專利名稱：供非對(duì)稱數(shù)字客戶端回路用之回波消除器的制作方法
近年來(lái)，非對(duì)稱數(shù)字客戶端回路(Asymmetric Digital SubscriberLine，ADSL)系統(tǒng)已逐漸被應(yīng)用到雙向?qū)掝l網(wǎng)絡(luò)中，做為高速數(shù)據(jù)傳輸通信的架構(gòu)。ADSL利用分立多頻調(diào)制(Discrete Multitone Modulation，DMT)技術(shù)，在有限頻寬信道上，傳送出最高數(shù)據(jù)速率的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。一般而言，ADSL系統(tǒng)是在單對(duì)雙絞線電話回路下操作。由于單對(duì)雙絞線電話回路在網(wǎng)絡(luò)上的阻抗不匹配，使得傳送數(shù)據(jù)在通過(guò)混合電路(hybridcircuit)或傳輸線的節(jié)點(diǎn)(bridge)時(shí)，會(huì)有回波(echo)產(chǎn)生。
可以利用頻率分割多路(Frequency-Division Multiplexed，F(xiàn)DM)技術(shù)，分隔開(kāi)雙絞線電話回路上全雙路傳輸?shù)碾p向頻寬，藉以降低回波。然而在許多情形中，ADSL調(diào)制解調(diào)器也可以使用重疊頻率的雙向傳輸，以改善傳輸流量。亦即是藉由傳輸頻寬的擴(kuò)展增加信道上的總數(shù)據(jù)傳輸速率。
回波消除器在使用重疊頻率的雙向傳輸時(shí)是有必要的，而且可以利用模擬方式或數(shù)字方式來(lái)降低回波。圖一顯示出傳統(tǒng)數(shù)字適應(yīng)性回波消除器的功能方塊圖。該回波消除器通常是與回波路徑(echo channel)平行放置，而回波路徑一般包括數(shù)字濾波器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，傳送濾波器，混合電路，接收濾波器，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和接收端的數(shù)字濾波器。回波消除器會(huì)以適應(yīng)性方式合成回波信道，并藉此產(chǎn)生回波復(fù)制信號(hào)，而該回波復(fù)制信號(hào)會(huì)在接收信號(hào)中被減除掉。
適應(yīng)性回波消除器除了應(yīng)用到ADSL系統(tǒng)以外，通常也可做為其它數(shù)字客戶端回路(DSL)傳送接收器的一部分，比如HDSL，VDSL等。一般的回波消除器技術(shù)也可以應(yīng)用到其它的領(lǐng)域中，例如串音噪聲消除器。
由于回波信號(hào)是傳送信號(hào)中泄波的部分回饋到近端同區(qū)接收器，因而會(huì)對(duì)接收信號(hào)造成嚴(yán)重的干擾。為設(shè)計(jì)出高效率的ADSL調(diào)制解調(diào)器，需要高效率的適應(yīng)性數(shù)字回波消除器，來(lái)消除掉全雙路環(huán)境下調(diào)制解調(diào)器的回波干擾。此外，此回波消除器可以與其它系統(tǒng)組合，比如頻域分割調(diào)制(FDM)模式，讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)者能彈性的設(shè)計(jì)出最佳系統(tǒng)。
公用技術(shù)中已經(jīng)提出許多的回波消除技術(shù)。例如，傳統(tǒng)的回波消除器使用具有多tap數(shù)的有限脈沖響應(yīng)(Finite Impulse Response，F(xiàn)IR)濾波器，來(lái)仿真回波信道，并消除時(shí)域上的回波，如圖1所示。如果應(yīng)用到ADSL系統(tǒng)中，這些傳統(tǒng)的回波消除器通常需要很快速地更新tap系數(shù)，且其計(jì)算復(fù)雜度很高。有一些其它回波消除器的設(shè)計(jì)是利用頻域與時(shí)域之間的雙邊關(guān)系，在頻率域中實(shí)現(xiàn)回波消除功能。這些頻域運(yùn)作的回波消除器具有較高的成本以及復(fù)雜度，因?yàn)樾枰^多點(diǎn)數(shù)的快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)電路或反快速傅立葉轉(zhuǎn)換(IFFT)電路。
J.M.Cioffi與J.Bingham在1994年IEEE Transaction onCommunication中發(fā)表標(biāo)題為“Data-Driven Multitone Echo Canceller”的文章，提出“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)回波消除器”的構(gòu)想。這種回波消除器包含設(shè)定并更新系數(shù)用的頻率域回波消除器，以及合成回波用的時(shí)域回波消除器。此架構(gòu)需要在頻率域與時(shí)域之間做頻繁的FFT/IFFT轉(zhuǎn)換操作，此外，由于其衍生效應(yīng)的假設(shè)對(duì)于較長(zhǎng)的回波信道來(lái)說(shuō)并不合適。Minnie Ho，J.M.Cioffi與J.Bingham在1996年IEEE Transaction on Communication中發(fā)表標(biāo)題為“Discrete Multitone Echo Cancellation”的文章，提出另一種回波消除器。該回波消除器也是采用頻率域與時(shí)域雙重運(yùn)作的功能，消除掉頻率域與時(shí)域中的回波。這種新穎的結(jié)構(gòu)在一般典型的環(huán)境中能降低ADSL回波消除器(或其它類似應(yīng)用)中的加乘計(jì)算復(fù)雜度。然而，就實(shí)時(shí)處理的觀點(diǎn)，以及特用集成電路(ASIC)的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，并沒(méi)有得到真正的優(yōu)點(diǎn)，尤其是在回波信道較長(zhǎng)的時(shí)候，其架構(gòu)仍需要相當(dāng)多的數(shù)值運(yùn)算。
因此，業(yè)界需要一種具有雙重頻域與時(shí)域回波消除架構(gòu)的回波消除器，以消除掉ADSL中的回波干擾，同時(shí)又方便在超大集成電路(VLSI)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)，以解決上述習(xí)用技術(shù)中的問(wèn)題，并符合ITU G.992.1與T1，413對(duì)ADSL的規(guī)范。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有頻域與時(shí)域雙重運(yùn)作的回波消除器，能同時(shí)進(jìn)行頻域的回波信道估算與時(shí)域中回波的消除處理，且其整架構(gòu)以及構(gòu)造單元適合目前VLSI的設(shè)計(jì)以及制造，可以有效地消除掉ADSL中的回波效應(yīng)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種回波消除器，主要系包括一頻域更新器，一時(shí)域消除器，以及一遠(yuǎn)程信號(hào)估算器。其中頻域更新器利用適應(yīng)性最小均方(Least Mean Square，LMS)算法，產(chǎn)生頻域回波信道的估算系數(shù)。并經(jīng)由反快速傅立葉轉(zhuǎn)換(IFFT)將此頻域系數(shù)轉(zhuǎn)換成時(shí)域回波信道系數(shù)。時(shí)域消除器對(duì)傳送信號(hào)與估算出的時(shí)域回波信道進(jìn)行線性回旋(convolution)運(yùn)算處理，合成回波復(fù)制信號(hào)，并將其從接收信號(hào)中扣除。而遠(yuǎn)程信號(hào)估算器是用來(lái)產(chǎn)生目標(biāo)信道的頻域脈沖響應(yīng)(亦即回路信道(Loop channel)與ADSL中時(shí)域均衡器的等效脈沖響應(yīng))，并同時(shí)合成遠(yuǎn)程信號(hào)的估算信號(hào)，再?gòu)囊芽鄢夭◤?fù)制信號(hào)的接收信號(hào)中扣除掉該估算信號(hào)，進(jìn)而產(chǎn)生錯(cuò)誤項(xiàng)調(diào)節(jié)信號(hào)。
本發(fā)明的次一目的在于提供一種具有訓(xùn)練模式與操作模式的回波消除器，其中訓(xùn)練模式與操作模式都是特別設(shè)計(jì)供ADSL標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)范的連結(jié)設(shè)定步驟用。在訓(xùn)練模式中，開(kāi)始進(jìn)行頻率域信道的估算，利用一周期性的圖框信號(hào)，例如，周期性PRU信號(hào)(假性隨機(jī)上傳碼)，來(lái)訓(xùn)練及適應(yīng)性地估算頻率域中的回波信道系數(shù)，并同時(shí)可以選擇地暫停時(shí)域操作，因?yàn)樵贏DSL標(biāo)準(zhǔn)中，此訓(xùn)練模式下沒(méi)有遠(yuǎn)程信號(hào)傳送。完成訓(xùn)練操作后，會(huì)經(jīng)由IFFT而產(chǎn)生時(shí)域回波信道tap系數(shù)，接著開(kāi)始時(shí)域回波復(fù)制信號(hào)的合成處理與消除。在操作模式中，回波消除器會(huì)持續(xù)地以一個(gè)圖框信號(hào)接著一個(gè)圖框信號(hào)的方式，進(jìn)行時(shí)域回波信號(hào)的合成處理與消除，但是只有在接收到同步圖框(Synchronization-frame)信號(hào)時(shí)，才會(huì)進(jìn)行頻域回波信道的適應(yīng)性更新。值得注意的是，在錯(cuò)誤項(xiàng)調(diào)節(jié)信號(hào)被用來(lái)更新回波信道估算值的系數(shù)之前，會(huì)先從已扣除復(fù)制回波的接收信號(hào)中扣除掉遠(yuǎn)程信號(hào)估算值。


圖1為習(xí)用回波消除器的功能方塊示意圖；圖2為本發(fā)明回波消除器的功能方塊示意圖；圖3為本發(fā)明頻域更新器的功能方塊示意圖；
圖4為本發(fā)明遠(yuǎn)程信號(hào)估算器功能方塊示意圖；圖5為本發(fā)明時(shí)域消除器的功能方塊示意圖；圖6為本發(fā)明回波消除器的整體操作流程圖；圖7為本發(fā)明回波消除器的訓(xùn)練模式流程圖；圖8為本發(fā)明回波消除器的操作模式流程圖。
茲參閱相關(guān)附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明內(nèi)容。
參閱圖2，本發(fā)明之回波消除器主要系包括一頻域更新器10，一時(shí)域消除器20，以及一遠(yuǎn)程信號(hào)估算器30，其中時(shí)域消除器20與頻域更新器10中分別具有開(kāi)關(guān)a與b，用來(lái)切換訓(xùn)練模式與操作模式。由傳送分立多頻調(diào)制器40所輸出的頻域信號(hào)X(f)，分別輸入頻域更新器10與IFFT(方塊50a)中。IFFT(方塊50a)接收X(f)，進(jìn)行反快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理，并將處理后信號(hào)輸入循環(huán)式前加器(Cyclic Prefix)54，而循環(huán)式前加器54再產(chǎn)生時(shí)域信號(hào)x(t)，該時(shí)域信號(hào)x(t)又輸入到時(shí)域消除器20與回波信道56中?；夭ㄐ诺?6的輸出信號(hào)傳送給時(shí)域信道均衡器58，經(jīng)由時(shí)域信道均衡器58均衡處理過(guò)的信號(hào)再傳給移除CP器62，而移除CP器62將處理后的時(shí)域信號(hào)s(t)傳送到時(shí)域消除器20。時(shí)域消除器20接收循環(huán)式前加器54的時(shí)域信號(hào)x(t)以及移除CP器62的時(shí)域信號(hào)s(t)，而且還接收由IFFT(方塊50b)輸入的時(shí)域信號(hào)w(t)，其中時(shí)域信號(hào)w(t)是IFFT(方塊50b)接收頻域更新器10的頻域信號(hào)W(f)，再經(jīng)反快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理所得到的時(shí)域信號(hào)。時(shí)域消除器20將處理后的w’(t)與d(t)信號(hào)饋入FFT(方塊52a)與FFT(方塊52b)中，其中FFT(方塊52a)將輸入的w’(t)信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理，再將所得頻域信號(hào)W’(f)輸入頻域更新器10，而FFT(方塊52b)將輸入的d(t)信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理，再將所得頻域信號(hào)D(f)輸入頻域更新器10與遠(yuǎn)程信號(hào)估算器30，同時(shí)輸入到頻域均衡器64。頻域更新器10接收FFT(方塊52a)與FFT(方塊52b)輸出的W’(f)與D(f)信號(hào)，以及傳送分立多頻調(diào)制器40所輸出的頻域信號(hào)X(f)，還有由遠(yuǎn)程信號(hào)估算器30所輸出的頻域信號(hào)E’(f)，產(chǎn)生頻域信號(hào)W(f)，提供給IFFT(方塊50b)用。頻域更新器利用X(f)，D(f)，E’(f)與W’(f)完成回波信道估算；時(shí)域消除器利用x(t)，w(t)產(chǎn)生回波信號(hào)復(fù)制并將其從s(t)中扣除以產(chǎn)生d(t)；而遠(yuǎn)程信號(hào)估算器30則利用頻域信號(hào)D(f)進(jìn)行目標(biāo)信道估算處理，并得到頻域信號(hào)E’(f)。
參閱圖3，頻域更新器10包括復(fù)制器12與LMS適應(yīng)性方塊14，其中頻域信號(hào)X(f)經(jīng)復(fù)制器12處理，產(chǎn)生k倍長(zhǎng)度的頻域信號(hào)Xk(f)，再輸出給LMS適應(yīng)性方塊14。LMS適應(yīng)性方塊14接收復(fù)制器12的頻域信號(hào)Xk(f)，F(xiàn)FT(方塊52b)的頻域信號(hào)W’(f)以及利用開(kāi)關(guān)b做切換所輸入的頻域信號(hào)E’(f)或頻域信號(hào)E(f)后，藉LMS算法，進(jìn)行適應(yīng)性頻域回波信道系數(shù)更新處理，以便產(chǎn)生頻域系數(shù)信號(hào)W(f)，提供給IFFT(方塊50b)以及一乘法器，而該乘法器將頻域信號(hào)W(f)乘上k倍長(zhǎng)度的頻域信號(hào)Xk(f)，得到頻域信號(hào)Y(f)，而頻域信號(hào)E(f)是由一加法器對(duì)該頻域信號(hào)Y(f)與頻域信號(hào)D(f)做加成處理后所產(chǎn)生。
當(dāng)開(kāi)關(guān)b切換到2時(shí)，頻域更新器10會(huì)執(zhí)行LMS1算法處理，表示如下Y(f)＝W(f)×X(f)，E(f)＝D(f)-Y(f)，W(f)＝W(f)+μ1×E(f)×Xk*(f)；(新) (原)當(dāng)開(kāi)關(guān)b切換到1時(shí)，頻域更新器10會(huì)執(zhí)行LMS2算法處理，表示如下W(f)＝W’(f)+μ1×E’(f)×Xk*(f)，其中μ1是步階大小因子(step-size factor)。
參閱圖4，遠(yuǎn)程信號(hào)估算器30包括一LMS適應(yīng)性方塊32以及一PRD產(chǎn)生器34。PRD產(chǎn)生器34產(chǎn)生ADSL中所定義的假性隨機(jī)下傳碼(pseudo-randomdownstream code)，提供給LMS適應(yīng)性方塊32，讓LMS適應(yīng)性方塊32在接收到頻域信號(hào)D(f)時(shí)，利用以下的LMS3算法進(jìn)行處理，執(zhí)行適應(yīng)性頻域目標(biāo)信道更新H(f)＝H(f)+μ2×E’(f)×P*(f)，(新) (原)其中μ2是步階大小因子。
參閱圖5，時(shí)域消除器20包括一內(nèi)插零處理器22，一線性回旋方塊24，一刪減器26，以及一補(bǔ)零處理器28，其中x(t)是N長(zhǎng)度實(shí)數(shù)向量，而wL(t)是L長(zhǎng)度實(shí)數(shù)向量，其余信號(hào)皆為K*N長(zhǎng)度實(shí)數(shù)向量。內(nèi)插零處理器22在x(t)的二相鄰取樣信號(hào)間補(bǔ)上k-1個(gè)“0”，產(chǎn)生xk(t)信號(hào)。刪減器26截取w(t)中前L個(gè)取樣信號(hào)，形成wL(t)信號(hào)，其中L為估算的回波信道長(zhǎng)度。補(bǔ)零處理器28將wL(t)信號(hào)補(bǔ)上(K*N-L)個(gè)“0”，形成長(zhǎng)度為K*N的w’L(t)信號(hào)。線性回旋方塊24對(duì)xk(t)信號(hào)與wL(t)信號(hào)進(jìn)行線性回旋處理，得到y(tǒng)(t)＝xk(t)*wL(t)＝∑xk(n-t)×wL(t)。
綜合來(lái)說(shuō)，本發(fā)明利用頻域更新器10，時(shí)域消除器20以及遠(yuǎn)程信號(hào)估算器30，建構(gòu)出仿真的回波合成機(jī)制，產(chǎn)生較為準(zhǔn)確的回波估算信號(hào)，進(jìn)而去除掉實(shí)際傳輸信道上所衍生的回波信號(hào)，改善ADSL的數(shù)據(jù)傳輸品質(zhì)。
本發(fā)明的回波消除器具有二種操作模式，包括訓(xùn)練模式與操作模式。其中訓(xùn)練模式與操作模式都是特別設(shè)計(jì)供ADSL標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)范的連結(jié)設(shè)定步驟用。
參閱圖6，本發(fā)明回波消除器的整體操作流程圖顯示，首先進(jìn)行步驟101，起動(dòng)頻域回波信道估算處理產(chǎn)生W(f)起始值，以及起動(dòng)頻域目標(biāo)信道估算處理產(chǎn)生H(f)起始值。接下去步驟102，判斷訓(xùn)練狀態(tài)是否開(kāi)始(在ADSL標(biāo)準(zhǔn)中，定義為R-ECT狀態(tài))，如果不是，則回到步驟101，如果是，則進(jìn)行步驟104，進(jìn)入訓(xùn)練模式。訓(xùn)練模式完成后，進(jìn)入步驟106，判斷其它過(guò)渡性狀態(tài)例如R-REVERB2是否結(jié)束，如果不是，則停留在步驟106，如果是，則進(jìn)行步驟107，對(duì)wL(t)與xk(t)進(jìn)行回旋處理，產(chǎn)生y(t)，并減去回波復(fù)制信號(hào)，W’(f)與wL(t)保持不變。接著，進(jìn)入步驟108，判斷顯示期間(Show time)是否開(kāi)始，其中顯示期間在ADSL標(biāo)準(zhǔn)中是指開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸后的時(shí)間，如果不是，則回到步驟107，如果是，則進(jìn)入步驟109，執(zhí)行操作模式。
參閱圖7，進(jìn)一步顯示出圖2中本發(fā)明回波消除器的訓(xùn)練模式流程，首先步驟701將第一開(kāi)關(guān)(a)切換到第1端點(diǎn)，且將第二開(kāi)關(guān)(b)切換到第2端點(diǎn)，接下去進(jìn)入步驟702，此時(shí)調(diào)制器傳送周期性PRU信號(hào)并執(zhí)行W(f)*Xk(f)，產(chǎn)生頻域回波估算信號(hào)，Y(f)。進(jìn)入步驟703，比較Y(f)與D(f)的差異，再執(zhí)行第一最小均方(LMS1)操作，更新回波信道估算信號(hào)，W(f)。進(jìn)入步驟704，判斷R-ECT狀態(tài)是否結(jié)束，如果不是，則回到步驟702，如果是，則進(jìn)行步驟705，停止將W(f)更新，并經(jīng)由IFFT(方塊50b)轉(zhuǎn)換成w(t)。接著進(jìn)入步驟706，將w(t)刪減成wL(t)，再補(bǔ)“0”形成w’(t)，并經(jīng)由FFT(方塊52a)轉(zhuǎn)換w’(t)成W’(f)。進(jìn)入步驟707，判斷R-REVERB2狀態(tài)是否開(kāi)始，如果不是，則進(jìn)入步驟707a，保持W’(f)與wL(t)不變，如果是，則進(jìn)入步驟708，對(duì)wL(t)與xk(t)進(jìn)行回旋處理，產(chǎn)生時(shí)域回波復(fù)制信號(hào)y(t)，再進(jìn)入步驟709。在步驟709中，將所接收到的時(shí)域信號(hào)s(t)減掉時(shí)域回波復(fù)制信號(hào)y(t)，進(jìn)入步驟710。在步驟710中，將第一開(kāi)關(guān)(a)切換到第2端點(diǎn)，執(zhí)行H(f)*P(f)，產(chǎn)生遠(yuǎn)程同步圖框估算信號(hào)的C(f)。接著進(jìn)入步驟711，比較C(f)與D(f)之間的差異，執(zhí)行LMS3算法操作，更新H(f)，進(jìn)入步驟712。在步驟712中，判斷R-REVERB2狀態(tài)是否結(jié)束，如果不是，則回到步驟708，如果是，則進(jìn)行步驟713，停止訓(xùn)練模式，保持W’(f)，wL(t)與H(f)不變，并持續(xù)執(zhí)行步驟708與步驟709直到操作模式。因此，整個(gè)流程達(dá)到訓(xùn)練頻率域中tap系數(shù)的目的，而完成整個(gè)訓(xùn)練模式操作。
參閱圖8，進(jìn)一步顯示出圖2中本發(fā)明回波消除器的操作模式流程，首先執(zhí)行步驟801，開(kāi)始顯示期間的操作。接著進(jìn)入步驟802，將第二開(kāi)關(guān)切換到第一端點(diǎn)，再進(jìn)行步驟803，對(duì)wL(t)與xk(t)進(jìn)行回旋處理，產(chǎn)生時(shí)域回波復(fù)制信號(hào)y(t)，進(jìn)入步驟804。在步驟804中，將所接收到的時(shí)域信號(hào)s(t)減掉時(shí)域回波復(fù)制信號(hào)y(t)，進(jìn)入步驟805。在步驟805中，判斷是否接收到同步圖框信號(hào)，如果不是，回到步驟803，如果是，則進(jìn)入步驟806。在步驟806中，執(zhí)行H(f)*P(f)，產(chǎn)生遠(yuǎn)程同步圖框估算信號(hào)，進(jìn)入步驟807，從D(f)中減去C(f)，產(chǎn)生E’(f)。接著進(jìn)入步驟808，執(zhí)行LMS3算法操作，更新頻域目標(biāo)信道估算信號(hào)H(f)，進(jìn)入步驟809。在步驟809中，執(zhí)行LMS2算法操作，更新W(f)，進(jìn)入步驟810。在步驟810中，經(jīng)由IFFT(方塊50b)，將W(f)轉(zhuǎn)換成w(t)，將w(t)刪減成wL(t)，再補(bǔ)“0”形成w’(t)，并經(jīng)由FFT(方塊52a)轉(zhuǎn)換w’(t)成W’(f)，在回到步驟803，依序重復(fù)以上操作。
摘要的說(shuō)，在訓(xùn)練模式中，開(kāi)始進(jìn)行頻率域信道的估算，利用周期性的PRU圖框信號(hào)，來(lái)訓(xùn)練頻率域中的回波信道tap系數(shù)，同時(shí)可以選擇性的暫停時(shí)域操作，因?yàn)樵贏DSL標(biāo)準(zhǔn)中，此時(shí)沒(méi)有遠(yuǎn)程信號(hào)傳送。完成頻域估算后，會(huì)經(jīng)由IFFT而產(chǎn)生時(shí)域回波信道tap系數(shù)，接著開(kāi)始時(shí)域回波復(fù)制信號(hào)的合成處理與消除處理，并利用PRD圖框信號(hào)來(lái)訓(xùn)練頻域中的目標(biāo)信道tap系數(shù)。在操作模式中，回波消除器持續(xù)以一個(gè)圖框信號(hào)接著一個(gè)圖框信號(hào)的方式，進(jìn)行時(shí)域回波信號(hào)的合成處理與消除處理，但是只有在接收到同步圖框信號(hào)時(shí)，才會(huì)進(jìn)行頻域回波信道tap系數(shù)的再調(diào)節(jié)與更新。此時(shí)，在錯(cuò)誤項(xiàng)調(diào)節(jié)信號(hào)被用來(lái)更新回波信道估算值的系數(shù)之前，會(huì)從已消除回波復(fù)制的接收信號(hào)中扣除掉遠(yuǎn)程信號(hào)估算值。
綜上所述，當(dāng)知本方案創(chuàng)作具有實(shí)用性與新穎性，且本方案未見(jiàn)之于任何刊物，當(dāng)符合專利法規(guī)定。
唯以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以之限定本發(fā)明實(shí)施之范圍。即大凡一本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作之等效變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利涵蓋之范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種回波消除器，供非對(duì)稱數(shù)字客戶端回路進(jìn)行回波信號(hào)的消除處理，其特征是包括一頻域更新器，利用調(diào)節(jié)性最小均方(LMS)算法，產(chǎn)生頻域回波信道估算信號(hào)；一遠(yuǎn)程信號(hào)估算器，產(chǎn)生目標(biāo)信道的脈沖響應(yīng)，亦即產(chǎn)生一回路信道與一時(shí)域均衡器的等效脈沖響應(yīng)，并同時(shí)合成遠(yuǎn)程信號(hào)估算信號(hào)，再?gòu)囊芽鄢夭◤?fù)制的接收信號(hào)中扣除掉該遠(yuǎn)程信號(hào)估算信號(hào)，進(jìn)而產(chǎn)生錯(cuò)誤項(xiàng)調(diào)節(jié)信號(hào)；一時(shí)域消除器，對(duì)傳送與估算出的時(shí)域回波信道估算信號(hào)進(jìn)行線性回旋處理，再合成回波復(fù)制信號(hào)；第一反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，將輸入頻域信號(hào)X(f)轉(zhuǎn)換成時(shí)域信號(hào)x’(t)，提供給一循環(huán)式前加器，而該循環(huán)式前加器將時(shí)域信號(hào)x’(t)轉(zhuǎn)換成時(shí)域信號(hào)x(t)，提供給一回波信道以及時(shí)域消除器，而該回波信道的輸出再傳送給一時(shí)域信道均衡器，該時(shí)域信道均衡器的輸出再傳送給一移除CP器，接著將該移除CP器的輸出時(shí)域信號(hào)s(t)再傳送給時(shí)域消除器；第二反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，將頻域更新器所輸出的頻域信號(hào)W(f)轉(zhuǎn)換成時(shí)域信號(hào)w(t)，提供給時(shí)域消除器；第一快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，將時(shí)域消除器的時(shí)域信號(hào)w’(t)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)W’(f)，提供給頻域更新器；以及第二快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，將時(shí)域消除器的時(shí)域信號(hào)d(t)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)D(f)，提供給頻域更新器；其中時(shí)域消除器與頻域更新器中分別具有第一開(kāi)關(guān)與第二開(kāi)關(guān)，用來(lái)將時(shí)域消除器與頻域更新器切換到訓(xùn)練模式與操作模式，供非對(duì)稱數(shù)字客戶端回路標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)范的連結(jié)設(shè)定步驟用；在訓(xùn)練模式時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行頻率域信道的估算，利用周期性的PRU圖框信號(hào)，來(lái)訓(xùn)練頻率域中的tap系數(shù)，同時(shí)可以選擇性的暫停時(shí)域操作，因?yàn)樵诜菍?duì)稱數(shù)字客戶端回路標(biāo)準(zhǔn)中，訓(xùn)練狀態(tài)下是沒(méi)有遠(yuǎn)程信號(hào)；完成訓(xùn)練操作后，會(huì)經(jīng)由第二反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器而產(chǎn)生時(shí)域tap系數(shù)，接著開(kāi)始時(shí)域回波復(fù)制信號(hào)的合成處理與消除處理；在操作模式中，回波消除器持續(xù)以一個(gè)圖框信號(hào)一個(gè)圖框信號(hào)的方式，進(jìn)行時(shí)域回波信號(hào)的合成處理與消除處理，但是只有在接收到同步圖框信號(hào)時(shí)，才會(huì)進(jìn)行頻域回波信道的再調(diào)節(jié)與更新，在錯(cuò)誤項(xiàng)調(diào)節(jié)信號(hào)被用來(lái)更新回波信道估算值的系數(shù)之前，會(huì)從已扣除回波復(fù)制的接收信號(hào)中扣除掉遠(yuǎn)程信號(hào)估算值。
2.如權(quán)利要求1之回波消除器，其特征是該頻域更新器進(jìn)一步包括一復(fù)制器與一最小均方適應(yīng)性調(diào)節(jié)方塊，該復(fù)制器處理頻域信號(hào)X(f)，產(chǎn)生k倍長(zhǎng)度的頻域信號(hào)xk(f)，再輸出給最小均方調(diào)節(jié)性方塊，而最小均方調(diào)節(jié)性方塊接收復(fù)制器的頻域信號(hào)Xk(f)，第二快速傅立葉轉(zhuǎn)換器的頻域信號(hào)W’(f)以及利用開(kāi)關(guān)b做切換所輸入的頻域信號(hào)E’(f)或頻域信號(hào)E(f)后，藉最小均方算法，進(jìn)行適應(yīng)性頻域回波信道tap系數(shù)的更新處理，以便產(chǎn)生頻域信號(hào)W(f)，提供給第一快速傅立葉轉(zhuǎn)換器以及一乘法器用，而該乘法器會(huì)將頻域信號(hào)W(f)乘上k倍長(zhǎng)度的頻域信號(hào)Xk(f)，得到頻域信號(hào)Y(f)，頻域信號(hào)E(f)是由一加法器對(duì)該頻域信號(hào)Y(f)與頻域信號(hào)D(f)做加成處理后所產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求1之回波消除器，其特征是該遠(yuǎn)程信號(hào)估算器進(jìn)一步包括一最小均方適應(yīng)性調(diào)節(jié)方塊以及一PRD產(chǎn)生器，其中該P(yáng)RD產(chǎn)生器產(chǎn)生非對(duì)稱數(shù)字客戶端回路中所定義的假性隨機(jī)下傳碼，提供給該最小均方調(diào)節(jié)性方塊用，讓該最小均方調(diào)節(jié)性方塊在接收到頻域信號(hào)D(f)時(shí)，利用第三最小均方算法進(jìn)行處理，以執(zhí)行調(diào)節(jié)性頻域目標(biāo)信道更新，該第三最小均方算法表示如下H(f)＝H(f)+μ2×E’(f)×P*(f)，(新) (原)其中μ2是步階大小因子。
4.如權(quán)利要求1之回波消除器，其特征是該時(shí)域消除器進(jìn)一步包括一內(nèi)插零處理器，一線性回旋方塊，一刪減器，以及一補(bǔ)零處理器，其中內(nèi)插零處理器在N長(zhǎng)度實(shí)數(shù)向量的x(t)中二相鄰取樣信號(hào)之間補(bǔ)上k-1個(gè)“0”，產(chǎn)生xk(t)信號(hào)，刪減器截取w(t)中前L個(gè)取樣信號(hào)，形成wL(t)信號(hào)，其中L為估算回波信道長(zhǎng)度，補(bǔ)零處理器將wL(t)信號(hào)補(bǔ)上(K*N-L)個(gè)“0”，形成長(zhǎng)度為K*N的w’L(t)信號(hào)，線性回旋方塊對(duì)xk(t)信號(hào)與wL(t)信號(hào)進(jìn)行線性回旋處理。
5.如權(quán)利要求1之回波消除器，其特征是該頻域更新器在第二開(kāi)關(guān)切換到第二端點(diǎn)時(shí)，會(huì)執(zhí)行第一最小均方算法，表示如下Y(f)＝W(f)×X(f)，E(f)＝D(f)-Y(f)，W(f)＝W(f)+μ1×E(f)×Xk*(f)。(新) (原)
6.如權(quán)利要求1之回波消除器，其特征是該頻域更新器在第二開(kāi)關(guān)切換到第一端點(diǎn)時(shí)，頻域更新器會(huì)執(zhí)行第二最小均方算法處理，表示如下W(f)＝W’(f)+μ1×E’(f)×Xk*(f)，其中μ1是步階大小因子。
7.如權(quán)利要求1之回波消除器，其特征是進(jìn)一步包括操作流程，而該操作流程包含訓(xùn)練模式與操作模式，其中該訓(xùn)練模式被用來(lái)訓(xùn)練頻率域中的tap系數(shù)，而操作模式則是依據(jù)訓(xùn)練模式所設(shè)定的最佳tap系數(shù)，進(jìn)行實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的回波消除操作。
8.如權(quán)利要求7之回波消除器，其特征是該操作流程進(jìn)一步包括以下步驟首先進(jìn)行步驟101，起動(dòng)頻域回波信道估算處理產(chǎn)生W(f)起始值，以及起動(dòng)頻域目標(biāo)信道估算處理產(chǎn)生H(f)起始值；接下去步驟102，判斷R-ECT狀態(tài)是否開(kāi)始，如果不是，則回到步驟101，如果是，則進(jìn)行步驟104，進(jìn)入訓(xùn)練模式；訓(xùn)練模式完成后，進(jìn)入步驟106，判斷R-REVERB2狀態(tài)是否結(jié)束，如果不是，則回到步驟104，如果是，則進(jìn)行步驟107，對(duì)wL(t)與xk(t)進(jìn)行回旋處理，產(chǎn)生y(t)，并減去回波復(fù)制信號(hào)，W’(f)與wL(t)保持不變；以及接著進(jìn)入步驟108，判斷顯示期間是否開(kāi)始，如果不是，則回到步驟107，如果是，則進(jìn)入步驟109，執(zhí)行操作模式。
9.如權(quán)利要求7之回波消除器，其特征是該訓(xùn)練模式的操作進(jìn)一步包括以下步驟首先執(zhí)行步驟701，將第一開(kāi)關(guān)切換到第一端點(diǎn)，且將第二開(kāi)關(guān)切換到第二端點(diǎn)，接下去進(jìn)入步驟702，執(zhí)行W(f)*Xk(f)，產(chǎn)生頻域回波估算信號(hào)，Y(f)；進(jìn)入步驟703，比較Y(f)與D(f)的差異，再執(zhí)行第一最小均方操作，更新回波信道估算信號(hào)，W(f)；進(jìn)入步驟704，判斷R-ECT狀態(tài)是否結(jié)束，如果不是，則回到步驟702，如果是，則進(jìn)行步驟705，將W(f)更新，并經(jīng)由IFFT而轉(zhuǎn)換成w(t)；接著進(jìn)入步驟706，將w(t)刪減成wL(t)，再補(bǔ)“0”形成w’(t)，并經(jīng)由FFT轉(zhuǎn)換w’(t)成W’(f)。進(jìn)入步驟707，判斷R-REVERB2狀態(tài)是否開(kāi)始，如果不是，則進(jìn)入步驟707a，保持W’(f)與wL(t)不變，如果是，則進(jìn)入步驟708，對(duì)wL(t)與xk(t)進(jìn)行回旋處理，產(chǎn)生時(shí)域回波復(fù)制信號(hào)y(t)，再進(jìn)入步驟709；在步驟709中，將所接收到的時(shí)域信號(hào)s(t)減掉時(shí)域回波復(fù)制信號(hào)y(t)，進(jìn)入步驟710；在步驟710中，將第一開(kāi)關(guān)切換到第二端點(diǎn)，執(zhí)行H(f)*P(f)，產(chǎn)生遠(yuǎn)程同步圖框估算信號(hào)的C(f)；接著進(jìn)入步驟711，比較C(f)與D(f)之間的差異，執(zhí)行第三最小均方算法操作，更新H(f)，進(jìn)入步驟712；以及在步驟712中，判斷R-REVERB2狀態(tài)是否結(jié)束，如果不是，則回到步驟708，如果是，則進(jìn)行步驟713，停止訓(xùn)練模式，保持W’(f)，wL(t)與H(f)不變，并持續(xù)執(zhí)行步驟708與709以消除回波復(fù)制；最后，達(dá)到訓(xùn)練頻率域中tap系數(shù)的目的，而完成整個(gè)訓(xùn)練模式操作。
10.如權(quán)利要求7之回波消除器，其特征是該操作模式的操作進(jìn)一步包括以下步驟首先執(zhí)行步驟801，開(kāi)始顯示時(shí)間的操作；接著進(jìn)入步驟802，將第二開(kāi)關(guān)切換到第一端點(diǎn)，再進(jìn)行步驟803，對(duì)wL(t)與xk(t)進(jìn)行回旋處理，產(chǎn)生時(shí)域回波復(fù)制信號(hào)y(t)，進(jìn)入步驟804；在步驟804中，將所接收到的時(shí)域信號(hào)s(t)減掉時(shí)域回波復(fù)制信號(hào)y(t)，進(jìn)入步驟805；在步驟805中，判斷是否接收到同步圖框信號(hào)，如果不是，回到步驟803，如果是，則進(jìn)入步驟806；在步驟806中，執(zhí)行H(f)*P(f)，產(chǎn)生遠(yuǎn)程同步圖框估算信號(hào)，進(jìn)入步驟807，從D(f)中減去C(f)，產(chǎn)生E’(f)；接著進(jìn)入步驟808，執(zhí)行第三最小均方算法操作，更新頻域目標(biāo)信道估算信號(hào)H(f)，進(jìn)入步驟809；在步驟809中，執(zhí)行第二最小均方算法操作，更新W(f)，進(jìn)入步驟810；在步驟810中，經(jīng)由IFFT，將W(f)轉(zhuǎn)換成w(t)，將w(t)刪減成wL(t)，再補(bǔ)“0”形成w’(t)，并經(jīng)由FFT轉(zhuǎn)換w’(t)成W’(f)，在回到步驟803，依序重復(fù)以上操作。
全文摘要
一種供非對(duì)稱數(shù)字客戶端回路用之高效率回波消除器,主要系包括一頻域更新器,一遠(yuǎn)程信號(hào)估算器,以及一時(shí)域消除器,建立具有時(shí)域回波消除與頻域回波信道估算的架構(gòu),適于超大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì),并符合非對(duì)稱數(shù)字客戶端回路的規(guī)范。
文檔編號(hào)H04B3/20GK1373566SQ0110925
公開(kāi)日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者湯松年, 鄒慶鍇 申請(qǐng)人:矽統(tǒng)科技股份有限公司