專利名稱：均衡器模式切換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及可以用于通過具有諸如可以出現(xiàn)在高清晰度電視接收中那樣，未知的和/或隨時間變化的特性的信道來補償信號傳輸?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，尤其涉及均衡器/正向糾錯(FEC)自動模式選擇器。
背景技術(shù)：
在美國高清晰度電視(HDTV)的高級電視系統(tǒng)委員會(ATSC)標準中，均衡器是接收通過殘留邊帶調(diào)制(VSB)發(fā)送的數(shù)據(jù)流的自適應(yīng)濾波器，VSB是平均速率等于約10.76MHz的碼元速率、基于ATSC-HDTV標準的調(diào)制系統(tǒng)。均衡器試圖消除或降低主要由多路徑傳播引起的線性失真，這些線性失真是地面廣播信道的典型特性。相關(guān)內(nèi)容請參閱美國高級電視系統(tǒng)委員會的“ATSC數(shù)字電視標準”(1995年9月16日)。
像用在通信技術(shù)中那樣的判定反饋均衡器(DFE)一般包括前饋濾波器(FFF)和反饋濾波器(FBF)，其中，通常，F(xiàn)BF受信號檢測器的輸出端上的判定結(jié)果驅(qū)動，和濾波系數(shù)可以被調(diào)整成適合于所需特性，以降低不想要的失真效應(yīng)。自適應(yīng)通?？梢酝ㄟ^在信號中在同步間隔內(nèi)傳輸“訓(xùn)練序列”來實現(xiàn)，或者它可以通過利用傳輸信號的特性恢復(fù)技術(shù)的“盲目算法”來實現(xiàn)。通常，取決于像要均衡的多路徑延遲擴展那樣的因素，和抽頭間距“T”一般說來但并不是總是處在碼元速率上，均衡器在它的每個濾波器中存在一定數(shù)量的抽頭。這種濾波器的重要參數(shù)是收斂速率，收斂速率可以被定義成收斂到均衡器的最佳設(shè)置所需的疊代次數(shù)。有關(guān)這樣的均衡器、使用的算法、和它們應(yīng)用于通信工作的更詳細分析和討論，請參考像，例如，如下那樣的技術(shù)文獻和教科書《數(shù)字通信》，John G.Proakis著，第2版，McGraw-Hill，NewYork，1989；《(無線通信》，Theodore S.Rappaport著，Prentice Hall PTR，SaddleRiver，New Jersey，1996；和《數(shù)據(jù)傳輸原理》，A.P.Clark著，第2版，John Wiley& Sons，New York，1983。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個方面，為數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準定向判定(dd)模式和軟dd模式之一的設(shè)備包括均衡器，該均衡器用于提供DFE輸出信號和含有對呈現(xiàn)選擇標準dd模式的第一值和選擇軟dd模式的第二值的控制信號作出響應(yīng)的控制輸入端。該均衡器包括含有輸出端的鎖定檢測器，該輸出端用于提供指示均衡器收斂的鎖定信號。該設(shè)備包括模式選擇器，該模式選擇器含有與鎖定檢測器輸出端耦合的輸入端和含有與控制輸入端耦合的輸出端，該輸出端用于取決于鎖定信號的特性，提供呈現(xiàn)第一和第二值之一的輸出信號。
按照本發(fā)明的另一個方面，為了接收數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準定向判定dd模式和軟dd模式之一的設(shè)備包括均衡器，該均衡器含有提供DFE輸出信號的輸出端和含有對呈現(xiàn)(a)選擇標準dd模式的第一值和(b)選擇軟dd模式的第二值的控制信號作出響應(yīng)的控制輸入端；該均衡器包括含有輸出端的鎖定檢測器，該輸出端用于提供指示均衡器收斂的鎖定信號；和模式選擇器，該模式選擇器含有與鎖定檢測器輸出端耦合的輸入端和含有與控制輸入端耦合的輸出端，該輸出端用于取決于鎖定信號的特性，提供呈現(xiàn)第一和第二值之一的輸出信號。
按照本發(fā)明的另一個方面，模式選擇器包括含有如下單元的處理器與模式選擇器輸入端耦合的輸入端，用于計數(shù)在規(guī)定間隔內(nèi)鎖定信號在第一值和第二值之間的轉(zhuǎn)換次數(shù)；比較器，用于將轉(zhuǎn)換次數(shù)與規(guī)定閾值計數(shù)相比較；和比較器輸出端，用于提供當(dāng)轉(zhuǎn)換次數(shù)小于閾值計數(shù)時呈現(xiàn)第一值，和當(dāng)轉(zhuǎn)換次數(shù)不小于閾值計數(shù)時呈現(xiàn)第二值的第一信號，該比較器輸出端與模式選擇器輸出端耦合。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供了為了接收數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準自動切換模式和軟自動切換模式之一的設(shè)備，其中，該自動切換模式包括如下之一(a)盲目模式，和(b)定向判定模式，和該軟自動切換模式包括(a)盲目模式，和(b)軟定向判定模式；該均衡器含有響應(yīng)呈現(xiàn)如下值的信號，作出模式選擇的控制輸入端(a)選擇標準自動切換模式的第一值，和(b)選擇軟自動切換模式的第二值，和包括鎖定檢測器，用于提供含有分別指示均衡器收斂和不收斂的第一和第二鎖定信號的鎖定信號；和提供了為了模式選擇將選擇信號提供給控制輸入端的設(shè)備，該設(shè)備監(jiān)視鎖定信號在第一鎖定信號值和第二鎖定信號值之間的轉(zhuǎn)換速率，和提供控制信號；將轉(zhuǎn)換速率與閾值轉(zhuǎn)換速率相比較，和使控制信號在轉(zhuǎn)換速率小于閾值速率時呈現(xiàn)第一控制值，和在轉(zhuǎn)換速率不小于閾值速率時呈現(xiàn)第二值；當(dāng)均衡器處在標準自動切換模式下時，監(jiān)視具有第一控制值的控制信號的出現(xiàn)速率和將該出現(xiàn)速率與閾值出現(xiàn)速率相比較，如果該出現(xiàn)速率小于閾值出現(xiàn)速率，那么，讓選擇信號呈現(xiàn)選擇軟自動切換模式的第二值；否則，當(dāng)該出現(xiàn)速率不小于閾值出現(xiàn)速率時，仍然選擇標準自動切換模式，和當(dāng)均衡器處在軟自動切換模式下時，監(jiān)視具有第一控制值的控制信號的出現(xiàn)速率和將該出現(xiàn)速率與閾值出現(xiàn)速率相比較，如果該出現(xiàn)速率不小于閾值出現(xiàn)速率，那么，讓選擇信號呈現(xiàn)選擇標準自動切換模式的第一值，否則，當(dāng)該出現(xiàn)速率小于閾值出現(xiàn)速率時，仍然選擇軟自動切換模式。


通過結(jié)合附圖作如下詳細描述，可以更全面地了解本發(fā)明，在附圖中圖1示出了判定反饋均衡器(DFE)的示意性方塊圖；圖2示出了在加性高斯白噪聲(AWGN)信道下，對于均衡器和維特比(Viterbi)解碼器，位出錯率(BER)隨用dB表示的信噪比(SNR)的變化；
圖3示出了對于SNR的不同值，在AWGN信道和自動切換模式下的均衡器鎖定檢測器輸出；圖4示出了在3dB，3微秒(μs)幻像信號和加性高斯白噪聲(AWGN)下，對于均衡器和維特比解碼器，位出錯率(BER)隨用dB表示的信噪比(SNR)的變化；圖5示出了對于盲目和自動切換模式和不同SNR度量，在均衡器輸出端上錯誤脈沖串個數(shù)隨脈沖串長度的變化；圖6示出了對于SNR的不同值，在-3dB，3μs+AWGN信道下的均衡器鎖定檢測器輸出；圖7示出了按照本發(fā)明、以方塊圖形式表示的均衡器模式切換器的實施例；和圖8示出了按照本發(fā)明一個方面的均衡器模式切換器狀態(tài)機圖。
具體實施例方式
按照本發(fā)明的均衡器自動模式切換器包括具有三個可用模式的T間距(T是碼元周期)DFE(判定反饋)均衡器，三個可用模式為訓(xùn)練、盲目和定向判定。
在進入本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細描述之前，首先考慮如圖1所示的判定反饋均衡器(DFE)的某種程度上簡化的方塊圖對于更好地理解本發(fā)明的原理和定義某些項目是有益的。
到DFE的輸入端與輸出端與求和單元12耦合的前饋濾波器(FFF)10耦合，到求和單元12的另一個輸入端與反饋濾波器(FBF)14的輸出端耦合。求和單元12的輸出端與限幅器16、模式切換器18的輸入端、和鎖定檢測器20耦合。鎖定檢測器20的輸出端與模式切換器18的控制輸入端耦合。限幅器16的輸出端與模式切換器18的另一個輸入端耦合，和模式切換器18的輸出端與FBF 14的輸入端耦合。模式切換器18的另一個輸出端與FFF 10和FBF 14的系數(shù)控制輸入端耦合。
FFF 10、FBF 14和限幅器16的功能是眾所周知的，它們分別構(gòu)成濾波和量化的基本功能。有關(guān)內(nèi)容請參閱，例如，前述Proakis的教科書。有關(guān)濾波器的附加信息和它們的實現(xiàn)方案可以在像，例如，如下那樣的各種教科書中找到《數(shù)字信號處理》，John G.Proakis和Dimitris G.Manolakis，Prentice Hall，New Jersey，1996)和《數(shù)字信號處理導(dǎo)論》(Roman Kuc，McGraw-Hill BookCompany，New York，1988)。鎖定檢測器20負責(zé)均衡器收斂檢測功能。它通過將相對于限幅器電平的均衡器輸出與閾值相比較更新鎖定檢測器輸出。如果均衡器輸出和限幅器電平都在閾值距離之內(nèi)，那么，檢測到鎖定或收斂。模式切換器18根據(jù)選擇的均衡器模式，選擇到FBF濾波器的輸入，以及要用在均衡器自適應(yīng)中的錯誤和控制信號。它還檢驗鎖定檢測器輸出。在正常操作下，模式切換器18具有取決于均衡器鎖定檢測器20的輸出的自動切換能力。模式切換器18將訓(xùn)練和盲目模式解釋成只用于收斂目的。在均衡器鎖定檢測器檢測到收斂之后，均衡器接著轉(zhuǎn)換到定向判定模式。如果收斂喪失了，均衡器返回到訓(xùn)練或盲目模式。
在高級電視系統(tǒng)委員會(ATSC)標準中，訓(xùn)練序列包括在字段sync中，以便為初始均衡器收斂創(chuàng)造條件。在訓(xùn)練模式中，在字段sync期間只更新均衡器系數(shù)。但是，與它的使用有關(guān)的兩個主要缺點是，它要求提前正確檢測字段sync和訓(xùn)練序列包含在只大約每25微秒(ms)出現(xiàn)一次的字段sync中，可能導(dǎo)致收斂變慢。
對于難以檢測字段sync以及動態(tài)成分的幻像環(huán)境，令人感興趣的是存在均衡器抽頭系數(shù)與訓(xùn)練序列無關(guān)的初始調(diào)整，即，自恢復(fù)調(diào)整或盲目調(diào)整。有關(guān)內(nèi)容請參閱，例如，上述Proakis的教科書和D.N.Godard的論文《二維數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的自我恢復(fù)均衡和載波跟蹤》(IEEE Trans.on Commum.，Vol.COM-28，PP.1867-1857，November 1980)。
并且，由于它對每個數(shù)據(jù)碼元進行處理，盲目算法將具有更快的收斂。
與傳統(tǒng)dd模式下的通常情況一樣，到FBF 14的輸入是限幅器16的輸出。因此，在dd模式中，限幅器的存在有助于到反饋濾波器的自適應(yīng)錯誤和輸入，和系數(shù)自適應(yīng)發(fā)生在整個數(shù)據(jù)序列中。這種模式?jīng)]有良好收斂能力，但在收斂之后，它具有超過其它兩種模式的優(yōu)點。dd模式相對于盲目模式的優(yōu)點可歸因于限幅器的存在，導(dǎo)致均衡器輸出端上的MSE(均方誤差)和BER(位出錯率)性能更好。相對于訓(xùn)練模式，與只對訓(xùn)練碼元相反，dd模式對每個碼元更新它的抽頭的事實為更快的自適應(yīng)和跟蹤能力創(chuàng)造條件。
在此認識到，由于除了別的之外，ATSC-HDTV標準下的訓(xùn)練模式具有緩慢的收斂，以及不良的動態(tài)跟蹤能力，將盲目和dd模式用作對訓(xùn)練模式的輔助手段或可替代手段是眾望所歸。
在下文中，參考HDTV接收器和它的一些部件，并且，簡要論述一下它們的來龍去脈也許是有益的。在這樣的接收器中，自適應(yīng)信道均衡器通常后面跟著信號從中前進到后面接著數(shù)據(jù)解交織器的網(wǎng)格解碼器、消除相位和增益噪聲的相位跟蹤網(wǎng)絡(luò)。然后對信號進行里德-索洛蒙(Reed-Solomon)糾錯和然后進行解擾，此后讓信號經(jīng)受音頻、視頻和顯示處理。進一步的細節(jié)可以從像，例如，如下手冊那樣的技術(shù)文獻中找到《數(shù)字電視基礎(chǔ)》(MichaelRobin和Michel Poulin，McGraw-Hill，New York，second edition，2000)。
圖2示出了在AWGN(加性高斯白噪聲)信道下，對于HDTV接收器的均衡器和維特比解碼器，BER(位出錯率)隨SNR(信噪比)變化的性能曲線的圖形。性能是在均衡器之后，以及在維特比解碼器(VD)之后測量的。維特比解碼器在接收器設(shè)計中接在均衡器之后，和與TCM(網(wǎng)格編碼調(diào)制)碼相對應(yīng)，解碼FEC(正向糾錯)的第一電平。
在圖2中，為均衡器(上面一組曲線)以及為VD輸出端(下面一組曲線)顯示了三條曲線只在盲目模式下與均衡器有關(guān)的第一條、在自動切換模式下與均衡器有關(guān)的第二條、和在軟自動切換模式下與均衡器有關(guān)的第三條。在自動切換模式下，均衡器在收斂之前處在盲目模式下，并且在檢測到收斂之后切換到dd模式。如果收斂喪失了，它切換回到盲目模式。除了dd模式是軟dd模式之外，軟自動切換模式與自動切換模式相似。在軟dd模式下，到反饋濾波器的輸入是均衡器的輸出，而不是限幅器輸出。
鑒于如圖2所示的特性，本文認識到如下幾點a.在自動模式下的均衡器輸出性能等于或好于在盲目模式下的均衡器輸出性能。隨著SNR增加，自動切換性能越來越好；b.VD輸出性能反映均衡器輸出性能。在自動切換模式下，它等于或好于在盲目模式下。隨著SNR增加，自動切換性能越來越好；c.自動切換模式和軟自動切換模式在均衡器輸出端和VD輸出端兩者上表現(xiàn)出相似性能。
考慮示出對于不同SNR值，在AWGN信道下均衡器鎖定檢測器的曲線的圖3，對于更好地理解在自動切換模式下盲目模式和dd模式之間的關(guān)系是有益的。SNR在圖3的上圖中是13dB，在中圖中是15dB，和在下圖中是18dB。在圖3中，縱坐標標尺上的0電平表示均衡器未被鎖住，也就是說，它處在盲目模式下。當(dāng)均衡器被鎖住時，鎖定檢測器輸出呈現(xiàn)1的值，也就是說，它處在dd模式下。我們觀察到，對于低的SNR，均衡器主要處在盲目模式下，也就是說，由于噪聲電平高，決不會檢測到收斂。這是實際不能克服的鎖定檢測器欠缺之處。對于高的SNR，最終會檢測到收斂，均衡器轉(zhuǎn)換到dd模式。在中等SNR的情況下，鎖定檢測器不斷地切換，其噪聲除了潛在地影響均衡器收斂之外，還影響它檢測均衡器收斂的能力。對于處在軟自動切換模式下的均衡器，可以預(yù)期行為相似。
如果現(xiàn)在將多路徑信號引入信道中，可以觀察到在系統(tǒng)模擬方面的一些差異。圖4示出了在AWGN加(+)多路徑信道下，對于HDTV接收器，BER隨SNR變化的性能曲線。多路徑信道包括一個3dB，3μs幻像，這是一個相對強的幻像。如圖2所示，性能是在均衡器之后，以及在維特比解碼器(VD)之后測量的。此外，為均衡器以及為VD輸出顯示了三條曲線只在盲目模式下與均衡器有關(guān)的第一條、在自動切換模式下與均衡器有關(guān)的另一條、和在軟自動切換模式下與均衡器有關(guān)的第三條。
在軟自動切換模式下，均衡器在收斂之前處在盲目模式下，并且在檢測到收斂之后切換到軟dd模式。如果收斂喪失了，它切換回到盲目模式。在軟dd模式下，與傳統(tǒng)dd模式相反，到反饋濾波器的輸入是均衡器的輸出。
鑒于如圖4所示的特性，本文認識到如下幾點a.在自動模式下均衡器輸出性能等于或好于在盲目模式下和在軟自動模式下的均衡器輸出性能。隨著SNR增加，自動切換性能越來越好.
b.但是，VD輸出性能不反映均衡器輸出性能，尤其對于中等SNR。對于SNR的那些值，VD輸出性能在自動切換模式下比在盲目模式下和在軟自動模式下差高達約1.5dB.
c.雖然在圖4中不顯而易見，但另外的模擬表明，對于較高的SNR值，VD輸出性能在自動切換模式將再次好于或等于在盲目模式下和在軟自動切換模式下；d.另外的模擬還表明，在上述第b項中描述的問題盡管對于較弱的幻像仍然存在于較小的尺度上，但對于較強的幻像變得更加明顯。
計算在盲目和自動切換這兩種模式下在均衡器輸出端上錯誤脈沖串的個數(shù)，對于理解當(dāng)均衡器處在盲目或自動切換模式下時均衡器和維特比解碼器之間的性能差異是有益的。
圖5示出了在這兩種均衡器模式下和對于不同SNR度量，錯誤脈沖串個數(shù)隨脈沖串長度的變化的圖形。SNR在圖5的上圖中是18dB，在中圖中是21dB，和在下圖中是25dB。鑒于如圖5所示的特性，本文認識到如下幾點a.在低SNR狀況下，錯誤個數(shù)對于盲目和自動切換模式兩者是非常相似的。在這兩種模式下都存在長錯誤脈沖串，對于盲目模式，數(shù)目略大一點。
b.在中等SNR狀況下，由于長錯誤脈沖串的個數(shù)在盲目模式下減少和自動切換模式受SNR增加的影響不一樣多，與盲目模式相比，對于自動切換模式，錯誤脈沖串的個數(shù)和錯誤脈沖串長度明顯更大；c.在高SNR狀況下，由于在自動切換模式下長錯誤脈沖串的個數(shù)隨著SNR增加以更快的速率減少，與自動切換模式相比，對于盲目模式，錯誤脈沖串的個數(shù)和錯誤脈沖串長度變得更大。
圖6示出了均衡器鎖定檢測器輸出與疊代次數(shù)(×104)之間的關(guān)系。SNR在圖6的上圖中是18dB，在中圖中是21dB，和在下圖中是25dB。由于不同幻像意味著不同性能，低、中或高SNR的表示實際上取決于幻像輪廓和強度。然而，如圖6所示，在SNR與均衡器鎖定檢測器之間存在一種關(guān)系。與AWGN信道中的情況一樣，可以觀察到，對于低的SNR，均衡器主要處在盲目模式下，也就是說，由于噪聲電平高，決不會檢測到收斂。對于高的SNR，最終會檢測到收斂，均衡器轉(zhuǎn)換到dd模式，穩(wěn)定地保持在那種模式下。在中等的SNR下，由于噪聲電平不會為穩(wěn)定的dd模式創(chuàng)造條件，鎖定檢測器不斷地切換。對于處在軟自動切換模式下的均衡器，可以預(yù)期行為相似。
根據(jù)上文的考慮和給出的信息，本發(fā)明的特征是檢測標準dd模式比軟dd模式給出更差性能的這些錯誤傳播狀況，并切換模式。
理論上，均衡器鎖定檢測器將與SNR無關(guān)地檢測收斂。但是，實現(xiàn)足以不受不良SNR影響的算法是不切實際的。并且，在多路徑環(huán)境中，噪聲還影響均衡器收斂和跟蹤的能力，因此，與幻像輪廓或SNR無關(guān)，希望可以檢測不穩(wěn)定鎖定檢測器狀況。
圖7和8示出了按照本發(fā)明的均衡器模式切換器的示范性實施例。本發(fā)明著手識別鎖定檢測器的不穩(wěn)定狀況，和將這個信息用在確定適當(dāng)均衡器模式中。像應(yīng)用在本發(fā)明中那樣的原理是閾值比較原理。與到FBF的輸入有關(guān)的模式切換、和用于自適應(yīng)的錯誤和控制信號生成的其余操作仍然像在第一部分中說明的那樣。
在圖7中，在W個碼元時間周期的某個窗口周期內(nèi)計數(shù)鎖定檢測器轉(zhuǎn)換，和將轉(zhuǎn)換次數(shù)NTr與閾值Thr相比較。在每個窗口周期W之后初始化系統(tǒng)和系統(tǒng)重新開始計數(shù)。窗口周期W和閾值Thr是在適當(dāng)系統(tǒng)測試之后可以識別其值的可編程變量。兩個觸發(fā)器FF1和FF2是帶有允許輸入端的D型觸發(fā)器。與均衡器鎖定檢測器輸出相對應(yīng)的輸入eql_lock_int被FF1延遲，并且與它的延遲形式進行異或運算。這種操作識別鎖定檢測器中的轉(zhuǎn)換。
計數(shù)器1擁有時鐘脈沖允許輸入端并輸出在W個計數(shù)的窗口內(nèi)計數(shù)的轉(zhuǎn)換次數(shù)NTr。計數(shù)器2是窗口為W個計數(shù)的環(huán)繞式碼元計數(shù)器，它輸出最大計數(shù)指示符max_ind。當(dāng)計數(shù)器2已經(jīng)達到它的W個碼元計數(shù)的極限時，這個信號max_ind處在‘高’或‘1’電平上，否則，它處在‘低’或‘0’電平上。當(dāng)max_ind＝1時，F(xiàn)F2將存儲值NTr。然后將這個值與閾值計數(shù)Thr相比較。如果NTr≥Thr，則存在太多次鎖定檢測器轉(zhuǎn)換，將信號sel設(shè)置成‘0’。如果NTr＜Thr，轉(zhuǎn)換次數(shù)被認為是合理的，將sel設(shè)置成‘1’。
不言而喻，在圖7中描述的電路用作本發(fā)明的示范性實施例，其它相似電路可以提供檢測鎖定檢測器不穩(wěn)定性的相同功能。
在圖7中，信號sel給出系統(tǒng)應(yīng)該被設(shè)置在軟自動切換模式(sel＝0)下還是應(yīng)該保持在自動切換模式(sel＝1)下的指示，自動切換模式(sel＝1)是標準均衡器模式切換。在自動切換模式下，在啟動的時候?qū)⒕馄髟O(shè)置成盲目模式；它在檢測到均衡器收斂之后切換到dd模式，和如果收斂喪失了，切換回到盲目模式。均衡器收斂的指示符是信號eql_lock_int，即，均衡器鎖定檢測器輸出。在軟自動切換模式下，模式被軟模式取代，否則，與自動切換模式相似。
圖8包含將信號sel用作一個輸入，和引入滯后現(xiàn)象的附加電平的本發(fā)明一個實施例的狀態(tài)機表示。當(dāng)取決于作為正常鎖定狀態(tài)的當(dāng)前狀態(tài)或已更改鎖定狀態(tài)，sel保持在0或1上時，它在尺寸為W個碼元的N個周期的窗口內(nèi)分別計數(shù)周期個數(shù)。在復(fù)位時，狀態(tài)機處在正常鎖定狀態(tài)下，和均衡器模式切換是1，即，選擇自動切換模式。狀態(tài)機不斷地對信號sel進行檢驗和利用變量sel_count計數(shù)sel＝1的出現(xiàn)。如果sel_count小于已建立的閾值sel_thr，那么，狀態(tài)機轉(zhuǎn)換到已更改鎖定狀態(tài)。一旦處在已更改鎖定狀態(tài)下，均衡器模式切換就被設(shè)置成0，意思是軟自動切換模式。類似地，狀態(tài)機不斷地對信號sel進行檢驗和利用變量sel_count計數(shù)sel＝1的出現(xiàn)。如果sel_count大于或等于已建立的閾值sel_thr，那么，狀態(tài)機轉(zhuǎn)換到正常鎖定狀態(tài)。
不言而喻，在圖8中描述的圖形用作本發(fā)明的示范性實施例，其它相似的狀態(tài)機可以提供將滯后現(xiàn)象加入信號sel中的相同功能。
雖然通過為HDTV-ATSC均衡器設(shè)計的均衡器模式切換器對本發(fā)明作了描述和說明，但它的原理可應(yīng)用于均衡器后面接著網(wǎng)格或卷積解碼器的系統(tǒng)中，具有DFE結(jié)構(gòu)的任何一般性均衡器。對于這樣的系統(tǒng)，在dd模式下由線性失真、噪聲和存在限幅器引起的傳播到DFE濾波器的錯誤導(dǎo)致在均衡器輸出端上出現(xiàn)突發(fā)型噪聲。這往往會損害解碼器性能。不言而喻，本發(fā)明的各種功能可以通過編程計算機應(yīng)用中的軟件來實現(xiàn)，或者，以硬電路的形式，要不然以集成電路的形式，或通過兩者的組合來實現(xiàn)。另外，盡管是在一個碼元間距(T間距，其中，T是碼元間隔)的背景下描述的，但本發(fā)明也可應(yīng)用于分數(shù)間距均衡器。分數(shù)間距均衡器描述在幾種教科書中，譬如，上述的《數(shù)字通信》(John G.Proakis，第2版，McGraw-Hill，New York，1989)。此外，盡管被描述成均衡器輸出，到FBF的軟定向判定輸入可以是均衡器輸出的更復(fù)雜軟判定函數(shù)。還應(yīng)該明白，圖1中的均衡器還可以包括訓(xùn)練模式。操作的訓(xùn)練模式將與傳統(tǒng)DFE中一樣，相對于盲目模式是排他的，并且，不與定向判定模式?jīng)_突。
雖然通過示范性實施例已經(jīng)對本發(fā)明作了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認識到和明白，在不偏離如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以作出各種各樣的改變和替換。
權(quán)利要求
1.一種為了接收數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準定向判定(dd)模式和軟dd模式之一的設(shè)備，包括均衡器(例如，圖1)，所述均衡器含有提供DFE輸出信號的輸出端和含有對呈現(xiàn)(a)選擇所述標準dd模式的第一值(1)和(b)選擇所述軟dd模式的第二值(0)的控制信號(sel)作出響應(yīng)的控制輸入端；所述均衡器包括含有輸出端的鎖定檢測器(20)，所述輸出端用于提供指示均衡器收斂的鎖定信號(eql_lock_int)；和模式選擇器(18)，所述模式選擇器(18)含有與所述鎖定檢測器輸出端耦合的輸入端和含有與所述控制輸入端耦合的輸出端，所述輸出端用于取決于所述鎖定信號的特性，提供呈現(xiàn)所述第一和第二值之一的控制信號(sel)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述模式選擇器包括含有如下單元的處理器與所述模式選擇器輸入端耦合的輸入端，用于計數(shù)在規(guī)定間隔(W個碼元周期)內(nèi)所述鎖定信號(eql_lock_int)在所述第一值和第二值(1，0)之間的轉(zhuǎn)換次數(shù)(NTr)；比較器(Thr)，用于將所述轉(zhuǎn)換次數(shù)(NTr)與規(guī)定閾值計數(shù)(Thr)相比較；和比較器輸出端，用于提供當(dāng)所述轉(zhuǎn)換次數(shù)小于所述閾值計數(shù)(Thr)時呈現(xiàn)所述第一值(1)，和當(dāng)所述轉(zhuǎn)換次數(shù)不小于所述閾值計數(shù)(Thr)時呈現(xiàn)所述第二值(0)的第一信號(sel)，所述比較器輸出端與所述模式選擇器輸出端耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述模式選擇器(18)包括取決于所述鎖定信號(eql_lock_int)的特性，有選擇地將所述DFE輸出端置于如下之一下的第二輸出端(a)標準dd模式和軟dd模式之一，和(b)盲目模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所述鎖定信號輸出指示未收斂時，所述第二鎖定選擇器輸出端有選擇地將所述DFE輸出端置于盲目模式下，和當(dāng)所述鎖定信號輸出端檢測到收斂或不穩(wěn)定收斂之一，將所述DFE輸出端置于所述dd模式之一下，對選擇哪種dd模式的判定受所述第一模式選擇器輸出(sel)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述模式選擇器(18)包括取決于所述鎖定信號(eql_lock_int)的特性，有選擇地將所述DFE輸出端置于如下之一下的第二輸出端(a)標準dd模式和軟dd模式之一，和(b)訓(xùn)練模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所述鎖定信號輸出指示未收斂時，所述第二鎖定選擇器輸出端有選擇地將所述DFE輸出端置于訓(xùn)練模式下，和當(dāng)所述鎖定信號輸出端檢測到收斂或不穩(wěn)定收斂之一，將所述DFE輸出端置于所述dd模式之一下，對選擇哪種dd模式的判定受所述第一模式選擇器輸出(sel)控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述規(guī)定間隔(W個碼元周期)對應(yīng)于所述數(shù)據(jù)信號的規(guī)定個(W個)碼元時間周期的一個周期。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述規(guī)定間隔(W個碼元周期)和所述規(guī)定閾值計數(shù)(Thr)是可編程變量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述處理器包括轉(zhuǎn)換檢測器，所述轉(zhuǎn)換檢測器包括輸出所述鎖定信號的延遲形式的第一D型觸發(fā)器(FF1)；與所述鎖定信號(eql_lock_int)和與所述延遲形式(Q)耦合的異或門(XOR)，用于提供轉(zhuǎn)換指示信號，所述轉(zhuǎn)換指示信號呈現(xiàn)所述規(guī)定計數(shù)間隔內(nèi)NTr的計數(shù)；和計數(shù)比較器(Thr)，用于為了提供所述第一信號(sel)，將所述NTr的計數(shù)與所述閾值計數(shù)相比較。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述比較器輸出(sel)通過包括如下單元的狀態(tài)機(圖8)與所述模式選擇器輸出耦合為了提供第二信號，在所述數(shù)據(jù)信號的給定個碼元周期(N*W)的一個周期內(nèi)，計數(shù)所述第一信號(sel＝1)的所述第一電平的出現(xiàn)次數(shù)的設(shè)備(狀態(tài)機)，其中(a)如果所述均衡器處在所述第一模式下和所述第一電平的所述出現(xiàn)次數(shù)小于給定閾值計數(shù)(sel_thr)，所述第二信號呈現(xiàn)所述第一值(1)，和(b)如果所述均衡器處在所述第二模式下和所述第一電平(1)的所述出現(xiàn)次數(shù)小于所述給定閾值計數(shù)(sel_thr)，所述第二信號呈現(xiàn)所述第二值(0)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述給定個碼元周期(N*W)和所述閾值計數(shù)(sel_thr)是可編程變量。
12.一種為了接收數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準自動切換模式和自動切換模式之一的設(shè)備，所述均衡器包括提供指示均衡器收斂的鎖定信號(鎖定輸出)的鎖定檢測器(20)，和其中，所述選擇基于所述鎖定信號的轉(zhuǎn)換速率的監(jiān)視。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，其中，所述選擇基于所述轉(zhuǎn)換速率小于還是不小于規(guī)定速率(Thr)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率小于所述規(guī)定速率(Thr)時，選擇所述標準自動切換模式；和當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率不小于所述規(guī)定速率(Thr)時，選擇所述軟自動切換模式。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述規(guī)定速率(Thr)被定義為在窗口周期(W個碼元的N個周期)內(nèi)轉(zhuǎn)換的閾值計數(shù)。
16，根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述窗口周期(W個碼元的N個周期)用所述數(shù)據(jù)信號的碼元計數(shù)來定義。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述窗口周期(W個碼元的N個周期)和所述閾值計數(shù)是可編程變量。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述選擇進一步基于對當(dāng)前選擇哪一種模式的考慮；和與給定閾值出現(xiàn)速率(sel_thr)相比較，設(shè)置所述標準自動切換模式的鎖定信號(eql_lock_int)出現(xiàn)速率(sel count)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中當(dāng)當(dāng)前選擇所述標準dd模式和設(shè)置所述標準dd模式的所述鎖定信號出現(xiàn)速率(sel count)小于所述給定閾值出現(xiàn)速率(sel_thr)時，選擇所述軟dd模式；否則，當(dāng)所述鎖定信號出現(xiàn)速率(sel count)不小于所述給定閾值出現(xiàn)速率(sel_thr)時，仍然選擇所述標準dd模式；當(dāng)當(dāng)前選擇所述軟dd模式和設(shè)置所述標準dd模式的所述鎖定信號出現(xiàn)速率(sel count)不小于所述給定閾值出現(xiàn)速率(sel_thr)時，選擇所述標準dd模式；和否則，當(dāng)所述鎖定信號出現(xiàn)速率(sel count)小于所述給定閾值出現(xiàn)速率(sel_thr)時，仍然選擇所述軟dd模式。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，所述給定閾值出現(xiàn)速率(selcount)用在所述數(shù)據(jù)信號的規(guī)定N個碼元計數(shù)W的一個周期內(nèi)所述鎖定信號閾值出現(xiàn)次數(shù)(sel_thr)來定義。
21.一種為了接收數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準自動切換模式和軟自動切換模式之一的設(shè)備，其中，所述自動切換模式包括如下之一(a)盲目模式，和(b)定向判定模式，和所述軟自動切換模式包括如下之一(a)盲目模式，和(b)軟定向判定模式；所述均衡器含有響應(yīng)呈現(xiàn)如下值的信號，作出模式選擇的控制輸入端(a)選擇所述標準自動切換模式的第一值(1)，和(b)選擇所述軟自動切換模式的第二值(0)，和包括鎖定檢測器(20)，用于提供含有分別指示均衡器收斂和不收斂的第一和第二鎖定信號值(1，0)的鎖定信號(鎖定輸出)；和一種為了模式選擇將選擇信號(sel)提供給所述控制輸入端的設(shè)備，所述設(shè)備監(jiān)視所述鎖定信號在所述第一鎖定信號值和第二鎖定信號值(1，0)之間的轉(zhuǎn)換速率(NTr)，和提供控制信號(sel)；將所述轉(zhuǎn)換速率(NTr)與閾值轉(zhuǎn)換速率(Thr)相比較，和使所述控制信號(eql_mode_sel)在所述轉(zhuǎn)換速率小于所述閾值速率時呈現(xiàn)第一控制值(1)，和在所述轉(zhuǎn)換速率不小于所述閾值速率(Thr)時呈現(xiàn)所述第二值(0)；當(dāng)所述均衡器處在所述標準自動切換模式下時，監(jiān)視具有所述第一控制值(1)的所述控制信號(sel)的出現(xiàn)速率和將所述出現(xiàn)速率與閾值出現(xiàn)速率(sel_thr)相比較，如果所述出現(xiàn)速率小于所述閾值出現(xiàn)速率(sel_thr)，那么，讓所述選擇信號呈現(xiàn)選擇所述軟自動切換模式的所述第二值(0)；否則，當(dāng)所述出現(xiàn)速率不小于所述閾值出現(xiàn)速率(sel_thr)時，仍然選擇所述標準自動切換模式，和當(dāng)所述均衡器處在所述軟自動切換模式下時，監(jiān)視具有所述第一控制值(1)的所述控制信號(sel)的出現(xiàn)速率和將所述出現(xiàn)速率與所述閾值出現(xiàn)速率相比較，如果所述出現(xiàn)速率不小于所述閾值出現(xiàn)速率(sel_thr)，那么，讓所述選擇信號(eql_mode_sel)呈現(xiàn)選擇所述標準自動切換模式的所述第一值(1)，和否則，當(dāng)所述出現(xiàn)速率小于所述閾值出現(xiàn)速率(sel_thr)時，仍然選擇所述軟自動切換模式。
22.一種為數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準自動切換模式和軟自動切換模式之一的設(shè)備，其中，所述自動切換模式包括盲目或定向判定模式，和所述軟自動切換模式包括盲目或軟定向判定模式，所述設(shè)備包括監(jiān)視(FF1、XOR、COUNTER1、COUNTER2、FF2)指示均衡器收斂的鎖定信號的轉(zhuǎn)換的裝置；將所述轉(zhuǎn)換速率與規(guī)定速率(Thr)比較(Thr)的裝置；提供控制信號(sel)的裝置，所述控制信號(sel)呈現(xiàn)當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率小于所述規(guī)定速率(Thr)時，呈現(xiàn)與所述標準自動切換模式相聯(lián)系的第一控制值(1)，和當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率(NTr)不小于所述規(guī)定速率(Thr)時，呈現(xiàn)與所述軟自動切換模式相聯(lián)系的第二控制值(2)；和在所述數(shù)據(jù)信號的給定個(N*W個)碼元周期的一個周期內(nèi)，計數(shù)所述第一控制值(1)的出現(xiàn)次數(shù)(sel_count)的裝置(狀態(tài)機)，和如果所述均衡器處在所述第一模式下和所述第一控制值(1)的所述出現(xiàn)次數(shù)(sel_count)小于給定閾值計數(shù)(sel_thr)，所述裝置選擇所述軟自動切換模式，否則，所述裝置選擇所述標準自動切換模式，和如果所述均衡器處在所述第二模式下和所述第一電平(1)的所述出現(xiàn)次數(shù)(sel_count)不小于所述給定閾值計數(shù)，所述裝置選擇所述標準自動切換模式，否則，所述裝置選擇所述軟自動切換模式。
23.一種為數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)(圖1)中標準自動切換模式和軟自動切換模式之一的設(shè)備，其中，所述自動切換模式包括盲目或定向判定模式，和所述軟自動切換模式包括盲目或軟定向判定模式，該設(shè)備包括含有選擇所述模式的控制輸入端的所述DFE；監(jiān)視(FF1、XOR、COUNTER1、COUNTER2、FF2)指示均衡器收斂的鎖定信號(鎖定輸出)的轉(zhuǎn)換(NTr)的裝置；將所述轉(zhuǎn)換速率(NTr)與規(guī)定速率(Thr)比較(Thr)的裝置；將選擇信號(sel)提供給所述控制輸入端的裝置(狀態(tài)機)，所述選擇信號(sel)當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率(NTr)小于所述規(guī)定速率(Thr)時，呈現(xiàn)選擇所述標準自動切換模式的第一值(1)，和當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率(NTr)不小于所述規(guī)定速率(Thr)時，呈現(xiàn)選擇所述軟自動切換模式的第二值(2)。
24.一種為了接收數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準定向判定(dd)模式和軟dd模式之一的設(shè)備，所述設(shè)備包括確定指示收斂的鎖定信號的第一和第二值之間的轉(zhuǎn)換速率的裝置；將所述轉(zhuǎn)換速率與規(guī)定閾值速率(Thr)相比較的裝置；提供第一控制信號(sel)的裝置，所述第一控制信號(sel)當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率小于所述閾值速率時，呈現(xiàn)第一值(1)，和當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率不小于所述閾值速率時，呈現(xiàn)第二值(0)；和提供所述第一控制信號和所述DFE的模式選擇器輸入端之間的耦合的裝置，當(dāng)處在所述模式選擇器輸入端上的信號呈現(xiàn)第一值時，選擇所述第一標準(dd)模式，和當(dāng)處在所述模式選擇器輸入端上的信號呈現(xiàn)第二值時，選擇所述軟dd模式。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，提供所述第一控制信號和模式選擇器之間的耦合的所述裝置包括為了提供第二控制信號(eql_mode_sel)，確定所述第一控制信號的所述第一值的出現(xiàn)速率(狀態(tài)機)的裝置；將所述第一控制信號的所述第一值(1)的所述出現(xiàn)速率(狀態(tài)機)與給定出現(xiàn)速率(sel_thr)相比較的裝置；如果所述均衡器處在所述第一模式下和所述第一控制信號的所述第一電平(1)的所述出現(xiàn)速率(sel count)不小于給定閾值計數(shù)(sel_thr)，使所述第二控制信號呈現(xiàn)第一給定值(1)，否則，所述第二控制信號(eql_mode_sel)呈現(xiàn)第二給定值(0)的裝置；如果所述均衡器處在所述第二模式下和所述第一電平的所述出現(xiàn)速率不小于所述給定閾值計數(shù)(sel_thr)，使所述第二控制信號(eql_mode_sel)呈現(xiàn)所述第二給定值(0)，否則，所述第二控制信號呈現(xiàn)所述第一給定值的裝置；和將所述第二信號耦合到所述模式選擇器輸入端的裝置。
26.一種為了接收數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準自動切換模式和軟自動切換模式之一的方法，包括如下步驟監(jiān)視指示均衡器收斂的鎖定信號的轉(zhuǎn)換；將所述轉(zhuǎn)換速率與規(guī)定速率相比較；和提供當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率小于所述規(guī)定速率時，呈現(xiàn)選擇所述標準自動切換模式的第一值(1)，和當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率不小于所述規(guī)定速率時，呈現(xiàn)選擇所述軟自動切換模式的第二值(0)的選擇信號。
27.一種為了接收數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準自動切換模式和軟自動切換模式之一的方法，包括如下步驟監(jiān)視指示均衡器收斂的鎖定信號的轉(zhuǎn)換；將所述轉(zhuǎn)換速率與規(guī)定速率相比較；和提供當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率小于所述規(guī)定速率時，呈現(xiàn)第一值，和當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率不小于所述規(guī)定速率時，呈現(xiàn)第二值的選擇信號；在所述數(shù)據(jù)信號的給定個碼元周期的一個周期內(nèi)，計數(shù)所述第一信號的所述第一值的出現(xiàn)次數(shù)；如果所述均衡器處在所述第一模式下和所述第一值的所述出現(xiàn)次數(shù)不小于給定閾值計數(shù)，選擇所述標準自動切換模式，否則，選擇軟自動切換模式；和如果所述均衡器處在所述第二模式下和所述第一電平的所述出現(xiàn)次數(shù)不小于所述給定閾值計數(shù)，選擇所述標準自動切換模式，否則，選擇所述軟自動切換模式。
28.一種為了接收數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準自動切換模式和軟自動切換模式之一的方法，包括如下步驟確定指示收斂的鎖定信號的第一和第二值之間的轉(zhuǎn)換速率；將所述轉(zhuǎn)換速率與規(guī)定閾值速率相比較；提供當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率小于所述閾值速率時，呈現(xiàn)第一給定值，和當(dāng)所述轉(zhuǎn)換速率不小于所述閾值速率時，呈現(xiàn)第二給定值的第一信號；和提供所述第一信號與所述DFE的模式選擇器輸入端之間的耦合，當(dāng)處在所述模式選擇器輸入端上的信號呈現(xiàn)所述第一給定值時，選擇所述第一標準自動切換模式，和當(dāng)處在所述模式選擇器輸入端上的信號呈現(xiàn)所述第二給定值時，選擇所述軟自動切換模式。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，提供所述第一信號與模式選擇器之間的耦合的所述步驟包括如下步驟確定所述第一信號的所述第一值的出現(xiàn)速率；將所述第一信號的所述第一值的所述出現(xiàn)速率與一個閾值相比較；如果所述均衡器處在所述第一模式下和所述第一電平的所述出現(xiàn)速率不小于給定閾值計數(shù)，使第二信號呈現(xiàn)所述第一給定值，否則，所述第二信號呈現(xiàn)所述第二給定值；如果所述均衡器處在所述第二模式下和所述第一電平的所述出現(xiàn)速率不小于所述給定閾值計數(shù)，使所述第二信號呈現(xiàn)所述第一給定值，否則，所述第二信號呈現(xiàn)所述第二值；和將所述第二信號耦合到所述模式選擇器輸入端。
全文摘要
為了接收數(shù)據(jù)信號自動選擇判定反饋均衡器(DFE)中標準定向判定(dd)模式和軟dd模式之一的設(shè)備，包括均衡器，用于提供DFE輸出信號并含有對呈現(xiàn)選擇標準dd模式的第一值和選擇軟dd模式的第二值的控制信號作出響應(yīng)的控制輸入端。該均衡器包括含有用于提供指示均衡器收斂的鎖定信號的輸出端的鎖定檢測器(20)。該設(shè)備包括模式選擇器(18)，含有與鎖定檢測器(20)的輸出端耦合的輸入端和含有與控制輸入端耦合的輸出端，用于取決于鎖定信號的特性，提供呈現(xiàn)第一和第二值之一的輸出信號。
文檔編號H04L25/03GK1647373SQ03808675
公開日2005年7月27日 申請日期2003年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月17日
發(fā)明者何許源, 艾馮特·馬克曼, 樸鐘順, 索爾·B·蓋爾芬德 申請人:湯姆森特許公司