專利名稱：通訊信號接收器及其信號處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種通訊信號接收器及其信號處理方法，尤指一種利用無限脈沖響應(yīng)濾波器來取代反饋均衡器，以降低后端解碼器的復(fù)雜度并改善整體的系統(tǒng)效能的裝置與方 法。
背景技術(shù)：
一般的通訊信號接收器通常包含以下的方塊匹配濾波器(matchedfilter)、頻 率還原器(timing recovery)、均衡器、干擾消除器(interferencecanceller)和解碼器。 而為了使這些方塊能找到正確的參數(shù)來運作，通常需要通過對方傳送已知的數(shù)據(jù)，通過數(shù) 據(jù)輔助(data-aided)的方式來找到適當?shù)膮?shù)。但是在IEEE 802. 3的標準規(guī)范中，并沒 有利用傳送已知的數(shù)據(jù)來調(diào)整這些方塊，因此必須利用決策導(dǎo)向(decision-directed)的 方式來進行參數(shù)的調(diào)整。目前常見的均衡器包含有線性前饋均衡器(LE)以及決定反饋均衡器(decision feedback equalizer, DFE)，其中決定反饋均衡器又包含一個前饋均衡器以及一個反饋均 衡器。決定反饋均衡器可以有效地將信號中的后光標(post-cursor)成分消除，但他的缺 點在于無法有效遏止誤差擴散(errorpropagation)的情況發(fā)生，因而會對系統(tǒng)效能造成 相當大的影響。若是在決定反饋均衡器之后直接接上一個維特比(Viterbi)解碼器，其解碼能力 會因為誤差擴散而大受影響。因此，為了解決這些問題，已有不少學者提出了一些方法，目 前相關(guān)的解決方法已揭露于美國專利案號第7，272，177號及第7，453，935號等專利中。 于美國專利案號第7，272，177號中，Lin使用決定反饋序列估測器(decision feedback sequence estimator, DFSE)來檢測決定反饋均衡器所傳送的數(shù)據(jù)，但是必須提供關(guān)于 反饋均衡器的參數(shù)給決定反饋序列估測器，另外還需要一個暫時決策方塊(tentative decision)來提供數(shù)據(jù)切片器的錯誤信號(slicer error)以調(diào)整前述各方塊的參數(shù)。因 此在決定反饋序列估測器之前必須配置一個由反饋均衡器與數(shù)據(jù)切片器所組成的暫時決 策方塊，來提供反饋均衡器的參數(shù)給決定反饋序列估測器使用。此種方式雖然可以降低誤 差擴散的影響，但是使用維特比解碼器跟反饋均衡器一起做決定反饋序列估測器會使得系 統(tǒng)的復(fù)雜度大大提升，而且維特比解碼器也無法得到最佳的編碼增益(亦即最大似然序列 估計值(maximumlikehood sequence estimation, MLSE)的最佳角軍)。而于美國專禾丨J案號 第7，453，935號中，僅采用一個反饋均衡器，可以減少一個反饋均衡器的成本，但卻讓后端 的處理變得更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種通訊信號接收器及其信號處理方法，以解決先前 技術(shù)中的問題。本發(fā)明的實施例揭露了一種通訊信號接收器。通訊信號接收器包含第一加法器、數(shù)據(jù)切片器及無限脈沖響應(yīng)濾波器。第一加法器執(zhí)行加法運算于第一信號與過濾后信號上以產(chǎn)生輸出信號。數(shù)據(jù)切片器耦接于第一加法器，用來執(zhí)行硬性決策于輸出信號上以產(chǎn)生 檢測結(jié)果。無限脈沖響應(yīng)濾波器耦接于數(shù)據(jù)切片器與第一加法器，用來處理輸出信號以產(chǎn) 生過濾后信號。通訊信號接收器還包含一解碼器，耦接于第一加法器，用來接收輸出信號并 進行解碼以產(chǎn)生已解碼輸出信號。其中，解碼器為一維特比解碼器。本發(fā)明的實施例還揭露了一種應(yīng)用于一通訊信號接收器的信號處理方法，通訊信 號接收器包含有一無限脈沖響應(yīng)濾波器。該方法包含步驟執(zhí)行一加法運算于一第一信號 以及一過濾后信號上以產(chǎn)生一輸出信號；執(zhí)行一硬性決策于該輸出信號上，以產(chǎn)生一檢測 結(jié)果；以及利用該無限脈沖響應(yīng)濾波器來處理該輸出信號以產(chǎn)生該過濾后信號。


圖1為本發(fā)明通訊信號接收器的第一實施例的示意圖。圖2為本發(fā)明通訊信號接收器的第二實施例的示意圖。圖3為本發(fā)明應(yīng)用于一通訊信號接收器的信號處理方法的一操作范例的流程圖。[主要元件標號說明]100、200 通訊信號接收器110、210適應(yīng)性處理電路120前饋均衡器130第一加法器140數(shù)據(jù)切片器150無限脈沖響應(yīng)濾波器160第二加法器180解碼器Sin輸入信號Sl第一信號Sf過濾后信號Squti 輸出信號Sd檢測結(jié)果Ser錯誤信號Sout2已解碼輸出信號220選擇器222多工器SC控制信號302 322 步驟
具體實施例方式請參考圖1，圖1為本發(fā)明通訊信號接收器100的第一實施例的示意圖。如圖1 所示，通訊信號接收器100包含有適應(yīng)性處理電路110以及解碼器180。于本實施例中，適 應(yīng)性處理電路110可為一決定反饋均衡器(decisionfeedback equalizer，DFE)，但此并非 本發(fā)明的限制條件，亦可為其它種類的處理電路。適應(yīng)性處理電路110包含有(但不局限 于)前饋均衡器120、第一加法器130、數(shù)據(jù)切片器(slicer) 140、無限脈沖響應(yīng)(infinite impulseresponse，IIR)濾波器 150 以及第二加法器 160。前饋均衡器120接收一輸入信號Sin，并依據(jù)輸入信號Sin產(chǎn)生第一信號Si，譬如 消除輸入信號Sin的前光標(pre-cursor)成分以產(chǎn)生第一信號Si。第一加法器130耦接 于前饋均衡器120、數(shù)據(jù)切片器140以及無限脈沖響應(yīng)濾波器150，用來執(zhí)行加法運算于第 一信號Sl以及過濾后信號Sf上以產(chǎn)生輸出信號SOT1。數(shù)據(jù)切片器140耦接于第一加法器 130，用來執(zhí)行一硬性決策(hard decision)于輸出信號Sotti上，以產(chǎn)生一檢測結(jié)果Sd。第 二加法器160耦接于數(shù)據(jù)切片器140，用來執(zhí)行加法運算于輸出信號Soti以及檢測結(jié)果Sd上，以產(chǎn)生一錯誤信號Ser。而無限脈沖響應(yīng)濾波器150耦接于數(shù)據(jù)切片器140與第一加 法器130，用來處理輸出信號S_以產(chǎn)生過濾后信號Sf，譬如消除輸出信號Soti的后光標 (post-cursor)成分以產(chǎn)生過濾后信號Sf。另外，解碼器180耦接于適應(yīng)性處理電路110， 用來接收輸出信號Soti并進行解碼以產(chǎn)生一已解碼輸出信號S_。
于本實施例中，解碼器180可為一維特比(Viterbi)解碼器，但本發(fā)明并不局限于 此。此外，通訊信號接收器100可應(yīng)用于IGBase-T系統(tǒng)或者IOGbase-T系統(tǒng)中，但本發(fā)明 并不局限于此，亦可應(yīng)用于其它的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。另外，利用輸出信號Squti以及檢測結(jié)果Sd經(jīng)過運算后(例如相減)所得到的錯誤 信號Ser，可用來調(diào)整通訊信號接收器100中匹配濾波器、頻率還原器、均衡器、干擾消除器 (圖未示)等方塊的參數(shù)，由于這些方塊的相關(guān)細節(jié)與運作為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，于此 不再贅述。由圖1可得知，本發(fā)明所揭露的通訊信號接收器100，利用無限脈沖響應(yīng)濾波器 150來取代傳統(tǒng)的反饋均衡器。且原本輸入至反饋均衡器的信號是采用經(jīng)過數(shù)據(jù)切片器 140執(zhí)行硬性決策后的檢測結(jié)果Sd，會導(dǎo)致誤差擴散的問題發(fā)生，而本發(fā)明改成將未經(jīng)過 數(shù)據(jù)切片器140處理的輸出信號Soti輸入至無限脈沖響應(yīng)濾波器150，可讓后端使用單純 的解碼器180(例如一維特比解碼器)來進行解碼，以降低解碼器180的復(fù)雜度并減少解 碼器180的面積。此外，由于前端的前饋均衡器120搭配無限脈沖響應(yīng)濾波器150，已經(jīng)可 以得到?jīng)]有碼元間干擾(inter symbol interference, ISI)的情況，所以解碼器180可得 到最佳的編碼增益(亦即最大似然序列估計值的最佳解)。舉例而言，采用本發(fā)明所揭露 的通訊信號接收器100(搭配無限脈沖響應(yīng)濾波器150的架構(gòu))，最大似然序列估計值可以 得到6dB的編碼增益，而采用先前技術(shù)中的通訊信號接收器(搭配DFSE的架構(gòu))，最大似 然序列估計值僅有3. 5dB的編碼增益。即便無限脈沖響應(yīng)濾波器150會造成噪聲增強效應(yīng) (noiseenhancement)(約1. 5dB)，但整體的系統(tǒng)效能仍可得到改善，且硬件架構(gòu)也相對地 簡單許多。然而，無限脈沖響應(yīng)濾波器150的架構(gòu)最令人詬病的缺點在于收斂性的問題。在 收斂的過程中，由于沒有使用數(shù)據(jù)切片器140將信號限縮在正確解附近，無限脈沖響應(yīng)濾 波器150會有收斂過程爆掉的問題。因此，我們可采用一個變形的實施例來解決此問題。請參考圖2，圖2為本發(fā)明通訊信號接收器200的第二實施例的示意圖。圖2所 示的通訊信號接收器200的架構(gòu)是與圖1中的通訊信號接收器100類似，兩者不同之處在 于通訊信號接收器200的適應(yīng)性處理電路210還包含一選擇器220，耦接于數(shù)據(jù)切片器140 以及無限脈沖響應(yīng)濾波器150。于本實施例中，是采用一多工器222來實踐選擇器220，但 此并非本發(fā)明的限制條件，亦可采用其它種類的選擇器來實踐之，例如一開關(guān)。則多工器 222會根據(jù)一控制信號SC選擇性地將輸出信號Soti或者檢測結(jié)果Sd輸出至無限脈沖響應(yīng) 濾波器150，其中當多工器222將輸出信號Squti輸出至無限脈沖響應(yīng)濾波器150時，無限脈 沖響應(yīng)濾波器會處理輸出信號Soti來產(chǎn)生過濾后信號Sf ；而當多工器222將檢測結(jié)果Sd輸 出至無限脈沖響應(yīng)濾波150器時，無限脈沖響應(yīng)濾波器150會處理檢測結(jié)果Sd來產(chǎn)生過濾 后信號Sf0值得注意的是，選擇器220可依據(jù)控制信號SC而先輸出檢測結(jié)果Sd至無限脈沖 響應(yīng)濾波器150，之后再將輸出信號Sotti輸出至無限脈沖響應(yīng)濾波器150。舉例而言，在收斂過程中，可選擇輸出檢測結(jié)果Sd至無限脈沖響應(yīng)濾波器150 ；而當收斂完成之后，再選擇將輸出信號Squti輸出至無限脈沖響應(yīng)濾波器150，如此一來，可避免無限脈沖響應(yīng)濾波器150 發(fā)生收斂過程爆掉的問題。至于選擇器220切換信號的時間點，可參照IEEE 802. 3的標準 規(guī)范中所定義的收斂時間來設(shè)定，只要不超過其所定義的收斂時間即可。當然，以上所述的實施例僅用來作為本發(fā)明的范例說明，并非本發(fā)明的限制條件。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可了解，在不違背本發(fā)明的精神下，通訊信號接收器100、200的各種變 化皆是可行的，此亦屬于本發(fā)明所涵蓋的范疇。請參考圖3，圖3為本發(fā)明應(yīng)用于一通訊信號接收器的信號處理方法的一操作范 例的流程圖，其包含(但不局限于)以下的步驟(請注意，假若可獲得實質(zhì)上相同的結(jié)果， 則這些步驟并不一定要遵照圖3所示的執(zhí)行次序來執(zhí)行)步驟3O2:開始。步驟304 接收輸入信號，并依據(jù)輸入信號產(chǎn)生第一信號。步驟306 執(zhí)行加法運算于第一信號以及過濾后信號上，以產(chǎn)生輸出信號。步驟310 執(zhí)行硬性決策于輸出信號上，以產(chǎn)生檢測結(jié)果。步驟312 執(zhí)行加法運算于輸出信號以及檢測結(jié)果上，以產(chǎn)生錯誤信號。步驟320 利用無限脈沖響應(yīng)濾波器來處理輸出信號，以產(chǎn)生過濾后信號。步驟322 接收輸出信號，并進行解碼以產(chǎn)生已解碼輸出信號。請搭配圖3所示的各步驟以及圖1所示的各元件即可了解各元件如何運作，為簡 潔起見，故于此不再贅述。其中步驟304是由前饋均衡器120所執(zhí)行之，步驟306是由第一 加法器130所執(zhí)行之，步驟310是由數(shù)據(jù)切片器140所執(zhí)行之，步驟312是由第二加法器 160所執(zhí)行之，步驟320是由無限脈沖響應(yīng)濾波器150所執(zhí)行之，以及步驟322是由解碼器 180所執(zhí)行之。上述流程的各步驟僅為本發(fā)明所舉可行的實施例，并非限制本發(fā)明的限制條件， 且在不違背本發(fā)明的精神的情況下，此方法可還包含其它的中間步驟或者可將幾個步驟合 并成單一步驟，以做適當?shù)淖兓?。舉例而言，可另增加一選擇步驟于圖3中的步驟320之前， 以實踐圖2所示的選擇器210所執(zhí)行的功能-根據(jù)控制信號SC選擇性地將輸出信號Soti 或者檢測結(jié)果Sd輸出至無限脈沖響應(yīng)濾波器150。如此一來，于收斂過程中，可選擇將檢測 結(jié)果Sd輸出至無限脈沖響應(yīng)濾波器150 ；而于完成收斂之后，可選擇將輸出信號Soti輸出 至無限脈沖響應(yīng)濾波器150，以避免無限脈沖響應(yīng)濾波器150發(fā)生收斂過程爆掉的問題。以上所述的實施例僅用來說明本發(fā)明的技術(shù)特征，并非用來局限本發(fā)明的范疇。 由上可知，本發(fā)明提供一種通訊信號接收器及其信號處理方法。通過利用無限脈沖響應(yīng)濾 波器150來取代傳統(tǒng)的反饋均衡器，并將輸入至無限脈沖響應(yīng)濾波器150的信號改成未經(jīng) 過數(shù)據(jù)切片器140處理的輸出信號Stmi，可讓后端使用單純的解碼器180 (例如一維特比解 碼器)來進行解碼，以降低解碼器180的復(fù)雜度并減少解碼器180的面積。如此一來，解碼 器180可得到最佳的編碼增益，來改善整體的系統(tǒng)效能，且硬件架構(gòu)也十分簡單。此外，可 另增加選擇器220(例如一多工器或者一開關(guān))于通訊信號接收器中，以在不同的模式下 (例如收斂過程中或者收斂完成之后)切換輸入至無限脈沖響應(yīng)濾波器150的信號，來解決 無限脈沖響應(yīng)濾波器150會發(fā)生收斂過程爆掉的問題。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍 。
權(quán)利要求
一種通訊信號接收器，包含有第一加法器，用來執(zhí)行加法運算于第一信號以及過濾后信號上以產(chǎn)生輸出信號；數(shù)據(jù)切片器，耦接于該第一加法器，用來執(zhí)行硬性決策于該輸出信號上，以產(chǎn)生檢測結(jié)果；以及無限脈沖響應(yīng)濾波器，耦接于該數(shù)據(jù)切片器與該第一加法器，用來處理該輸出信號以產(chǎn)生該過濾后信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊信號接收器，還包含解碼器，耦接于該第一加法器，用來 接收該輸出信號并進行解碼以產(chǎn)生已解碼輸出信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通訊信號接收器，其中該解碼器為維特比解碼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊信號接收器，還包含選擇器，耦接于該數(shù)據(jù)切片器以及該無限脈沖響應(yīng)濾波器，用來根據(jù)控制信號選擇性 地輸出該輸出信號或者該檢測結(jié)果至該無限脈沖響應(yīng)濾波器，其中當該選擇器輸出該輸出 信號至該無限脈沖響應(yīng)濾波器時，該無限脈沖響應(yīng)濾波器處理該輸出信號以產(chǎn)生該過濾后 信號，以及當該選擇器輸出該檢測結(jié)果至該無限脈沖響應(yīng)濾波器時，該無限脈沖響應(yīng)濾波 器處理該檢測結(jié)果以產(chǎn)生該過濾后信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通訊信號接收器，其中該選擇器為多工器或者開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通訊信號接收器，其中該選擇器依據(jù)該控制信號而先輸出該 檢測結(jié)果至該無限脈沖響應(yīng)濾波器，之后再輸出該輸出信號至該無限脈沖響應(yīng)濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊信號接收器，還包含前饋均衡器，耦接于該第一加法器，用來接收輸入信號并依據(jù)該輸入信號產(chǎn)生該第一 信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊信號接收器，還包含第二加法器，耦接于該數(shù)據(jù)切片器，用來執(zhí)行加法運算于該輸出信號以及該檢測結(jié)果 上以產(chǎn)生錯誤信號。
9.一種應(yīng)用于通訊信號接收器的信號處理方法，該通訊信號接收器包含有無限脈沖響 應(yīng)濾波器，該方法包含有執(zhí)行加法運算于第一信號以及過濾后信號上以產(chǎn)生輸出信號；執(zhí)行硬性決策于該輸出信號上，以產(chǎn)生檢測結(jié)果；以及利用該無限脈沖響應(yīng)濾波器來處理該輸出信號以產(chǎn)生該過濾后信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其還包含接收該輸出信號并進行解碼以產(chǎn)生已解碼 輸出信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其還包含根據(jù)控制信號選擇性地輸出該輸出信號或者該檢測結(jié)果至該無限脈沖響應(yīng)濾波器；其中，當該輸出信號被輸出至該無限脈沖響應(yīng)濾波器時，該無限脈沖響應(yīng)濾波器處理 該輸出信號以產(chǎn)生該過濾后信號，以及當該檢測結(jié)果被輸出至該無限脈沖響應(yīng)濾波器時， 該無限脈沖響應(yīng)濾波器處理該檢測結(jié)果以產(chǎn)生該過濾后信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中該檢測結(jié)果被先輸出至該無限脈沖響應(yīng)濾波 器，之后再輸出該輸出信號至該無限脈沖響應(yīng)濾波器。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其還包含接收輸入信號并依據(jù)該輸入信號產(chǎn)生該第一信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其還包含執(zhí)行加法運算于該輸出信號以及該檢測結(jié)果上以產(chǎn)生錯誤信號。
全文摘要
通訊信號接收器包含加法器、數(shù)據(jù)切片器及無限脈沖響應(yīng)濾波器。加法器執(zhí)行加法運算于第一信號與過濾后信號上以產(chǎn)生輸出信號。數(shù)據(jù)切片器執(zhí)行硬性決策于輸出信號上，以產(chǎn)生檢測結(jié)果。無限脈沖響應(yīng)濾波器耦接于數(shù)據(jù)切片器與加法器，用以處理輸出信號來產(chǎn)生過濾后信號。通訊信號接收器還包含一解碼器，用來接收輸出信號并進行解碼以產(chǎn)生已解碼輸出信號。其中，該解碼器為一維特比解碼器。
文檔編號H04L25/03GK101958857SQ20091016070
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者徐子瀚, 郭協(xié)星, 黃亮維 申請人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司