專利名稱：均衡器和均衡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及均衡器，尤其涉及使非線性畸變均衡的均衡器和均衡方法。
背景技術(shù)：
為了將從光盤檢測出的再現(xiàn)信號良好地譯碼，并用部分響應(yīng)方式的線性波形均衡電路和維特比譯碼是有效的。例如，在由DVD論壇(DVD Forum)公開的HD DVD (Hi gh Definition DVD) -ROM Partl (物理)標(biāo)準(zhǔn)文件等中公開了上述內(nèi)容。在與之對應(yīng)的光盤再現(xiàn)裝置中，盤控制電路使光盤以預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，光拾取器讀取記錄在光盤上的再現(xiàn)信號。再現(xiàn)信號被前置放大器放大后，通過AGC電路等被放大為預(yù)定振幅。進而，再現(xiàn)信號被A/D轉(zhuǎn)換，在線性波形均衡電路中被均衡了波形之后，利用維特比譯碼進行譯碼。結(jié)果，記錄在光盤上的圖像數(shù)據(jù)、音樂數(shù)據(jù)得以再現(xiàn)。另一方面，若光盤進一步高密度化，則再現(xiàn)波形的非線性畸變變大，因此僅靠線性波形均衡電路是不夠的。因此，為了降低非線性畸變而使用非線性波形均衡電路。為了實現(xiàn)非線性波形均衡電路，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(例如參照專利文獻1)。[在先技術(shù)文獻][專利文獻]專利文獻1 日本特開平10-106158號公報

發(fā)明內(nèi)容
[發(fā)明所要解決的課題]通常，為了使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行所希望的工作，需要使用現(xiàn)有的訓(xùn)練信號，預(yù)先執(zhí)行學(xué)習(xí)工作。例如，在光盤的預(yù)定部位記錄下訓(xùn)練信號，將與訓(xùn)練信號對應(yīng)的輸出作為教師信號，決定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的系數(shù)。因此，由于要在光盤中預(yù)先記錄訓(xùn)練信號，因而光盤的利用效率降低。此外，由于學(xué)習(xí)工作結(jié)束后系數(shù)被固定，因此在光盤的面內(nèi)對再現(xiàn)波形特性發(fā)生變動的追蹤變得困難。而且，由于對光盤記錄數(shù)據(jù)的記錄機存在功率變動等，對于該功率變動等的追蹤也變得困難。因此，要求自適應(yīng)地降低線性畸變，且不使用訓(xùn)練信號地自適應(yīng)地降低因記錄密度的提高、記錄功率變動等而產(chǎn)生的再現(xiàn)信號的非線性畸變。本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于提供一種不使用訓(xùn)練信號地降低由于記錄密度的提高、記錄功率變動等產(chǎn)生的再現(xiàn)信號的非線性畸變的技術(shù)。[用于解決課題的手段]為了解決上述課題，本發(fā)明一個方案的均衡器包括線性均衡部，其對處理對象的信號依次進行線性均衡；預(yù)判定部，其對在線性均衡部中進行了線性均衡的信號依次進行預(yù)判定；非線性均衡部，其將在預(yù)判定部中預(yù)判定后的信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)， 并基于多個系數(shù)對在線性均衡部中進行了線性均衡的信號依次進行非線性均衡。采用該方案，由于將對線性均衡信號預(yù)判定的結(jié)果作為教師信號，因此不使用訓(xùn)練信號就能導(dǎo)出用于非線性均衡的系數(shù)。
預(yù)判定部可以按照部分響應(yīng)規(guī)則執(zhí)行預(yù)判定。此時，由于執(zhí)行符合部分響應(yīng)規(guī)則的預(yù)判定，因此能夠支持部分響應(yīng)處理。可以還具有使在非線性均衡部中進行了非線性均衡的信號延遲的延遲部。延遲部在與預(yù)判定部中的處理延遲和非線性均衡部中的處理延遲之間的差異相應(yīng)的期間內(nèi)執(zhí)行延遲，非線性均衡部基于在延遲部中延遲后的信號與在預(yù)判定部中預(yù)判定后的信號的差異，導(dǎo)出多個系數(shù)。此時，由于在與預(yù)判定部中的處理延遲和非線性均衡部中的處理延遲之間的差異相應(yīng)的期間內(nèi)執(zhí)行延遲，因此能夠使延遲后的信號與預(yù)判定后的信號的定時匹配。非線性均衡部可以在差異大于閾值時新導(dǎo)出多個系數(shù)。此時，由于在檢測到發(fā)散時新導(dǎo)出多個系數(shù)，因此能夠抑制均衡特性的惡化。本發(fā)明的另一方案是均衡方法。該方法包括如下步驟對輸入的信號依次進行線性均衡；對線性均衡后的信號依次進行預(yù)判定；將預(yù)判定后的信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)，并基于多個系數(shù)對線性均衡后的信號依次進行非線性均衡。本發(fā)明的再一方案是均衡器。該均衡器包括輸入部，其依次輸入處理對象的信號；線性均衡部，其對輸入部輸入的信號依次進行線性均衡；自適應(yīng)非線性均衡部，其與線性均衡部的線性均衡并行地，對輸入部輸入的信號依次進行非線性均衡；加法部，其將在自適應(yīng)非線性均衡部中進行了非線性均衡的信號和在線性均衡部中進行了線性均衡的信號相加；預(yù)判定部，其對在加法部中相加后的信號依次進行預(yù)判定，自適應(yīng)非線性均衡部將在預(yù)判定部中預(yù)判定后的信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)，并基于多個系數(shù)執(zhí)行非線性均衡。采用該方案，并行執(zhí)行線性均衡和非線性均衡，并將來自二者的均衡信號相加，將對加法信號預(yù)判定的結(jié)果作為教師信號，因此不使用訓(xùn)練信號就能導(dǎo)出用于非線性均衡的系數(shù)。線性均衡部所含的多級抽頭與自適應(yīng)非線性均衡部的多級抽頭可以共用。此時， 由于多級抽頭共用，能夠抑制電路規(guī)模的增加。預(yù)判定部可以按照部分響應(yīng)規(guī)則執(zhí)行預(yù)判定。此時，由于執(zhí)行按照部分響應(yīng)規(guī)則的預(yù)判定，因此能夠支持部分響應(yīng)處理。還可以包括判定自適應(yīng)非線性均衡部的多個系數(shù)的收斂的判定部。在判定部中判定為收斂之前的期間，加法部可以將在線性均衡部中進行了線性均衡的信號向預(yù)判定部輸出，在判定部判定為收斂之后，加法部可以將相加后的信號向預(yù)判定部輸出。此時，由于在非線性均衡的系數(shù)收斂之前，不將非線性均衡后的信號向預(yù)判定部輸出，因此能夠抑制預(yù)判定的精度惡化?？梢赃€包括使在線性均衡部中進行了線性均衡的信號延遲的第1延遲部；使在自適應(yīng)非線性均衡部中進行了非線性均衡的信號延遲的第2延遲部。可以是第1延遲部在與預(yù)判定部中的處理延遲相應(yīng)的期間內(nèi)執(zhí)行延遲，第2延遲部在與預(yù)判定部中的處理延遲相應(yīng)的期間內(nèi)執(zhí)行延遲，自適應(yīng)非線性均衡部基于在第1延遲部中延遲后的信號和在第 2延遲部中延遲后的信號之和與在預(yù)判定部中進行了預(yù)判定的信號之間的差異，導(dǎo)出多個系數(shù)，線性均衡部使用多個系數(shù)執(zhí)行線性均衡，在判定部判定為收斂之前的期間，基于在第 1延遲部中延遲后的信號與在預(yù)判定部中進行了預(yù)判定的信號的差異，導(dǎo)出多個系數(shù)，在判定部判定為收斂之后，基于在第1延遲部中延遲后的信號和在第2延遲部中延遲后的信號之和與在預(yù)判定部中進行了預(yù)判定的信號之間的差異，導(dǎo)出多個系數(shù)。此時，由于在非線性均衡的系數(shù)收斂之前，為了導(dǎo)出用于線性均衡的系數(shù)，不使用非線性均衡后的信號，因此能夠抑制該系數(shù)的導(dǎo)出精度的惡化?？梢赃€包括將在線性均衡部中進行了線性均衡的信號和在自適應(yīng)非線性均衡部中進行了非線性均衡的信號相加的加法部；使從加法部輸出的信號延遲的延遲部?？梢允?， 延遲部在與預(yù)判定部中的處理延遲相應(yīng)的期間內(nèi)執(zhí)行延遲，自適應(yīng)非線性均衡部基于在延遲部中延遲后的信號與在預(yù)判定部中進行了預(yù)判定的信號的差異，導(dǎo)出多個系數(shù)，線性均衡部使用多個系數(shù)執(zhí)行線性均衡，且使用固定值作為多個系數(shù)。此時，由于將用于線性均衡的系數(shù)設(shè)為固定值，因此能夠提高均衡處理的穩(wěn)定性。自適應(yīng)非線性均衡部可以在檢測到多個系數(shù)發(fā)散時，新導(dǎo)出多個系數(shù)。此時，由于在檢測到發(fā)散時新導(dǎo)出多個系數(shù)，因此能夠抑制均衡特性的惡化。本發(fā)明的再一方案是均衡方法。該方法包括如下步驟對輸入的信號依次進行線性均衡；與線性均衡并行地對輸入的信號依次進行非線性均衡；將非線性均衡后的信號和線性均衡后的信號相加；對相加后的信號依次進行預(yù)判定。在非線性均衡的步驟中，將預(yù)判定后的信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)，并基于多個系數(shù)執(zhí)行非線性均衡。另外，將以上的構(gòu)成要素的任意組合、本發(fā)明的表現(xiàn)形式在方法、裝置、系統(tǒng)、記錄介質(zhì)、計算機程序等之間變換的技術(shù)方案，作為本發(fā)明的方案也是有效的。根據(jù)本發(fā)明，能夠不利用訓(xùn)練信號地降低因記錄密度的提高、記錄功率變動等產(chǎn)生的再現(xiàn)信號的非線性畸變。


圖1是表示本發(fā)明的實施例1的再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示圖1的處理部的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示圖2的線性均衡部的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示圖2的非線性均衡部的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示圖2的預(yù)判定部的結(jié)構(gòu)的圖。圖6是表示圖5的預(yù)判定部支持部分響應(yīng)(1，2，2，2，1)時的狀態(tài)變化的圖。圖7是表示圖5的預(yù)判定部支持部分響應(yīng)(1，2，2，2，1)時的狀態(tài)變化的另一圖。圖8是表示圖5的分支度量(Branch Metric)運算部的結(jié)構(gòu)的圖。圖9是表示圖5的路徑存儲器部的結(jié)構(gòu)的圖。圖10是表示圖5的確定部中存儲的工作表的數(shù)據(jù)構(gòu)造的圖。圖11是表示圖2的非線性均衡部中的系數(shù)的導(dǎo)出步驟的流程圖。圖12的(a)-(b)是表示以往及圖1的再現(xiàn)裝置的輸出信號的直方圖的圖。圖13是表示本發(fā)明的實施例2的處理部的結(jié)構(gòu)的圖。圖14是表示圖13的線性均衡部的結(jié)構(gòu)的圖。圖15是表示圖13的非線性均衡部的結(jié)構(gòu)的圖。圖16是表示圖13的維特比譯碼部的結(jié)構(gòu)的圖。圖17是表示圖16的維特比譯碼部支持部分響應(yīng)(1，2，2，2，1)時的狀態(tài)變化的圖。圖18是表示圖16的維特比譯碼部支持部分響應(yīng)(1，2，2，2，1)時的狀態(tài)變化的另一圖。圖19是表示圖16的分支度量運算部的結(jié)構(gòu)的圖。圖20是表示圖16的路徑存儲器部的結(jié)構(gòu)的圖。圖21是表示圖16的確定部中存儲的工作表的數(shù)據(jù)構(gòu)造的圖。圖22是表示圖13的加法部的加法步驟的流程圖。圖23是表示圖13的均衡誤差生成部中的生成步驟的流程圖。圖M是表示圖13的非線性均衡部中的系數(shù)的導(dǎo)出步驟的流程圖。圖25是表示本發(fā)明的實施例3的均衡處理部的結(jié)構(gòu)的圖。圖沈是表示本發(fā)明的變形例的處理部的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施例方式(實施例1)在具體說明本發(fā)明之前，首先敘述概要。本發(fā)明的實施例1涉及將光盤等記錄介質(zhì)上記錄的信號再現(xiàn)，利用部分響應(yīng)方式使再現(xiàn)的信號(以下，稱為“再現(xiàn)信號”)均衡，并將均衡后的信號(以下，稱為“均衡信號”)譯碼的再現(xiàn)裝置。如上所述，隨著光盤的記錄容量的提高，用線性波形均衡器未能完全除去的非線性畸變的影響變大。為了除去非線性畸變，作為非線性均衡器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是有效的，但需要利用訓(xùn)練信號來學(xué)習(xí)、收斂。因此，為了不利用訓(xùn)練信號地降低再現(xiàn)信號的非線性畸變，本實施例的再現(xiàn)裝置執(zhí)行下述處理。再現(xiàn)裝置在非線性波形均衡器的前級串聯(lián)配置線性波形均衡器。再現(xiàn)裝置將來自線性波形均衡器的均衡信號(以下，稱為“線性均衡信號”)輸入到非線性波形均衡器后， 將來自非線性波形均衡器的均衡信號(以下，稱為“非線性均衡信號”)輸入到維特比譯碼器。線性均衡信號也被輸入到預(yù)判定部，在預(yù)判定部進行預(yù)判定。預(yù)判定后的信號(以下， 稱為“預(yù)判定信號”)作為教師信號被輸入到線性波形均衡器和非線性波形均衡器。線性波形均衡器和非線性波形均衡器基于教師信號導(dǎo)出抽頭系數(shù)(tap coefficient)而執(zhí)行均衡處理。例如，非線性均衡器使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，不使用訓(xùn)練信號就進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)。線性波形均衡器和非線性波形均衡器中的抽頭系數(shù)的導(dǎo)出使用線性均衡信號、非線性均衡信號、預(yù)判定信號，但線性均衡信號和非線性信號，與預(yù)判定信號的輸出定時不同。因此，為了使這些定時匹配，再現(xiàn)裝置為了導(dǎo)出抽頭系數(shù)而使線性均衡信號和非線性均衡信號延遲。圖1表示本發(fā)明的實施例1的再現(xiàn)裝置100的結(jié)構(gòu)。再現(xiàn)裝置100包括光盤10、 光盤驅(qū)動部12、光拾取器14、前置放大器部16、AGC部18、PLL (Phase Locked Loop 鎖相環(huán))部20、A/D轉(zhuǎn)換部22、處理部M以及控制部26。光盤10是被構(gòu)成為可安裝于再現(xiàn)裝置100的記錄介質(zhì)。光盤10有⑶、DVD、BD、 HDDVD等各種各樣的類型。在此，尤其是作為光盤10，以非線性畸變大到對再現(xiàn)帶來影響的程度的情況為對象。光盤驅(qū)動部12是用于使光盤10以預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)的電機。光拾取器14從光盤10讀取作為處理對象的信號，并對其執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換及放大。其結(jié)果信號相當(dāng)于上述的“再現(xiàn)信號”。光拾取器14將再現(xiàn)信號向前置放大器部16輸出。前置放大器部16將再現(xiàn)信號放大，AGC部18將來自前置放大器部16的再現(xiàn)信號放大為預(yù)定振幅。AGC部18將放大后的再現(xiàn)信號向PLL部20輸出，PLL部20從再現(xiàn)信號中檢測時鐘。A/D轉(zhuǎn)換部22基于由PLL部20檢測出的時鐘，對再現(xiàn)信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。處理部M對在A/D轉(zhuǎn)換部22中進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后的再現(xiàn)信號(以下，也將其稱為“再現(xiàn)信號”) 執(zhí)行均衡處理及譯碼處理。處理部M的詳細情況將后述。從硬件方面講，能夠用任意計算機的CPU、存儲器、其他的LSI實現(xiàn)該結(jié)構(gòu)，從軟件方面講，可利用載入存儲器的程序等實現(xiàn)，在此記載通過軟硬件結(jié)合而實現(xiàn)的功能模塊。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解到，能夠以僅是硬件、僅是軟件或軟硬件的組合各種形式來實現(xiàn)上述的功能模塊。圖2表示處理部M的結(jié)構(gòu)。處理部M包括線性均衡部44、第1延遲部32、預(yù)判定部30、非線性均衡部46、第2延遲部34、第1加法部40、第2加法部42、維特比譯碼部38。 作為信號，包括線性均衡用誤差信號300、非線性均衡用誤差信號302、預(yù)判定信號306。在圖1的A/D轉(zhuǎn)換部22中，按每個位時鐘而被采樣的再現(xiàn)信號被依次輸入至線性均衡部44。線性均衡部44對輸入的再現(xiàn)信號依次進行線性均衡。線性均衡部44由橫向濾波器構(gòu)成，利用多級抽頭使再現(xiàn)信號延遲，并且將來自多級抽頭的輸出與多個抽頭系數(shù)相乘，且將相乘結(jié)果相加。在此，加法結(jié)果相當(dāng)于前述的線性均衡信號。線性均衡部44被從后述的第1加法部40輸入線性均衡用誤差信號300，基于線性均衡用誤差信號300導(dǎo)出多個抽頭系數(shù)。在此，多個抽頭系數(shù)的導(dǎo)出使用LMS (Least Mean Square 最小均方誤差)算法這樣的自適應(yīng)算法。線性均衡部44向第1延遲部32、預(yù)判定部30、非線性均衡部46輸出線性均衡信號。非線性均衡部46被輸入來自線性均衡部44的線性均衡信號，并對線性均衡信號依次進行非線性均衡。非線性均衡部46由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。非線性均衡部46的非線性均衡的結(jié)果相當(dāng)于前述的非線性均衡信號。非線性均衡部46從后述的第2加法部42接收非線性均衡用誤差信號302，基于非線性均衡用誤差信號302導(dǎo)出在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使用的多個抽頭系數(shù)。在此，非線性均衡用誤差信號302是由來自第2延遲部34的延遲信號與預(yù)判定信號 306的差異生成的，因此非線性均衡部46可將預(yù)判定信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)。 非線性均衡部46將非線性均衡信號向第2延遲部34和維特比譯碼部38輸出。維特比譯碼部38被輸入來自非線性均衡部46的非線性均衡信號，對非線性均衡信號執(zhí)行維特比譯碼。維特比譯碼部38包括根據(jù)非線性均衡信號計算分支度量的分支度量運算電路；每1時鐘對分支度量進行積累相加而計算路徑度量的路徑度量運算電路；選擇路徑度量最小的數(shù)據(jù)序列作為最可靠的候選序列而存儲的路徑存儲器。路徑存儲器保存有多個候選序列，按照來自路徑度量運算電路的選擇信號選擇候選序列。將所選擇的候選序列作為數(shù)據(jù)序列而輸出。預(yù)判定部30被輸入來自線性均衡部44的線性均衡信號，對線性均衡信號執(zhí)行維特比譯碼，從而對線性均衡信號依次進行預(yù)判定。預(yù)判定部30與維特比譯碼部38采用同樣的構(gòu)成。路徑存儲器保存有多個候選序列，基于來自路徑度量運算電路的選擇信號，按照部分響應(yīng)規(guī)則執(zhí)行預(yù)判定。具體而言，預(yù)判定部30在部分響應(yīng)均衡正常時，對針對預(yù)定的輸入位的輸出電平進行預(yù)判定，將針對輸入位預(yù)判定出的電平作為預(yù)判定信號306輸出。在
9此，預(yù)判定部30和維特比譯碼部38被構(gòu)成為路徑存儲器的長度不同。例如，維特比譯碼部 38的路徑存儲器長度是64位時，預(yù)判定部30的路徑存儲器長度是M位或32位。第1延遲部32被輸入來自線性均衡部44的線性均衡信號。第1延遲部32在使線性均衡信號延遲之后，將延遲的線性均衡信號(以下，稱為“線性均衡信號”或“延遲信號”)向第1加法部40輸出。在此，第1延遲部32在與預(yù)判定部30的處理延遲相應(yīng)的期間內(nèi)執(zhí)行延遲。就是說，從預(yù)判定部30輸出的預(yù)判定信號306和來自線性均衡部44的線性均衡信號的定時在第1加法部40處匹配。第1延遲部32例如由以位時鐘驅(qū)動的鎖存電路構(gòu)成。第1加法部40被輸入來自第1延遲部32的線性均衡信號、預(yù)判定信號306。第1 加法部40基于線性均衡誤差和預(yù)判定信號306的差異而生成線性均衡用誤差信號300。例如，通過從線性均衡誤差減去預(yù)判定信號306，來導(dǎo)出線性均衡用誤差信號300。第1加法部40將線性均衡用誤差信號300向線性均衡部44輸出。第2延遲部34被輸入來自非線性均衡部46的非線性均衡信號。第2延遲部34 在使非線性均衡信號延遲之后，將延遲的非線性均衡信號(以下，稱為“非線性均衡信號” 或“延遲信號”)向第2加法部42輸出。在此，第2延遲部34在與預(yù)判定部30中的處理延遲和非線性均衡部46中的處理延遲之差異相應(yīng)的期間內(nèi)執(zhí)行延遲。第2加法部42基于來自第2延遲部34的非線性均衡信號與預(yù)判定信號306的差異，生成非線性均衡用誤差信號 302。例如，通過從非線性均衡信號和減去預(yù)判定信號306，從而導(dǎo)出非線性均衡用誤差信號 302。第2加法部42將非線性均衡用誤差信號302向非線性均衡部46輸出。在此，非線性均衡部46基于非線性均衡用誤差信號302導(dǎo)出多個系數(shù)。就是說， 非線性均衡部46將預(yù)判定信號306作為教師信號來使用。非線性均衡部46通過計算將非線性均衡用誤差信號302的平方值逐個相加后的總和、即累計值，來監(jiān)視非線性均衡部46 中的多個抽頭系數(shù)的收斂。就是說，非線性均衡部46在非線性均衡用誤差信號302的累計值從大于閾值的狀態(tài)向小于閾值的狀態(tài)變化時，判定為多個抽頭系數(shù)收斂。在判定為收斂后，在非線性均衡用誤差信號302的平方值的總和、即累計值再次大于閾值時，判定為非線性均衡部46的多個抽頭系數(shù)發(fā)散。此時，非線性均衡部46新導(dǎo)出多個抽頭系數(shù)。圖3表示線性均衡部44的結(jié)構(gòu)。線性均衡部44包括多級抽頭50和線性處理部 52。多級抽頭50包括總稱為延遲抽頭M的第1延遲抽頭Ma、第2延遲抽頭Mb、第3延遲抽頭Mc、第N延遲抽頭Mn。線性處理部52包括總稱為乘法部56的第1乘法部56a、第 2乘法部56b、第3乘法部56c、第N+1乘法部56n+l、抽頭系數(shù)導(dǎo)出部58、累計部60。多級抽頭50通過多個延遲抽頭M串行連接而形成。具體而言，第1延遲抽頭Ma 被輸入再現(xiàn)信號，使其延遲后輸出再現(xiàn)信號。第2延遲抽頭54b被輸入來自第1延遲抽頭 54a的再現(xiàn)信號，使其延遲后輸出再現(xiàn)信號。從第3延遲抽頭5 到第N延遲抽頭5 也執(zhí)行同樣的處理。給延遲抽頭M的輸入部分和輸出部分是來自多級抽頭50的輸出信號，例如，配置4個延遲抽頭M時，存在5個輸出信號。這些輸出信號被輸出至乘法部56。乘法部56被輸入來自延遲抽頭M的輸出信號，也被輸入來自抽頭系數(shù)導(dǎo)出部58 的抽頭系數(shù)。在此，抽頭系數(shù)與各輸出信號對應(yīng)地導(dǎo)出。乘法部56將輸出信號和抽頭系數(shù)相乘。乘法部56將各相乘結(jié)果向累計部60輸出。累計部60將來自乘法部56的相乘結(jié)果逐個相加而求得作為加法結(jié)果的累計值。作為加法結(jié)果的累計值相當(dāng)于前述的線性均衡信號。累計部60輸出線性均衡信號。抽頭系數(shù)導(dǎo)出部58輸入線性均衡用誤差信號300。抽頭系數(shù)導(dǎo)出部58使用線性均衡用誤差信號300、乘法部56的相乘結(jié)果來控制多個抽頭系數(shù)，以使得再現(xiàn)信號與部分響應(yīng)特性適合。抽頭系數(shù)的導(dǎo)出使用例如LMS算法那樣的自適應(yīng)算法，從而控制使得線性均衡用誤差信號300變小。LMS算法是公知的技術(shù)，因而在此省略說明。圖4示出非線性均衡部46的結(jié)構(gòu)。非線性均衡部46包括多級抽頭70、非線性處理部72。多級抽頭70包括總稱為延遲抽頭74的第1延遲抽頭74a、第2延遲抽頭74b、第 N延遲抽頭74η。非線性處理部72包括總稱為乘法部76的第11乘法部76aa、第12乘法部76ab、第IM乘法部76am、第21乘法部76ba、第22乘法部761Λ、第2M乘法部76bm、第 (N+l) 1 乘法部 76(n+l)a、第(N+l)2 乘法部 76(n+l)b、第(N+1)M 乘法部 76(n+l)m ；總稱為累計部78的第1累計部78a、第2累計部78b、第M累計部78m ；總稱為函數(shù)運算部80的第 1函數(shù)運算部80a、第2函數(shù)運算部80b、第M函數(shù)運算部80m ；總稱為乘法部82的第1乘法部82a、第2乘法部82b、第M乘法部82m ；累計部84 ；函數(shù)運算部86 ；以及抽頭系數(shù)導(dǎo)出部 88。如圖4所述，非線性均衡部46由3層感知器型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。在此，輸入層相當(dāng)于多級抽頭70，隱層相當(dāng)于函數(shù)運算部80，輸出層相當(dāng)于函數(shù)運算部86。多級抽頭70是通過多個延遲抽頭74串行連接而形成的。具體而言，第1延遲抽頭7 被輸入線性均衡信號，將其延遲后輸出線性均衡信號。第2延遲抽頭74b被輸入來自第1延遲抽頭74a的線性均衡信號，使其延遲后輸出線性均衡信號。第N延遲抽頭7 也執(zhí)行同樣的處理。對延遲抽頭74的輸入部分和輸出部分是來自多級抽頭70的輸出信號。這些輸出信號被輸出至乘法部76。乘法部76將來自多級抽頭70的輸出信號和來自抽頭系數(shù)導(dǎo)出部88的抽頭系數(shù)相乘。具體而言，第IJ乘法部76ij通過將多級抽頭70的開頭起第i個輸出信號S (i)和抽頭系數(shù)Wl(i，j)相乘，而生成相乘結(jié)果U (i，j)。累計部78進行將乘法部76的相乘結(jié)果逐個相加的累計。具體而言，第J累計部78j通過將相乘結(jié)果U(l，j)、U(2，j)、U(3，j)，…， U(n+l, j)相加的累計運算，生成累計結(jié)果V(j)。函數(shù)運算部80對累計部78的累計結(jié)果 V(J)運算sigmoid函數(shù)(神經(jīng)元的非線性作用函數(shù))。sigmoid函數(shù)如下所示。f(x) = (l-exp(-a χ))/(1+θχρ(-α χ))(式 1)在此，式1的χ被代入累計結(jié)果V (j)。在此，第J函數(shù)運算部80 j的運算結(jié)果表示為X (j)，該運算結(jié)果相當(dāng)于來自隱層的輸出。乘法部82將函數(shù)運算部80的運算結(jié)果和來自抽頭系數(shù)導(dǎo)出部88的抽頭系數(shù)相乘。具體而言，第J乘法部82j通過將第J函數(shù)運算部80j的運算結(jié)果X(j)和抽頭系數(shù) W2(j)相乘，生成相乘結(jié)果Y (j)。累計部84進行將乘法部82的相乘結(jié)果逐個相加的累計。 在此，所有乘法部82的相乘結(jié)果被相加累計，生成累計結(jié)果Z。函數(shù)運算部86對累計部84 的累計結(jié)果運算sigmoid函數(shù)。在此，式1的χ被代入累計結(jié)果Z。函數(shù)運算部86的運算結(jié)果相當(dāng)于來自輸出層的輸出，相當(dāng)于前述的非線性均衡信號。抽頭系數(shù)導(dǎo)出部88導(dǎo)出在乘法部76及乘法部82中使用的抽頭系數(shù)Wl (i，j)和 W2(j)。作為11(1，」)、12(」)的初始值，設(shè)定隨機值或接近收斂后的值。抽頭系數(shù)導(dǎo)出部88 與圖3的抽頭系數(shù)導(dǎo)出部58同樣地利用LMS算法更新Wl (i，j)、W2(j)。在此，Wl (i, j)、 W2(j)的學(xué)習(xí)通過反向傳播(Backpropagation)進行。非線性均衡用誤差信號302的平方值如下所示。E = (A-D)2 (式 2)在此，A相當(dāng)于線性均衡信號，D相當(dāng)于預(yù)判定信號306。就是說，A-D相當(dāng)于非線性均衡用誤差信號302。抽頭系數(shù)導(dǎo)出部88控制Wl(i，j)、W2(j)，以使E成為最小。輸出層的反向傳播結(jié)果如下所示。(
權(quán)利要求
1.一種均衡器，其特征在于，包括線性均衡部，其對處理對象的信號依次進行線性均衡；預(yù)判定部，其對在所述線性均衡部中進行了線性均衡的信號依次進行預(yù)判定；以及非線性均衡部，其將所述預(yù)判定部預(yù)判定后的信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)，并基于多個系數(shù)對在所述線性均衡部中進行了線性均衡的信號依次進行非線性均衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均衡器，其特征在于， 所述預(yù)判定部按照部分響應(yīng)規(guī)則執(zhí)行預(yù)判定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的均衡器，其特征在于，還具有使在所述非線性均衡部中進行了非線性均衡的信號延遲的延遲部， 所述延遲部在與所述預(yù)判定部中的處理延遲和所述非線性均衡部中的處理延遲的差異相應(yīng)的期間內(nèi)執(zhí)行延遲，所述非線性均衡部基于在所述延遲部中延遲后的信號與在所述預(yù)判定部中預(yù)判定后的信號的差異，導(dǎo)出多個系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的均衡器，其特征在于，所述非線性均衡部在差異大于閾值時，新導(dǎo)出多個系數(shù)。
5.一種均衡方法，其特征在于，包括如下步驟 對輸入的信號依次進行線性均衡；對線性均衡后的信號依次進行預(yù)判定；以及將預(yù)判定后的信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)，并基于多個系數(shù)對線性均衡后的信號依次進行非線性均衡。
6.一種程序，用于使計算機執(zhí)行如下步驟 對輸入的信號依次進行線性均衡；對線性均衡后的信號依次進行預(yù)判定；以及將預(yù)判定后的信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)，并基于多個系數(shù)對線性均衡后的信號依次進行非線性均衡。
7.一種均衡器，其特征在于，包括 輸入部，其依次輸入處理對象的信號；線性均衡部，其對在所述輸入部中輸入的信號依次進行線性均衡； 自適應(yīng)非線性均衡部，其與所述線性均衡部的線性均衡并行地，對在所述輸入部中輸入的信號依次進行非線性均衡；加法部，其將在所述自適應(yīng)非線性均衡部中進行了非線性均衡的信號和在所述線性均衡部中進行了線性均衡的信號相加；以及預(yù)判定部，其對在所述加法部中相加后的信號依次進行預(yù)判定； 其中，所述自適應(yīng)非線性均衡部將在所述預(yù)判定部中預(yù)判定后的信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)，并基于多個系數(shù)執(zhí)行非線性均衡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的均衡器，其特征在于，所述線性均衡部中所包含的多級抽頭與所述自適應(yīng)非線性均衡部中的多級抽頭被共用。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的均衡器，其特征在于，所述預(yù)判定部按照部分響應(yīng)規(guī)則執(zhí)行預(yù)判定。
10.根據(jù)權(quán)利要求7 9中的任一項所述的均衡器，其特征在于， 還包括判定所述自適應(yīng)非線性均衡部中的多個系數(shù)的收斂的判定部，在所述判定部判定為收斂之前的期間，所述加法部將在所述線性均衡部中進行了線性均衡的信號向所述預(yù)判定部輸出，在所述判定部判定為收斂之后，所述加法部將相加后的信號向所述預(yù)判定部輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的均衡器，其特征在于，還包括使在所述線性均衡部中進行了線性均衡的信號延遲的第一延遲部；以及使在所述自適應(yīng)非線性均衡部中進行了非線性均衡的信號延遲的第二延遲部；其中，所述第一延遲部在與所述預(yù)判定部中的處理延遲相應(yīng)的期間內(nèi)執(zhí)行延遲， 所述第二延遲部在與所述預(yù)判定部中的處理延遲相應(yīng)的期間內(nèi)執(zhí)行延遲， 所述自適應(yīng)非線性均衡部基于在所述第一延遲部中延遲后的信號和在所述第二延遲部中延遲后的信號之和與在所述預(yù)判定部中進行了預(yù)判定的信號之間的差異，導(dǎo)出多個系數(shù)，所述線性均衡部使用多個系數(shù)執(zhí)行線性均衡，在所述判定部判定為收斂之前的期間， 基于在所述第一延遲部中延遲后的信號與在所述預(yù)判定部中進行了預(yù)判定的信號的差異， 導(dǎo)出多個系數(shù)，在所述判定部判定為收斂之后，基于在所述第一延遲部中延遲后的信號和在所述第二延遲部中延遲后的信號之和與在所述預(yù)判定部中進行了預(yù)判定的信號之間的差異，導(dǎo)出多個系數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7 10中的任一項所述的均衡器，其特征在于，還包括將在所述線性均衡部中進行了線性均衡的信號和在所述自適應(yīng)非線性均衡部中進行了非線性均衡的信號相加的加法部；以及使從所述加法部輸出的信號延遲的延遲部；其中，所述延遲部在與所述預(yù)判定部中的處理延遲相應(yīng)的期間內(nèi)執(zhí)行延遲， 所述自適應(yīng)非線性均衡部基于在所述延遲部中延遲后的信號與在所述預(yù)判定部中進行了預(yù)判定的信號的差異，導(dǎo)出多個系數(shù)，所述線性均衡部使用多個系數(shù)執(zhí)行線性均衡，且使用固定值作為多個系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7 12中的任一項所述的均衡器，其特征在于，所述自適應(yīng)非線性均衡部在檢測到多個系數(shù)發(fā)散時，新導(dǎo)出多個系數(shù)。
14.一種均衡方法，其特征在于，包括如下步驟 對輸入的信號依次進行線性均衡；與線性均衡并行地對輸入的信號依次進行非線性均衡； 將非線性均衡后的信號和線性均衡后的信號相加；以及對相加后的信號依次進行預(yù)判定；其中，在所述非線性均衡的步驟中，將預(yù)判定后的信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)， 并基于多個系數(shù)執(zhí)行非線性均衡。
15.一種程序，用于使計算機執(zhí)行如下步驟 對輸入的信號依次進行線性均衡；與線性均衡并行地對輸入的信號依次進行非線性均衡；將非線性均衡后的信號和線性均衡后的信號相加；以及對相加后的信號依次進行預(yù)判定；其中，在所述非線性均衡的步驟中，將預(yù)判定后的信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)， 并基于多個系數(shù)執(zhí)行非線性均衡。
全文摘要
線性均衡部(44)對處理對象的信號依次進行線性均衡。預(yù)判定部(30)對在線性均衡部(44)中進行了線性均衡的信號依次進行預(yù)判定。非線性均衡部(46)將預(yù)判定后的信號作為教師信號而導(dǎo)出多個系數(shù)，并基于多個系數(shù)對在線性均衡部(44)中進行了線性均衡的信號依次進行非線性均衡。
文檔編號G11B20/10GK102356432SQ20108001253
公開日2012年2月15日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者糸長誠, 速水淳 申請人:日本勝利株式會社