新規の残存は、それ
に二つの可能な記号値を付加することによって第1又は
第2の残存を二つの新規な残存まで伸長することにより
得られる。これに関して、予備符号化が用いられる時に
逆予備符号化を残存生成と組み合わせる可能性があるた
めに、夫々伝送又は記録されるべき記号の予備符号化は
生じない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の送信システ
ムの問題点は、検出信号の振幅の一つの特定な値での最
適な性能だけを提供することである。本発明の目的は、
複雑さを加えることなく検出信号の振幅の所望値での最
適な性能を提供する前述の送信システムを提供すること
である。
【0014】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、縦座標値間隔の大きさは該検出信号の振
幅の見積もりに比例することを特徴とする。従来技術の
受信機において、検出信号の振幅(ピークからピークの
値)は間隔の固定された大きさに適応される。本発明の
考えにより、縦座標間隔の大きさを検出信号の振幅の見
積もりに比例させることにより、データ受信機を適切に
作動させるために検出信号の振幅を一つの特定な値に固
定する必要が無くなる。
【0015】米国特許第4,847,871号はそれ自
身が受信信号の振幅に適応するビテルビ検出器を開示し
ている。しかし、これは差距離を利用するビテルビ検出
器ではなく、その結果としてこのビテルビ検出器は本発
明のビテルビ検出器よりも非常に複雑である。本発明に
よる一実施例は、縦座標値間隔は検出信号の振幅の見積
もりに比例することを特徴とする。
【0016】本発明の一実施例は、受信機が間隔の大き
さを検出信号から適応的に抽出するための適応手段を有
することを特徴とする。補正変数のために必要な値を検
出信号から適応的に抽出することにより、受信機は時間
的に変化可能なチャンネルに自動的に適応可能である。
受信された入力信号からチャンネル変数を適応的に抽出
するための多くの方法が知られている。それらの多く
は、Marcel Dekker Inc.のM.G.
Bellangerによる”適応デジタル・フィルタ及
び信号分析”,1987,ISBN0−8247−77
88−0に記載されている。間隔の大きさを検出信号の
振幅に適応的に調節することにより、例えば検出手段の
入力信号を一定のレベルに維持するためのAGC増幅器
の使用は省けることもある。
【0017】本発明の更なる実施例は、検出手段は差距
離を少なくとも二つの成分の形として格納して適用し且
つ成分の値に基づいて残存を更新するための手段よりな
ることを特徴とする。差距離を少なくとも二つの成分の
形に格納することにより、この格納のためにより簡単な
格納手段で十分であることが達成される。検出信号の各
々の新規の値にとって、差距離は実際に成分から抽出さ
れることは必要では無い。差距離の適応と見積もりは、
差距離それ自身を継続的に決定する必要性無しで、前記
成分に基づいて効力を発揮することもあることは納得で
きる。
【0018】本発明の更なる実施例は、適応手段は最も
適当なデータ・シーケンスの候補に属する期待値が基準
値に等しい検出信号だけに基づいて該間隔の大きさを適
応するために構成されることを特徴とする。これらの手
段を実施することにより、振幅情報を有しない検出信号
k の値が受信された信号の振幅のための尺度であるチ
ャンネル変数αの見積もりのために含まれるということ
が回避される。そのようなrk の値は、もしak がa
k-1 に等しいときにα(1−D)の伝達を有するチャン
ネル内に生じる。期待値rk は基準値に等しく、この場
合は0であり、検出信号の値は受信信号の振幅に関する
情報を供給しない。しかし、rk のその時点での値はノ
イズを含んでおり、rkのそのような値を組み込むこと
はαのより正確でない見積もりに繋がるであろう。
【0019】
【実施例】図1に示される送信システムにおいて、伝送
されるべき記号ak のシーケンスは送信機2により伝送
に適当な信号に変換される。この信号はチャンネル4に
供給される。このチャンネルは慣用の伝送チャンネルで
もよく磁気または光記録媒体でもよい。チャンネル4の
出力信号は受信機6に供給される。受信機6において、
入力信号から検出信号を抽出する抽出手段8は、受信機
の入力信号から検出信号を抽出する。抽出信号8は慣用
的に例えば中間記号インタフェースを部分的に抑制する
フィルタよりなる。検出信号は、伝送される記号のシー
ケンスの決定
【0020】
【外1】
【0021】を検出信号から抽出する検出手段10に供
給される。同様に、記号
【0022】
【外2】
【0023】のシーケンスが、入力信号から検出信号を
抽出するために使用される抽出手段8に供給されること
も可能である。図2に示される検出手段10は、差距離
Δk を更新するためのメモリ14よりなる。適応手段は
飽和関数を生成するための関数発生器18を有する。メ
モリ14の出力は関数発生器18の第1の入力に接続さ
れる。検出信号rk は関数発生器18の第2の入力に供
給される。出力信号S(Δ)を搬送する関数発生器18
の出力は、メモリ14の入力に接続される。
【0024】出力信号m+ を搬送する関数発生器18の
第2の出力は、ORゲート24の第1の入力とシフト・
レジスタ20の制御入力LPとに接続される。出力信号
-を搬送する関数発生器18の第3の出力は、ORゲ
ート26の第1の入力とシフト・レジスタ22の制御入
力LPとに接続される。出力信号m0 を搬送する関数発
生器18の第4の出力は、ORゲート24の第2の入力
とORゲート26の第2の入力とに接続される。ORゲ
ート24の出力はシフト・レジスタ22の制御入力SH
に接続される。ORゲート26の出力はシフト・レジス
タ20の制御入力SHに接続される。
【0025】固定ロジック”+1”値はシフト・レジス
タ22の入力に供給され、固定ロジック”−1”値はシ
フト・レジスタ20の入力に供給される。シフト・レジ
スタ20の各々のセルの出力はシフト・レジスタ22の
連続したセルの入力に連結され、一方シフト・レジスタ
22の各々のセルの出力はシフト・レジスタ20の連続
したセルの入力に連結される。
【0026】差距離Δk はメモリ14に格納される。新
規の差距離を形成する出力信号S(Δk )は、差距離の
格納された値と検出信号rk とから関数発生器により抽
出される。飽和関数と補正信号との値は、以下により詳
細に説明される。信号m+ ,m0 及びm- はどの様に残
存が伸長されるかを示す。m+ ,m0 及びm- の論理値
は、信号Δk 又はS(Δk )がある領域により決定され
る。もしΔk がS(Δk )が第1の(例えば最小の)飽
和値を採用するような値を有するならば、信号m- はア
クティブである。もしΔk が飽和関数の直線領域にある
なら、信号m0 はアクティブである。もしΔk がS(Δ
k )が第2の(例えば最大の)飽和値を採用するような
値を有するならば、信号m+ はアクティブである。
【0027】二つの残存はシフト・レジスタ20及び2
2に夫々格納される。シフト・レジスタ20は、その最
も近い時点での記号ak の見積もり
【0028】
【外3】
【0029】が論理”−1”値を有する残存を収容し、
シフト・レジスタ20は、その最も近い時の記号ak
見積もり
【0030】
【外4】
【0031】が論理”+1”値を有する残存を収容す
る。信号m0 がアクティブであるとき、二つのORゲー
ト24及び26の出力はアクティブであり二つのシフト
・レジスタの制御入力SHはアクティブとされ、二つの
シフト・レジスタの入力信号の論理値は関連するシフト
・レジスタにシフトされる。これは二つの残存は最も近
い時点のしかし一つの記号に等しい記号により伸長され
ることを意味する。
【0032】信号m+ がアクティブであるとき、シフト
・レジスタ20の制御入力LPはアクティブにされ、O
Rゲート24の出力がアクティブにされる結果としてシ
フト・レジスタ22の制御入力SHはアクティブとされ
る。これは、シフト・レジスタ22に格納されていた残
存は一つの位置だけシフトされてシフト・レジスタ20
に渡されたことを意味する。加えて、シフト・レジスタ
22の入力信号のロジック値は、このシフト・レジスタ
20にシフトされる。これは二つの残存は一番近い時点
の記号に等しいことを意味する。そのような状態はマー
ジ(組み合わせ)と呼ばれる。
【0033】もしm- がアクティブであるとき、シフト
・レジスタ22の制御入力LPはアクティブにされ、O
Rゲート26の出力がアクティブになる結果としてシフ
ト・レジスタ20の制御入力SHはアクティブとされ
る。これは、シフト・レジスタ20に格納されていた残
存は一つの位置だけシフトされてシフト・レジスタ22
に渡されたことを意味する。加えて、シフト・レジスタ
20の入力信号のロジック値は、このシフト・レジスタ
22にシフトされる。
【0034】δ記号間隔に関して遅延され記号
【0035】
【外5】
【0036】について決定された
【0037】
【外6】
【0038】は、シフト・レジスタ20又は22のどち
らかからの出力から出されることもある。必要なメモリ
長さδは、その時点でより適当な残存を収容しているシ
フト・レジスタから記号
【0039】
【外7】
【0040】を出すことにより大きく減少されてもよ
い。これは差Δk の記号に基づいて簡単になされること
もある。もし
【0041】
【外8】
【0042】予備符号化が送信システムのデータ送信機
に使用される場合は、ここで
【0043】
【外9】
【0044】は2を法とする付加を表し、復号器の使用
を必要とせずに受信機内の符号化されない記号の回復を
可能とする。この目的のために、点線によって図2に簡
略に示されるように、シフト・レジスタ20(内容
【0045】
【外10】
【0046】を搬送する)の第1のセルの両方の入力信
号以上は交換されない。図3は伝達関数H(D)=α
(1−D)を有するチャンネルのために使用される第1
の飽和関数を示し、ここでαは検出信号の振幅を決定す
るチャンネル変数であり、Dは一つの記号期間にわたる
遅延のためのデータ伝達技術における記法慣例である。
飽和関数の直線部分は線S(Δ)=Δ上に位置し、飽和
値は夫々r k +αとrk −αに等しい。三つの直線部分
(a)よりなる飽和関数は流れ曲線(b)に近似するこ
とがわかる。この事実は関数発生器18がアナログ回路
によって形成される場合に特に有利である。以下に、図
3に示される飽和関数は、実際に記号
【0047】
【外11】
【0048】の最適決定に導くことが示される。飽和関
数を抽出するために、確率尺度λk + を有しその最も近
い時点の記号が論理”+1”値を有する残存Pk + があ
ると仮定する。他方の残存Pk - は、最も近い時点での
記号として論理”−1”値と確率尺度λk - を有する。
残存Pk + とPk - を以前の残存Pk-1 + とPk-1 -
から抽出するために、先ず四つの遷移可能性が決定され
る。この目的のために、L2 ノルムがこの抽出のために
使用される。もしチャンネル伝達関数H(D)=α(1
−D)が開始されると、以下が四つの遷移可能性
【0049】
【外12】
【0050】のユークリッド重みを持つ:
【0051】
【数1】
【0052】関連する確率尺度と共の新規の残存は、+
1記号と−1記号の両方により古い残存を伸長すること
により見いだされることもある。ここで+1で終結する
二つの残存と−1で終結する二つの残存とがある。+1
で終結する二つの残存から、より小さな確率を有する残
存が決定され、格納される。同様なことが−1で終結す
る二つの残存にも生じる。もしチャンネル・ノイズがホ
ワイト・ノイズであると仮定されるとき、新規の確率尺
度はユークリッド重みを以前の確率尺度に付加すること
により決定されてもよい。この仮定により、以下が残り
の新規の残存の確率を持つ:
【0053】
【数2】
【0054】もしλk - −λk + に等しい差距離Δk
導入された場合は、(2)は以下のように記されてもよ
い。
【0055】
【数3】
【0056】二次項を計算し、MIN関数から幾つかの
項を削除すると以下の結果となる:
【0057】
【数4】
【0058】差距離Δk
【0059】
【外13】
【0060】に設定されると、(4)は以下のように変
化する:
【0061】
【数5】
【0062】(5)において、三つの異なる領域が
【0063】
【外14】
【0064】のために区別される。第1の領域は
【0065】
【外15】
【0066】を持つ。(1)及び(3)から、もし
【0067】
【外16】
【0068】がこの領域にある場合は、二つの残存は夫
々−1,+1と−1,−1に終結するという結果とな
る。両方の残存は最後から二番目の記号(−1)を共通
に有する。これは負の組み合わせ(m- )と称される。
第2の領域は
【0069】
【外17】
【0070】を持つ。(1)及び(3)とから、残って
いる二つの残存は夫々−1,−1と+1,+1とに終結
するという結果となる。m0 と称される組み合わせは無
い。第3の領域は夫々+1,+1と+1,−1とに終結
する残存に対応する
【0071】
【外18】
【0072】を持つ。これは正の組み合わせ(m+ )と
称される。(5)は下記の表に要約される結果となる。
【0073】
【表1】
【0074】表による
【0075】
【外19】
【0076】の間の関係は、図3に示される飽和関数に
より与えられる
【0077】
【外20】
【0078】の間の関係である。もし
【0079】
【外21】
【0080】がλk + −λk - として定義されるなら
ば、表1の基礎を形成する
【0081】
【外22】
【0082】の仮定とは対照的に、飽和関数は表2に示
されるように得られる。
【0083】
【表2】
【0084】図4は更に可能な飽和関数を示す。この飽
和関数で差距離を決定するための基礎としてL2 ノルム
の代わりにL1 ノルムが開始される。L1 ノルムはその
偏角の絶対値に等しく、この場合信号rk の期待値とr
k の実際の値との間の特定の候補データシーケンスにお
ける差である。図4に相当する表は以下に示される。
【0085】
【表3】
【0086】y≧0のために、関数sat(x)は以下
のように定義される:
【0087】
【数6】
【0088】夫々rk の大きい又は小さい値のために、
表4によれば飽和関数は+α又は−αの一定値に夫々縮
重する。図5に示される関数発生器18において、信号
【0089】
【外23】
【0090】を搬送する入力は比較器34の正の入力と
比較器36の負の入力とスイッチ42の第1の接点に接
続される。入力信号rk を搬送する入力は加算回路30
の第1の入力と減算回路32の第1の入力とに接続され
る。加算回路の第2の入力には、もし図3に示される飽
和関数が認識されたときは、チャンネル変数αの見積も
りが供給される。減算回路32の第2の(負の)入力に
も同様にチャンネル変数αの見積もりが供給される。
【0091】加算回路30の出力は比較器34の負の入
力とスイッチ40の第1の接点とに接続される。減算回
路32の出力は比較器36の正の入力とスイッチ44の
第1の接点とに接続される。出力信号m+ を搬送する比
較器34の出力はNORゲート38の第1の入力とスイ
ッチ40の制御入力とに接続される。出力信号m- を搬
送する比較器36の出力はNORゲート38の第2の入
力とスイッチ44の制御入力とに接続される。出力信号
0 を搬送するNORゲート38の出力はスイッチ42
の制御入力に接続される。各々のスイッチ40,42及
び44の第2の接点は関数発生器18の出力信号が利用
可能な共通の合流点に接続される。
【0092】関数発生器18の動作を、図3の飽和関数
が認識された場合のために説明する。比較器34の負の
入力において、信号rk +αが利用可能であり、比較器
36の正の入力において、信号rk −αが利用可能であ
る。比較器36の正の入力において
【0093】
【外24】
【0094】が利用可能であるため、比較器34の出力
はもし
【0095】
【外25】
【0096】がrk +αを越えた場合はアクティブとな
る。比較器36の出力は、正のαに対してrk −αは常
にrk +αより小さいため、この状況では決してアクテ
ィブにはならない。信号m+ がアクティブであるため、
出力信号m0 はアクティブになることができない。信号
+ がアクティブであるためスイッチ40は閉じられ、
関数発生器の出力信号はrk +αに等しくなる。
【0097】比較器36の出力はもし信号
【0098】
【外26】
【0099】がrk −αより小さいときはアクティブと
なる。比較器34の出力は、正のαに対してrk −αは
常にrk +αより小さいため、この状況では決してアク
ティブにはならない。信号m- がアクティブであるた
め、出力信号m0 はアクティブになることができない。
信号m+ がアクティブである結果としてスイッチ44は
閉じられ、関数発生器の出力信号はrk −αに等しくな
る。
【0100】もし入力信号
【0101】
【外27】
【0102】がrk −αとrk +αとの間にあるとき
は、比較器34と比較器36の両方の出力はアクティブ
ではない。結果として、出力信号m0 を搬送するNOR
ゲート38の出力はアクティブとなる。その結果、関数
発生器18の出力信号が
【0103】
【外28】
【0104】に等しくなるようにスイッチ42が閉じら
れる。図4に示される飽和関数の実行のために、加算回
路30と減算回路32がそれらの出力信号の絶対値をα
に限定することが更に必要である。図6に示される回路
において、入力信号rk は、メモリ回路50の入力と減
算回路52の負の入力とに供給される。
【0105】出力信号rp を搬送するメモリ回路50の
出力は減算回路52の正の入力に接続される。減算回路
52の出力は比較器62の負の入力と比較器64の正の
入力とに接続される。比較器62の正の入力は切り換え
スイッチ72の中央接点に接続される。比較器64の負
の入力は0基準値を有する信号を表す一定のポテンシャ
ルの点に接続される。
【0106】出力信号Bを搬送する比較器62の出力
は、排他的ORゲート70の第1の入力とANDゲート
80の第1の入力とに接続される。出力信号Aを搬送す
る比較器64の出力は、フリップフロップ74の入力
と、排他的ORゲート70の第2の入力と、ANDゲー
ト78の第1の入力とに接続される。出力信号uk を搬
送する排他的ORゲート70の出力は、フリップフロッ
プ74のクロック入力と、インバータ76の入力と、切
り換えスイッチ68の制御入力と、ANDゲート78の
第2の入力と、ANDゲート80の第2の入力と、メモ
リ60のリセット入力とに接続される。フリップフロッ
プ74の出力は切り換えスイッチ72の制御入力に接続
される。チャンネル変数の見積もりβは切り換えスイッ
チ72の制御入力に接続され、一方βの正弦変換された
見積もりは切り換えスイッチ72のアクティブな接点に
供給される。インバータ76の出力において信号m0
利用可能である。ANDゲート78の出力において信号
+ が利用可能であり、一方ANDゲート80の出力は
信号m- を提供する。
【0107】図6に示される実施例は、表3が開始され
ると同時に、差距離を三つの成分の形に格納することに
基づいている。この実施例は、Δ’k の値が最後の組み
合わせが生じた瞬間k=pにおけるrk の値により、そ
してこの組み合わせ(m+ 又はm- )により決定される
という事実を更に利用する。Δ’k の値のために、それ
【0108】
【外29】
【0109】を持つ。ここでrp は組み合わせの瞬間に
おけるrの値であり、
【0110】
【外30】
【0111】はm+ で正でありm- で負である組み合わ
せの符号である。格納された大きさは今
【0112】
【外31】
【0113】である。
【0114】
【外32】
【0115】の新旧の値は以下の表で与えられる:
【0116】
【表4】
【0117】信号rp はメモリ50によって保存され
る。もし組み合わせがある時、メモリ50のクロック入
力はアクティブとされ、有効なrk の値は新規な値rp
として代えられる。信号rp −rk は、比較器62の負
の入力と比較器64の正の入力とにおいて利用可能であ
る。+2αの値は最も近い時点の組み合わせがm+ の組
み合わせであったときに比較器62の正の入力において
利用可能であり、−2αの値は最も近い時点の組み合わ
せがm- の組み合わせであったときに利用可能である。
【0118】信号sk が比較器62と64の二つの閾値
の間にあるとき、夫々の比較器62と64の出力信号は
そのままであり、信号uk はアクティブで無いままであ
る。その場合、組み合わせ(m0 )は無かった。結果と
して、
【0119】
【外33】
【0120】はそれらの以前の値を維持する。インバー
タ76の出力信号はアクティブであり、そして組み合わ
せが無かったことを示す。もしsk の値が比較器62と
64の上閾値を越える場合は、比較器62の出力信号は
アクティブでは無く、比較器64の出力はアクティブで
ある。そして排他的ORゲート70の出力もアクティブ
である。その場合正の組み合わせがあった。信号Aの論
理値はフリップフロップ74内で信号uk と共にクロッ
ク化され、
【0121】
【外34】
【0122】はここで+1に等しい。スイッチ72は入
力信号+2αに切り換えられる。ANDゲート78の出
力信号は、正の組み合わせがあったことを示すためにア
クティブである。もしsk の値が比較器62と64の下
閾値に至らない場合は、比較器62の出力信号はアクテ
ィブであり、比較器64の出力はアクティブで無い。そ
して排他的ORゲート70の出力はアクティブである。
負の組み合わせが生じた。信号Aの論理値はフリップフ
ロップ74内で信号uk と共にクロック化され、
【0123】
【外35】
【0124】はここで−1に等しい。スイッチ72は入
力信号−2αに切り換えられる。正の組み合わせに基づ
きスイッチ68は切り換えられ、メモリ60はリセット
される。ANDゲート80の出力信号は、負の組み合わ
せがあったことを示すためにアクティブである。図6に
示される回路のための種々の変形例が可能である。例え
ば、図6のスイッチ72を制御する信号の論理値に依存
する信号rk と同様に、信号
【0125】
【外36】
【0126】を比較器の正の入力に供給することが可能
である。よって減算回路の出力信号は常に正となる。信
号rk と変換された信号rk のを生成し真の信号をDフ
リップフロップに格納することにより、高処理速度の実
現が可能である。これはrk からrk の変換された値又
はその逆は確率尺度の適応と同時に有効とされるからで
ある。
【0127】図7に示される回路において、信号m+
スイッチ92の第1の接点に供給され、0に等しい信号
に相当するポテンシャルがスイッチ94の第1の接点に
供給され、信号m- はインバータ90を介してスイッチ
96に供給される。信号m+とm- は、図5に示される
ように夫々の比較器34と36との出力信号であるか或
いは図6に示される夫々出力信号m+ 又はm- である。
【0128】スイッチ92,94及び96の第2の接点
は乗算回路98の第1の入力に接続される。乗算係数μ
は乗算回路98の第2の入力に供給される。乗算回路9
8の出力は加算回路100の第1の入力に接続される。
加算回路100の出力はメモリ102の入力に接続さ
れ、一方メモリ102の出力は加算回路100の第2の
入力に接続される。
【0129】信号
【0130】
【外37】
【0131】は切り換えスイッチ104のブレーク接点
に供給され、一方信号
【0132】
【外38】
【0133】は切り換えスイッチ104のアクティブな
接点に供給される。信号
【0134】
【外39】
【0135】は切り換えスイッチ106のブレーキ接点
に供給され、一方信号
【0136】
【外40】
【0137】は切り換えスイッチ106のアクティブな
接点に供給される。信号
【0138】
【外41】
【0139】は図2のシフト・レジスタ22と20とか
ら発生する。スイッチ104と106の中央接点は、N
ORゲート110の関連する入力とANDゲート111
の関連する入力との各々に接続される。ゲート110の
出力はANDゲート112の第1の入力に接続される。
ANDゲート111の出力はANDゲート114の第1
の入力に接続される。ANDゲート112の第2の入力
には信号m+ が供給され、一方ANDゲート114の第
2の入力には信号m-が供給される。ANDゲート11
2の出力はスイッチ92の制御入力に接続される。AN
Dゲート114の出力はスイッチ96の制御入力に接続
される。信号m 0 はスイッチ94の制御入力に供給され
る。
【0140】図2のメモリ回路14の出力から来る信号
Δk は決定回路108に供給される。決定回路108の
出力はスイッチ104と106との制御入力に接続され
る。もし
【0141】
【外42】
【0142】が検出信号αの振幅の見積もりと仮定され
た場合、ノイズの無い状態で、瞬間k−1における組み
合わせがある場合にΔk のために以下が抽出される;
【0143】
【数7】
【0144】もし信号
【0145】
【外43】
【0146】が各々供給された場合、(7)の代入はこ
れらの信号を生成する:
【0147】
【数8】
【0148】夫々
【0149】
【外44】
【0150】の条件の時、夫々−dk + 及びdk - は以
下のように記されてもよい:
【0151】
【数9】
【0152】信号dk + 及びdk - はαの見積もりとα
の実際の値との差のための尺度である誤差信号を抽出す
るために使用されてもよい。この誤差信号は再びαの見
積もられた値を適応するために使用される。(9)で決
定された誤差信号を使用する代わりに、誤差信号の決定
のためにその符号が使用されてもよい。これの利点は、
k - 及びdk + の符号は信号m+ 及びm- の形で夫々
即座に利用可能であり、一方これらの信号は+1と−1
の値を夫々適応してもよいということである。
【0153】制御信号Q,m0 及びRはスイッチ92,
94又は96のどれが閉じられるかを決定する。瞬間k
−1において組み合わせが無かった場合、スイッチ94
は閉じられそして
【0154】
【外45】
【0155】の適応はなされない。もし信号Q又は信号
Rが夫々アクティブである場合は、夫々スイッチ92間
96は閉じられる。インバータ90の存在により、
(9)による信号が両方の条件の下で乗算回路98の入
力において利用可能である。乗算回路98と、加算回路
100とメモリとは、
【0156】
【外46】
【0157】の決定のための従来技術の符号アルゴリズ
ムを形成する。ANDゲート112は、正の組み合わせ
が無かった場合及び最も適当な残存の一番近い時点の二
つの記号が−1に等しかった場合に、信号Aを生成す
る。これは
【0158】
【外47】
【0159】に相当する。ANDゲート114は、負の
組み合わせが無かった場合及び最も適当な残存の一番近
い時点の二つの記号が+1に等しかった場合に、信号B
を生成する。これは
【0160】
【外48】
【0161】に相当する。最も適当な残存の二つの一番
近い時点の記号は、切り換えスイッチ104と106と
の中央接点において利用可能である。最も適当な残存は
決定スイッチ108によって信号Δk の符号をとること
により決定される。この決定スイッチ108の出力信号
は、最も適当な残存の一番近い時点の記号がスイッチ1
04と106との中央接点に接続されるようにスイッチ
104と106とをアクティブにする。図7に示される
回路を使用することにより、本発明の考えによって0よ
り大きい信号成分を有するrk の値だけが含まれ、それ
はαのより正確な見積もりに繋がる。
【0162】図8に示される回路において、関数発生器
18から生じた信号m+ とm- は二つのメモリ回路12
0と122の夫々の制御入力に供給される。検出信号r
k はメモリ回路120と122のデータ入力に供給され
る。メモリ回路120の出力は減算回路124の負の入
力に接続され、メモリ回路122の出力は減算回路の正
の入力に接続される。
【0163】減算回路の出力は減算回路出力信号の値を
2で割る除算回路126に接続される。除算回路126
の出力はローパスフィルタの入力に供給される。変数α
の見積もりはローパスフィルタ128の出力において利
用可能である。メモリ120はもし信号m+ が正の組み
合わせが生じたことを示すアクティブである場合にrk
の値を採用すし、一方メモリ122はもし信号m- が負
の組み合わせが生じたことを示すアクティブである場合
にrk の値を採用する。以前に仮定されたチャンネル・
モデルα(1−D)に基づき、チャンネル・ノイズが排
除された時に信号rk は以下のようになる:
【0164】
【数10】
【0165】正の組み合わせがある時は、ak は−1に
等しくak-1 は+1に等しい。そして信号rk は−2α
に等しい。負の組み合わせがある時は、ak は+1に等
しくa k-1 は−1に等しい。そして信号rk は+2αに
等しい。メモリ120は正の組み合わせが生じるまでr
k の値を取らないため、又メモリ122は負の組み合わ
せが生じるまでrk の値を取らないため、メモリ120
は正の組み合わせ(−2α)に属する最も近い時点のr
k の値を常に格納する。結果として、本発明の考えによ
れば、振幅情報を抽出することができるrk の値だけが
取られる。メモリ122は負の組み合わせ(+2α)に
属する最も近い時点のrk の値を常に格納する。大きさ
4αの見積もりは減算回路124の出力において利用可
能である。
【0166】一度出力信号が2で割られると、値2αの
見積もりはローパスフィルタの入力において利用可能で
ある。除算手段126は、除算回路の出力信号の二つの
一番重要性の無いビットのためのそしてその中で他のビ
ットが二つの位置移動される接続を有する。ローパスフ
ィルタ128は特定の時間にわたって信号アルファの平
均化を実行するために利用可能である。
【0167】その中で信号
【0168】
【外49】
【0169】だけが使用される図6に示される回路の変
形例の場合、図6の信号sk は信号振幅のための尺度で
ある。図8に示される回路において、信号sk が信号r
k の代わりに供給されるべきであり、一方メモリ回路1
20は省略されてもよい。さらに、信号m+ とm- が信
号m+ の代わりに供給されるべきである。信号sk (又
は図8に示される回路におけるrk )から直接作られる
振幅の見積もりの結果として、又m+ とm- の最も近い
時点の値に基づいて、
【0170】
【外50】
【0171】の迅速な適応が得られ、信号rk 迅速な変
形例が得られる。もしチャンネルが二つの記号間隔の長
さを有するインパルス反応を有するとき、比較的簡単な
ビテルビ検出器を決定フィードバック回路と組み合わせ
ることが可能である。ビテルビ検出器を決定フィードバ
ック回路と組み合わせることは、フィリップス・ジャー
ナル・オブ・リサーチ,Vol.42,No.4,第3
99−428頁のJ.W.M.Bergmans他によ
る”ビテルビ検出器の簡素化のための決定フィードバッ
クの使用に関して”という論文により知られている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が実施される送信システムを示す図であ
る。
【図2】本発明による検出手段を示す図である。
【図3】図2に示される検出手段に使用される第1の飽
和関数を示す図である。
【図4】図2に示される検出手段に使用される第2の飽
和関数を示す図である。
【図5】図3に示される飽和関数の可能な実施例を示す
図である。
【図6】本発明による飽和関数18と加算器12とメモ
リ14とから形成される他の実施例を示す図である。
【図7】チャンネル変数αの見積もり
【外51】 の決定のための回路を示す図である。
【図8】チャンネル変数αの見積もり
【外52】 の決定のための他の回路を示す図である。
【符号の説明】
2 送信機 4 チャンネル 6 受信機 8 抽出手段 10 検出手段 12,100 加算回路 14,102 メモリ 18 関数発生器 20,22 シフト・レジスタ 24,26 ORゲート 30,100 加算回路 32,52,124 減算回路 34,36,62,64 比較器 38,110 NORゲート 40,42,44,92,94,96 スイッチ 50 メモリ回路 54,98 乗算回路 72,104,106 切り換えスイッチ 70 排他的ORゲート 74 フリップフロップ 76,90 インバータ 78,80,111,112,114 ANDゲート 108 決定回路 120,122 メモリ 126 除算回路 128 ローパスフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 590000248 Groenewoudseweg 1, 5621 BA Eindhoven, T he Netherlands (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 13/00 - 13/53

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記号間隔データ記号をチャンネルの入力
    部に供給するためのデータ送信機とチャンネルの出力信
    号から検出信号を抽出するための手段及び残存の確率差
    のための尺度である差距離の値に基づいて二つの候補デ
    ータ・シーケンス(残存)をリカーシブに更新すること
    により該検出信号により搬送されるデータ記号の最もあ
    りそうなシーケンスを該検出信号から抽出するための手
    段を有する受信機とよりなり、検出手段は差距離を更新
    するための適応手段を更に有しており、新規の差距離は
    以前の差距離の飽和関数に依存しており、縦座標値間隔
    のための飽和関数は該縦座標値に直線的に依存する送信
    システムであって、 該縦座標値間隔の大きさは該検出信号の振幅の見積もり
    に比例することを特徴とする送信システム。
  2. 【請求項2】 該受信機は検出信号から該間隔の大きさ
    を適応的に抽出するための適応手段よりなることを特徴
    とする請求項1記載の送信システム。
  3. 【請求項3】 検出手段は該差距離を少なくとも二つの
    成分の形で格納して適用し且つ該成分の値に基づいて残
    存を更新するための手段を有することを特徴とする請求
    項1又は2記載の送信システム。
  4. 【請求項4】 該適応手段はその最もありそうな残存に
    属する期待値が基準値に等しくない検出値だけに基づい
    て該間隔の大きさを適応するよう構成されることを特徴
    とする請求項2記載の送信システム。
  5. 【請求項5】 該適応手段は二つの検出値間の差に基づ
    いて該間隔の大きさを適応するよう構成され、一方最も
    ありそうな残存に属するこれらの検出値の期待値の符号
    は異なることを特徴とする請求項4記載の送信システ
    ム。
  6. 【請求項6】 チャンネル出力信号から検出信号を抽出
    するための手段と、残存の確率差のための尺度である差
    距離の値に基づいて二つの候補データ・シーケンス(残
    存)をリカーシブに更新することにより該検出信号によ
    り搬送されるデータ記号の最もありそうなシーケンスを
    該検出信号から抽出するための手段とを有し、検出手段
    は差距離を更新するための適応手段を更に有しており、
    新規の差距離は以前の差距離の飽和関数に依存してお
    り、縦座標値間隔のための飽和関数は該縦座標値に直線
    的に依存するデータ受信機であって、 該縦座標値間隔の大きさは該検出信号の振幅の見積もり
    に比例することを特徴とするデータ受信機。
  7. 【請求項7】 該受信機は検出信号から該間隔の大きさ
    を適応的に抽出するための適応手段よりなることを特徴
    とする請求項6記載のデータ受信機。
  8. 【請求項8】 検出手段は該差距離を少なくとも二つの
    成分の形で格納して適応し且つ該成分の値に基づいて残
    存を更新するための手段を有することを特徴とする請求
    項6又は7記載のデータ受信機。
  9. 【請求項9】 該適応手段はその最もありそうな残存に
    属する期待値が基準値に等しくない検出値だけに基づい
    て該間隔の大きさを適応するよう構成されることを特徴
    とする請求項7記載のデータ受信機。
  10. 【請求項10】 該適応手段は二つの検出値間の差に基
    づいて該間隔の大きさを適応するよう構成され、そのう
    ち最もありそうな残存に属するこれらの検出値の期待値
    の符号は異なることを特徴とする請求項9記載のデータ
    受信機。
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