專利名稱：均衡裝置及均衡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)，尤指一種通信系統(tǒng)中的均衡裝置。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，符號間干擾(Inter Symbol Interference, ISI)是一種相當常見的現(xiàn)象，其主要成因是多路徑傳輸(multipath propagation)。當發(fā)射端傳送出一符號D (I)時，由于行經(jīng)不同路徑的符號D(I)對應(yīng)至不同的延遲時間，因而接收端所接收到符號D(I)的接收信號會包含有一主要信號D (Ml)以及至少一干擾信號D (NI)的能量。如此一來，當發(fā)射端又依序傳送數(shù)個符號D(2)給接收端時，符號D(2)就可能會受到先前傳送的符號D(I)所產(chǎn)生的該至少一干擾信號D(NI)所影響。 用以解決符號間干擾(ISI)的裝置通常稱作均衡器(equalizer)。常見的均衡器有線性前饋均衡器(linear feedforward equalizer, LE)、判決反饋均衡器(decision-feedback equalizer, DFE)與維特比均衡器(Viterbi equalizer)。線性前饋均衡器的缺點是會使得噪聲(noise)增強。判決反饋均衡器(DFE)能夠?qū)⒎栭g干擾
(ISI)消去且不會使噪聲增強，但無法充分利用到信號的能量。維特比均衡器(Viterbiequalizer)能充分利用到ISI間的信號能量，而不是將之消除。然而，當符號間干擾(ISI)橫跨的符號(symbol)數(shù)(記做L)越來越大時，判決反饋均衡器(DFE)的復(fù)雜度與L成正比關(guān)系，其復(fù)雜度會隨著L的增加呈現(xiàn)大幅的成長。因此，如何充分利用該接收信號的能量并降低維特比均衡器的運算量，實為此一領(lǐng)域的重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一均衡器及其相關(guān)方法，以解決上述問題。本發(fā)明披露了一種均衡器，包含有一轉(zhuǎn)換模塊、一串/并轉(zhuǎn)換器以及一均衡模塊。該轉(zhuǎn)換模塊依據(jù)該接收信號的一主要信號以及該至少一干擾信號來產(chǎn)生一轉(zhuǎn)換信號，其中該轉(zhuǎn)換信號包含一轉(zhuǎn)換后的主要信號以及至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號；該串/并轉(zhuǎn)換器將該轉(zhuǎn)換后的該主要信號以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號分別轉(zhuǎn)換為多個轉(zhuǎn)換信號序列；該均衡模塊分別均衡該多個轉(zhuǎn)換信號序列以產(chǎn)生多個均衡序列。本發(fā)明還披露了一種均衡方法，包含有依據(jù)一接收信號的一主要信號以及至少一干擾信號來產(chǎn)生一轉(zhuǎn)換信號，其中該轉(zhuǎn)換信號包含一轉(zhuǎn)換后的主要信號以及至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號；將該轉(zhuǎn)換后的該主要信號以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號分別轉(zhuǎn)換為多個轉(zhuǎn)換信號序列；以及分別均衡該多個轉(zhuǎn)換信號序列以產(chǎn)生多個均衡序列。


圖I為本發(fā)明均衡裝置的第一實施例的示意圖。圖2為本發(fā)明均衡裝置的第二實施例的示意圖。
圖3為本發(fā)明各信號的波形示意圖。圖4為本發(fā)明一種均衡方法的一操作范例的流程圖。圖5為圖4中步驟S612的一操作范例的流程圖。主要元件符號說明100、200、300均衡裝置 110轉(zhuǎn)換模塊120串/并轉(zhuǎn)換器130均衡模塊212預(yù)先判決反饋均衡器 214第一反饋濾波器216加法器316前饋濾波器317減法器318決定單元319第二反饋濾波器
具體實施例方式本說明書及后續(xù)的權(quán)利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。在通篇說明書及后續(xù)的權(quán)利要求當中所提及的“包含”應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。請參考圖1，圖I為本發(fā)明均衡裝置200的第一實施例的示意圖。圖I的均衡裝置200包括有一轉(zhuǎn)換模塊210、一串/并轉(zhuǎn)換器以及一均衡模塊，該轉(zhuǎn)換模塊210包含有一預(yù)先判決反饋均衡器(predictive DFE) 212、一第一反饋濾波器214以及一加法器216。預(yù)先判決反饋均衡器212用來依據(jù)接收信號RS來產(chǎn)生一判決信號DS以及轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS，第一反饋濾波器214耦接于判決反饋均衡器212，用來依據(jù)判決信號DS來產(chǎn)生至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS，加法器216耦接于預(yù)先判決反饋均衡器212以及反饋濾波器214，用來依據(jù)轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS來產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號TS。串/并轉(zhuǎn)換器120耦接于轉(zhuǎn)換模塊210，用來將轉(zhuǎn)換后的該主要信號TMS以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS分別轉(zhuǎn)換為多個轉(zhuǎn)換信號序列TSS，其中轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS之間具有一相同間隔N，串/并轉(zhuǎn)換器120便依據(jù)相同間隔N來將轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS并列輸出以產(chǎn)生多個轉(zhuǎn)換信號序列TSS，其中多個轉(zhuǎn)換信號序列TSS的信道等效長度等于(轉(zhuǎn)換信號TS信號長度-I)/N+1，均衡模塊130耦接于串/并轉(zhuǎn)換器120，用來分別均衡多個轉(zhuǎn)換信號序列TSS以產(chǎn)生多個均衡序列，請注意，在本實施例中，均衡模塊130以維特比均衡模塊來實作，但此并非本發(fā)明的限制條件。該維特比均衡模塊的操作原理皆為本領(lǐng)域所熟知，故不在此贅述。總而言之，在本實施例中，轉(zhuǎn)換模塊110會保留接收信號RS中的至少一干擾信號NS來經(jīng)過該維特比均衡模塊進行均衡處理，如此一來，可使接收到的信號具有較多能量，來幫助進行更準確的判斷，以得到更佳的接收信號。請注意，在此實施例中，預(yù)先判決反饋均衡器212會將接收信號RS中的至少一干擾信號NS消除來產(chǎn)生轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS，因此，通過第一反饋濾波器214依據(jù)判決信號DS來產(chǎn)生至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS，如此一來，才能將至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS利用該維特比均衡模塊進行均衡處理來使接收到的信號具有較多能量。一較佳實施例，請參考圖2。圖2的預(yù)先判決反饋均衡器312包含有一前饋濾波器(Feed-Forward Filter, FFF) 316、一減法器317、一決定單元318以及一第二反饋濾波器319。前饋濾波器317用來過濾接收信號RS以產(chǎn)生一過濾后的接收信號FRS，過濾后的接收信號FRS包含有主要信號MS、至少一干擾信號NS以及一噪聲電平，如方程式(一)所示
Nbx[n] = a[n] + n[n] + ^ b[k - n](x[n] - a[n])...................................
k=\
(—) 其中，X[n]表示過濾后的接收信號FRS ；a[n]表示主要信號MS、
Σ b^k - ](_] - Φ ])表示至少一干擾信號NS、η [η]表示噪聲電平，請注意，
k=\在本實施例中，該噪聲電平為無法消除的信號，因此本實施例并不針對噪聲電平進行處理以及描述。另外，減法器317耦接于前饋濾波器316，用來依據(jù)過濾后的接收信號FRS以及一預(yù)先剩余干擾信號PNS來產(chǎn)生轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS，決定單元318用來依據(jù)轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS來產(chǎn)生判決信號DS，第二反饋濾波器319耦接于前饋濾波器316，用來依據(jù)過濾后的接收信號FRS以及判決信號DS或一特定信號KS來產(chǎn)生預(yù)先剩余干擾信號PNS，如方程式(二)所示
Nby[ri\ = ^b[k- \(χ[ \ - α[ \)
k=\...............................................(二)其中，y[n]表示預(yù)先剩余干擾信號PNS，在此實施例中，第二反饋濾波器319依據(jù)過濾后的接收信號FRS以及判決信號DS或一特定信號KS來產(chǎn)生該預(yù)先剩余干擾信號PNS，如此一來，減法器317便可將過濾后的接收信號FRS扣除預(yù)先剩余干擾信號PNS(x[n]-y[η])來得到轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS，其結(jié)果如方程式(三)所示
Nbz[n] = a[n] + n[n] + ^ b[k - ri\{d\n\ - a[n])..................................(三)
k=l其中z[n]表示轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS，請注意，當判決信號DS等于轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS(d[n] = a [η])時，轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS理想上會如方程式(四)所示ζ [n] = a [η]+η [η]............................(四)其中ζ [η]表不轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS ；η[η]表不噪聲電平。之后，決定單兀318便可依據(jù)接收信號RS來產(chǎn)生判決信號DS。值得注意的是，特定信號KS實作上可以是與該主要信號相關(guān)的信號或為一已知符號(symbol)信號。此外，預(yù)先判決反饋均衡器312依據(jù)接收信號RS以及一預(yù)先剩余干擾信號PNS來產(chǎn)生判決信號DS的操作原理皆為本領(lǐng)域所熟知，故不在此贅述。之后，加法器216便可依據(jù)轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS來產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號TS，其結(jié)果如方程式(五)所示
(L — eff-V)z2[n\ = z[n\ + ^ b\JN ~ n￥ijN].....(五)
；=1其中z2[n]表不轉(zhuǎn)換信號TS ;z [n]表不轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS ；
乏>[#-〃風/AT)表示該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS ;N表示相同間隔；L—eff表示等效
;=1
通道數(shù)。
接下來，利用上述各信號的波形示意圖來說明本發(fā)明，請一并參照圖2以及圖3，圖3為本發(fā)明各信號的波形示意圖。如圖3a所示，接收信號RS包含有一主要信號MS以及至少一干擾信號NS，前饋濾波器316會過濾接收信號RS來產(chǎn)生過濾后的接收信號FRS (如第3b圖所示)，第二反饋濾波器319依據(jù)過濾后的接收信號FRS以及判決信號DS或一特定信號PS來產(chǎn)生預(yù)先剩余干擾信號PNS (如圖3c所示)，接著，減法器317便可將過濾后的接收信號FRS扣除預(yù)先剩余干擾信號PNS來產(chǎn)生轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS(如第3d圖所示)，第一反饋濾波器214依據(jù)判決信號DS來產(chǎn)生至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS(如圖3e所示的至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS)，加法器216便可將轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS來產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號TS (如圖3e所示)，之后，串/并轉(zhuǎn)換器120便依據(jù)相同間隔N來將該轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS并列輸出以產(chǎn)生該多個轉(zhuǎn)換信號序列TSS (如圖3f所示)。請注意，如圖3e所示，在轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS之后每隔3個取樣點會有一個干擾信號分別為TNSl TNS3，因此，串/并轉(zhuǎn)換器120便依據(jù)相同間隔N (N = 3)來對轉(zhuǎn)換后的主要信號TMS以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號TNS進行取樣來得到該多個轉(zhuǎn)換信號序列TSS(TMS、TNS1 TNS3)，如此一來，均衡模塊130等效看到4((10-1)/3+1)個等效通道(TMS、TNS1 TNS3)的長度，因此，均衡模塊130的運算量也會跟著降低。請注意，圖3中的各信號的波形只是用來作為說明本發(fā)明的一個范例，并非本發(fā)明的限制條件，凡是符合本發(fā)明的精神皆應(yīng)落入本發(fā)明的范疇。另外，一實施例中，第一反饋濾波器214與第二反饋濾波器319可利用有限脈沖響應(yīng)(Finite Impulse Response,FIR)濾波器來實現(xiàn)，但此也非本發(fā)明的限制條件。請參考圖4，圖4為本發(fā)明一種均衡方法的另一操作范例的流程圖，圖4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4所示的執(zhí)行次序來執(zhí)行)步驟S600:開始。步驟S612 :依據(jù)該接收信號來產(chǎn)生一判決信號以及一轉(zhuǎn)換后的主要信號。步驟S614 :依據(jù)該判決信號來產(chǎn)生至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號。步驟S616 :依據(jù)該轉(zhuǎn)換后的主要信號以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號來產(chǎn)生該轉(zhuǎn)換信號。步驟S520 :將該轉(zhuǎn)換后的該主要信號以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號分別轉(zhuǎn)換為多個轉(zhuǎn)換信號序列。步驟S530 :分別均衡該多個轉(zhuǎn)換信號序列以產(chǎn)生多個均衡序列。請搭配圖4所示的各步驟以及圖I所示的各元件即可知各元件如何運作，為簡潔起見，故在此不再贅述。值得注意的是，步驟S612由預(yù)先判決反饋均衡器212所執(zhí)行；步驟S614由第一反饋濾波器214所執(zhí)行；以及步驟S616由加法器所執(zhí)行。其中，圖4中的步驟S612還可包括有(如圖5所示)步驟S702 :過濾該接收信號以產(chǎn)生一過濾后的接收信號。步驟S704 :依據(jù)該過濾后的接收信號以及一預(yù)先剩余干擾信號來產(chǎn)生該轉(zhuǎn)換后的主要信號。步驟S706 :依據(jù)該過濾后的接收信號來產(chǎn)生該判決信號?！?br> 步驟S708 :依據(jù)該判決信號或一特定信號來產(chǎn)生該預(yù)先剩余干擾信號。值得注意的是，步驟S702由前饋濾波器316所執(zhí)行；步驟S704由減法器317所執(zhí)行；步驟S706由決定單元318所執(zhí)行；以及步驟S708由第二反饋濾波器319所執(zhí)行。上述各流程步驟僅為本發(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)明精神的情況下，該些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?
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求書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
1.一種均衡裝置，用來均衡一接收信號，其中，所述接收信號包含有一主要信號以及至少一干擾信號，所述均衡裝置包含有一轉(zhuǎn)換模塊，包括有一預(yù)先判決反饋均衡器、第一反饋濾波器、與一加法器，所述轉(zhuǎn)換模塊依據(jù)所述接收信號的所述主要信號以及所述至少一干擾信號來產(chǎn)生一轉(zhuǎn)換信號，其中，所述轉(zhuǎn)換信號包含一轉(zhuǎn)換后的主要信號以及至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號；一串/并轉(zhuǎn)換器，耦接于所述濾波模塊，將所述轉(zhuǎn)換后的所述主要信號以及所述至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號分別轉(zhuǎn)換為多個轉(zhuǎn)換信號序列；以及一均衡模塊，耦接于所述串/并轉(zhuǎn)換器，分別均衡所述多個轉(zhuǎn)換信號序列以產(chǎn)生多個均衡序列。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的均衡裝置，其中，所述預(yù)先判決反饋均衡器包含有一前饋濾波器，過濾所述接收信號以產(chǎn)生一過濾后的接收信號；一減法器，耦接于所述前饋濾波器，依據(jù)所述過濾后的接收信號以及一預(yù)先剩余干擾信號來產(chǎn)生所述轉(zhuǎn)換后的主要信號；一決定單元，耦接于所述減法器，依據(jù)所述過濾后的接收信號來產(chǎn)生所述判決信號；以及一第二反饋濾波器，耦接于所述前饋濾波器，依據(jù)所述過濾后的接收信號以及所述判決信號或一特定信號來產(chǎn)生所述預(yù)先剩余干擾信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的均衡裝置，其中，所述特定信號與所述主要信號相關(guān)或為一已知符號(symbol)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的均衡裝置，其中，所述第一反饋濾波器與所述第二反饋濾波器為有限脈沖響應(yīng)(Finite Impulse Response, FIR)濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的均衡裝置，其中，所述轉(zhuǎn)換后的主要信號以及所述至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號之間具有一相同間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的均衡裝置，其中所述串/并轉(zhuǎn)換器依據(jù)所述相同間隔來將所述轉(zhuǎn)換后的所述主要信號以及所述至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號并列輸出以產(chǎn)生所述多個轉(zhuǎn)換信號序列。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的均衡裝置，其中，所述均衡模塊為一維特比均衡模塊。
8.一種均衡方法，用來均衡一接收信號，包含有依據(jù)所述接收信號來產(chǎn)生一判決信號以及一轉(zhuǎn)換后的主要信號；依據(jù)所述判決信號來產(chǎn)生至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號；依據(jù)所述轉(zhuǎn)換后的主要信號以及所述至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號來產(chǎn)生一轉(zhuǎn)換信號，其中所述轉(zhuǎn)換信號包含所述轉(zhuǎn)換后的主要信號以及所述至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號；將所述轉(zhuǎn)換信號分別轉(zhuǎn)換為多個轉(zhuǎn)換信號序列；以及分別均衡所述多個轉(zhuǎn)換信號序列以產(chǎn)生多個均衡序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的均衡方法，其中，依據(jù)所述接收信號來產(chǎn)生所述判決信號以及所述轉(zhuǎn)換后的主要信號的步驟包含有過濾所述接收信號以產(chǎn)生一過濾后的接收信號；依據(jù)所述過濾后的接收信號以及一預(yù)先剩余干擾信號來產(chǎn)生所述轉(zhuǎn)換后的主要信號;依據(jù)所述過濾后的接收信號來產(chǎn)生所述判決信號；以及依據(jù)所述過濾后的接收信號以及所述判決信號或一特定信號來產(chǎn)生所述預(yù)先剩余干擾信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的均衡方法，其中，所述特定信號與所述主要信號相關(guān)或為一已知符號(symbol)信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的均衡方法，其中，所述轉(zhuǎn)換后的主要信號以及至少所述轉(zhuǎn)換后的干擾信號之間具有一相同間隔。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的均衡方法，其中，轉(zhuǎn)換為多個轉(zhuǎn)換信號序列的步驟包含有 依據(jù)所述相同間隔來將所述轉(zhuǎn)換后的所述主要信號以及至少所述轉(zhuǎn)換后的干擾信號并列輸出以產(chǎn)生所述多個轉(zhuǎn)換信號序列。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種均衡裝置及均衡方法。均衡裝置用來均衡接收信號，其中該接收信號包含有主要信號以及至少一干擾信號，該均衡裝置包含有轉(zhuǎn)換模塊、串/并轉(zhuǎn)換器以及均衡模塊。轉(zhuǎn)換模塊包括有一預(yù)先判決反饋均衡器、第一反饋濾波器與一加法器，轉(zhuǎn)換模塊依據(jù)接收信號的主要信號以及該至少一干擾信號來產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號，其中轉(zhuǎn)換信號包含轉(zhuǎn)換后的主要信號以及至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號；串/并轉(zhuǎn)換器用來將轉(zhuǎn)換后的該主要信號以及該至少一轉(zhuǎn)換后的干擾信號分別轉(zhuǎn)換為多個轉(zhuǎn)換信號序列；均衡模塊用來分別均衡多個轉(zhuǎn)換信號序列以產(chǎn)生多個均衡序列。
文檔編號H04L25/03GK102932293SQ201110228870
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者李宜霖 申請人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司