專利名稱：信道均衡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理接連的數(shù)據(jù)組的方法，各個數(shù)據(jù)組包括各自的數(shù)據(jù)序列，以及至少第一數(shù)據(jù)組包括訓(xùn)練序列。
本發(fā)明也涉及用于實行這樣的方法的相應(yīng)數(shù)據(jù)處理設(shè)備。
本發(fā)明關(guān)系到在通過通信信道傳輸期間失真的、數(shù)字編碼音頻和視頻的處理。
通過通信信道從發(fā)送器傳輸?shù)浇邮諜C的數(shù)字視頻或音頻數(shù)據(jù)經(jīng)受失真和多徑錯誤。在接收機處，這些影響的補償可以在由此產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)之前通過適當(dāng)?shù)貫V波接收的受污染數(shù)據(jù)而達到。
在“已訓(xùn)練模式”處理過程中，發(fā)送的數(shù)據(jù)包括訓(xùn)練序列，它在發(fā)送器一側(cè)作為數(shù)據(jù)的一部分被發(fā)送。在接收機一側(cè)，接收的數(shù)據(jù)失真，以及接收的訓(xùn)練序列也失真。接收的訓(xùn)練序列被處理，并得出輸出的訓(xùn)練序列。處理被進行，以使得在輸出的訓(xùn)練序列中失真被部分地去除，以及處理后的訓(xùn)練序列接近原先發(fā)送的訓(xùn)練序列。本領(lǐng)域技術(shù)人員然后可以通過使用接收的訓(xùn)練序列的處理過程來處理接收的數(shù)據(jù)而減小接收數(shù)據(jù)的信道失真。
這樣的處理過程常常被稱為均衡。在“訓(xùn)練的均衡”中，訓(xùn)練序列的均衡的結(jié)果被使用來均衡接收的數(shù)據(jù)。
先進電視系統(tǒng)委員會(ATSC)提供數(shù)字高清晰度電視(HDTV)標準。1995年9月16日的ATSC文件A53描述批準的數(shù)字電視的標準，以及1995年10月4日的ATSC文件A54給出關(guān)于這個標準的使用的指示。該標準規(guī)定了在通過地面廣播、有線或衛(wèi)星信道發(fā)送的視頻信號中引入的特定的訓(xùn)練序列。ATSC文件A54揭示了用于調(diào)整均衡器的濾波器響應(yīng)來適當(dāng)?shù)匮a償信道失真的方法。在這個已知的方法中，當(dāng)均衡器一開始被啟動時，均衡器的系數(shù)通常沒有被設(shè)置為適當(dāng)?shù)匮a償信道失真，為了迫使均衡器系數(shù)收斂，要發(fā)送已知的原先的訓(xùn)練序列。通過從自適應(yīng)均衡器的輸出中減去訓(xùn)練序列的本地生成的副本，形成誤差信號。系數(shù)被設(shè)置為使得誤差信號最小化，以及在用訓(xùn)練信號調(diào)整均衡器后，均衡器然后被使用來濾波視頻信號。
本發(fā)明的一個目的是提供減小數(shù)據(jù)信號的失真的有效方法。本發(fā)明的另一個目的是提供實行這種方法的設(shè)備的低成本實施方案。
為此，本發(fā)明提供處理接連的數(shù)據(jù)組的方法，各個數(shù)據(jù)組包括各自的數(shù)據(jù)序列，以及至少第一數(shù)據(jù)組還包括訓(xùn)練序列，該方法包括·使用具有可調(diào)節(jié)的濾波系數(shù)的濾波器濾波第一組數(shù)據(jù)序列；·當(dāng)濾波數(shù)據(jù)序列時，處理訓(xùn)練序列，以便得出對于其中一個特定濾波系數(shù)的最佳值；·在濾波另一個數(shù)據(jù)序列之前，用得出的最佳值代替先前的特定濾波系數(shù)值。
在本發(fā)明的方法中，第一組的訓(xùn)練序列被用作為得出被使用于濾波下一個數(shù)據(jù)序列的特定系數(shù)最佳值的基礎(chǔ)。在背景技術(shù)一節(jié)所揭示的方法中，得出的特定系數(shù)的最佳值被使用來濾波與訓(xùn)練序列屬于同一個組的數(shù)據(jù)序列。訓(xùn)練序列被濾波，隨后，數(shù)據(jù)序列又被濾波。與已知的方法不同，在本發(fā)明的方法中，在濾波數(shù)據(jù)序列的同時進行訓(xùn)練序列的處理。本發(fā)明的優(yōu)點在于，與已知的方法相比較，有更大的時間長度可提供用于處理訓(xùn)練序列，其中實際上訓(xùn)練序列在被接收的同時被處理。所以，在本發(fā)明的方法中，允許有更多的時間用來得出最佳的濾波系數(shù)值。
本發(fā)明也涉及到用于處理接連的數(shù)據(jù)組的設(shè)備，各個數(shù)據(jù)組包括各自的發(fā)送的數(shù)據(jù)，以及至少第一數(shù)據(jù)組還包括訓(xùn)練序列，該處理設(shè)備包括·具有可調(diào)節(jié)的濾波系數(shù)的濾波電路，用來濾波第一組發(fā)送的數(shù)據(jù)；·更新電路，可操作以在濾波發(fā)送的數(shù)據(jù)時，通過處理訓(xùn)練序列而得出其中至少一個濾波系數(shù)的最佳值，以及可操作以在濾波另一個組的發(fā)送的數(shù)據(jù)之前，用得出的最佳值代替先前的濾波系數(shù)值。
本發(fā)明的設(shè)備包括更新電路，用來在濾波器濾波數(shù)據(jù)序列的同時，更新至少該特定的濾波系數(shù)。在已知的設(shè)備中，均衡器一開始只專用來處理訓(xùn)練序列，用于調(diào)節(jié)系數(shù)以使得進行適當(dāng)?shù)木?。然后，該設(shè)備專用來處理數(shù)據(jù)序列，在此期間，從處理訓(xùn)練序列的過程中得出的系數(shù)保持不變。特定的硬件與每個系數(shù)相聯(lián)系，以便在訓(xùn)練序列均衡期間創(chuàng)建系數(shù)的更新。這樣的均衡器的實施方案是相當(dāng)復(fù)雜的。在本發(fā)明的設(shè)備中，更新電路專用來更新任何的系數(shù)。所以，本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)點是允許減小芯片面積的實施方案。
在ATSC標準中，發(fā)送的數(shù)據(jù)“幀”由兩個區(qū)組成，每個區(qū)包含313“段”。每個段又包含832個數(shù)據(jù)符號，其中a被用作為周期同步圖案。在這些313段中，312段被使用來發(fā)送實際的MPEG-2編碼數(shù)據(jù)，以及其余段被使用來發(fā)送700比特訓(xùn)練序列。因此，小于0.3％的發(fā)送的數(shù)據(jù)被使用于均衡器訓(xùn)練序列。在所謂的“訓(xùn)練的”均衡模式中，只對訓(xùn)練序列執(zhí)行均衡器調(diào)整。這意味著，如果訓(xùn)練序列被“捕獲”放置在貯存存儲器中，并且與其余發(fā)送數(shù)據(jù)無關(guān)地被處理，正如本發(fā)明中所做的那樣，則將有很多時間可提供來處理訓(xùn)練序列。因此，比起在訓(xùn)練序列實際到達期間實時進行調(diào)整來說，這樣做會有更長的時間可用來確定最好地補償信道失真的均衡器配置。
所以，本發(fā)明關(guān)系到其中由靜態(tài)失真和多徑構(gòu)成主要信道損害的數(shù)字傳輸系統(tǒng)。在這樣的環(huán)境條件下，均衡器的調(diào)整功能可以通過使用比起傳統(tǒng)的均衡器中看到的結(jié)構(gòu)簡單得多的結(jié)構(gòu)來實施。這是因為訓(xùn)練序列是很小百分數(shù)的發(fā)送數(shù)據(jù)，以及因為靜態(tài)信道特性在訓(xùn)練周期之間的時間間隔內(nèi)至多改變非常小的量。這允許在這個更大的時間間隔內(nèi)執(zhí)行所需要的計算，由此比起在其它情況下所需要的硬件來說，使用少得多的硬件。
下面參照附圖，通過舉例更詳細地說明本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的設(shè)備的方框圖；圖2是本發(fā)明的處理方法的流程圖；圖3是本發(fā)明的設(shè)備功能性實施例的圖；圖4是本發(fā)明的系數(shù)更新電路的功能性實施例的圖；圖5是本發(fā)明的系數(shù)更新電路的功能性實施例的圖；圖6是本發(fā)明的設(shè)備的功能性實施例的圖；以及圖7是本發(fā)明的設(shè)備的功能性實施例。
圖1上給出本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理設(shè)備10。設(shè)備10接收接連的數(shù)據(jù)組S1，S2，...，Si，...，以及產(chǎn)生輸出信號Sout。數(shù)據(jù)組Si多半是從發(fā)送器或基站通過通信信道(諸如地面廣播、有線或衛(wèi)星信道)發(fā)送到接收機。設(shè)備10可以是這樣的接收機的一部分。當(dāng)通信信道的特性變化時數(shù)據(jù)組Si經(jīng)受失真。當(dāng)信道的特性是時不變的時信道失真具有靜態(tài)形式。當(dāng)信道的特性是慢變化時信道失真具有準靜態(tài)形式，以及當(dāng)信道的特性是快速變化時信道失真具有動態(tài)形式。例如，在地面廣播傳輸時，典型地存在靜態(tài)和動態(tài)失真。
各個接收的組Si包括各自的數(shù)據(jù)序列Di以及可能有各自的訓(xùn)練序列Ti。優(yōu)選地，訓(xùn)練序列Ti構(gòu)成非常小百分比的發(fā)送的數(shù)據(jù)組Si。在本發(fā)明的本實施例中，組S1包括訓(xùn)練序列T1，后面跟隨數(shù)據(jù)序列D1。組S2包括訓(xùn)練序列T2，后面跟隨數(shù)據(jù)序列D2。組S1和S2可以是數(shù)據(jù)流的一部分，該數(shù)據(jù)流被劃分成接連的數(shù)據(jù)組。這些組可以具有相同的或不同的長度。
設(shè)備10包括濾波器100，具有m個可調(diào)節(jié)的系數(shù)C1，...，Cm，在離散時間t處，它們的值是C1(t)，...，Cm(t)。
設(shè)備10還包括一個系數(shù)更新電路200，用于調(diào)整至少一個系數(shù)C1，...，Cm。電路200通過接收的訓(xùn)練序列Ti的均衡來更新系數(shù)Ck，正如此后說明的。
設(shè)備10接收由訓(xùn)練序列T1和隨后的數(shù)據(jù)序列D1組成的組S1。首先訓(xùn)練序列Ti被提供給電路100和電路200。濾波器100濾波訓(xùn)練序列Ti。電路200在接收訓(xùn)練序列Ti時把序列Ti存儲在內(nèi)部存儲器中。然后把數(shù)據(jù)序列Di提供到濾波器100。在濾波器100濾波數(shù)據(jù)序列D1時，電路200處理訓(xùn)練序列T1，以便得出對于至少一個特定系數(shù)Ck的最佳值。電路200均衡訓(xùn)練序列T1。當(dāng)?shù)贸鲎罴阎禃r和當(dāng)數(shù)據(jù)序列D1的濾波終止時，得出的最佳值由電路200提供到濾波器100，以及用得出的最佳值更新系數(shù)Ck。然后把下一個組S2提供到濾波器100，它通過使用更新的系數(shù)Ck來濾波訓(xùn)練序列T2和數(shù)據(jù)序列D2。
圖2是本發(fā)明的處理方法的流程圖。步驟1包含濾波接收的數(shù)據(jù)序列。步驟2包含通過使用接收的訓(xùn)練序列(該訓(xùn)練序列是關(guān)聯(lián)當(dāng)前正在被濾波的數(shù)據(jù)序列一起被發(fā)送的)得出至少一個特定系數(shù)的最佳值。在本發(fā)明的方法中，步驟1和步驟2在時間上重疊。優(yōu)選地，完成步驟2所化費的時間短于在兩個接連的訓(xùn)練序列之間的傳輸時間間隔。而且，由于訓(xùn)練序列只是發(fā)送的數(shù)據(jù)的一小部分，所以完成步驟2比完成步驟1花費的時間短。下一個步驟3包含用在步驟2得出的最佳值更新至少該特定系數(shù)的值。一旦完成系數(shù)的更新，就可以開始濾波新的數(shù)據(jù)序列。
數(shù)據(jù)序列和訓(xùn)練序列，每個都由接連的數(shù)字數(shù)據(jù)組成。在以下的段落中，詞句“序列的值”是指“序列的數(shù)字數(shù)據(jù)的值”。
圖3是設(shè)備10的第一功能性實施例的圖。本發(fā)明的設(shè)備10包括濾波電路100和系數(shù)更新電路200。設(shè)備10接收接連的組Si，以及產(chǎn)生輸出信號Sout。
在這個第一實施例中，濾波器100包括m個抽頭單元，TAP1，TAP2，...，TAPm。各個抽頭單元TAPk是與各個系數(shù)Ck相聯(lián)系的。各個抽頭單元TAPk包括各自的系數(shù)寄存器REGDk，用于存儲當(dāng)前與系數(shù)Ck關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)序列Di的數(shù)據(jù)值。各個抽頭單元TAPk還包括各自的系數(shù)寄存器REGCk，用于存儲系數(shù)Ck的當(dāng)前值。各個抽頭單元TAPk包括各個乘法器Mk。
訓(xùn)練序列Ti先前已被電路100濾波，以及訓(xùn)練序列被存儲在電路200的內(nèi)部存儲器中。訓(xùn)練序列Ti由具有數(shù)值Ti(1)，Ti(2)，...，Ti(N)的N個接連的數(shù)據(jù)組成。
當(dāng)接收數(shù)據(jù)序列Di時，濾波器100在時刻t接收數(shù)據(jù)序列Di的數(shù)值Di(t)。數(shù)字數(shù)據(jù)序列Di被發(fā)送到濾波器100，以及數(shù)據(jù)序列Di的數(shù)值如下地被存儲在濾波器100的單元中。在時間t，數(shù)值Di(t)被濾波器100接收，以及被存儲在第一濾波器單元的寄存器REGD1。在下一個時間t+1，數(shù)值Di(t)從寄存器REGD1傳送到第二濾波器單元的寄存器REGD2。同時，下一個數(shù)值Di(t+1)被濾波器100接收，以及被存儲在第一單元的寄存器REGD1。在下一個時間t+2，數(shù)值Di(t)從寄存器REGD2傳送到第三濾波器單元的寄存器REGD3，數(shù)值Di(t+1)從第一單元的寄存器REGD1傳送到第二單元的寄存器REGD2。同時，下一個數(shù)值Di(t+2)被濾波器100接收，以及被存儲在寄存器REGD1，等等。
在給定的時間t，在每個單元TAPk，乘法器Mk接收被存儲在寄存器REGCk中的系數(shù)值Ck和被存儲在寄存器REGDk中的數(shù)據(jù)值。每個乘法器Mk計算兩個接收的數(shù)值的乘積，以及把這個乘積提供到加法器150。加法器150計算從乘法器M1，M2，...，Mm接收的所有的乘積的和。最后得出的和值是輸出信號Sout在時間t的數(shù)值Sout(t)。
圖3的電路200包括系數(shù)存儲器201，用于存儲濾波系數(shù)值C1，...，Cm。電路200還包括數(shù)據(jù)存儲器202，用于存儲接收的訓(xùn)練序列Ti的數(shù)值Ti(1)，Ti(2)，...，Ti(N)。原先的訓(xùn)練序列(它是由訓(xùn)練序列的發(fā)射機原先發(fā)送的版本)提前被單元200獲知。原先的訓(xùn)練序列被存儲在訓(xùn)練序列存儲器203。單元200還包括數(shù)字信號處理單元DSP，用于處理接收的訓(xùn)練序列Ti和得出特定的濾波系數(shù)Ck的最佳值。
在本發(fā)明的第一實施例中，單元DSP執(zhí)行訓(xùn)練序列Ti的均衡。序列Ti的均衡包括由DSP單元使用被存儲在存儲器201中的系數(shù)值C1，...，Cm來濾波序列Ti。在由DSP單元濾波序列Ti期間，被存儲在存儲器201中的系數(shù)值C1，...，Cm被DSP單元重復(fù)調(diào)節(jié)，這樣，接收的訓(xùn)練序列Ti在均衡后仿效被存儲在存儲器203中的原先的訓(xùn)練序列。系數(shù)Ck的最佳值是調(diào)節(jié)的系數(shù)值Ck，它可以在均衡過程結(jié)束時從存儲器201被檢索。
圖4顯示系數(shù)更新電路200的第二功能性實施例的圖。在這個第二實施例中，電路200包括存儲器201，存儲器202，存儲器203。電路200還包括乘法器207，加法器208，乘法器211，復(fù)接器209，復(fù)接器210，寄存器204，寄存器205和誤差計算器206。
電路200通過使用被存儲在存儲器201中的系數(shù)值C1，...，Cm來濾波被存儲在存儲器202中的序列Ti，以及由此產(chǎn)生濾波的訓(xùn)練序列FTi。在序列Ti濾波期間，在存儲器201中的系數(shù)C1，...，Cm被反復(fù)更新，正如后面將描述的，這樣，濾波的訓(xùn)練序列FTi接近被存儲在存儲器203中的原先的訓(xùn)練序列。
序列FTi的值被計算為各個系數(shù)值Ck與訓(xùn)練序列Ti的各自值Ti(k)的乘積的和值，如下所述。每個乘積由乘法器207計算。乘法器從存儲器201通過復(fù)接器209從存儲器201接收當(dāng)前的給定的系數(shù)值Ck。參量K的數(shù)值被內(nèi)部設(shè)置，使得復(fù)接器209把被存儲在存儲器201中的系數(shù)值提供給乘法器207，或把被存儲在寄存器205中的數(shù)值提供給乘法器207。參量K的數(shù)值可交替地取兩個不同的數(shù)值，每個數(shù)值分別導(dǎo)致復(fù)接器209的兩種可能的配置之一。同樣地，根據(jù)參量K的數(shù)值，復(fù)接器210把被存儲在寄存器204中的數(shù)值提供給加法器208，或把被存儲在存儲器201中的系數(shù)值提供給加法器208。在計算序列FTi的數(shù)值期間，參量K被設(shè)置成使得復(fù)接器209把被存儲在存儲器201中的系數(shù)值提供給乘法器207以及使得復(fù)接器210把被存儲在寄存器204中的數(shù)值提供給加法器208。乘法器207也從存儲器202接收數(shù)值Ti(k)。得到的乘積通過乘法器211發(fā)送到加法器208。在計算序列FTi的數(shù)值期間，乘法器211對由乘法器207提供的乘積沒有影響。加法器208把得出的乘積與被存儲在寄存器204中且通過復(fù)接器210進行接收的數(shù)值相加。這個加法的結(jié)果被存儲在寄存器204，以及代替先前被存儲在寄存器204中的數(shù)值。在開始計算信號FTi的數(shù)值時，一個空值被存儲在寄存器204。這些計算對于所有的系數(shù)C1，...，Cm進行，以及當(dāng)各個系數(shù)C1，...，Cm和訓(xùn)練序列Ti的各個值的所有乘積被得出和被求和時，被存儲在寄存器204中的臨時數(shù)值是序列FTi的數(shù)值。
例如，在計算序列FTi的第一個數(shù)值時，給定的系數(shù)Cj與序列Ti的數(shù)值Ti(j)相乘。然后，在序列FTi的數(shù)值的下一個計算時，系數(shù)Cj與序列Ti的數(shù)值Ti(j+1)相乘。
序列FTi的數(shù)值然后被提供到誤差計算器206。計算器206從濾波的訓(xùn)練序列FTi和被存儲在存儲器203中的原先的訓(xùn)練序列得出誤差信號E。在這個本發(fā)明的第二實施例中，誤差信號E的數(shù)值作為被存儲在存儲器203中的原先的訓(xùn)練序列的數(shù)值與得出的序列FTi的數(shù)值之間的差值被得出。誤差信號E的數(shù)值然后被存儲在寄存器205中。
用于更新系數(shù)的通常的算法是最小均方(LMS)算法，它的目的是使得誤差信號E最小化。按照LMS算法，系數(shù)Ck用作為訓(xùn)練序列Ti的數(shù)值、誤差信號E的數(shù)值、和步長增益參量μ的乘積得出的更新量來更新。
在更新系數(shù)Ck期間，參量K的數(shù)值被設(shè)置成使得復(fù)接器209把被存儲在寄存器205中的誤差信號E的數(shù)值提供給乘法器207以及使得復(fù)接器210把被存儲在存儲器201中的當(dāng)前的系數(shù)值Ck提供給加法器208。乘法器207也接收被存儲在存儲器202中的序列Ti的數(shù)值。在這個實施例中，乘法器207接收序列Ti的數(shù)值，在計算序列FTi的數(shù)值時，把序列Ti的數(shù)值與Ck相乘。乘法器207執(zhí)行兩個接收數(shù)值的相乘，以及把得到的乘積提供給乘法器211，用來得出更新量。乘法器211把接收的乘積與通常具有很小的數(shù)值的步長增益參量μ相乘。在優(yōu)選實施例中，步長增益μ具有(1/2)n的形式，n是正的整數(shù)，所以乘法器211可以包括桶形移位器。當(dāng)前被存儲在存儲器201中的系數(shù)值Ck然后通過復(fù)接器210被提供到加法器208。加法器208也從乘法器211接收更新量。加法器208通過把更新量加到當(dāng)前的系數(shù)值Ck而得出調(diào)節(jié)的系數(shù)值Ck。調(diào)節(jié)的數(shù)值然后被裝載在存儲器201，用來代替當(dāng)前的系數(shù)值Ck。
因此，乘法器207，復(fù)接器209和210以及加法器208，被交替地使用來得出濾波的訓(xùn)練序列FTi的數(shù)值和更新至少一個系數(shù)Ck，所以允許有效地使用處理資源。
在優(yōu)選實施例中，當(dāng)?shù)贸鰹V波的訓(xùn)練序列FTi的數(shù)值時，以及因此當(dāng)?shù)贸稣`差信號E的數(shù)值時，在計算序列FTi的另一個數(shù)值和誤差信號E的另一個數(shù)值之前，系數(shù)C1，...，Cm都被逐個更新。
圖5顯示更新電路200的第三功能性實施例的圖。在這個實施例中，電路200包括乘法器207，加法器208，寄存器204，誤差計算器206，寄存器205和乘法器211。電路200還包括延時單元212，乘法器213和加法器214。乘法器207，加法器208和寄存器204允許得出濾波的訓(xùn)練序列FTi的數(shù)值。正如前面段落中說明的。誤差計算器206得出誤差信號E的數(shù)值，并把它存儲在寄存器205中。延時單元212，乘法器213，乘法器211和加法器214允許得出更新量，用于得出系數(shù)Ck。得出更新量是與得出濾波的訓(xùn)練序列FTi的數(shù)值并行進行的。乘法器213通過延時單元212接收被存儲在存儲器202中的序列Ti的數(shù)值，以及乘法器213接收被存儲在寄存器205中的誤差信號E的數(shù)值。延時單元212在用于計算序列FTi的數(shù)值的乘法器207的輸出與為得出與Ck有關(guān)的更新量而加到乘法器213的輸入之間引入延時。引入的延時是用來補償在一方面得出濾波的訓(xùn)練序列FTi和誤差信號E的數(shù)值，與另一方面得出用于導(dǎo)出訓(xùn)練序列FTi的系數(shù)的更新量之間的時間滯后。乘法器213計算兩個接收的數(shù)值的乘積，以及把這個乘積提供到乘法器211，用于得出更新量。當(dāng)前被存儲在存儲器201中的當(dāng)前的系數(shù)值Ck被提供給加法器214，它也接收來自乘法器211的更新量。加法器214通過把更新量加到當(dāng)前的系數(shù)值Ck而得出調(diào)節(jié)的系數(shù)值Ck。調(diào)節(jié)的系數(shù)值然后被裝載到存儲器201用來代替當(dāng)前的系數(shù)值Ck。電路200的第三實施例允許同時得出已濾波訓(xùn)練序列的數(shù)值和更新系數(shù)Ck。電路200的這個實施例，比起以前的圖上顯示的實施例，允許更快速地處理訓(xùn)練序列Ti。
在電路200的第四功能性實施例中，關(guān)于更新量對誤差信號E的依賴性方面，更新量只依賴于信號E的正負號。在這個第四實施例中，更新量不取決于誤差信號E的大小。在這個實施例中，圖5的第三實施例的乘法器213可以用一個單元代替，它把序列Ti的數(shù)值與代表被存儲在寄存器205中的誤差信號E的數(shù)值極性的二進制信號相乘。例如，當(dāng)信號E的數(shù)值是正的或為空時，這個單元把序列Ti的數(shù)字化值乘以+1。當(dāng)信號E的數(shù)值是負的時，這個單元把序列Ti的數(shù)字化值乘以-1。這樣，圖5的實施例允許快速處理訓(xùn)練序列Ti。
圖6是設(shè)備10的另一個實施例的圖。在本發(fā)明的這個實施例中，設(shè)備10補償高的動態(tài)信道損害和靜態(tài)損害。在這個實施例中，動態(tài)損害的最大多徑延時，比起設(shè)備10必須補償?shù)撵o態(tài)損害的延時小得多。在數(shù)字濾波器中，第一單元補償短延時損害。這樣，設(shè)備10的濾波器100包括用來補償動態(tài)失真的頭幾個抽頭單元TAP1，...，TAPj-1，此后被稱為動態(tài)抽頭單元。濾波器100也包括用來補償靜態(tài)失真的抽頭單元TAPj，...，TAPm，此后被稱為靜態(tài)抽頭單元。靜態(tài)抽頭單元TAPj，...，TAPm補償具有較長延時的損害。動態(tài)信道失真在兩個接連的訓(xùn)練序列的傳輸之間顯著地變化。所以，使用訓(xùn)練的均衡來更新動態(tài)抽頭單元的系數(shù)TAP1，...，TAPj-1，不適合于補償這些動態(tài)失真。動態(tài)系數(shù)C1，...，Cj-1需要實時地被更新。
由訓(xùn)練序列Ti和以后的數(shù)據(jù)序列Di構(gòu)成的組Si被提供給設(shè)備10。這個組Si在發(fā)送到設(shè)備10時已經(jīng)受動態(tài)和靜態(tài)失真。濾波器100濾波組Si，以及產(chǎn)生輸出信號Sout。
動態(tài)系數(shù)C1，...，Cj-1的調(diào)整必須從數(shù)據(jù)序列Di實時地執(zhí)行。系數(shù)C1，...，Cj-1可以按照“盲模式”被更新。在“盲模式”中，濾波器誤差信號Ef從信號Sout的統(tǒng)計性質(zhì)被得出，以及系數(shù)TAP1，...，TAPj-1被迭代地更新，以使得這個誤差信號Ef最小化。圖6上未顯示信號Ef從信號Sout的導(dǎo)出。各個動態(tài)單元TAP1，...，TAPj-1包括各個系數(shù)調(diào)整單元UD1，...，UDj-1。各個單元UD1，...，UDj-1允許從濾波的誤差信號Ef的數(shù)值和當(dāng)前被存儲在各個寄存器REGD1，...，REGDj-1的序列Di的數(shù)值計算相應(yīng)的系數(shù)C1，...，Cj-1的調(diào)節(jié)的數(shù)值。在序列Di濾波期間，繼續(xù)執(zhí)行動態(tài)系數(shù)的更新。
靜態(tài)系數(shù)Cj，...，Cm的調(diào)整在系數(shù)更新電路200中執(zhí)行，如在前面段落中描述的。整個系數(shù)組C1，...，Cm被存儲在存儲器201中。一旦序列Ti被接收，當(dāng)前被存儲在濾波器100的寄存器REGC1，...，REGCj-1中的動態(tài)系數(shù)值被存儲在存儲器201中。在由電路200處理序列Ti期間，被存儲在存儲器201中的動態(tài)系數(shù)值C1，...，Cj-1不被修改，以及被保持為在訓(xùn)練序列Ti的處理開始處所存儲的。然而，被存儲在存儲器201中的靜態(tài)系數(shù)值Cj，...，Cm在由電路200處理序列Ti期間被調(diào)節(jié)，如前面說明的。在訓(xùn)練序列處理結(jié)束時得到的更新的靜態(tài)系數(shù)值，在序列Di的濾波終結(jié)時和下一個數(shù)據(jù)序列濾波之前，可被發(fā)送到濾波器100。
在本發(fā)明的另一個實施例中，整個靜態(tài)和動態(tài)系數(shù)組C1，...，Cm在第一階段借助于電路200被整個更新，以使得所有的系數(shù)被進行靜態(tài)失真補償。然后，在第二階段，動態(tài)系數(shù)C1，...，Cj-1被實時更新，以補償動態(tài)失真。
考慮設(shè)備10包括有由運行在前向模式的有限沖擊FE濾波器和運行在反饋模式的DFE濾波器組成的濾波電路100，也屬于本發(fā)明的范圍。圖7是這樣的設(shè)備10的功能性實施例。FE濾波器接收組Si和產(chǎn)生輸出信號Sout1。DFE濾波器接收輸入信號Sin2和產(chǎn)生輸出信號Sout2。濾波電路100的輸出信號Sout是DFE濾波器的輸出信號Sout2和FE濾波器的輸出信號Sout1的和值。該和值在加法器110中計算。濾波電路100包括電平限幅器120，用于從信號Sout產(chǎn)生信號Sin1。在限幅器120中，信號Sout被量化，得出信號Sin1，它可以取有限數(shù)目的離散的數(shù)值。電路200也包括存儲器140，用于存儲原先的訓(xùn)練序列。復(fù)接器130把信號Sin2提供給DFE濾波器，這個信號Sin2或者是被存儲在存儲器140中的訓(xùn)練序列或者是信號Sin1。
當(dāng)接收組Si時，F(xiàn)E濾波器首先接收訓(xùn)練序列Ti，后面跟隨數(shù)據(jù)序列Di。在FE濾波訓(xùn)練序列Ti時，被存儲在存儲器140中的原先的訓(xùn)練序列通過復(fù)接器130被提供到DFE濾波器。事實上，濾波電路1 00理想地從序列Si中去除所有的失真。如果電路100從訓(xùn)練序列Ti中完全去除失真，則濾波的結(jié)果是原先的訓(xùn)練序列。當(dāng)FE濾波器實際地開始濾波數(shù)據(jù)序列Di時，復(fù)接器130把信號Sin1提供給DFE濾波器。
圖7的設(shè)備10還包括系數(shù)更新電路200。電路200包括系數(shù)存儲器201，數(shù)據(jù)存儲器202，乘法器207，加法器208，寄存器204，誤差計算器206，寄存器205，延時單元212，乘法器211和加法器214，正如前面描述的。系數(shù)存儲器201存儲FE濾波器的系數(shù)值和DFE濾波器的系數(shù)值。
電路200還包括DFE濾波器輸入數(shù)據(jù)存儲器218，用于存儲信號Sin2的數(shù)值。電路200包括限幅器217，用于從被存儲在寄存器204中的輸出信號Sout的數(shù)值產(chǎn)生輸入信號Sin1的數(shù)值。信號Sin1的這些值通過復(fù)接器216被提供給存儲器218。存儲器218還存儲從存儲器203通過復(fù)接器216提供的原先訓(xùn)練序列的數(shù)值。復(fù)接器219把被存儲在存儲器202中的訓(xùn)練序列Ti的數(shù)值或把被存儲在存儲器218中的信號Sin2的數(shù)值提供給乘法器207和延時單元212。
輸出信號Sout的數(shù)值是輸出信號Sout1和輸出信號Sout2的數(shù)值的和值。信號Sout1的數(shù)值從被存儲在存儲器201中的FE濾波器的系數(shù)值和從被存儲在存儲器202中的序列Ti的數(shù)值進行計算。信號Sout1的這個數(shù)值借助于乘法器207，加法器208和寄存器204進行計算，如前面段落說明的。然后，信號Sout2的數(shù)值是根據(jù)存儲在存儲器201中的DFE濾波器的系數(shù)值和存儲在存儲器218中的信號Sin2的數(shù)值計算的。信號Sout2的數(shù)值是借助于乘法器207，加法器208和寄存器204以如前所述的類似的方式得出的，以及寄存器204初始裝載得出的信號Sout1的數(shù)值。然后，在計算結(jié)束時，輸出信號Sout的數(shù)值可以從寄存器204檢索到。
誤差信號E由誤差計算器206得出，以及被存儲在寄存器205。
被存儲在存儲器201中的、濾波電路100的系數(shù)借助于延時單元212，乘法器213，乘法器211和加法器214，以與前面段落中描述的類似的方式被更新。當(dāng)DFE濾波器的特定的系數(shù)被更新時，復(fù)接器219把被存儲在存儲器218中的信號Sin2的數(shù)值提供給延時單元212。當(dāng)FE濾波器的特定的系數(shù)被更新時，復(fù)接器219把被存儲在存儲器202中的序列Ti的數(shù)值提供給延時單元212。
圖8是本發(fā)明的設(shè)備10的優(yōu)選實施例。在這個優(yōu)選實施例中，設(shè)備10包括濾波器100，濾波器100自身包括幾個有限沖擊響應(yīng)(FIR)濾波器組。在圖8上，顯示了三個濾波器160，162和164。這些濾波器160，162和164串聯(lián)地放置。濾波器100還包括可配置的數(shù)據(jù)延時單元166和168，它們被放置在兩個接連的FIR濾波器160，162，164之間。因此，單元166被放置在FIR濾波器160和162之間。單元168被放置在FIR濾波器162和下一個接連的FIR濾波器之間。美國專利4,782,458描述了濾波器100的這樣的實施例。這樣的濾波器100被使用來補償通信信道的靜態(tài)和準靜態(tài)多徑回波。濾波器160，162和164補償不同的多徑回波，每個回波具有各自的延時。延時單元166和168在FIR濾波器160，162和164之間的濾波路徑上引入各個延時‘延時1’和‘延時2’。不使用如上所述的全長度自適應(yīng)濾波器用于可以預(yù)期的整個范圍的回波延時，濾波器100包括FIR濾波器160，162和164，在兩個接連的FIR濾波器之間具有可配置的數(shù)據(jù)延時單元166和168。
圖8的設(shè)備10還包括系數(shù)更新電路200。在這個實施例中，電路200包括DSP單元，用于如上所述地得出濾波系數(shù)的最佳值。電路200還包括系數(shù)存儲器201和輸入數(shù)據(jù)存儲器202，二者都已在前面的實施例中被描述。圖8的實施例的電路200，除了包括圖3的實施例的電路200以外，還包括數(shù)據(jù)延時計算器220。系數(shù)存儲器201存儲濾波器100的系數(shù)值，好像濾波器100是全長度濾波器而不是一系列FIR濾波器那樣。因此，被存儲在存儲器201中的系數(shù)覆蓋濾波器100的總的長度。因為通信信道中回波的性質(zhì)，被存儲在存儲器201中的某些系數(shù)具有非常小的數(shù)值或是零。延時計算器220允許計算由各個延時單元166和168引入的各個延時‘延時1’和‘延時2’。計算器從被存儲在存儲器201中的系數(shù)值得出這些延時。相應(yīng)于感興趣的長延時回波的、被存儲在存儲器201中的系數(shù)，是FIR濾波器160，162和164的系數(shù)，它們是具有大于最小門限值的非零數(shù)值系數(shù)。這些系數(shù)容易由計算器220識別，它們的位置立即可知道的。然后，使用它們的位置來確定單元166和168的濾波器延時。這些延時可以通過對兩個接連的FIR濾波器160，162或164的確定系數(shù)組之間具有低于門限值的數(shù)值的系數(shù)數(shù)目進行計數(shù)而被確定。
應(yīng)當(dāng)指出，對于上述的方法，可以提出修改和改進而不背離本發(fā)明的范圍。例如，顯然，本處理方法可以以幾種方式來實施，諸如通過連線的電子電路，或替換地，借助于被存儲在計算機可讀媒體中的一組指令，所述指令至少代替所述電路的一部分，并且是可在計算機或數(shù)字處理器的控制下執(zhí)行的，以便實行與所述代替的電路中所實現(xiàn)的相同的功能。
權(quán)利要求
1.一種處理接連的數(shù)據(jù)組(Si)的方法，各個數(shù)據(jù)組包括各自的數(shù)據(jù)序列(Di)，以及至少第一數(shù)據(jù)組還包括訓(xùn)練序列(Ti)，該方法包括·使用具有可調(diào)節(jié)的濾波系數(shù)(Ci)的濾波器(100)濾波第一組(S1)的數(shù)據(jù)序列(D1)；·當(dāng)濾波數(shù)據(jù)序列(D1)時，處理訓(xùn)練序列(T1)，以便得出對于其中特定的一個濾波系數(shù)的最佳值；·在濾波另一個數(shù)據(jù)序列(D2)之前，用得出的最佳值代替先前的特定的濾波系數(shù)值。
2.權(quán)利要求1的處理方法，包括通過使用具有可調(diào)節(jié)的均衡系數(shù)(Ci)的均衡器來均衡訓(xùn)練序列(Ti)，該最佳值是在均衡結(jié)束時具有與特定的濾波系數(shù)相同位置的均衡系數(shù)的數(shù)值。
3.權(quán)利要求2的處理方法，其中均衡系數(shù)通過使用一個作為訓(xùn)練序列的第一數(shù)值與誤差信號的第二數(shù)值的乘積的更新量被調(diào)節(jié)，誤差信號代表在由均衡器從濾波訓(xùn)練序列得出的信號與均衡器早已知道的參考訓(xùn)練序列之間的差值。
4.權(quán)利要求1的方法，其中至少一個濾波系數(shù)通過數(shù)據(jù)序列的盲均衡被修改。
5.一種用于處理接連的數(shù)據(jù)組的處理設(shè)備(10)，各個數(shù)據(jù)組包括各自的數(shù)據(jù)序列，以及至少第一數(shù)據(jù)組還包括訓(xùn)練序列，該處理設(shè)備包括·具有可調(diào)節(jié)的濾波系數(shù)的濾波器(100)；·更新電路(200)用來在濾波電路(100)濾波第一組的數(shù)據(jù)序列(D1)時，處理第一組(S1)的訓(xùn)練序列(T1)，得出其中至少一個特定的濾波系數(shù)(Ci)的最佳值，用來在濾波另一數(shù)據(jù)序列(D2)之前，把最佳值提供給濾波器(100)。
6.權(quán)利要求5的處理設(shè)備，其中濾波器包括·前向均衡器(FE)；·判決反饋均衡器(DFE)。
7.權(quán)利要求5的處理設(shè)備，其中更新電路(200)包括具有可調(diào)節(jié)的均衡系數(shù)的均衡器，用于均衡訓(xùn)練序列，最佳值是在系數(shù)結(jié)束處具有與特定系數(shù)相同位置的均衡系數(shù)的數(shù)值。
8.權(quán)利要求5的處理設(shè)備，其中更新電路包括·具有可調(diào)節(jié)的均衡系數(shù)的均衡器，用于均衡訓(xùn)練序列，產(chǎn)生已均衡的訓(xùn)練序列；·第一存儲器單元(202)，用于存儲訓(xùn)練序列的數(shù)值；·第二存儲器單元(201)，用于存儲均衡系數(shù)值；·誤差計算器(206)，用于從均衡的訓(xùn)練序列和對于更新電路已知的參考訓(xùn)練序列得出誤差序列；·計算器，通過使用作為訓(xùn)練序列的第一數(shù)值，調(diào)整參量的第二數(shù)值，以及誤差序列的第三數(shù)值的乘積的更新量得出最佳值。
9.權(quán)利要求7的處理設(shè)備，其中均衡器包括·乘法器(207)，用于在規(guī)定的時間間隔期間把各個均衡系數(shù)值與訓(xùn)練序列的各個數(shù)值相乘；·累加器，用于累加由乘法器得出的乘積的和值。
10.權(quán)利要求5的處理設(shè)備，其中濾波器通過執(zhí)行數(shù)據(jù)序列的盲均衡而修改其中至少一個特定的系數(shù)。
11.權(quán)利要求5的處理設(shè)備，其中濾波器包括·多個有限沖擊響應(yīng)濾波器(160，162，164)，它們互相串聯(lián)連接；·至少一個可配置的延時單元(166)，分別放置在兩個個別的連續(xù)有限沖擊響應(yīng)濾波器之間，用于在各個有限沖擊響應(yīng)濾波器之間引入各個延時。
12.權(quán)利要求11的處理設(shè)備，其中更新電路包括·數(shù)字信號處理單元(DSP)，用于得出濾波系數(shù)的各個最佳值；·延時計算器(220)，用于從得出的最佳值確定延時。
全文摘要
具有自適應(yīng)系數(shù)的自適應(yīng)信道均衡器,用于補償長延時的多徑和失真。訓(xùn)練序列通過信道周期地發(fā)送,均衡器的自適應(yīng)系數(shù)通過對發(fā)送的訓(xùn)練序列均衡而被周期地更新。訓(xùn)練序列的均衡與剩余發(fā)送數(shù)據(jù)的均衡由均衡器分開地和并行地執(zhí)行。
文檔編號H04N5/21GK1389056SQ01802369
公開日2003年1月1日 申請日期2001年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月12日
發(fā)明者K·維蒂 申請人:皇家菲利浦電子有限公司