專利名稱：兼容vsb／qam的多用信道均衡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于數(shù)字VSB(Vestigial Side Band)接收機(jī)與QAM(QuadratureAmplitude Modulation)接收機(jī)能夠共用的多用信道均衡器的一項技術(shù)。一般來講，將基帶信號，用單一的載波進(jìn)行振幅調(diào)制時，在頻譜中以載波頻率為中心，形成一個具有相同內(nèi)容的上邊帶與下邊帶輸出信號。如果，將此信號直接送入信道內(nèi)傳輸，則在頻帶利用率方面是不合適的。所以需要只傳輸上邊帶與下邊帶中是某一個邊帶的調(diào)制方式。這種調(diào)制方式，稱為SSB(SingleSide Band-單邊帶)或VSB調(diào)制方式。這兩種是非常相似的調(diào)制方式。只是VSB方式是為使在接收信號端容易解調(diào)，將另一邊帶的一部分也追加傳輸。這與SSB方式有著很大的區(qū)別。
背景技術(shù)：
目前，對應(yīng)多種媒體(地面波、電纜)各自開發(fā)的數(shù)字電視接收技術(shù)，逐漸向統(tǒng)一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向發(fā)展；在不受媒體的限制下，設(shè)法用單一的接收機(jī)，接收數(shù)字電視信號。在不同媒體上傳輸數(shù)字電視的方式分為，經(jīng)地面波傳輸?shù)腣SB方式和經(jīng)電纜傳輸?shù)腝AM方式兩大類。
VSB傳輸方式是，將需要的信號只用實數(shù)信道輸出。即，信號只在I信道傳輸。而且為了生成Q信道信號，將對I信道信號進(jìn)行希爾伯特變換。所以Q信道是依存于I信道信號的。
另一方面，QAM傳輸方式是，將各自所需的信號，分別載在實數(shù)信道與虛數(shù)信道傳輸。即，I信道與Q信道上傳輸各自不同的信號。所以I信道與Q信道信號是相互獨立的。
圖1所示的生成VSB信號過程的結(jié)構(gòu)框圖；VSB基帶輸入信號x(t)，稱為I信道信號。當(dāng)I信道信號輸出到乘法器(101)的同時，也輸出到希爾伯特變換部(103)。乘法器(101)將在I信道信號上乘以COSωct載波之后，輸出到加法器(102)。
另外，希爾伯特(hilbert)變換部(103)，將把I信道信號反轉(zhuǎn)90°后，輸出到乘法器(104)。這時，經(jīng)希爾伯特變換部(103)反轉(zhuǎn)90°后的I信道信號xh(t)，稱為Q信道信號。乘法器(104)將Q信道信號乘以SINωct載波后，向加法器(102)輸出。
用載波中COSωct調(diào)制的I信道信號，與載波中SINωct調(diào)制的Q信道信號，由加法器(102)相加后傳送。加法器(102)的輸出信號v(t)的數(shù)學(xué)式如下[數(shù)學(xué)式1]v(t)＝x(t)COSωct+xh(t)SINωct這時，被調(diào)制的I、Q信道信號的波譜，相互有關(guān)聯(lián)；除了中央一部分以外，下邊帶I、Q信道信號，有相同的值。上邊帶則大小相同符號相反。所以I、Q信道相加時，只有下邊帶和上邊帶的一部分留下。即，得到信號帶寬減少一半的結(jié)果。
圖2所示出生成QAM信號過程的結(jié)構(gòu)框圖。QAM基帶輸入信號x(t)被傳輸?shù)絀信道，y(t)被傳輸?shù)絈信道。這時，乘法器(201)將I信道信號x(t)乘以載波COSωct后向加法器(203)輸出，乘法器(202)將Q信道信號y(t)乘以載波SINωct后向加法器(203)輸出。
由載波中COSωct調(diào)制的I信道信號，與載波中SINωct調(diào)制的Q信道信號相加后，由加法器(203)相加后傳輸。輸出信號v(t)的數(shù)學(xué)式如下[數(shù)學(xué)式2]v(t)＝x(t)COSωct+y(t)SINωct這時，上述QAM傳輸方式，由于是同時傳輸兩側(cè)邊帶，與VSB傳輸方式相比，需要2倍的帶寬。但在兩倍的帶寬內(nèi)，各自存在著x(t)和y(t)獨立信號，所以信息量也是兩倍。即，QAM傳輸方式和VSB傳輸方式，在相同的帶寬內(nèi)，存在相同的信息量。x(t)與y(t)各自被有正交關(guān)系的載波調(diào)制，所以在接收信號端，完全可以利用正交性質(zhì)復(fù)原出原來的信號。
另外，由發(fā)送端傳輸過來的信號，經(jīng)過傳輸信道時，會發(fā)生多種畸變。其主要原因是，高斯熱噪聲、衰落引起的加法型或乘法型噪聲、頻率變化、非線性、時間性離散(time dispersion)等引起的畸變。這種畸變，在傳統(tǒng)的模擬電視系統(tǒng)中，只引起畫質(zhì)降低。但在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，由于接收端產(chǎn)生比特檢測錯誤而無法復(fù)原數(shù)據(jù)，或引起無法預(yù)測的結(jié)果。特別是，傳輸?shù)男盘枺捎跁r間延遲和相位變化，使多重路經(jīng)引起很強的符號間干擾(intersymbol interference)，這是發(fā)生比特檢測錯誤的主要原因。如此，通過補償由非理想的傳輸信道引起的畸變，減少接收端的比特檢測錯誤的技術(shù)，稱為信道均衡(channel equalization)。即，在信號傳輸當(dāng)中由于信道畸變，產(chǎn)生大小與相位發(fā)生變化、時間上延遲的重影。這種重影，與源信號一同被接收時，信道均衡器有祛除這種重影的作用。但是信道將受到發(fā)送與接收端的位置，距離，地形，建筑，天氣等多種因素的影響，是可變的。所以，需要能夠適應(yīng)可變性信道的信道均衡器。這種技術(shù)，稱為適應(yīng)信道均衡。
數(shù)字VSB接收機(jī)，一般使用如圖3所示的適用符號間隔實數(shù)信道均衡器。
從圖3可知，符號間隔實數(shù)信道均衡器是由下述部分來組成的，即將輸入數(shù)據(jù)x(n)延遲1個符號的N個數(shù)據(jù)延遲器(11-1～11-N)；利用輸入數(shù)據(jù)x(n)及數(shù)據(jù)延遲器(11-1～11-N)的各個輸出和誤差值e(n)，進(jìn)行系數(shù)更新的N+I個系數(shù)演算部(12-0～12-N)；將所有各系數(shù)演算部(12-0～12-N，)的輸出，全部相加的加法器(13)；利用加法器(13)的輸出來推斷誤差值e(n)的限制器(14)；從加法器(13)輸出中，減去限制器(14)的輸出后，求出誤差值e(n)的加法器(15)組成。這時，加法器(15)的輸出端，也可連接一個將加法器(15)的輸出，乘以步長μ后輸出的乘法器(16)。
我們把N個數(shù)據(jù)延遲器(11-1～11-N)，和N+1個系數(shù)演算部(12-0～12-N)，稱為抵消鄰近重影的前向饋送過濾器(feed forward filter equalization；FFE)。
所有系數(shù)演算部(12-0～12-N)的組成都完全相同。其中取第一個演算部(12-0)為例，其結(jié)構(gòu)包括有將輸入數(shù)據(jù)x(n)與誤差值e(n)相乘的乘法器(01)；在乘法器(01)的輸出中，加上反饋轉(zhuǎn)移系數(shù)c1后，輸出更新濾波系數(shù)的加法器(02)；儲存加法器(02)的輸出后，向加法器(02)反饋轉(zhuǎn)移系數(shù)c1的延遲器(03)；向輸入數(shù)據(jù)x(n)乘以通過延遲器(03)輸出而經(jīng)更新的濾波系數(shù)后，再向加法器(13)輸出的乘法器(04)。
如此結(jié)構(gòu)的圖3中，輸入數(shù)據(jù)x(n)，是向符號間隔實數(shù)信道均衡器輸入的I信道信號，而x(n-i)是通過數(shù)據(jù)延遲器而延遲i符號的值。
這時，圖1的VSB符號間隔實數(shù)信道均衡器的輸出y(n)和濾波系數(shù)更新式c(n+1)的數(shù)學(xué)式如下；[數(shù)學(xué)式3]y(n)＝Qkck(n)x(n-k)c(n+1)＝c(n)iμe(n)x(n)其中，y(n)是信道均衡器，即加法器(13)的輸出；x(n)是輸入數(shù)據(jù)；c(n)是當(dāng)前時間的信道均衡器系數(shù)；c(n+1)是下一時間的信道均衡器系數(shù)，即下一數(shù)據(jù)的濾波系數(shù)；e(n)是誤差值；μ是步長(step-size)。
步長μ是為了加快收斂過程而被使用的。即，在適應(yīng)信道均衡器還未收斂的初期階段，利用大的步長μ值，更新均衡器系數(shù)，以達(dá)到快的收斂，之后為了減少噪聲等的影響，利用小的步長值。
另外，從加法器(15)向限制器(14)輸入的信號和在限制器(14)被限制后輸出的信號之差來求出誤差值e(n)。為了代入誤差值e(n)后，更新濾波系數(shù)，需要在各系數(shù)演算部(12-0～12-N)設(shè)置乘法器，對誤差值e(n)與濾波器的輸入值進(jìn)行乘法運算。以第一個系數(shù)演算部(12-0)為例，(01)就是這種乘法器。
另外，誤差值e(n)和限制器(14)的輸出，將輸入到抵消遠(yuǎn)重影的判定反饋均衡器(Decision Feedback Equalization；DFE)(17)；在DFE(17)中過濾的信號，輸出到加法器(13)進(jìn)行疊加。這時DFE只能接收已決定的數(shù)據(jù)。
另外，如果重影的相位θ不為0，則在解調(diào)后的信號中，將存在對被延遲了時間τ的延遲信號x(t-τ)進(jìn)行希爾伯特變換的成分xh(t-τ)。
但這些重影，不能被實數(shù)信道均衡器充分祛除，因而可能使信道均衡器不能充分地去跟隨信道的變化。
為了提高接收機(jī)的性能，有時使用如圖5所示的VSB用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器，即不但利用I信道的信號，還要利用Q信道的信號的。
圖3僅對I信號進(jìn)行均衡；但圖5不僅對I信道信號，還要對虛數(shù)部分的Q信道信號，也進(jìn)行信道均衡。
與圖3的符號間隔實數(shù)信道均衡器結(jié)構(gòu)相比，很大的差別在于多出了虛數(shù)部的演算部份；即圖5增加了一個與圖3有相同結(jié)構(gòu)的濾波器，借以對Q信道信號進(jìn)行信道均衡。這時過濾I信道信號的各系數(shù)演算部輸出和過濾Q信道信號的各系數(shù)演算部輸出，經(jīng)加法器全部相加之后，向限制器輸出。為了求出誤差值，限制器向加法器進(jìn)行輸出的同時，也向DFE輸出。
這時，符號間隔實數(shù)或復(fù)數(shù)信道均衡器的數(shù)據(jù)延遲器，及系數(shù)演算部的各延遲器，即觸發(fā)器，接收按符號周期生成的符號時鐘脈沖而工作。另外，在一般的符號間隔信道均衡器中，有充分長的濾波分支，能適當(dāng)?shù)厝ゾ庠谕獠凯h(huán)境刪除下用時間上較長的重影而形成的畸變，具有一種容易去除符號問相互干涉的特點。但對于一個符號內(nèi)的短時間重影，則無法進(jìn)行補償。另外，當(dāng)符號時間恢復(fù)電路不能圓滿地工作時，存在著因符號時間噪聲促使功能下降的缺點。
所以，根據(jù)情況有必要使用細(xì)密間隔信道均衡器。即，用輸入樣品，以符號率的N倍(n＞1.0)進(jìn)行重復(fù)取樣，分支系數(shù)也在1個符號位置上使用存在N個的N倍細(xì)密間隔均衡器時，因符號噪聲而使性能下降不太明顯；而且還具有相對符號間隔均衡器，能去除短時間重影的特點。
圖4所示的一般VSB用細(xì)密間隔實數(shù)信道均衡器的結(jié)構(gòu)框圖的一例。與圖3不同的是，數(shù)據(jù)延遲器和系數(shù)演算部的各延遲器，即觸發(fā)器，是由N倍的符號時鐘脈沖來觸發(fā)的。圖4中，如果設(shè)定N＝2時，圖4的數(shù)據(jù)延遲器和系數(shù)演算部，比符號時間動作速度快2倍。即，對數(shù)據(jù)延遲器和系數(shù)演算部的觸發(fā)器，以符號頻率的2倍頻(即，1/2個符號周期)來工作。
將各系數(shù)演算部輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行全部疊加的加法器輸出中，每個符號具有兩個數(shù)據(jù)。其中1個是符號數(shù)據(jù)，剩余的1個是符號與符號之間的虛擬數(shù)據(jù)。所以，將加法器的輸出直接輸入到限制器，將引起限制器的誤工作。為了防止這種情況，加法器的輸出將經(jīng)過一個從每個符號的2個數(shù)據(jù)中抽取符號數(shù)據(jù)的抽選器輸出到求誤差值的加法器。
即，抽選器是從兩個樣品中只抽取符號樣品的2∶1抽選器。加法器的輸出只要通過抽選器，就可以篩選出只是符號時間瞬間的數(shù)據(jù)。結(jié)果，限制器，生成誤差值的乘法器，DFE部分，都按符號周期工作。
這時，向信道均衡器輸入的數(shù)據(jù)，是按2倍的符號頻率采樣的數(shù)據(jù)。
圖6所示的一般VSB用細(xì)密間隔信道均衡器的結(jié)構(gòu)框圖的一例。其基本結(jié)構(gòu)，與圖5的VSB用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器一樣。與圖5不同點是，數(shù)據(jù)延遲器及各系數(shù)演算部跟圖4一樣，在2倍的符號時鐘脈沖下同步工作，為此在加法器與限制器之間，增設(shè)了抽選器。
另外，根據(jù)以上提到的理由，在數(shù)字QAM接收機(jī)上，也使用如圖7所示的符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器或如圖8所示的細(xì)密問隔復(fù)數(shù)信道均衡器。這時，在按QAM傳輸方式的情況下，因為在Q信道內(nèi)也載有相對于I信道獨立的數(shù)據(jù)，所以不僅對實數(shù)部分，對虛數(shù)部分也要進(jìn)行信道均衡。即，在QAM接收機(jī)中，將不使用實數(shù)信道均衡器。
這時，QAM信道均衡器的輸出與系數(shù)更新式，如數(shù)學(xué)式4所示。[數(shù)學(xué)式4]y(n)-[kQcIk(n)xI(n-k)-kQcQk(n)xQ(n-k)]+j[kQcQk(n)xI(n-k)+kQcIk(n)xQ(n-k)]c(n+I)-[cI(n)+(eI(n)xI(n)+eQ(n)xQ(n))]+j[cQ(n)+(eQ(n)x1(n)-e1(n)xQ(n))]其中，y(n)是信道均衡器輸出，x(n)是輸入的實數(shù)數(shù)據(jù)，xQ(n)是輸入的虛數(shù)數(shù)據(jù)，cI(n)是現(xiàn)時實數(shù)信道均衡系數(shù)，cQ(n)是現(xiàn)時虛數(shù)信道均衡系數(shù)，c(n+1)是下一時間的均衡系數(shù)，eI(n)是實數(shù)誤差值，eQ(n)是虛數(shù)誤差值，μ是步長(steep-size)。
下面重新整理一下到目前為止的對信道均衡器的說明。
就VSB接收機(jī)來說，在如下的信道均衡器中可選用其中的某一個來進(jìn)行信道均衡?？捎玫木馄饔蟹栭g隔實數(shù)信道均衡器，符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器，細(xì)密間隔實數(shù)信道均衡器，細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器。
就QAM接收機(jī)來說，在如下的信道均衡器中可選用其中的某一個來進(jìn)行信道均衡?？捎玫木馄饔蟹栭g隔復(fù)數(shù)信道均衡器，細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器。
目前，數(shù)字電視接收機(jī)技術(shù)正以多種媒體(地上波，電纜)合并為一起的合并系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展。若在VSB調(diào)制信號和QAM調(diào)制信號都能接收的合并系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，采用上述各種信道均衡器，則將造成硬件復(fù)雜化，系統(tǒng)體積增加，費用上升等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題而提供一種兼容VSB/QAM的多用信道均衡器。該均衡器將通過控制信號流，并用一個信道均衡器，可達(dá)到如下信道均衡器中的任意一種的功能?？蛇_(dá)到的信道均衡器有VSB符號間隔實數(shù)信道均衡器，VSB用細(xì)密間隔實數(shù)信道均衡器，VSB用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器，VSB用細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器，QAM用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器，QAM用細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器。
本發(fā)明的另外目的是，按細(xì)密間隔信道均衡器工作時，使在一個分支上共存兩個分支系數(shù)，借以提供一個限制硬件增加的適應(yīng)信道的均衡器。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的多用信道均衡器，具有如下的結(jié)構(gòu)特征，即，設(shè)有一個選擇輸出I信道輸入數(shù)據(jù)和Q信道輸入數(shù)據(jù)的MUX(多路復(fù)用器)；設(shè)有一個將把通過MUX輸出的信道數(shù)據(jù)，延遲1個符號或2個符號后進(jìn)行輸出的延遲器；設(shè)有N個數(shù)據(jù)延遲器，是由選擇輸出延遲1個符號或2個符號數(shù)據(jù)的MUX構(gòu)成，并輸出延遲1個符號或2個符號的I信道數(shù)據(jù)或Q信道數(shù)據(jù)；設(shè)有N+1個系數(shù)演算部，將向由數(shù)據(jù)延遲器輸出的I信道或Q信道數(shù)據(jù)上，乘以輸入的I信道或Q信道誤差值，并在該乘積上疊加被反饋的轉(zhuǎn)移I或Q信道數(shù)據(jù)的分支系數(shù)后，延遲1個符號或2個符號輸出；設(shè)有一個在N+1個系數(shù)演算部，將把各自被更新輸出的N+1個I或Q信道數(shù)據(jù)之分支系數(shù)，全部疊加后輸出的系數(shù)輸出部；設(shè)有一個I信道信號輸出部，它在符號間隔的情況下，從系數(shù)輸出部求出I信道誤差值，而在細(xì)密間隔情況下，在符號周期的初始半周期內(nèi)，由系數(shù)輸出部輸入一個將從延遲1個符號信號中求出的分支系數(shù)的疊加結(jié)果，然后加以儲存，而在下半周期內(nèi)，由系數(shù)輸出部輸入一個將從延遲2個符號信號中求出的分支系數(shù)的疊加結(jié)果，然后再和已經(jīng)儲存的，初始半周期內(nèi)的疊加結(jié)果相加，并求出I信道的誤差值；設(shè)有一個Q信道信號輸出部，它在符號間隔的情況下，從系數(shù)輸出部求出Q信道誤差值，而在細(xì)密間隔情況下，在符號周期的初始半周期內(nèi)，由系數(shù)輸出部輸入一個將從延遲1個符號信號中求出的分支系數(shù)的疊加結(jié)果，然后加以儲存，而在下半周期內(nèi)，由系數(shù)輸出部輸入一個將從延遲2個符號信號中求出的分支系數(shù)的疊加結(jié)果，然后再和已經(jīng)儲存的，初始半周期內(nèi)的疊加結(jié)果相加，并求出Q信道的誤差值。
各數(shù)據(jù)延遲器的特征是，在符號間隔情況下將選擇輸出被延遲1個符號的I信道或Q信道數(shù)據(jù)；而在細(xì)密間隔情況下，在符號周期初始半周期內(nèi)，將選擇輸出延遲1個符號的I信道或Q信道數(shù)據(jù)，而在下半周期內(nèi)選擇輸出延遲2個符號的I信道或Q信道信號。
系數(shù)演算部的結(jié)構(gòu)特征是，設(shè)有一個將輸入的I信道或Q信道信號乘以I信道或Q信道誤差值的乘法器；設(shè)有一個在乘法器的輸出上，疊加反饋的轉(zhuǎn)移I信道或Q信道數(shù)據(jù)之分支系數(shù)用第1加法器；設(shè)有一個在QAM用的情況下，Q信道數(shù)據(jù)和I信道誤差值相乘的積，或Q信道數(shù)據(jù)和Q信道誤差值相乘的積上，疊加第1加法器的輸出用第2加法器；設(shè)有一個將把第1加法器，或第2加法器的輸出，延遲1個符號的第1延遲器；設(shè)有一個將第1延遲器的輸出，再延遲1個符號的第2延遲器；設(shè)有一個在符號間隔的情況下，去選擇第1延遲器的輸出，而在細(xì)密間隔的情況下，則在符號周期的初始半周期內(nèi)，去選擇第1延遲器的輸出，而在下一半周期內(nèi)，則去選擇第2延遲器的輸出，然后用乘法器進(jìn)行反饋的MUX(多路復(fù)用器)；設(shè)有一個向MUX輸出，乘以將通過數(shù)據(jù)延遲器輸出的I信道的數(shù)據(jù)或Q信道數(shù)據(jù)，并向系數(shù)輸出部輸出的乘法器。
I信道信號輸出部的結(jié)構(gòu)特征是，設(shè)有一個MUX，它將根據(jù)允許信號，選擇輸出“0”或已被存入的在初始半周期內(nèi)疊加各分支系數(shù)的結(jié)果；設(shè)有一個在系數(shù)輸出部的輸出上，疊加MUX的輸出之后進(jìn)行輸出的第3加法器；設(shè)有一個存入系數(shù)輸出部的輸出的同時，還向MUX進(jìn)行輸出的延遲器；設(shè)有一個在細(xì)密間隔的情況下，從延遲器只抽取符號樣品的抽選器；設(shè)有一個對延遲器或抽選器的輸出進(jìn)行限制的限制器；設(shè)有一個求出限制之前信號與限制后的信號之差后，將其作為I信道誤差值進(jìn)行輸出的第四加法器。
Q信道信號輸出部的結(jié)構(gòu)特征是，設(shè)有一個MUX，它將根據(jù)允許信號，去選擇輸出“0”或已經(jīng)被儲存的，并在初始半周期內(nèi)疊加各分支系數(shù)的結(jié)果；將系數(shù)輸出部的輸出，與MUX的輸出相加之后進(jìn)行輸出的第5加法器；設(shè)有一個將系數(shù)輸出的輸出加以儲存的同時，還向MUX進(jìn)行輸出的延遲器；設(shè)有一個在細(xì)密間隔的情況下，從延遲器的輸出中只抽取符號樣品的抽選器；設(shè)有一個將延遲器，或抽選器的輸出加以限制的限制器；設(shè)有一個求出限制前的信號和限制后的信號差之后，將其作為Q信道誤差值來進(jìn)行輸出的第六加法器。而且該信道均衡器只用作QAM用時才能工作。


圖1所示現(xiàn)有的VSB信號產(chǎn)生過程的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2所示現(xiàn)有的QAM信號產(chǎn)生過程的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3所示現(xiàn)有的VSB用符號間隔實數(shù)信道均衡器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4所示現(xiàn)有的VSB用細(xì)密間隔實數(shù)信道均衡器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖5所示現(xiàn)有的VSB用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖6所示現(xiàn)有的VSB用細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖7所示現(xiàn)有的QAM用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖8所示現(xiàn)有的QAM用細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖9所示本發(fā)明的VSB/QAM兼容多用信道均衡器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖10為圖9的VSB/QAM兼容多用信道均衡器用做VSB用符號間隔實數(shù)信道均衡器時的信號流程圖。
圖11為圖9的VSB/QAM兼容多用信道均衡器用做VSB用細(xì)密間隔實數(shù)信道均衡器時的信號流程圖。
圖12為圖11的I信道信號選擇部工作時間圖。
圖13為圖9的VSB/QAM兼容多用信道均衡器用做VSB用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器時的信號流程圖。
圖14為圖9的VSB/QAM兼容多用信道均衡器用做VSB用細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器時的信號流程圖。
圖15為圖9的VSB/QAM兼容多用信道均衡器用做QAM用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器時的信號流程圖。
圖16為圖9的VSB/QAM兼容多用信道均衡器用做QAM用細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器時的信號流程圖。
附圖主要部分的符號說明101，102-1～102-3數(shù)據(jù)延遲器103-1～103-4系數(shù)演算部104決定反饋均衡器 105加法器106I信道信號輸出部 107Q信道信號輸出部下面將結(jié)合附圖，通過本發(fā)明的實例對發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明的技術(shù)范圍，不受下述實例內(nèi)容的限定，而是應(yīng)由專利申請的權(quán)利范圍來決定。
具體實施例方式
圖9是本發(fā)明的多用適應(yīng)信道均衡器的結(jié)構(gòu)框圖。該均衡器由下述部分組成。即，將輸入的I信道信號延遲1個符號的延遲器(101)；將輸入的I信道信號，延遲1個符號或2個符號后進(jìn)行輸出的，N個數(shù)據(jù)延遲器(102-1～102-3)；將利用被延遲1個符號的I信道信號，或數(shù)據(jù)延遲器的(102-1～102-3)的各輸出及I，Q信道的誤差值Ierror，Qerror，進(jìn)行系數(shù)更新的N+I個系數(shù)演算部(103-1～103-4)；將把各系數(shù)演算部(103-1～103-4)的輸出，全部進(jìn)行疊加的加法器(105)；利用加法器(105)的輸出，推算出I信道誤差值Ierror后進(jìn)行輸出，并去輸出被均衡后的I信道信號Ioutput用I信道信號輸出部(106)；利用加法器(105)的輸出，推算出Q信道誤差值Qerror后進(jìn)行輸出，并去輸出被均衡后的Q信道信號Qoutput用Q信道信號輸出部(107)。圖9中，還備有輸入Ierror，Qerror，分離的I信道信號，分離的Q信道信號后，抵消遠(yuǎn)重影的DFE(104)。
本發(fā)明的信道均衡器，根據(jù)情況不僅可以按VSB使用，而且也可以按QAM來使用。在QAM的情況下，由于4分支起到1個分支的作用。所以本發(fā)明為了便于說明，在圖9中示出了具有4個分支的信道均衡器。這只是一個例子。實際上在VSB用或QAM用信道均衡器內(nèi)，需要幾十個分支，根據(jù)分支數(shù)的不同，系數(shù)演算部的數(shù)也不同，即一個分支對應(yīng)于一個演算部。
在這里，4個分支起到一個分支作用是說，在一個符號時間內(nèi)同時利用4個分支的意思。這意味著4個分支都顯出相同的符號時間。并且2個分支起到一個分支作用，也同樣是說，在1個符號時間內(nèi)同時利用2個分支的意思。把這種情況加以整理的結(jié)果，如下表1所示。


從表1可知，信道均衡器使用于VSB用符號間隔實數(shù)信道均衡器的情況下，1個分支起1個分支的作用，分支間隔是符號間隔；同樣，信道均衡器使用于VSB用細(xì)密間隔實數(shù)信道均衡器的情況下，1個分支起1個分支的作用，分支間隔是1/2個符號間隔。這是因為向VSB用細(xì)密間隔實數(shù)信道均衡器輸入的數(shù)據(jù)，及信道均衡器內(nèi)的觸發(fā)器，以比符號周期快2倍的時鐘脈沖頻率，即用1/2個符號周期來采樣和工作的結(jié)果。
而且，用做細(xì)密間隔信道均衡器時，與用做符號間隔信道均衡器工作時相比，將需要2倍的數(shù)據(jù)延遲器及系數(shù)演算部。
本發(fā)明在提出VSB/QAM兼用多用信道均衡器的同時，用于細(xì)密間隔信道均衡器時，與用于符號間隔信道均衡器時一樣，也讓其能使用同樣數(shù)量的數(shù)據(jù)延遲器及系數(shù)發(fā)生器，借以縮小硬件的大小。
為此，在各數(shù)據(jù)延遲器與系數(shù)演算部中，設(shè)置兩個串聯(lián)的觸發(fā)器，使輸入數(shù)據(jù)延遲1個符號后，把已延遲1個符號的信號再延遲1個符號即，延遲2個符號。并且，I，Q信道信號輸出部(106，107)，將由下述的結(jié)構(gòu)組成。即，設(shè)有一個MUX(106-2，107-2)，它在符號周期的頭半周期內(nèi)選擇“0”值輸出，而在后半周期內(nèi)，通過反饋接收在頭半周期內(nèi)被信道均衡后的信號，然后再加以輸出；設(shè)有一個將MUX(106-2，107-2)的輸出和經(jīng)信道均衡后的輸出相加之后，將其儲存1個符號期間的加法器(106-1，107-1)；以及還設(shè)有觸發(fā)器(106-3，107-3)。
即，數(shù)據(jù)延遲器(102-1)內(nèi)的MUX(201)，將去選擇I信道信號Idata或Q信道信號Qdata，并向觸發(fā)器(202)輸出；而觸發(fā)器(202)將把MUX(201)的輸出延遲1個符號，然后向后端的觸發(fā)器(203)進(jìn)行輸出的同時，也向MUX(204)輸出。觸發(fā)器(203)則把前端觸發(fā)器(202)的輸出再延遲1個符號，然后向MUX(204)輸出。即，在觸發(fā)器(202)延遲1個符號的信號，或經(jīng)過串聯(lián)的2個觸發(fā)器(202，203)后被延遲2個符號的信號，都將輸入到MUX(204)。這時MUX(204)，如果是在信號間隔情況下，將選擇在觸發(fā)器(202)中被延遲1個符號的信號，并把它輸出到下段的數(shù)據(jù)延遲器(102-2)，和輸出更新系數(shù)的系數(shù)演算部(103-2)之乘法器(608)。另外，如果是在細(xì)密間隔情況下，MUX(204)則在符號周期的第1半周期內(nèi)，從觸發(fā)器(202)選擇延遲1個符號的信號；在時鐘脈沖的下半周期內(nèi)，從觸發(fā)器(203)選擇延遲2個符號的信號，并把它輸出到下段的數(shù)據(jù)延遲器(102-2)，與輸出更新系數(shù)的系數(shù)演算部(103-2)之乘法器(608)。接著，未提及的數(shù)據(jù)延遲器(102-2，102-3)也與上述的數(shù)據(jù)延遲器(102-1)具有相同的結(jié)構(gòu)。
這時，多用信道均衡器按復(fù)數(shù)信道均衡器來使用時，延遲器(101)與數(shù)據(jù)延遲器(102-3)的MUX(401)，將輸出I信道信號Idata，數(shù)據(jù)延遲器(102-1，102-2)將選擇輸出Q信道信號Qdata。
另外，在系數(shù)演算部(103-1)中，MUX(501)將選擇Ierror或Qerror信號，輸出給乘法器(502)；乘法器(502)則把在觸發(fā)器(101)中延遲1個符號的I信道信號和通過MUX(501)輸出的信號相乘之后輸出給加法器(503)。
加法器(503)將把乘法器(502)的輸出，和被反饋的當(dāng)前時間的濾波系數(shù)相加后，向加法器(504)與MUX(505)輸出。加法器(504)將把Q信道信號與I誤差值相乘的結(jié)果(Qdata*Ierror)和加法器(503)的輸出相加后，向MUX(505)輸出。MUX(505)，當(dāng)信道均衡器按VSB用來使用時，將去選擇加法器(503)的輸出；如果按QAM用來使用時，則去選擇加法器(504)的輸出，并向觸發(fā)器(506)輸出。觸發(fā)器(506)，將把MUX(506)的輸出延遲1個符號后，向后段的觸發(fā)器(507)與MUX(508)輸出。觸發(fā)器(507)，將把前段的觸發(fā)器(506)的輸出，再延遲1個符號后，向MUX(508)輸出。MUX(508)，在符號間隔或細(xì)密間隔的情況下，在符號周期的第1半周期內(nèi)，去選擇在觸發(fā)器(506)延遲1個符號的信號；在細(xì)密間隔的情況下，在符號周期的下半周期內(nèi)，去選擇依次通過觸發(fā)器(506，507)而被延遲2個符號的信號，并向乘法器(509)與加法器(503)輸出。乘法器(509)將把MUX(508)的輸出與在觸發(fā)器(101)中被延遲1個符號的I信道信號相乘后，向加法器(105)輸出。
另外，在系數(shù)演算部(103-2)的MUX(601)，去選擇Ierror或Qerror信號，并向乘法器(602)輸出；乘法器(602)將把通過數(shù)據(jù)延遲器(102-1)輸出的I或Q信道信號和通過MUX(601)輸出的信號相乘之后，向加法器(603)輸出。這時，由MUX(601)輸出Q信號誤差值Qerror，由數(shù)據(jù)延遲器(102-1)輸出Q信號Qdata；如果乘法器(602)的輸出為Qdata*Qerror，則這個Qdata*Qerror信號，將被輸出到系數(shù)演算部(103-4)的加法器(803)。
加法器(603)將把乘法器(602)的輸出和被反饋的當(dāng)前時間的濾波系數(shù)相加后，向觸發(fā)器(604)輸出。觸發(fā)器(604)將把加法器(603)的輸出，延遲1個符號后，向后段的觸發(fā)器(605)與MUX(606)輸出。觸發(fā)器(605)將把前段觸發(fā)器(604)的輸出，再延遲1個符號后，向MUX(606)輸出。MUX(606)在符號間隔或細(xì)密間隔的情況下，在符號周期的初始半周期內(nèi)，將選擇由觸發(fā)器(604)延遲1個符號的信號；而在細(xì)密間隔情況下，在符號周期的下半周期內(nèi)，將選擇依次通過觸發(fā)器(604，605)而被延遲2個符號的信號，并向MUX(607)與加法器(603)輸出。MUX(607)，當(dāng)信道均衡器在按VSB用來使用時，去選擇MUX(606)的輸出；按QAM用來使用時，則去選擇轉(zhuǎn)移系數(shù)演算部(102-1)的MUX(508)之輸出，并向乘法器(608)輸出。
乘法器(608)將把MUX(607)的輸出與通過數(shù)據(jù)延遲器(102-1)輸出的I或Q信道信號相乘后，向加法器(105)輸出。
另外，系數(shù)演算部(103-3)的乘法器(701)，將把Ierror信號與通過數(shù)據(jù)延遲器(102-2)輸出的I或Q信道信號相乘后，向加法器(702)輸出。這時，如果由數(shù)據(jù)延遲器(102-2)輸出Q信道信號Qdata，且乘法器(701)的輸出為Qdata*Ierror時，這個Qdata*Ierror信號將被輸出到系數(shù)演算部(103-1)的加法器(604)。
加法器(702)將把乘法器(701)的輸出和被反饋的當(dāng)前時間濾波系數(shù)相加之后，輸出到觸發(fā)器(703)。觸發(fā)器(703)將把加法器(702)的輸出，延遲1個符號后，向后段的觸發(fā)器(704)與MUX(705)輸出。觸發(fā)器(704)將把前段觸發(fā)器(703)的輸出，再延遲1個符號后，向MUX(705)輸出。MUX(705)在符號間隔或細(xì)密間隔的情況下，在符號周期的初始半周期內(nèi)，將選擇由觸發(fā)器(703)延遲1個符號的信號；而在細(xì)密間隔情況下，在符號周期的下半周期內(nèi)，將選擇依次通過觸發(fā)器(703，704)而被延遲2個符號的信號，并向MUX(706)與加法器(702)輸出。MUX(706)，當(dāng)信道均衡器在按VSB來使用時，去選擇MUX(705)的輸出；按QAM來使用時，則去選擇下一端系數(shù)演算部(102-4)的MUX(807)之輸出，并向乘法器(707)輸出。
乘法器(707)將把MUX(706)的輸出與通過數(shù)據(jù)延遲器(102-2)輸出的I或Q信道信號相乘后，向加法器(105)輸出。
另外，系數(shù)演算部(103-4)的乘法器(801)，將把Ierror信號與通過數(shù)據(jù)延遲器(102-3)輸出的I或Q信道信號相乘后，向加法器(802)輸出。
加法器(802)將乘法器(801)的輸出和被反饋的當(dāng)前時間濾波系數(shù)相加后，向加法器(803)和MUX(804)輸出。加法器(803)將把從系數(shù)演算部(103-2)的乘法器(602)輸出的Qdata*Qerror信號和加法器(802)的輸出相加后，向MUX(804)輸出。MUX(804)，當(dāng)信道均衡器按VSB來使用時，選擇加法器(802)的輸出，按QAM來使用時，選擇加法器(803)的輸出，并向觸發(fā)器(805)輸出。觸發(fā)器(805)將把MUX(805)的輸出，延遲1個符號后，向后段的觸發(fā)器(806)與MUX(807)輸出。觸發(fā)器(806)將把前端觸發(fā)器(805)的輸出，再延遲1個符號后，向MUX(807)輸出。MUX(807)，在符號間隔或細(xì)密間隔的情況下，在符號周期初始半周期內(nèi)，選擇由觸發(fā)器(805)延遲1個符號的信號，而在細(xì)密間隔情況下，在符號周期的下半周期內(nèi)，將選擇依次通過觸發(fā)器(805，806)而被延遲2個符號的信號，并向乘法器(808)，加法器(802)和系數(shù)演算部(103-3)的MUX(706)輸出。乘法器(808)將把MUX(807)的輸出和通過數(shù)據(jù)延遲器(102-3)輸出的I或Q信道信號相乘之后，向加法器(105)輸出。
加法器(105)，將把系數(shù)演算部(103-1～103-4)的輸出與DEF部(104)的輸出全部相加之后，向I信道輸出部(106)與Q信道輸出部(107)輸出。
I信道輸出部(106)的加法器(106-1)，將把加法器(105)的輸出和MUX(106-2)的輸出相加后，向觸發(fā)器(106-3)輸出；而觸發(fā)器(106-3)將把加法器(106-1)的輸出，延遲1個符號后，向MUX(106-2)進(jìn)行反饋的同時，也向抽選器(106-4)輸出。MUX(106-2)將在符號間隔或細(xì)密間隔的情況下，在符號周期的初始半周期內(nèi)選擇“0”，并向加法器(106-1)輸出；在細(xì)密間隔的情況下，在符號周期的下半周期內(nèi)選擇從觸發(fā)器(106-3)輸出的值，即符號周期的初始半周期內(nèi)輸出的信號，并向加法器(106-1)輸出。觸發(fā)器(106-3)，在信號周期的初始半周期內(nèi)，把通過加法器(105)輸出的信號經(jīng)加法器(106-1)輸入之后進(jìn)行存儲。
另外，抽選器(106-4)將從觸發(fā)器(106-3)輸出的2個樣品中，只抽取符號樣品，并向限制器(106-5)及加法器(106-6)輸出。這時，抽選器(106-4)的輸出，就成為經(jīng)過信道均衡后的I信道信號Ioutpot。另外，抽選器(106-5)將把抽選器(106-4)輸出的信號，判定為距離最近的信號水準(zhǔn)，向加法器(106-6)輸出的同時，向DFE部(104)輸出。舉例來說，限制器(106-5)當(dāng)傳輸方式為8VSB的話，將在8個值中，選擇一個與抽選器(106-4)的輸出最接近的值；如果是256QAM，則在256個值中，選擇與抽選器(106-4)的輸出最接近的值。加法器(106-6)求出限制器的輸入/輸出信號之差后，作為I信道誤差值Ierror輸出。這時，在加法器(106-6)輸出端，也可以連接一個向加法器(106-6)的輸出，乘以步長μ之后進(jìn)行輸出的乘法器(106-7)。
另外，Q信道輸出部(107)，與上述I信道輸出部(106)具有相同的結(jié)構(gòu)，其作用也相同。而Q信道輸出部(107)，只有當(dāng)信道均衡器按QAM來使用時才工作。這時，信道均衡器按VSB用復(fù)數(shù)信道均衡器來使用時，Q信道輸出部(107)也不工作。這是由于VSB傳輸方式的Q信道信號是只把I信道信號進(jìn)行希爾伯特變換來得到的信號之故。
圖10至圖16所示的是將圖9的VSB/QAM兼用信道均衡器用做按下面某一種來使用時的各信號流程圖。即用做VSB用符號間隔實數(shù)信道均衡器，VSB用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器，VSB用細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器，QAM用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器，QAM用細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器。
1)VSB用符號間隔實數(shù)信道均衡器圖10所示的本發(fā)明的多用信道均衡器，按VSB用符號間隔實數(shù)信道均衡器來使用時的信號流程圖。
多用信道均衡器按VSB用符號間隔實數(shù)信道均衡器來使用時，信道均衡器的輸出與濾波系數(shù)的更新數(shù)學(xué)式，將與前面的數(shù)學(xué)式3相同，若把它照樣重新寫下來，就如同數(shù)學(xué)式5。[數(shù)學(xué)式5]y(n)-kQck(n)x(n-k)c(n+1)-c(n)+μe(n)x(n)其中，y(n)是信道均衡器的輸出；x(n)是輸入數(shù)據(jù)；c(n)是當(dāng)前時間的信道均衡器系數(shù)；c(n+1)是下一時間的信道均衡器系數(shù)；即，更新的濾波系數(shù)；e(n)是誤差值；μ是步長(step-size)。
即，由于1個分支起1個分支的作用，在4分支內(nèi)進(jìn)行4個符號的信道均衡。而且從圖10可知，各數(shù)據(jù)延遲器(102-1～102-3)的兩個MUX只選擇輸出延遲1個符號的信號。而且，系數(shù)演算部(103-1～103-4)的第一個乘法器，將把Ierror信號與由數(shù)據(jù)延遲器(102-1～102-3)輸出的I信道信號相乘之后，向下一段的加法器輸出。
舉例來說，從第一個系數(shù)演算部(103-1)來看，通過MUX(501)輸出的I信道誤差值Ierror，在乘法器(502)中與I信道信號相乘之后，向加法器(503)輸出。這時，加法器(503)將把乘法器(502)的輸出信號Ierror*Idata和被反饋的當(dāng)前濾波系數(shù)C1相加。這樣被相加的信號通過MUX(506)向觸發(fā)器(506)輸出后，將被延遲1個符號。并且，MUX(508)將選擇由觸發(fā)器(506)延遲1個符號的信號，向乘法器(509)輸出的同時，也向加法器(503)反饋。在系數(shù)演算部(102-2～102-4)中，同樣產(chǎn)生這種工作。
在1個符號時間內(nèi)，從加法器(105)輸出的信道均衡器的輸出信號，如下面數(shù)學(xué)式6。[數(shù)學(xué)式6]y(n)-C1(n)x(n-1)+C2(n)x(n-2)+C3(n)x(n-3)+C4(n)x(n-4)另外，I信道信號輸出部(106)的MUX(106-2)之允許信號，總是處于低電平，總使MUX(106-2)選擇“0”。結(jié)果，圖3的一般VSB用符號間隔信道均衡器與圖10的多用信道均衡器，都起著相同的作用。
2)VSB用細(xì)密間隔實數(shù)信道均衡器圖11所示本發(fā)明的多用信道均衡器，按VSB用細(xì)密間隔實數(shù)信道均衡器來使用時的信號流程圖。
在圖11中，限制器，形成誤差值的乘法器，DFE部，以及抽選器，將按符號時鐘脈沖的頻率工作；剩余部分都按快2倍的時鐘脈沖頻率工作。
這時，在符號周期的初始半周期內(nèi)，進(jìn)行與上述圖10相同的工作。另外，在符號周期的下半周期內(nèi)，被延遲2個符號的數(shù)據(jù)信號，將被數(shù)據(jù)延遲器(102-1～10-3)與系數(shù)演算部(103-1～103-4)的各MUX來選擇，這與圖10不同。
其工作原理如下。
在圖4中，假設(shè)在輸入端從左到右有X5，X4，X3，X2，X1，X0，那么抽選器(106-4)前端的觸發(fā)器(106-3)的輸出，即A點的值是X5C1.1+X4C1.2+X3C2.1+X2C2.2+X1C3.1+X0C3.2。
但是，在圖11中，在符號周期的初始半周期內(nèi)，通過加法器(105)輸出X4C1.2+X2C2.2+X0C3.2，而在下半周期內(nèi)輸出X5C1.1+X3C2.1+X1C3.1，并向I信道信號輸出部(106)的加法器(106-1)輸入。
這時，向MUX(106-2)輸入的允許信號，在初始半周期內(nèi)是低電平，而在下半周期內(nèi)是高電平。并且，MUX(106-2)在符號周期的第1半周期內(nèi)，選擇0，并向加法器(106-1)輸出；加法器(106-1)將只把通過加法器(105)輸出的X4C1.2+X2C2.2+X0C3.2輸出到觸發(fā)器(106-3)。
觸發(fā)器(106-3)將把X4C1.2+X2C2.2+X0C3.2信號，延遲1個符號后，向抽選器(106-4)進(jìn)行輸出的同時，還向MUX(106-2)進(jìn)行反饋。在符號周期的下半周期內(nèi)，MUX(106-2)去選擇X4C1.2+X2C2.2+X0C3.2信號，向加法器(106-1)輸出。而且，由加法器(106-1)將輸出X5C1.1+X4C1.2+X3C2.1+X2C2.2+X1C3.1+X0C3.2信號。
圖12所示的I信道信號輸出部(106)的工作計時圖。它示出了2倍的符號時鐘脈沖，A點前端的數(shù)據(jù)，A點的數(shù)據(jù)，允許信號，以及符號時鐘脈沖的例子。即，在符號周期的初始半周期內(nèi)，由于允許信號是低電平，從MUX(106-2)將輸出0值，使A點輸入X4C1.2+X2C2.2+X0C3.2，而在下半周期內(nèi)由于允許信號是高電平，MUX(106-2)將輸出X5C1.1+X3C2.1+X1C3.1值，使A點輸入X5C1.1+X4C1.2+X3C2.1+X2C2.2+X1C3.1+X0C3.2。且，由于該輸出向2∶1抽選器輸出，所以圖4與圖11進(jìn)行完全相同的工作。
但是，根據(jù)在上述的工作過程，圖11將比圖4可以把數(shù)據(jù)延遲器和系數(shù)演算部減少2倍。舉例來說，在圖4中，數(shù)據(jù)延遲器和系數(shù)演算部各需要8個時，在圖11的情況下，雖然與圖4做相同的工作，但數(shù)據(jù)延遲器和系數(shù)演算部，各有4個就可以了。
3)VSB用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器圖13所示本發(fā)明的多用信道均衡器，在VSB用復(fù)數(shù)信道均衡中使用時的信號流程圖，數(shù)據(jù)延遲器的工作，與圖10的數(shù)據(jù)延遲器的工作相似。但其不同點是數(shù)據(jù)延遲器(102-1，102-2)不是去選擇I信道信號，而是去選擇Q信道信號之后，通過一個觸發(fā)器與MUX將其延遲1個符號后再進(jìn)行輸出。這時，數(shù)據(jù)延遲器(102-3)，接收由觸發(fā)器(101)輸出的I信道信號后，去延遲1個符號。
VSB用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器的輸出與系數(shù)的更新數(shù)學(xué)式如下；[數(shù)學(xué)式7]yI(n)-kQcIk(n)xI(n-k)-kQcQk(n)xQ(n-k)c(n+1)-[cI(n)+μeI(n)xI(n)]+j[cQ(n)-μeI(n)xQ(n)]其中；yI(n)是數(shù)據(jù)均衡輸出，xI(n)是輸入實數(shù)數(shù)據(jù)，xQ(n)是輸入虛數(shù)數(shù)據(jù)，cI(n)是當(dāng)前時間的實數(shù)信道均衡器，cQ(n)是當(dāng)前時間的虛數(shù)信道均衡器，c(n+1)是下一時間的信道均衡系數(shù)，eI(n)是實數(shù)誤差值，μ是步長(step-size)。
通過上述數(shù)學(xué)式7可知，在VSB情況下和在QAM情況下的復(fù)數(shù)更新式是不同的。其理由是，雖然2個都是在復(fù)數(shù)平面上被定義的信道均衡器，但是VSB的Q信道數(shù)據(jù)，不是相對于I信道獨立的，只是一個經(jīng)希爾伯特變換的數(shù)據(jù)，所以不需要另外的Q信道輸出信號yQ(n)，誤差值也是實數(shù)誤差值，即只用Ierror。
在1個符號時間內(nèi)，從加法器(105)輸出的信道均衡器的輸出，可用數(shù)學(xué)式8來表達(dá)。[數(shù)學(xué)式8]yi(n)-CII(n)xI(n-1)-CQI(n)xI(n-1)+CI2(n)xI(n-32)+CQ2(n)xQ(n-2)剩余的工作與圖10類似，因而省略其詳細(xì)說明。
4)VSB細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器。
圖14所示本發(fā)明的多用信道均衡器，以VSB用細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器來使用時的信號流程圖。
I信道信號輸出部(106)的工作情況，與圖11的VSB用細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器的信號流程圖相同。
與圖11不同的是，數(shù)據(jù)延遲器(102-1，102-2)不是去選擇I信道數(shù)據(jù)，而是去選擇Q信道數(shù)據(jù)后，通過串聯(lián)的2個觸發(fā)器與MUX，去延遲2個符號，然后再行輸出。這時，數(shù)據(jù)延遲器(102-3)接收觸發(fā)器(101)輸出的I信道信號之后，去延遲2個符號，然后輸出到對Ierror信號進(jìn)行乘法運算的乘法器和把更新后的系數(shù)值向加法器(105)進(jìn)行輸出的乘法器。
另外，各系數(shù)演算部(103-1～103-4)的工作，除了系數(shù)演算部(103-2，103-2)的乘法器，各自通過信號延遲器接收Q信道信號之外，其余都與圖11相同，所以省略詳細(xì)說明。
5)QAM用符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器圖15所示本發(fā)明的VSB/QAM兼容多用信道均衡器，以QAM符號間隔復(fù)數(shù)信道均衡器來使用時的信號流程圖。在圖15的情況下，將通過I信道信號輸出部(106)與Q信道信號輸出部(107)，求出Ierror，Qerror信號。
這時，QAM信道均衡器的輸出與系數(shù)更新的數(shù)學(xué)式如下；[數(shù)學(xué)式9]y(n)-[kQcIk(n)xI(n-k)-kQcQk(n)xQ(n-k)]+j[kQcQk(n)xI(n-k)+kQcIk(n)xQ(n-k)]c(n+1)-[cI(n)+μ(eI(n)xI(n)+eQ(n)xQ(n))]+j[cQ(n)+μ(eQ(n)xI(n)-eI(n)xQ(n))]其中；y(n)是信道均衡的輸出，xI(n)是輸入實數(shù)數(shù)據(jù)，xQ(n)是輸入虛數(shù)數(shù)據(jù)，cI(n)是當(dāng)前時間的實數(shù)信道均衡器，cQ(n)是當(dāng)前時間的虛數(shù)信道均衡器，c(n+1)是下一時間的均衡系數(shù)，eI(n)是實數(shù)誤差值，eQ(n)是虛數(shù)誤差值，μ是步長(step-size)。
即，數(shù)據(jù)延遲器(101，102-3)將選擇輸出I信道數(shù)據(jù)Idata，而數(shù)據(jù)延遲器(102-1，102-2)則將選擇輸出Q信道數(shù)據(jù)Qdata。
另外，系數(shù)演算部(103-1)的乘法器(502)，將把Q信道誤差值Qerror與通過數(shù)據(jù)延遲器(101)輸出的Idata相乘后，向加法器(503)輸出。加法器(503)，將把MUX(508)反饋的轉(zhuǎn)移系數(shù)CQ.1和乘法器(502)的輸出疊加后，向加法器(504)輸出。加法器(504)將把從數(shù)據(jù)演算部(103-3)輸出的Qdata*Ierror信號和加法器(503)的輸出疊加后，通過MUX(505)、觸發(fā)器(506)以及MUX(508)，向乘法器(509)進(jìn)行輸出的同時，還向加法器(503)和系數(shù)演算部(103-2)的MUX(607)輸出。乘法器(509)將把MUX(508)輸出與從數(shù)據(jù)延遲器(101)輸出的Idata相乘后，向加法器(105)輸出。
系數(shù)演算部(103-2)的乘法器(602)，將把通過數(shù)據(jù)延遲器(102-1)的MUX(201)、觸發(fā)的(202)以及MUX(204)輸出的Qdata與Q信道誤差值Qerror相乘后，向系數(shù)演算部(103-4)的加法器(803)輸出。并且，MUX(607)將把從系數(shù)演算部(103-1)的MUX(508)輸出的Q系數(shù)Qcoef和通過數(shù)據(jù)延遲器(102-1)的MUX(204)輸出的Qdata相乘后，向加法器(105)輸出。系數(shù)演算部(103-3)的乘法器(702)，將把通過數(shù)據(jù)延遲器(102-2)的MUX(301)、觸發(fā)器(302)以及MUX(304)輸出的Qdata和I信道誤差值Ierror相乘后，向系數(shù)演算部(103-1)的加法器(503)輸出。另外，MUX(707)將把從系數(shù)演算部(103-4)的MUX(807)輸出的I系數(shù)Icoef和從數(shù)據(jù)延遲器(102-2)的MUX(304)輸出的Qdata相乘后，向加法器(105)輸出。
系數(shù)演算部(103-4)的乘法器(801)，將把I信道誤差值Ierror和通過數(shù)據(jù)延遲器(102-3)的MUX(401)、觸發(fā)器(402)以及MUX(404)輸出的Idata相乘后，向加法器(802)輸出。加法器(802)將把從MUX(807)反饋的轉(zhuǎn)移系數(shù)CI.1和乘法器(801)的輸出疊加后，向加法器(803)輸出。加法器(803)將把從系數(shù)演算部(103-2)輸出的Qdata*Qerror信號和加法器(802)的輸出疊加后，通過MUX(804)、觸發(fā)器(805)以及MUX(807)，向乘法器(808)、加法器(802)以及系數(shù)演算部(103-3)的MUX(706)輸出。乘法器(808)，將把MUX(807)的輸出和從數(shù)據(jù)延遲器(102-3)輸出的Idata相乘后，向加法器(105)輸出。
加法器(105)將把系數(shù)演算部(103-1～103-4)和DFE(104)的輸出，全部疊加后，向I信道信號輸出部(106)和Q信道信號輸出部(107)輸出。
I信道信號輸出部(106)的MUX(106-2)，總是選擇0，并向加法器(106-1)輸出。即，加法器(106-1)將把加法器(105)的輸出，通過觸發(fā)器(106-3)和抽選器(106-4)變成一個信道均衡后的信號Ioutput來進(jìn)行輸出，與此同時，為了限制及誤差值，向限制器(106-5)和加法器(106-6)輸出。限制器(106-5)將把輸入的信號限制后，向加法器(106-6)和DFE(104)輸出；加法器(106-6)將用限制器(106-5)的輸入/輸出之差，求出I信道誤差值。I信道誤差值Ierror，在乘法器中與步長μ相乘。
Q信道信號輸出部(107)，除了輸出信道均衡后的Q信號Qoutput和Q信道誤差值Qerror外，與I信號輸出部的動作完全相同。
6)QAM用細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器圖16所示本發(fā)明的VSB/QAM兼容多用信道均衡器，以QAM細(xì)密間隔復(fù)數(shù)信道均衡器來使用時的信號流程圖。在圖16的情況下，也是通過I信道信號輸出部(106)和Q信道信號輸出部(107)來求出Ierror，Qerror。
在圖16中，符號周期的初始半周內(nèi)，以與圖15相同的信號流程來工作，而在符號周期的下半周期內(nèi)，經(jīng)過串聯(lián)的兩個觸發(fā)器，利用被延遲2個符號的信號，進(jìn)行信道均衡。
即，數(shù)據(jù)延遲器(102-1～102-3)的MUX(204，304，404)，在符號周期的初始半周期內(nèi)，選擇輸出觸發(fā)器(202，302，402)的輸出；在符號周期的下半周期內(nèi)，選擇輸出觸發(fā)器(203，303，403)的輸出。
另外，系數(shù)演算部(103-1，103-4)的MUX(508，807)，在符號周期的初始半周期內(nèi)，選擇輸出觸發(fā)器(506，805)的輸出，在符號周期的下半周期內(nèi)，選擇輸出觸發(fā)器(507，806)的輸出。
I信道信號輸出部(106)和Q信道信號輸出部(107)的MUX(106-2，107-2)，在符號周期的初始半周期內(nèi)，選擇0之后，向加法器(106-1，107-1)輸出；在符號周期的下半周期內(nèi)，選擇儲存在觸發(fā)器(106-3，107-3)中的信號(即，符號周期的初始半周期內(nèi)信道均衡后的信號)，并向加法器(106-1，107-1)輸出。
通過上述的說明，本專業(yè)技術(shù)人員都能知道，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想范圍的情況下，可以有多種多樣的變更和修正。
權(quán)利要求
1.一種具有兼容VSB/QAM的多用信道均衡器，其特征是設(shè)有一個選擇輸出I信道輸入數(shù)據(jù)和Q信道輸入數(shù)據(jù)的MUX(多路復(fù)用器)；設(shè)有一個將把通過MUX輸出的信道數(shù)據(jù)，延遲1個符號或2個符號后進(jìn)行輸出的延遲器；設(shè)有N個數(shù)據(jù)延遲器，是由選擇輸出延遲1個符號或2個符號數(shù)據(jù)的MUX結(jié)構(gòu)，并輸出延遲1個符號或2個符號的I信道數(shù)據(jù)或Q信道數(shù)據(jù)；設(shè)有N個系數(shù)演算部，將向由數(shù)據(jù)延遲器輸出的I信道或Q信道數(shù)據(jù)上，乘以輸入的I信道或Q信道誤差值，并在該乘積上疊加被反饋的轉(zhuǎn)移I或Q信道數(shù)據(jù)的分支系數(shù)后，延遲1個符號或2個符號輸出；設(shè)有一個在N個系數(shù)演算部，將把各自被更新輸出的N個I或Q信道數(shù)據(jù)之分支系數(shù)，全部疊加后輸出的系數(shù)輸出部；設(shè)有一個I信道信號輸出部，它在符號間隔的情況下，從系數(shù)輸出部求出I信道誤差值，而在細(xì)密間隔情況下，在符號周期的初始半周期內(nèi)，由系數(shù)輸出部輸入一個將從延遲1個符號信號中求出的分支系數(shù)的疊加結(jié)果，然后加以儲存，而在下半周期內(nèi)，由系數(shù)輸出部輸入一個將從延遲2個符號信號中求出的分支系數(shù)的疊加結(jié)果，然后再和已經(jīng)儲存的，初始半周期內(nèi)的疊加結(jié)果相加，并求出I信道的誤差值；設(shè)有一個Q信道信號輸出部，它在符號間隔的情況下，從系數(shù)輸出部求出Q信道誤差值，而在細(xì)密間隔情況下，在符號周期的初始半周期內(nèi)，由系數(shù)輸出部接收一個將從延遲1個符號信號中求出的分支系數(shù)的疊加結(jié)果，然后加以儲存，而在下半周期內(nèi)，由系數(shù)輸出部輸入一個將從延遲2個符號信號中求出的分支系數(shù)的疊加結(jié)果，然后再和已經(jīng)儲存的，初始半周期內(nèi)的疊加結(jié)果相加，并求出Q信道的誤差值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容VSB/QAM的多用信道均衡器，其特征是各數(shù)據(jù)延遲器，在符號間隔情況下將選擇輸出被延遲1個符號的I信道或Q信道數(shù)據(jù)；而在細(xì)密間隔情況下，在符號周期初始半周期內(nèi)，將選擇輸出延遲1個符號的I信道或Q信道數(shù)據(jù)，而在下半周期內(nèi)選擇輸出延遲2個符號的I信道或Q信道信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容VSB/QAM的多用信道均衡器，其特征是系數(shù)演算部，設(shè)有一個將輸入的I信道或Q信道信號乘以I信道或Q信道誤差值的乘法器；設(shè)有一個在乘法器的輸出上，疊加反饋的轉(zhuǎn)移I信道或Q信道數(shù)據(jù)之分支系數(shù)用第1加法器；設(shè)有一個在QAM用的情況下，Q信道數(shù)據(jù)和I信道誤差值相乘的積，或Q信道數(shù)據(jù)和Q信道誤差值相乘的積上，疊加第1加法器的輸出用第2加法器；設(shè)有一個將把第1加法器，或第2加法器的輸出，延遲1個符號的第1延遲器；設(shè)有一個將第1延遲器的輸出，再延遲1個符號的第2延遲器；設(shè)有一個在符號間隔的情況下，去選擇第1延遲器的輸出，而在細(xì)密間隔的情況下，則在符號周期的初始半周期內(nèi)，去選擇第1延遲器的輸出，而在下一半周期內(nèi)，則去選擇第2延遲器的輸出，然后用乘法器進(jìn)行反饋的MUX(多路復(fù)用器)；設(shè)有一個向MUX輸出，乘以將通過數(shù)據(jù)延遲器輸出的I信道的數(shù)據(jù)或Q信道數(shù)據(jù)，并向系數(shù)輸出部輸出的乘法器。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)兼容VSB/QAM的多用信道均衡器。在對輸入信號進(jìn)行信道均衡時，將根據(jù)是否是VSB(殘留邊帶)信號還是QAM(正交調(diào)幅)信號，是否是符號間隔還是細(xì)密間隔，是否是實數(shù)信道均衡還是復(fù)數(shù)信道均衡來生成相應(yīng)的濾波系數(shù)，并根據(jù)各自的情況去控制信號流。因而可用單一的均衡器，對VSB及QAM信號進(jìn)行信道均衡，而且能大幅減少均衡器的硬件面積。本信道均衡器在以N＝2的細(xì)密間隔均衡器來工作時，在一個分支上使其共有兩個分支系數(shù)，因而細(xì)密間隔信道均衡器與符號間隔信道均衡器的分支系數(shù)，都一樣使用，從而使硬件的增加變得最小。
文檔編號H04L27/02GK1440138SQ02156908
公開日2003年9月3日 申請日期2002年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月23日
發(fā)明者金康鎬 申請人:樂金電子(沈陽)有限公司