專利名稱：一種接收器和降低錯誤傳播的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種降低錯誤傳播(error propagation)的方法和裝置，特別涉及數字通信系統中的適應性均衡器，具體的講，涉及一種接收器和降低錯誤傳播的方法。本發(fā)明已在04/15/2004申請美國案優(yōu)先權，案號U.S.60/562485。
背景技術：
在無線通信系統中，傳輸信號x(n)除了受到噪聲干擾，也會因傳輸信道的多路徑干擾效應(multipath interference)而失真。于是均衡器就是為了消除這些干擾，還原傳輸信號x(n)而設計。
如圖1所示為一現有適應性均衡器的構成示意圖。該適應性均衡器100中包括一前向均衡器(FEForward Equalizer)102，一判決反饋均衡器(DFEDecision Feedback Equalizer)104以及一加法器108。一輸入信號r(n)被傳送至前向均衡器102，所產生的輸出結果傳送至加法器108，與判決反饋均衡器104的輸出結果相加得到一均衡信號q(n)。其中n代表時間。決策單元106根據所述均衡信號q(n)產生一決策信號d(n)做為原始傳輸信號x(n)的估計值。該決策信號d(n)接著被判決反饋到判決反饋均衡器104中。所述決策單元106可以是一種分切器(slicer)，用來將適應性均衡器100中的均衡信號q(n)分級為固定的階數。分切的意義就是將連續(xù)的數值轉換成最接近原值的離散階數。
在圖1中，判決反饋均衡器104為M個單元的有限脈沖響應(Finiteimpluse response)過濾器，每個單元包含一緩存器1042、一判決反饋均衡系數1044、一乘法器1046以及一加總單元1048。一般來說，緩存器1042是一種平移緩存器(shift register)。決策信號d(n)被傳送至緩存器1042中。第i個乘法器1046將第i個緩存器1042的值Si，與第i個判決反饋均衡系數1044的值Ci相乘。加總單元1048將所有乘法器1046的輸出結果相加。相同的，前向均衡器102也是一個有限脈沖響應過濾器，包括對應的多個前向均衡系數、平移緩存器、乘法器和加總單元。所有前向均衡系數和判決反饋均衡系數的集合即統稱為均衡器系數。
錯誤傳播現象，是目前判決反饋均衡器常見的主要問題。如圖1所示，前向均衡器102抑制了前兆碼間干擾(precursor intersymbolinterference)，例如尚未偵測的碼元(symbol)，而判決反饋均衡器104由決策信號d(n)抑制了后兆碼間干擾(postcursor intersymbolinterference)，例如那些已偵測過的碼元。因此，任何有錯誤的決策信號d(n)都會在決策單元106中產生額外不應有的后兆碼間干擾，然后進一步產生更大的錯誤決策信號d(n)，導致所謂錯誤傳播效應，影響均衡器性能。當傳輸信道是多路徑信道時，這種情況會更加嚴重。
在許多應用中，包含數字電視系統，傳輸信道通常是多路徑信道，包括多個稀疏分布的回音脈沖。在這種情況下，接收端的適應性均衡器在進入收斂期之后，只會剩下少數非零的均衡器系數，稱為主要系數，而其它收斂到近乎零的系數，稱為次要系數。一般來說，主要系數的量值遠大于次要系數，也只有這些主要系數有助于均衡器進行回音消除。
圖2為一信道響應，以及兩個回音脈沖間隔一延遲時間。均衡器系數基本上是通過最小均方(LMS)算法遞歸地更新，以近似傳輸信道響應。因此產生對應兩個回音脈沖的兩個主要系數，其余均衡器系數皆為次要系數，具有遠小于主要系數的值，一般來說是近乎于零。如圖2所示，判決反饋區(qū)間204包含一主要系數。因該主要系數的相對量值較高，當儲存在緩存器1042中，對應該主要系數的決策信號d(n)發(fā)生錯誤時，相乘結果將對判決反饋均衡器輸出結果造成不正確的后兆碼間干擾，并導致錯誤傳播。因此為了確保適應性均衡器的執(zhí)行性能，有必要設法降低判決反饋均衡器中的錯誤傳播。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種接收器和降低錯誤傳播的方法，確保適應性均衡器的執(zhí)行性能，降低判決反饋均衡器中的錯誤傳播。
本發(fā)明提供一種接收器，可降低錯誤傳播，包括一前向均衡器、一判決反饋均衡器、一加法器、一量化器、一錯誤修正譯碼器以及一計算單元；所述前向均衡器可接收一輸入信號并儲存于多個第一緩存器，并根據該輸入信號和對應的多個前向均衡系數，產生一第一均衡信號；所述判決反饋均衡器可根據多個第二緩存器中儲存的值以及對應的多個判決反饋均衡系數，產生一第二均衡信號；所述加法器可加總所述第一和第二均衡信號，并產生一第三均衡信號；所述量化器可接收所述第三均衡信號，產生一量化信號；所述錯誤修正譯碼器可接收所述第三均衡信號，產生一譯碼信號；所述計算單元計算一整合結果，用以更新所述多個第二緩存器中的具有最大判決反饋均衡系數強度值的第二緩存器；其中所述整合結果根據所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號而得。
所述整合結果可以是所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號的一線性函式；該線性函式可以是包含三個權重系數，分別用于對應相乘所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號；該三個權重系數可以是非負實數，總和為1。
所述接收器還包括一品質指示器，用于測定一信道品質；其中所述權重系數由該信道品質決定。
所述品質指示器可以是根據所述前向均衡系數中一第一峰值以及所述判決反饋均衡系數中一第二峰值來判定所述信道品質。
所述信道品質可以是所述第一峰值和第二峰值的比值。
所述錯誤修正譯碼器可以是一維特比(Viterbi)譯碼器。
所述量化器可以是一分切器(Slicer)。
本發(fā)明提供一種接收器，可降低錯誤傳播，包括一前向均衡器，用于接收一輸入信號并儲存于多個第一緩存器，并根據該輸入信號和對應的多個前向均衡系數，產生一第一均衡信號；一判決反饋均衡器，用于根據多個第二緩存器中儲存的值以及對應的多個判決反饋均衡系數，產生一第二均衡信號；一加法器，用于加總所述第一和第二均衡信號，并產生一第三均衡信號；一量化器，用于接收所述第三均衡信號，產生一量化信號；一計算單元，計算一整合結果，用于更新所述多個第二緩存器中對應的具有最大判決反饋均衡系數強度值的第二緩存器；其中該整合結果根據所述第三均衡信號、量化信號線性組合而得。
所述整合結果為所述第三均衡信號以及所述量化信號的一線性函式；該線性函式包含二個權重系數，所述二個權重系數分別用于對應相乘所述第三均衡信號以及所述量化信號；以及所述二個權重系數均為非負實數，總和為1。
還包括一品質指示器，用于測定一信道品質；其中所述權重系數由該信道品質決定。
所述品質指示器根據所述前向均衡系數強度中一第一峰值以及所述判決反饋均衡系數強度中一第二峰值，判定所述信道品質。
所述信道品質為所述第一峰值和第二峰值的比值。
所述量化器為一分切器。
本發(fā)明提供一種降低錯誤傳播的方法，用于一均衡器，該均衡器包括一前向均衡器和一判決反饋均衡器，該降低錯誤傳播的方法包括下列步驟均衡(equalize)一輸入信號，產生一均衡信號；量化(quantize)該均衡信號，產生一量化信號；譯碼(error decode)該量化信號，產生一譯碼信號；根據一信道品質以及一線性函式，所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號加總成一整合結果，其中所述信道品質決定所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號在所述線性函式中的權重比例；將所述整合結果寫入所述判決反饋均衡器中對應系數強度最大的一緩存器。
所述信道品質為所述前向均衡器中的最大系數強度和所述判決反饋均衡器中的最大系數強度的比值。
因此通過本發(fā)明確保適應性均衡器的執(zhí)行性能，降低判決反饋均衡器中的錯誤傳播。
圖1為一現有適應性均衡器的構成示意圖；圖2為一信道響應，以及兩個回音脈沖間隔一延遲時間；圖3為本發(fā)明實施例1的降低錯誤傳播裝置構成示意圖；圖4為均衡信號q(n)、量化信號d′(n)以及第二譯碼信號p′(n)相對于信道品質的可靠度分布圖；圖5為本發(fā)明實施例1的一計算單元；圖6為本發(fā)明實施例1的另一計算單元；圖7為本發(fā)明實施例2的降低錯誤傳播的方法流程圖。
符號說明適應性均衡器100 前向均衡器102判決反饋均衡器104緩存器1042判決反饋均衡系數1044 乘法器1046加總單元1048 決策單元106加法器108格形譯碼器110量化器116計算單元120前向區(qū)間202 判決反饋區(qū)間204計算單元500 第一延遲線502第二延遲線504乘法器506，508，510
加總單元512 延遲線514，516品質量測單元520 計算單元600具體實施方式
實施例1圖3為本發(fā)明實施例1的降低錯誤傳播的裝置構成示意圖，即接收器。適應性均衡器100與圖1相同，包含前向均衡器102，判決反饋均衡器104和加法器108。該適應性均衡器100輸出一均衡信號q(n)。量化器116用來量化所述均衡信號q(n)以產生一量化信號d′(n)。相較于均衡信號q(n)，量化信號d′(n)具有較佳的可靠度。可靠度在此反映出將一信號還原成原始傳輸信號x(n)的正確性。均衡信號q(n)接著被送去格形譯碼器110中進行格形譯碼(trellis decode)，該格形譯碼器110可以是一維特比(Viterbi)譯碼器，在時間點n上的每一候選碼元(candidate symbol)都對應一條存活路徑(survivor path)。借著回溯該存活路徑，計算出時間點n-H的第一譯碼信號p(n)，以為接收器后續(xù)處理。H代表存活路徑的長度，對應一段延遲時間。H越大，譯碼錯誤率最低，然而耗費的延遲時間也越長。因此為了有效的降低碼元錯誤，H通常設得很大，使得第一譯碼信號p(n)的值因延遲過久而無法及時應用于判決反饋均衡器104。除了基于以H長度為基礎的存活路徑之外，一第二譯碼信號p′(n)根據基于長度h為基礎的存活路徑而產生，其中該h小于H。由此第二譯碼信號p′(n)的延遲可以縮短，而同時其可靠度仍然優(yōu)于量化信號d′(n)。
圖4為均衡信號q(n)、量化信號d′(n)以及第二譯碼信號p′(n)相對于信道品質的可靠度分布圖。信道品質并不是唯一影響信號可靠度的因素。均衡信號q(n)、量化信號d′(n)和第二譯碼信號p′(n)的所有可能的可靠度曲線形成了區(qū)間402、404和406。對本領域技術人員可明顯判斷信道品質何時足夠高。在范圍412中，因譯碼的優(yōu)勢，格形譯碼器110提供的結果相較于其它單元更為可靠。當信道品質降低，落到范圍414，格形譯碼器110的性能也急劇下降，相對的，量化信號d′(n)和均衡信號q(n)仍然維持實用的可靠度。當信道品質低于某一范圍416，則量化信號d′(n)的可靠度也急劇下降，只有均衡信號q(n)仍然保持穩(wěn)定。由圖4可知，同時參考三種信號，可得到比僅使用單一信號還好的可靠度。
判決反饋均衡器104中的錯誤傳播與緩存器1042中的主要系數有很大的關系，尤其是具有最大強度(magnitude)值的緩存器。信號Si是對應判決反饋均衡系數Ci，儲存在第i個移位緩存器中，具有最大強度值的緩存器。增加信號Si的可靠度，可有效降低錯誤傳播。
圖3中的計算單元120，用來計算一整合結果s′以更新所述第i個位移緩存器的值。該整合結果s′結合所述均衡信號、所述量化信號以及所述第二譯碼信號而得。
圖5為本發(fā)明實施例1的一計算單元。其中所述第二譯碼信號的h小于i的值。在本實施例中，整合結果s′通過所述均衡信號q(n-i)、所述量化信號d′(n-i)和所述第二譯碼信號p′(n-i+h)的線性組合而得，如下式s′＝a1·q(n-i)+a2·d′(n-i)+a3·p′(n-i+h)(1)其中a1，a2，a3是權重系數，均為非負值，總和為1。
本實施例中的計算單元500包括一第一延遲線502，一第二延遲線504，三個乘法器506、508和510，一加總單元512，一延遲線514以及一品質量測單元520。
所述第一延遲線502接收并延遲所述均衡信號q(n)，產生一均衡信號q(n-h)。所述第二延遲線504接收并延遲所述量化信號d′(n)，產生一量化信號d′(n-h)。所述均衡信號q(n-h)、量化信號d′(n-h)和p′(n)與所述權重系數a1，a2，a3在乘法器506、508和510中相乘，并在加總單元512中完成線性組合。加總單元512的輸出進一步被加總單元512延遲，產生所述整合結果s′，用以更新判決反饋均衡器104中的第i個緩存器1042的值。
本實施例中的所述權重系數a1，a2，a3，可根據一品質量測單元520產生的信道品質Qc而動態(tài)調整，進而使線性組合的結果維持在最高可靠度，使錯誤傳播降到最低。
以圖4為例，如果信道品質Qc很高，則令(a1，a2，a3)＝(0，0，1)，完全仰賴可靠度最高的第二譯碼信號p′(n)。如果信道品質Qc不高也不低，則令(a1，a2，a3)＝(0.5，0.5，0)，因第二譯碼信號p′(n)在此情況下完全不堪用。如果信道品質Qc相當低，則令(a1，a2，a3)＝(1，0，0)，因此時均衡信號q(n)是最佳的可靠度依據。
需注意如果i小于第二譯碼信號p′(n-i+h)中的h，則第二譯碼信號p′(n-i+h)就成為無效值，因為該時間點是屬未來，信號尚未產生。在此情況下，第1式計算整合結果s′的方法改成下式s′＝a1·q(n-i)+a2·d′(n-i)(2)圖6為本發(fā)明實施例1的另一計算單元。
本實施例中，計算單元600中包含乘法器506和508、一加總單元512、一延遲線516以及一品質量測單元520。
只有q(n)和量化信號d′(n)被采用，搭配權重系數a1，a2，通過乘法器506、508和加總單元512的運算進行線性組合。加總單元512的輸出進一步受延遲線516延遲而產生整合結果s′，用來更新所述判決反饋均衡器104中第i個緩存器1042的值。
本實施例中的所述權重系數a1，a2，可根據一品質量測單元520產生的信道品質QC而動態(tài)調整，進而使線性組合的結果維持在最高可靠度，使錯誤傳播降到最低。
以圖4為例，如果信道品質QC很高，則令(a1，a2)＝(0，1)，完全仰賴可靠度最高的量化信號d′(n)。如果信道品質QC不高也不低，則令(a1，a2)＝(0.5，0.5)，因兩者的重要性很難比較故各選擇一半。如果信道品質QC相當低，則令(a1，a2)＝(1，0)，因此時均衡信號q(n)是最佳的可靠度依據。
參考圖2，一位于判決反饋區(qū)間204中的強回音脈沖，相較于一般位于前向區(qū)間202中的主路徑，更容易受困于錯誤傳播。因此，這些回音和主路徑的強度信息可代表信道品質等級。換言之，信道品質Qc可根據前向均衡系數強度中的最大值CFE以及判決反饋均衡系數強度中的最大值CDFE的比值而定。當該比值高于ΘH，則信道品質Qc為高品質，相對的，當該比值低于ΘL，則信道品質Qc為低品質。介于ΘH和ΘL之間者則為中間品質。
通過均衡信號q(n)、量化信號d′(n)和第二譯碼信號p′(n)搭配可調整權重系數的線性組合，選擇較佳可靠度，并更新判決反饋均衡器中具有最大值的第i個緩存器，錯誤傳播現象可被有效降低。
至于判決反饋均衡器中其余緩存器的值，可以是量化信號d′(n)或第二譯碼信號p′(n)所判決反饋而得，也可以是計算單元500或計算單元600中加總單元512的輸出值。判決反饋均衡器104中的緩存器1042是位移緩存器。對計算單元500而言，加總單元512的輸出傳送到判決反饋均衡器104中第h個位移緩存器。對計算單元600而言，加總單元512的輸出被傳送到判決反饋均衡器104中第一個位移緩存器。加總單元512中的值將隨著時間平移到第i個緩存器，而達到本發(fā)明的效果。
實施例2圖7為本發(fā)明實施例2一種降低錯誤傳播的方法流程圖。
在步驟702中，一均衡器包括一前向均衡器和一判決反饋均衡器，均衡一輸入信號，產生一均衡信號；在步驟704中，量化所述均衡信號，產生一量化信號；在步驟706中，一錯誤修正譯碼器，譯碼所述均衡信號，產生一譯碼信號；在步驟708中，所述均衡信號、量化信號和譯碼信號搭配可根據信道品質調整的權重系數，進行線性組合，產生一值；
在步驟710中，根據該值更新對應判決反饋均衡系數強度中最大值的一緩存器。
上述實施例僅用于說明本發(fā)明，而并非用于限定本發(fā)明。
權利要求
1.一種接收器，可降低錯誤傳播，其特征在于，包括一前向均衡器，用于接收一輸入信號并儲存于多個第一緩存器，并根據該輸入信號和對應的多個前向均衡系數，產生一第一均衡信號；一判決反饋均衡器，用于根據多個第二緩存器中儲存的值以及對應的多個判決反饋均衡系數，產生一第二均衡信號；一加法器，用于加總所述第一和第二均衡信號，并產生一第三均衡信號；一量化器，用于接收所述第三均衡信號，產生一量化信號；一錯誤修正譯碼器，用于接收所述第三均衡信號，產生一譯碼信號；一計算單元，計算一整合結果，用于更新所述多個第二緩存器中對應的具有最大判決反饋均衡系數強度值的第二緩存器；其中該整合結果根據所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號線性組合而得。
2.根據權利要求1所述的接收器，其特征在于，所述整合結果為所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號的一線性函式；該線性函式包括三個權重系數，該三個權重系數分別用于對應相乘所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號；所述三個權重系數均為非負實數，總和為1。
3.根據權利要求2所述的接收器，其特征在于，還包括一品質指示器，用于測定一信道品質；其中所述權重系數由該信道品質決定。
4.根據權利要求3所述的接收器，其特征在于，所述品質指示器根據所述前向均衡系數強度中一第一峰值以及所述判決反饋均衡系數強度中一第二峰值，判定所述信道品質。
5.根據權利要求4所述的接收器，其特征在于，所述信道品質為所述第一峰值和第二峰值的比值。
6.根據權利要求1所述的接收器，其特征在于，所述錯誤修正譯碼器為一維特比譯碼器。
7.根據權利要求1所述的接收器，其特征在于，所述量化器為一分切器。
8.一種接收器，可降低錯誤傳播，其特征在于，包括一前向均衡器，用于接收一輸入信號并儲存于多個第一緩存器，并根據該輸入信號和對應的多個前向均衡系數，產生一第一均衡信號；一判決反饋均衡器，用于根據多個第二緩存器中儲存的值以及對應的多個判決反饋均衡系數，產生一第二均衡信號；一加法器，用于加總所述第一和第二均衡信號，并產生一第三均衡信號；一量化器，用于接收所述第三均衡信號，產生一量化信號；一計算單元，計算一整合結果，用于更新所述多個第二緩存器中對應的具有最大判決反饋均衡系數強度值的第二緩存器；其中該整合結果根據所述第三均衡信號、量化信號線性組合而得。
9.根據權利要求8所述的接收器，其特征在于，所述整合結果為所述第三均衡信號以及所述量化信號的一線性函式；該線性函式包含二個權重系數，所述二個權重系數分別用于對應相乘所述第三均衡信號以及所述量化信號；所述二個權重系數均為非負實數，總和為1。
10.根據權利要求9所述的接收器，其特征在于，還包括一品質指示器，用于測定一信道品質；其中所述權重系數由該信道品質決定。
11.根據權利要求10所述的接收器，其特征在于，所述品質指示器根據所述前向均衡系數強度中一第一峰值以及所述判決反饋均衡系數強度中一第二峰值，判定所述信道品質。
12.根據權利要求11所述的接收器，其特征在于，所述信道品質為所述第一峰值和第二峰值的比值。
13.根據權利要求8所述的接收器，其特征在于，所述量化器為一分切器。
14.一種降低錯誤傳播的方法，用于一均衡器，該均衡器包括一前向均衡器和一判決反饋均衡器，其特征在于，該降低錯誤傳播的方法包括均衡一輸入信號，產生一均衡信號；量化該均衡信號，產生一量化信號；譯碼該量化信號，產生一譯碼信號；根據一信道品質以及一線性函式，所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號加總成一整合結果，其中所述信道品質決定所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號在所述線性函式中的權重比例；將所述整合結果寫入所述判決反饋均衡器中對應系數強度最大的一緩存器。
15.根據權利要求14所述的降低錯誤傳播的方法，其特征在于，所述信道品質為所述前向均衡器中的最大系數強度和所述判決反饋均衡器中的最大系數強度的比值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種接收器和降低錯誤傳播的方法。該接收器包括一前向均衡器、一判決反饋均衡器、一加法器、一量化器、一錯誤修正譯碼器以及一計算單元。該方法包括均衡一輸入信號，產生一均衡信號；量化該均衡信號，產生一量化信號；譯碼該量化信號，產生一譯碼信號；根據一信道品質以及一線性函式，所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號加總成一整合結果，其中所述信道品質決定所述第三均衡信號、量化信號以及譯碼信號在所述線性函式中的權重比例；將所述整合結果寫入所述判決反饋均衡器中對應系數強度最大的一緩存器。因此通過本發(fā)明確保適應性均衡器的執(zhí)行性能，降低判決反饋均衡器中的錯誤傳播。
文檔編號H04L25/03GK1684452SQ200510064478
公開日2005年10月19日 申請日期2005年4月15日 優(yōu)先權日2004年4月15日
發(fā)明者張喬智 申請人:聯發(fā)科技股份有限公司