專利名稱：用于減小均衡器誤差的信號(hào)處理方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及判定反饋均衡器，并具體涉及通過(guò)判定反饋均衡器的判定差錯(cuò)傳播。
均衡器一般用于數(shù)字通信系統(tǒng)，其中數(shù)字信號(hào)經(jīng)通信信道從一個(gè)數(shù)字發(fā)送機(jī)發(fā)送和在一個(gè)數(shù)字接收機(jī)接收。在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)中編碼的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸需要符號(hào)同步。一般地，調(diào)節(jié)接收收發(fā)信機(jī)的接收機(jī)時(shí)鐘以便跟蹤和補(bǔ)償位于通信環(huán)路相反側(cè)端的發(fā)送機(jī)中使用的振蕩器之間的頻率漂移以及跟蹤和補(bǔ)償在傳輸媒質(zhì)中地改變。數(shù)字接收機(jī)依賴信號(hào)處理來(lái)恢復(fù)發(fā)送的數(shù)字信息。在離散的時(shí)間間隔采樣接收的信號(hào)并變換為其數(shù)字表示。一個(gè)定時(shí)恢復(fù)函數(shù)同步接收機(jī)時(shí)鐘以便在適當(dāng)?shù)牟蓸铀查g采樣接收的符號(hào)以便確定它們的正確值，(例如，一個(gè)最佳采樣瞬間是在采樣脈沖或脈幅調(diào)制(PAM)代碼的峰值處)。但是因?yàn)榻邮盏拿}沖是失真的，所以這個(gè)任務(wù)是復(fù)雜的。
一個(gè)干擾源是來(lái)自通過(guò)混和電路耦合的接收機(jī)的發(fā)送部分和在接收機(jī)輸入端檢測(cè)到的的發(fā)送脈沖的回波。這種發(fā)送脈沖回波一般通過(guò)回波消除器，例如建造該信號(hào)并從接收的信號(hào)中減去該信號(hào)的橫向?yàn)V波器消除。但是即使在回波消除器消除發(fā)送脈沖的回波以后，接收的脈沖仍然會(huì)由于傳輸路徑特性，例如被衰減，和最顯著的碼間干擾(ISI)的影響而失真。結(jié)果是相對(duì)正交的，窄的發(fā)送脈沖是“拖尾的”，即，由于它們被接收的時(shí)間而失真和變寬。更特別的是，一個(gè)符號(hào)脈沖的“尾部”延展到下一個(gè)發(fā)送符號(hào)脈沖的時(shí)間間隔，使確定在該符號(hào)周期內(nèi)實(shí)際發(fā)送的脈沖的正確幅度很困難。另一個(gè)因素是通信信道通常不是初始知道的一至少是不準(zhǔn)確知道。即使該信道是初始知道的，它也可以隨時(shí)間改變。因此，在傳輸期間必須緊密監(jiān)視信道狀況。
修正信道感應(yīng)的失真的一般處理稱為均衡。根據(jù)連續(xù)地估算通信信道的脈沖響應(yīng)，使用判定反饋均衡器(如下面詳細(xì)說(shuō)明的)抑制由以前發(fā)送的符號(hào)的“尾部”引起的碼間干擾。
許多通信應(yīng)用要求對(duì)噪聲的高的抗擾度和低的誤碼率。這樣的誤碼率難以獲得，假設(shè)未知由和/或通信信道引入的延遲、衰減、色散、噪聲、碼間干擾(ISI)。例如對(duì)于用戶環(huán)路的ISDN接口的10-7誤碼率容許很少的余裕度，特別當(dāng)信道和/或收發(fā)信機(jī)參數(shù)改變時(shí)。在大多數(shù)時(shí)間傳送這個(gè)低的誤碼率是一件事；通過(guò)這種改變和調(diào)整在所有時(shí)間保持它是一個(gè)更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。在實(shí)際的系統(tǒng)中不能足夠準(zhǔn)確地知道信道的響應(yīng)以便允許接收機(jī)設(shè)計(jì)總是能補(bǔ)償碼間干擾。
實(shí)際上，用于補(bǔ)償接收機(jī)的ISI的反饋均衡器濾波器包括各種參數(shù)，例如根據(jù)估計(jì)的信道特性調(diào)整的數(shù)字濾波器抽頭或系數(shù)。對(duì)均衡器反饋濾波器的一般選擇是例如

圖1所示的橫向?yàn)V波器。橫向?yàn)V波器本質(zhì)上是具有若干延遲z-1的一個(gè)延遲線，其中延遲z-1在數(shù)字通信應(yīng)用中對(duì)應(yīng)符號(hào)持續(xù)期間。設(shè)置抽頭系數(shù)，Cn，以便從與所需符號(hào)在時(shí)間上臨近的符號(hào)中減去干擾的影響。選擇或調(diào)整Cn系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)一般是根據(jù)峰值失真或均方失真二者中的最小值。優(yōu)選的方法采用最小均方(LMS)算法調(diào)整系數(shù)。
有兩種一般的自動(dòng)均衡類型。第一種，預(yù)置均衡，發(fā)送一個(gè)在接收機(jī)與一個(gè)本地產(chǎn)生的序列對(duì)比的訓(xùn)練序列。使用兩個(gè)序列之間的差設(shè)置濾波器系數(shù)Cn。利用第二種方法，自適應(yīng)均衡，直接地從發(fā)送的數(shù)據(jù)連續(xù)和自動(dòng)地調(diào)整系數(shù)。
判定反饋均衡使用以前的符號(hào)判定結(jié)合對(duì)信道響應(yīng)的知識(shí)，形成由于以前發(fā)送的符號(hào)造成的在當(dāng)前符號(hào)判定瞬間的碼間干擾的估計(jì)。然后利用減少判定值中ISI影響的愿望從接收信號(hào)中減去這個(gè)估計(jì)值。如果以前的均衡器判定都是正確的并且信道響應(yīng)準(zhǔn)確知道，那么由以前檢測(cè)的符號(hào)引起的ISI將被完全消除。遺憾地，這個(gè)理想的情況極少實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在對(duì)圖2所示的判定反饋均衡器(DFE)進(jìn)行參照。例如接收信號(hào)Xk的信號(hào)將被均衡，濾波器12模擬濾波由于以前發(fā)送的符號(hào)造成的ISI?？梢允褂脠D1所示的橫向?yàn)V波器結(jié)構(gòu)配置圖2中的反饋濾波器12。反饋濾波器12中濾波器抽頭的個(gè)數(shù)確定影響當(dāng)前DFE判定的以前符號(hào)判定的個(gè)數(shù)。組合器16的輸出rk應(yīng)該理想地對(duì)應(yīng)對(duì)于當(dāng)前符號(hào)剛接收的信號(hào)。檢測(cè)器14檢測(cè)最佳對(duì)應(yīng)于rk的符號(hào)值以便產(chǎn)生一個(gè)檢測(cè)的符號(hào)信號(hào)
。在組合器18中確定檢測(cè)器rk輸入和檢測(cè)器
輸出之間的差以便產(chǎn)生符號(hào)誤差εk。再者，在一個(gè)理想的系統(tǒng)中，這個(gè)符號(hào)誤差應(yīng)該基本是零。
因此，判定反饋均衡器通過(guò)反饋過(guò)去的數(shù)據(jù)估計(jì)或判定而工作。遺憾地，這些判定可以不對(duì)應(yīng)實(shí)際輸入數(shù)據(jù)序列，特別是如果DFE具有最近進(jìn)行的判定誤差。因?yàn)槭褂眠^(guò)去的判定消除實(shí)際數(shù)據(jù)的ISI，所以DFE判定誤差同樣是“傳播的”并且也可以導(dǎo)致后續(xù)錯(cuò)誤判定的“雪崩”。作為DFE誤差傳播的結(jié)果，前面符號(hào)的后波信號(hào)(postcursors)(1)沒(méi)有被DFE消除和(2)被加到當(dāng)前符號(hào)估計(jì)中。將這些DFE誤差加到當(dāng)前的DFE符號(hào)估計(jì)中增加了將來(lái)的DFE中判定誤差的幾率。下線是傳播DFE誤差驚人地增大了誤碼率。高的誤碼率可以減少通信系統(tǒng)“吞吐量”，而增大了需要重新發(fā)送的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)分組的個(gè)數(shù)。
多篇文章已經(jīng)識(shí)別出DFE誤差傳播的存在。在這方面，讀者可參考下列文章
IEEE通信業(yè)務(wù)交流，37卷，第11號(hào)，1989年11月，第1126-1135頁(yè)，Rodney A.Kennedy等人“導(dǎo)致判定反饋均衡器的快速誤差恢復(fù)的信道”；
電子學(xué)快報(bào)，第24卷，第17號(hào)，1988年8月18日，第1084-1085頁(yè)，E.Dahlman等人的“通過(guò)使用‘軟判定’在判定反饋均衡器中的性能改進(jìn)”；
IEEE信息理論交流，第IT-20卷，第4號(hào)，1974年7月，第490-497頁(yè)，Donald L.Duttweiler等人的“在判定反饋均衡器中誤差概率的上界”；
IEEE信息理論交流，第39卷，第1號(hào)，1993年1月，第145-156頁(yè)，Shirish A.Altekar等人的“在判定反饋均衡器中誤差概率的上界”；
IEEE通信業(yè)務(wù)交流，第42卷，第10號(hào)，1994年10月，第2786-2794頁(yè)，Worman.C.Beaulieu，“判決反饋均衡器的恢復(fù)時(shí)間的邊界”；
IEEE進(jìn)展，132卷，pt.F.，第7號(hào)，1995年12月，第561-566頁(yè)，J.J.O’Reilly等，“判定反饋收發(fā)信機(jī)中的誤差傳播”；
IEEE進(jìn)展，132卷pt.F.，第7號(hào)，1985年12月，第567-575頁(yè)，A.M.de Oliveira Duarte等人“用于限制DFB接收機(jī)的誤差統(tǒng)計(jì)的簡(jiǎn)單技術(shù)”。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供快速檢測(cè)DFE判定誤差何時(shí)出現(xiàn)的一項(xiàng)技術(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是一旦檢測(cè)到DFE判定誤差，防止DFE判定誤差傳播。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是一旦檢測(cè)到DFE判定誤差，快速確定正確的符號(hào)值和替換錯(cuò)誤判定的符號(hào)值以便防止判定誤差通過(guò)DFE傳播。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是使用以硬件和/或軟件容易實(shí)現(xiàn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)這些和其他目的。
本發(fā)明提供一種用于操作判定反饋均衡器的方法，該均衡器為由前次信號(hào)采樣引起的碼間干擾均衡當(dāng)前信號(hào)采樣。由DFE檢測(cè)和糾正不正確的符號(hào)判定以便防止誤差傳播對(duì)后續(xù)的DFE判定的可能的不利影響。
具體地說(shuō)，根據(jù)期望的誤碼率和信道脈沖響應(yīng)的第一后波信號(hào)值h1確定均衡器誤差閾值。判定反饋均衡器確定在第一當(dāng)前采樣中的碼間干擾分量。從當(dāng)前采樣中減去ISI分量產(chǎn)生一個(gè)均衡的采樣。使用那個(gè)均衡的采樣檢測(cè)相應(yīng)的符號(hào)值。通過(guò)從檢測(cè)的符號(hào)值中減去均衡的采樣計(jì)算符號(hào)誤差。將該符號(hào)誤差與一個(gè)誤差閾值進(jìn)行比較。如果該符號(hào)誤差量值小于該誤差閾值，則均衡誤差的概率是小的，并且不采取防止或糾正措施。但是，如果該符號(hào)誤差的量值大于誤差閾值，則產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)的符號(hào)值代替檢測(cè)的符號(hào)值。下一步，利用這個(gè)臨時(shí)符號(hào)值接收第二采樣和檢測(cè)其相應(yīng)的符號(hào)值。接著確定由于使用臨時(shí)符號(hào)值引起的第二符號(hào)誤差。使用該第二符號(hào)誤差，為第一采樣確定正確的符號(hào)值。正確的符號(hào)值保證DFE判定誤差不傳播。選擇符號(hào)判定閾值作為臨時(shí)符號(hào)值(而不是各個(gè)符號(hào)值本身)保證在沒(méi)有噪聲的環(huán)境中判定誤差將不傳播。這還在噪聲出現(xiàn)時(shí)使判定誤差不傳播的概率最大化。
本發(fā)明還提供一個(gè)判定反饋設(shè)備，可以有利地在例如通信收發(fā)信機(jī)中采用。一個(gè)組合器將第一接收信號(hào)與一個(gè)反饋信號(hào)組合。一個(gè)符號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)來(lái)自該組合器的輸出信號(hào)并且決定相應(yīng)于該輸出信號(hào)量值的一個(gè)符號(hào)值。一個(gè)信號(hào)差分器確定基于該組合器輸出信號(hào)和判定的符號(hào)值的符號(hào)誤差。使用判定的符號(hào)值產(chǎn)生是ISI估計(jì)值的反饋信號(hào)。
當(dāng)符號(hào)誤差超過(guò)誤差閾值時(shí)，一個(gè)信號(hào)處理器修改反饋信號(hào)。特別是，當(dāng)符號(hào)誤差超過(guò)誤差閾值時(shí)，該信號(hào)處理器確定該符號(hào)值被錯(cuò)誤判定和臨時(shí)修改該符號(hào)值。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該臨時(shí)符號(hào)值是根據(jù)誤差的符號(hào)選擇的一個(gè)最接近的符號(hào)判定閾值。
根據(jù)上面概述的方法，該信號(hào)處理器產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)符號(hào)值代替錯(cuò)誤判定的符號(hào)值。當(dāng)接收到第二信號(hào)和判定另一個(gè)符號(hào)值對(duì)應(yīng)于第二接收信號(hào)時(shí)，該信號(hào)處理器確定對(duì)于由使用該臨時(shí)符號(hào)值引起的一個(gè)判定符號(hào)值的另一個(gè)符號(hào)誤差。接著該信號(hào)處理器利用該另一個(gè)符號(hào)誤差確定對(duì)于第一接收信號(hào)的一個(gè)正確的符號(hào)值。另外在該優(yōu)選的示例實(shí)施例中，根據(jù)期望的誤碼率和接收信號(hào)的通信信道的脈沖響應(yīng)的第一后波信號(hào)計(jì)算誤差閾值。
雖然本發(fā)明可以有利地應(yīng)用到數(shù)字通信系統(tǒng)中，但是不限于下面詳細(xì)描述中使用的ISDN收發(fā)信機(jī)示例，本發(fā)明具有更寬更一般的應(yīng)用。特別是，本發(fā)明可以在任意應(yīng)用中的均衡器中采用。通過(guò)參照下面的本發(fā)明詳細(xì)描述和闡述說(shuō)明的附圖可以得到對(duì)本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)的更好的了解，本發(fā)明采用的原理不限于實(shí)施例。
圖1是可以用做判定反饋均衡器中反饋濾波器的一個(gè)橫向?yàn)V波器的圖2是一般說(shuō)明判定反饋均衡器的功能方框圖3是對(duì)一個(gè)數(shù)字ISDN通信系統(tǒng)的本發(fā)明的示例應(yīng)用的功能方框圖4是可以用在ISDN通信系統(tǒng)中的一個(gè)U型收發(fā)信機(jī)的功能方框圖5是根據(jù)對(duì)一個(gè)ISDN通信系統(tǒng)的本發(fā)明的示例應(yīng)用說(shuō)明在一個(gè)2B1Q行代碼語(yǔ)境中的判定距離的圖6是說(shuō)明確定一個(gè)最佳閾值值εt作為第一符號(hào)后波信號(hào)h1和期望的誤碼率的函數(shù)的一個(gè)示例圖7是說(shuō)明在兩個(gè)符號(hào)周期上的本發(fā)明的示例硬件實(shí)現(xiàn)的功能方框圖8是說(shuō)明基于本發(fā)明的示例實(shí)現(xiàn)的軟件的流程圖；和
圖9和圖10是說(shuō)明在各種條件下的本發(fā)明的統(tǒng)計(jì)特性的圖。
在下面的描述中，為了說(shuō)明而不作為限制，闡述具體的細(xì)節(jié)，諸如特定的接口，硬件實(shí)施例，技術(shù)等，以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹的理解。但是，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明可以在脫離這些具體細(xì)節(jié)的其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)是清楚的。在其他情況下，省去公知的方法，設(shè)備和電路的詳細(xì)描述以便不因不必要的細(xì)節(jié)使本發(fā)明的描述模糊不清。
圖3表示對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)通信環(huán)境，具體的說(shuō)，一個(gè)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)20的本發(fā)明的一個(gè)示例應(yīng)用的整個(gè)方框圖。但是，如上所述，本發(fā)明可以有利地使用在使用判定反饋均衡的任何應(yīng)用中。
建筑物21例如可以包括經(jīng)局域網(wǎng)連接到一個(gè)U收發(fā)信機(jī)25(經(jīng)一個(gè)S收發(fā)信機(jī)，未示出)的電話用戶(23和24)和數(shù)據(jù)用戶(個(gè)人計(jì)算機(jī)22)。U收發(fā)信機(jī)25通過(guò)一個(gè)兩線“用戶環(huán)路”連接。傳輸線26連接到位于電話交換和業(yè)務(wù)網(wǎng)27的另一個(gè)U接口收發(fā)信機(jī)28，電話交換和業(yè)務(wù)網(wǎng)27提供數(shù)字交換和其他消息呼叫處理業(yè)務(wù)。
僅為說(shuō)明和描述，下面在使用U收發(fā)信機(jī)和2B1Q行代碼的語(yǔ)境的這種ISDN網(wǎng)絡(luò)中描述本發(fā)明。在該ISDN中，使用采用四級(jí)，脈幅調(diào)制(PAM)，無(wú)冗余碼的2-二進(jìn)制，1-四進(jìn)制(2B1Q)行代碼。發(fā)送信息的每一對(duì)二進(jìn)制比特被變換為一個(gè)四進(jìn)制符號(hào)(-3，-1，+1，和+3)。例如，“00”被編碼為-3，“01”被編碼為-1，“10”被編碼為+3，和“11”被編碼為+1。但是，如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的，本發(fā)明可以應(yīng)用到其他類型的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和其他類型的行代碼/符號(hào)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，圖4說(shuō)明了包括一個(gè)發(fā)送機(jī)和一個(gè)接收機(jī)的一個(gè)U接口收發(fā)信機(jī)30。而且，盡管結(jié)合與ISDN數(shù)字通信網(wǎng)結(jié)合使用的U收發(fā)信機(jī)描述本發(fā)明，但是本發(fā)明當(dāng)然可以應(yīng)用到其他DFE應(yīng)用。傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)加到擾頻器31，它根據(jù)ISDN規(guī)范T1D1將數(shù)據(jù)編碼為由成幀器32形成的240比特或120(2B1Q)符號(hào)的幀的偽隨機(jī)比特流。成幀器在每個(gè)數(shù)據(jù)幀中插入一個(gè)用于幀同步的9符號(hào)信令字使得剩下111符號(hào)用于擾頻數(shù)據(jù)。
成幀的和擾頻的二進(jìn)制信號(hào)加到一個(gè)2B1Q編碼器，在那它被串-并變換器變換為一種并行格式，該串-并變換器產(chǎn)生00，01，10和11組合的數(shù)字。在該編碼器中的數(shù)字到符號(hào)的映射產(chǎn)生四個(gè)相應(yīng)的符號(hào)電平-1，+1，-3和+3。數(shù)模變換器(DAC)38將編碼的信號(hào)變換為適于施加到混和電路44的電壓電平，混和電路44連接到用戶環(huán)路45。發(fā)送濾波器40從由數(shù)模變換器38輸出的數(shù)字脈沖中去除高頻以便減少在通過(guò)用戶環(huán)路45傳輸期間的串話和電磁干擾。
來(lái)自用戶環(huán)路45的輸入信號(hào)在混和電路44中變換和由接收機(jī)處理，接收機(jī)同步其接收機(jī)時(shí)鐘和發(fā)送機(jī)時(shí)鐘(未示出)使得接收信號(hào)可以以符號(hào)/波特傳輸率即，符號(hào)在環(huán)路的最遠(yuǎn)端傳輸?shù)乃俾时徊蓸?。使用模?shù)變換器(ADC)48將接收信號(hào)變換為數(shù)字格式。使用來(lái)自定時(shí)恢復(fù)電路70的一個(gè)控制信號(hào)調(diào)整依靠接收機(jī)時(shí)鐘的模數(shù)變換器48的采樣速率。例如，模數(shù)變換器48可以以80kHz的采樣速率采樣，即使它具有允許在較小的間隔，例如15.36MHz的周期中調(diào)整相位的內(nèi)置高頻時(shí)鐘。
數(shù)字化的采樣由接收機(jī)濾波器50濾波，濾波器的輸出提供到加法模塊52。接收濾波器50通過(guò)抑制接收信號(hào)的“拖尾”增加信噪比。到加法器52的其他輸入是來(lái)自回聲消除器36的輸出。如上所述，在用戶環(huán)路45上傳輸?shù)拿}沖導(dǎo)致由于阻抗失配引起的混和電路44的接收機(jī)側(cè)的回聲。遺憾地，從用戶環(huán)路45接收的脈沖中分出這些發(fā)送脈沖的回聲(例如使用濾波器)是困難的。相應(yīng)地，回聲消除器36產(chǎn)生發(fā)送脈沖波形的一個(gè)拷貝并且在加法器52中從接收的脈沖中減去它。根據(jù)接收符號(hào)和在加法器66輸出的檢測(cè)符號(hào)之間的誤差信號(hào)調(diào)整回聲消除器。這種自適應(yīng)回聲消除器一般實(shí)現(xiàn)為一個(gè)橫向，有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，其脈沖響應(yīng)適合于回聲路徑的脈沖響應(yīng)。誤差用于調(diào)整濾波器系數(shù)以便“會(huì)聚”該濾波器的響應(yīng)到通信信道的脈沖響應(yīng)模型。
通過(guò)自適應(yīng)增益控制器54處理回聲消除的信號(hào)以便調(diào)整幅值到2B1Q行代碼中符號(hào)指定的電平。一般地，通過(guò)比較輸入信號(hào)和固定的幅值閾值調(diào)節(jié)加到輸入信號(hào)的增益和在必要時(shí)增大或減小增益以便實(shí)現(xiàn)符號(hào)-3，-1，+1和+3的標(biāo)準(zhǔn)化的幅值。自適應(yīng)增益控制器的輸出加到前饋濾波器56，它在物理術(shù)語(yǔ)上增強(qiáng)了接收信號(hào)中的脈沖的高頻，變換為該數(shù)字脈沖的上升沿的陡度或斜率的增加。在功能術(shù)語(yǔ)上，公知的數(shù)字通信系統(tǒng)將這個(gè)前饋濾波器56稱為前波信號(hào)濾波器，因?yàn)樗哪康氖且种平邮彰}沖的前波信號(hào)部分。
來(lái)自圖4的前饋濾波器56的輸出χk輸入到組合器58，它從判定反饋均衡器68的輸出中消除信號(hào)χk。判定反饋均衡器68接收來(lái)自差分器66的輸入符號(hào)誤差εk和由檢測(cè)器60產(chǎn)生的檢測(cè)符號(hào)
。下面在更多的細(xì)節(jié)上描述判定反饋均衡器68的操作。由檢測(cè)器60檢測(cè)的符號(hào)在2B1Q解碼器62中解碼和輸入到解擾器64解擾，解碼器62和解擾器64分別執(zhí)行2B1Q編碼器34和擾頻器31的反向操作。最后由解擾器64產(chǎn)生接收的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
如上所述，判定反饋均衡器使用過(guò)去的符號(hào)判定以合成和從當(dāng)前接收的信號(hào)采樣χk中減去碼間干擾(ISI)估計(jì)值dk。符號(hào)誤差εk可以數(shù)學(xué)地描述為接收信號(hào)采樣χk，ISI估計(jì)值和實(shí)際符號(hào)值
的判定之間的差，如下
變量ak和
分別是接收數(shù)據(jù)符號(hào)和恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)；hi和
分別是信道脈沖響應(yīng)的真值和估計(jì)值，其中信道脈沖響應(yīng)的估計(jì)值(有時(shí)稱為“光標(biāo)”)是DFE濾波器系數(shù)；因此(
)是相應(yīng)的信道脈沖響應(yīng)估計(jì)中的誤差；ηk表示外部噪聲；和N是例如圖2所示的DFE的DFE抽頭的個(gè)數(shù)。由前波信號(hào)(h-1，h-2，h-3)和后波信號(hào)(h1，h2，h3)以及主波h0組成的脈沖形狀hi由于受包括傳輸媒體，接收濾波器等的整個(gè)傳送函數(shù)的影響，所以一般是不知道的。接著使用例如圖1和圖2的橫向?yàn)V波器11和12的一個(gè)自適應(yīng)有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器估計(jì)采樣的脈沖響應(yīng)函數(shù)。在當(dāng)前判定瞬間tk的采樣的信號(hào)值對(duì)應(yīng)于主波信號(hào)h0。
因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)收發(fā)信機(jī)之間的每個(gè)連接很可能具有不同的信道傳輸函數(shù)，并且因?yàn)槊總€(gè)信道的特性隨時(shí)間變化，而且一般會(huì)由于噪聲變壞，接收的脈沖是“擴(kuò)展的”并且因此與后來(lái)接收的符號(hào)干擾。換句話說(shuō)，對(duì)于時(shí)間瞬間tk的脈沖值xk是akh0，在時(shí)間瞬間tk-1是akh1等，此處ak是符號(hào)幅值，和h0，h1，…是由信道脈沖響應(yīng)產(chǎn)生的“脈沖信號(hào)”值，此處h0是主波信號(hào)，和h1是第一后波信號(hào)，h2是第二后波信號(hào)，h-1是第一前波信號(hào)。在時(shí)間瞬間tk+1，對(duì)于下一個(gè)接收脈沖xkr1的脈沖值是ak+1h0+akh1+…表示來(lái)自以前接收的符號(hào)的后波信號(hào)干擾分量的其它項(xiàng)。項(xiàng)akh1是恰在符號(hào)時(shí)間tk前接收的符號(hào)的第一后波信號(hào)。但是更完整地
返回上面的方程(1)，最后三項(xiàng)表示噪聲和被下面的分析忽略，即，假定那些項(xiàng)足夠小使得滿足數(shù)字傳輸系統(tǒng)的BER要求。第一項(xiàng)涉及前波信號(hào)和第二項(xiàng)涉及接收采樣的主波信號(hào)分量。第三項(xiàng)，現(xiàn)在將定義為ek，代表由于不正確的以前DFE符號(hào)值判定引起的對(duì)符號(hào)估計(jì)誤差εk的貢獻(xiàn)
因此，方程(1)可以重寫(xiě)為
在正常恒定狀態(tài)下和無(wú)誤差操作模式中，這個(gè)誤差項(xiàng)εk等于零。
根據(jù)本發(fā)明的變量Δ被定義為“判定距離”并且指的是從相應(yīng)的判定閾值與實(shí)際符號(hào)值ak的分離。在2B1Q行代碼的情況下，Δ＝1。如果
符號(hào)ak可以被錯(cuò)誤地確定。
在實(shí)際中假定重疊噪聲的概率密度函數(shù)ηk′是對(duì)稱的是合理的，并且因此判定距離Δ是符號(hào)距離的一半。另外，如果不正確地檢測(cè)，后續(xù)的后波信號(hào)沒(méi)有減去，而是代之以在后續(xù)的時(shí)間瞬間為雙倍。例如，在時(shí)間瞬間tk進(jìn)行一個(gè)單獨(dú)的錯(cuò)誤判定引起
2B1Q行代碼的判定距離如圖5所示的等于1。符號(hào)值在判定閾值的中間，例如1是間隔0-2的中間。如果重疊的噪聲是對(duì)稱，那么這種設(shè)計(jì)對(duì)于避免錯(cuò)誤判定是最好的選擇。如果噪聲是不對(duì)稱的，則判定閾值對(duì)于符號(hào)值將是不對(duì)稱的。符號(hào)間的判定距離等于兩個(gè)判定距離。簡(jiǎn)單的數(shù)字例子是一個(gè)2B1Q行代碼。符號(hào)是-3，-1，+1，+3，那么兩個(gè)最近符號(hào)之間的距離是2。因此判定距離是1。假定當(dāng)符號(hào)實(shí)際是+1時(shí)使符號(hào)判定-3的概率實(shí)際是不存在的。因此，唯一考慮的判定誤差是采用最近符號(hào)判定的判定誤差，即
。本質(zhì)上，判定距離可以解釋為當(dāng)仍然進(jìn)行正確判定時(shí)的最大可允許誤差。
因此，對(duì)于緊跟著單獨(dú)的錯(cuò)誤識(shí)別的符號(hào)的符號(hào)不正確判定的概率本質(zhì)上取決于對(duì)應(yīng)于h1的第一反饋濾波器系數(shù)是否小于1/2。
|ek+1|＝|2Δh1|＜Δ (7)
當(dāng)符號(hào)判定誤差通過(guò)濾波器傳播時(shí)，相同條件應(yīng)用到所有濾波器系數(shù)。
因此，如果
在沒(méi)有其他噪聲源的情況下，對(duì)于i＝1…N，由于判定誤差傳播引起的后續(xù)不正確判定的概率等于0。
在2B1Q行代碼例子的語(yǔ)境中提供判定距離Δ的例子。當(dāng)“1”伴隨1.1的誤差時(shí)可以觸發(fā)錯(cuò)誤碼元判定。因此，接收信號(hào)XK等于2.1，并且因?yàn)?.1距離3比距離1更近所以進(jìn)行碼元判定“3”。碼元估計(jì)誤差εk是2.1-3.0＝-.09。這個(gè)錯(cuò)誤判定由DFE反饋濾波器使用以便合成ISI。并且，從下一次采樣X(jué)K+1中減去該ISI。在這個(gè)例子中從XK+1中減去3h1，而不是1hi，即，2h1那么多。如果的輻值大于2h1該判定距離，則進(jìn)行另一個(gè)錯(cuò)誤判定。
參照?qǐng)D5，每個(gè)碼元-3，-1，+1，和+3和判定閾值-2，0，和+2之間的判定距離是1。因此，如果信號(hào)輻值αk是0和2之間，則進(jìn)行1的碼元判定。如果信道脈沖響應(yīng)的第一前波信號(hào)h1的幅值小于0.5(看等式(7)和(8))，并且假定2h1是唯一誤差源，將很可能進(jìn)行一個(gè)正確的碼元判定。相反，如果h1的幅值＞0.5。那么很可能進(jìn)行一個(gè)錯(cuò)誤的碼元判定。例如，假定h1＝0.6那么2h1＝1.2。值1.2落到等于1的判定Δ外面，并且1+1.2＝2.2將被錯(cuò)誤地判定為“3”而不是“1”。一個(gè)單獨(dú)的DFE產(chǎn)生誤差增大了未來(lái)估計(jì)誤差的似然率，下面2個(gè)誤差將它增大更多，依此類推。
根據(jù)上面概述的觀點(diǎn)，本發(fā)明的發(fā)明人闡述下面的公式如果當(dāng)進(jìn)行誤差判定時(shí)的時(shí)間瞬間可以被識(shí)別，而且如果可以恢復(fù)真的碼元值，則DFE產(chǎn)生的錯(cuò)誤判定和產(chǎn)生的DFE傳播誤差將被防止。作為實(shí)現(xiàn)這個(gè)公式的一種方法，可以定義一個(gè)錯(cuò)誤閾值εt以便與判定估計(jì)誤差比較，如果估計(jì)誤差小于閾值εt，則進(jìn)行假設(shè)DFE是正確運(yùn)行的。如果估計(jì)誤差超過(guò)該閾值，則分析實(shí)際的碼元判定以便確定它是否正確進(jìn)行。為執(zhí)行這個(gè)分析，正分析的碼元判定暫時(shí)被一個(gè)“仿真”碼元值代替，它例如相應(yīng)于圖4所示的可能碼元值諸如-2，0和2之間的判定閾值之一。這些臨時(shí)碼元值，是除實(shí)際碼元值-3，-1，+1和+3外的某值，它們將在下一個(gè)時(shí)間瞬間tk+1在分析下個(gè)接收的碼元采樣時(shí)產(chǎn)生判定誤差。在tk確定的均衡誤差和由于采取仿真臨時(shí)碼元判定引起的判定誤差之間的關(guān)系用于確定對(duì)于時(shí)間瞬間tk的正確碼元值。
現(xiàn)在使用2B1Q行代碼說(shuō)明應(yīng)用一個(gè)臨時(shí)碼元值代替一個(gè)檢測(cè)的碼元值。當(dāng)然，本發(fā)明也可以應(yīng)用其它代碼。如已描述的，該2B1Q代碼由四個(gè)碼元{-3，-1，+1，和+3}組成，并且該碼元判定距離Δ等于“1”。
為了避免一系列自持的不正確的判定的危險(xiǎn)的嚴(yán)重增加，檢測(cè)的碼元值(推測(cè)但不確定錯(cuò)誤的)被選擇的一個(gè)臨時(shí)值代替以便防止判定誤差傳播。從檢測(cè)器閾值中選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)呐R時(shí)值，該閾值分開(kāi)對(duì)于對(duì)應(yīng)于-2，0和2的2B1Q行代碼的碼元判定。參照上面的等式(6)，使用這組臨時(shí)碼元值的優(yōu)點(diǎn)在于真碼元值-3，-1，+1和+3和臨時(shí)碼元值(-2，0和2)之間的碼元距離小于該真碼元值和初始定義的錯(cuò)誤碼元之間的距離，例如+1和+2之間的距離是1，然而+1和+3之間的距離是2。因此在這個(gè)Δ＝1和臨時(shí)值是-2，0和2的2B1Q行代碼的例子中，等式(6)如下推導(dǎo)為
當(dāng)然主波信號(hào)ho是信道脈沖響應(yīng)hi的最大脈沖信號(hào)值。對(duì)于一個(gè)2B1Q代碼，且不喪失普適性，可以假設(shè)
ho＝Δ＝1＞|hi|(9)對(duì)于i＝1…N。換句話說(shuō)，ho是最大的脈沖信號(hào)，例如ho＝1，h1＝0.9等。
這樣，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇臨時(shí)碼元值代替很可能是錯(cuò)誤的碼元值，從下面的第一誤差碼元判定中防止DFE產(chǎn)生的判定誤差。換句話說(shuō)，這個(gè)臨時(shí)碼元替換防止了誤差通過(guò)DFE傳播。因?yàn)榇a元值-2，0和2不存在(-3，-1，+1和+3是唯一可能的碼元)，所以通過(guò)檢測(cè)εk+1的符號(hào)(+或-)，它在如果假設(shè)外部噪聲是0或接近0時(shí)大約是ek+1。
對(duì)于這個(gè)2B1Q行代碼例子，下面在表1中示出了對(duì)于各種可能情況的誤差εk和εk+1以及在碼元值修正期間的相應(yīng)臨時(shí)值。注意已經(jīng)采用極限閾值-4和+4示出這個(gè)算法的完成。從表1中容易看到根據(jù)誤差εk+1的符號(hào)，利用判定距離Δ(在這個(gè)例子中為“1”)，增大或減小該碼元判定值ak導(dǎo)致該真碼元值。也被考慮的h1的符號(hào)容易從例如在下述的圖7所示的自適應(yīng)反饋濾波器的第一抽頭中得到。這是因?yàn)檎`差εk+1取決于該臨時(shí)碼元值是否大于或小于該真碼元值，即正h1或負(fù)h1的誤差，這從上面的等式(6’)中是清楚的。
因此，分析碼元判定的一個(gè)優(yōu)選方法以當(dāng)|εk|＞εt時(shí)識(shí)別未定的碼元判定開(kāi)始。第二，使用最接近碼元判定的一個(gè)臨時(shí)碼元值代替檢測(cè)值以便防止可能的誤差傳播。第三，確定和使用由臨時(shí)替代引起的誤差以便校正該臨時(shí)碼元值為正確值。更正式地，如果實(shí)現(xiàn)了判列式|εk|＞εt，則檢測(cè)的碼元值根據(jù)下面表達(dá)改變其中對(duì)于2B1Q行代碼例子，Δ＝1。將該臨時(shí)碼元值
(temp)替換
防止判定誤差通過(guò)DFE傳播。在下一個(gè)時(shí)鐘周期或時(shí)間瞬間tk+1改變?cè)摯a元值為其最終值其中對(duì)于2B1Q行代碼例子，Δ＝1。在無(wú)噪聲情況下的最終碼元值
(fin)是真碼元值。因此，剛好在一個(gè)時(shí)鐘周期之后檢索出正確的數(shù)據(jù)序列；只需要2個(gè)時(shí)鐘周期來(lái)恢復(fù)正確的碼元值。在校正碼元值期間，可以修改反饋濾波器系數(shù)。這個(gè)優(yōu)選的方法對(duì)于具有相當(dāng)高的信噪比(SNR)的接收信號(hào)，例如當(dāng)殘余噪聲在該信號(hào)電平下大約30dB時(shí)工作得非常出色。
雖然可以使用不同的標(biāo)準(zhǔn)建立一個(gè)適當(dāng)?shù)恼`差閾值εt，確定一個(gè)優(yōu)選的閾值εt作為所需誤碼率和第一后波信號(hào)h1的函數(shù)。該發(fā)明人認(rèn)為h1是第一誤差源。為防止任何另外的誤差，需要立該采取行動(dòng)。因此h1的幅值一般是可以在優(yōu)選例子(非限定性的)實(shí)施例中確定閾值的條件。但是，還有當(dāng)可設(shè)想到h1可能非常小或甚至為零(如經(jīng)過(guò)最佳采樣瞬間之后的一個(gè)采樣間隔，脈沖響應(yīng)函數(shù)是零的情況)后接一個(gè)非零第二脈沖信號(hào)h2的情況。在這種情況下，錯(cuò)誤判定不出現(xiàn)在tk+1，這一般是因?yàn)閔1通常相當(dāng)大，但是在tk+2，錯(cuò)誤判定乘以h2，引起判定誤差傳播的情況。因此，更一般而言，當(dāng)脈沖信號(hào)hi之一的第一個(gè)幅值超過(guò)0.5時(shí)，該優(yōu)選實(shí)施例校正發(fā)生問(wèn)題的碼元判定。這樣，第一前波信號(hào)h1的使用盡管經(jīng)常是可適用的，但是仍然是一個(gè)非限定性的示例例子。
說(shuō)明閾值εt作為誤碼率和第一前波信號(hào)值hi的函數(shù)的圖形表示在圖6中。因?yàn)樗璧恼`碼率是公知的并且第一前波信號(hào)值hi可以以對(duì)于特定通信信道的合理的程度確定，使用例如包括與包括在圖6的圖中的信息相似的信息的一個(gè)查找表可以大致確定對(duì)于一個(gè)具體的通信的一個(gè)最佳閾值εt。
本發(fā)明可以容易地以硬件和/或軟件實(shí)現(xiàn)。圖7表示提供的一個(gè)實(shí)例硬件實(shí)現(xiàn)，以便說(shuō)明在兩個(gè)碼元周期上的本發(fā)明的碼元校正操作。本質(zhì)上，功能模塊實(shí)現(xiàn)了在等式(10)和(11)中闡述的算法。碼元檢測(cè)器輸出
反饋到DFE并且輸入到求和器120。碼元誤差εk也反饋到比較器126，它將碼元誤差εk與誤差閾值εt作比較。比較器126的輸出控制開(kāi)關(guān)128，其輸出連接到一個(gè)脈沖發(fā)生器130，它產(chǎn)生具有相應(yīng)于該碼元周期的持續(xù)時(shí)期的脈沖。當(dāng)碼元誤差εk小于閾值誤差εt時(shí)，開(kāi)關(guān)128斷開(kāi)聯(lián)接，并且不產(chǎn)生脈沖。但是，如果εk超過(guò)εt，則開(kāi)關(guān)128將比較器輸出連接到脈沖發(fā)生器130，它在開(kāi)關(guān)132和在一個(gè)延遲單元134產(chǎn)生一個(gè)碼元脈沖輸出。在乘法器138中碼元誤差εk的符號(hào)乘以Δ。當(dāng)然，如果Δ＝1，如對(duì)于2B1Q行代碼一樣，則硬件就簡(jiǎn)化了。
在那個(gè)碼元脈沖周期內(nèi)，乘法器138的輸出經(jīng)開(kāi)關(guān)132連接到求和器120以便在求和器輸出產(chǎn)生臨時(shí)碼元值
(temp)。在乘法器142中εk的符號(hào)乘以來(lái)自乘法器140的第一前波信號(hào)h1(假定對(duì)于2B1Q行代碼Δ＝1)并且發(fā)送到開(kāi)關(guān)136。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)136的輸出通常為0，所以對(duì)于延遲單元122的延遲碼元值通常不受影響。但是，當(dāng)采納一個(gè)臨時(shí)碼元值時(shí)，在求和器124中來(lái)自延遲單元122的輸出與εk·Δ的符號(hào)的乘積和在下一個(gè)時(shí)間周期tK+1的h1相加。有利地，如在2B1Q行代碼例子中一樣當(dāng)判定距離Δ＝1時(shí)，減少乘法的數(shù)目。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)知道的，本發(fā)明也可以使用軟件或軟件和硬件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。適當(dāng)編程的微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器可以實(shí)現(xiàn)圖9中流程圖形式說(shuō)明的例子過(guò)程中的標(biāo)記的碼元判定分析(模塊200)。初始地在碼元檢測(cè)器(模塊202)中決定碼元值
。接著計(jì)算碼元誤差
(模塊204)。然后根據(jù)最小均方(LMS)算法更新DFE反饋濾波器系數(shù)(模塊205)。在模塊206進(jìn)行判定碼元誤差εk的幅值是否大于誤差閾值εt。如果不大于，則繼續(xù)下一個(gè)碼元的處理(模塊208)。但是，如果碼元誤差的幅值超過(guò)閾值誤差，則根據(jù)等式(10)計(jì)算一個(gè)臨時(shí)碼元值(模塊210)。接著該臨時(shí)碼元值
(temp)替換檢測(cè)的碼元值
(模塊212)。計(jì)算對(duì)于下個(gè)接收的采樣的碼元誤差εk+1(模塊214)接著根據(jù)等式(11)確定碼元
(fin)的最終正確值(模塊216)并且繼續(xù)下一個(gè)碼元的處理(模塊208)。
用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選例子方法具有某些約束。參照表1，如果正確識(shí)別錯(cuò)誤碼元判定
，并且如果錯(cuò)誤地識(shí)別等式(11)中的εk+1的符號(hào)，則該臨時(shí)碼元值
(temp)被“校正”為原始的判定值
。在這種情況下，DFE校正步驟是“透明的”。另一方面，如果一個(gè)正確的碼元判定由于某些原因被不適當(dāng)?shù)貦z測(cè)為錯(cuò)誤，那么起因于錯(cuò)誤判定的后續(xù)的εK+1的符號(hào)導(dǎo)致不正確的碼元判定被插入數(shù)據(jù)序列。
上述的實(shí)例判定誤差檢測(cè)和校正過(guò)程的成功受噪聲ηk的影響。下面的段落分析判定的成功率。
為說(shuō)明上述的判定誤差檢測(cè)和在噪聲出現(xiàn)情況下的校正過(guò)程，使用綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的一個(gè)檢測(cè)實(shí)例，其中所需的BER等于或小于10-7。但是為這種測(cè)試情況，由于伴隨噪聲的原因，甚至有更嚴(yán)厲的要求施加在誤差概率上。任意假設(shè)保證|εk|≥Δ的概率Pi不大于10-9(Pn＝10-9)的噪聲級(jí)，對(duì)應(yīng)于22.7dB的實(shí)際信噪比(SNR)情況。另外，假設(shè)伴隨噪聲是白高斯噪聲。那么，不論碼元判定是否是正確的，由可察看的誤差|εk|≥εt引起的告警Pa的概率此處Q(X)是互補(bǔ)高斯誤差積分
等式(13)中的乘數(shù)3/4是從2B1Q行代碼的統(tǒng)計(jì)特性得出的，即|εk|≥εt，當(dāng)接收一個(gè)“+3”或“-3”時(shí)不引起判定誤差。
當(dāng)可觀察到的誤差是|εk|≥εt時(shí)進(jìn)行正確或錯(cuò)誤判定的條件概率分別是
所有情況中當(dāng)誤差幅值超過(guò)0.975Δ時(shí)，29％的判定是錯(cuò)誤的。因此，當(dāng)|εK|≥0.975Δ時(shí)碼元判定是錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)是相當(dāng)大的；因此這種大的DFF誤差可以用于檢測(cè)未定的碼元誤差判定。
未命中錯(cuò)誤判定的概率PM可以表示為
此處再次，乘數(shù)3/4起因于2B1Q行代碼的統(tǒng)計(jì)概率。接著利用如在上面實(shí)例中選擇的閾值εt＝0.975Δ，存在未命中錯(cuò)誤判定的很大危險(xiǎn)。
降低誤差閾值εl減少了接收不正確符號(hào)判定作為正確判定的概率。但是，同時(shí)，被測(cè)試以便查看是否已經(jīng)出現(xiàn)錯(cuò)誤的判定的符號(hào)判定數(shù)目增加了。增加誤差閾值εl減小了測(cè)試判定的總數(shù)但是導(dǎo)致可靠恢復(fù)降低。被認(rèn)為是正確判定的錯(cuò)誤判定的數(shù)目將增加，負(fù)面影響總的判定誤差概率。
第一后波信號(hào)h1的幅值以及噪聲電平是影響優(yōu)選的判定誤差檢測(cè)和正確過(guò)程的性能的重要因素。如上面表1所示的，εl的符號(hào)是進(jìn)行判定誤差檢測(cè)的唯一源。觀察到如果下列關(guān)系不滿足則后續(xù)的錯(cuò)誤判定εl+1具有ek+1的相反符號(hào)，這使前次的符號(hào)判定得以恢復(fù)。在那種情況下，如果它是錯(cuò)誤的，則該過(guò)程沒(méi)有糾正前次判定。這種事件的概率是
由于假設(shè)的ηk′的高斯分配的對(duì)稱性，所以失敗概率Pf可以表示為
pf＝Q(Δ-|h1|)+Q(-|h1|) (18)其中成功的符號(hào)判定糾正的概率為
ps is ps＝1-pf (19)
為了根據(jù)本發(fā)明說(shuō)明第一后波信號(hào)h1幅值對(duì)符號(hào)判定誤差檢測(cè)性能和分析步驟的影響，考慮一個(gè)數(shù)字例子。假設(shè)相應(yīng)于BER＝10-9的噪聲電平。如果第一后波信號(hào)h1是0.6(這很可能是在一個(gè)“短環(huán)路”的情況下)，εk的符號(hào)將被錯(cuò)誤確定的概率大約是0.01。在h1＝0.9的情況下(對(duì)于一個(gè)“長(zhǎng)環(huán)路”)，相應(yīng)的概率大約是0.28。后面的長(zhǎng)環(huán)路例子表示最小化接收信號(hào)的最大后波信號(hào)h1的重要性。
因此，當(dāng)采用上述符號(hào)判定誤差檢測(cè)和分析步驟時(shí)，判定誤差Pe的概率可以表示為
pe(pn，ε1，h1)＝pm+pa·pf(20)所需的條件是實(shí)現(xiàn)Pe＞Pn。判定誤差Pe的概率是伴隨的噪聲電平、選擇的閾值εl和第一后波信號(hào)h1的幅值的函數(shù)。從上面的等式(12)和(15)，Pa和Pm取決于閾值誤差是顯然的，并且因此，Pe也是誤差閾值的函數(shù)。從等式(17)中，看到Pf取決于h1并且因此Pe也是h1的函數(shù)。當(dāng)然，所有概率，Pa，Pm和Pf取決于噪聲電平。相應(yīng)地，Pe是誤差閾值h1，和噪聲電平的函數(shù)。這個(gè)函數(shù)是數(shù)學(xué)計(jì)算的，并且計(jì)算結(jié)果在下面描述。
圖9說(shuō)明概率比Pe/Pn如何根據(jù)誤差閾值εl的值變化。在這個(gè)例子中的第一后波信號(hào)h1的幅值等于0.8。最佳閾值εl和可以提高的性能的程度取決于伴隨噪聲電平，同樣是Pn。圖10表示當(dāng)根據(jù)圖6的曲線確定誤差閾值εl時(shí)采用概率比Pe/Pn作為第一后波信號(hào)h1的函數(shù)。對(duì)于接近“1”的后波信號(hào)值h1可以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。
相應(yīng)地，本發(fā)明通過(guò)首先識(shí)別何時(shí)已經(jīng)進(jìn)行錯(cuò)誤的信號(hào)值判定和接著通過(guò)校正那個(gè)判定防止那個(gè)錯(cuò)誤判定傳播來(lái)有利地提高了任何判定反饋均衡器的性能。這樣，第一后波信號(hào)值以及噪聲電平是根據(jù)本發(fā)明影響符號(hào)判定誤差檢測(cè)和分析的性能的重要因素。在高性能數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用中，本發(fā)明通過(guò)減小誤碼率和在接收期間由于錯(cuò)誤已經(jīng)重新發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的數(shù)目提供了顯著的改進(jìn)。
雖然已經(jīng)結(jié)合認(rèn)為是最實(shí)際和最優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于公開(kāi)的實(shí)施例，本發(fā)明試圖覆蓋包括在所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)各種變化和等價(jià)設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種用于減少由判定反饋均衡器(DFE)引起的均衡誤差的信號(hào)處理方法，包括步驟
(a)處理接收的信號(hào)；
(b)確定碼間干擾分量；
(c)從接收的信號(hào)中減去該碼間干擾分量以便產(chǎn)生一個(gè)均衡的信號(hào)；
(d)判定來(lái)自該均衡的信號(hào)的當(dāng)前符號(hào)值；
(e)通過(guò)從檢測(cè)的符號(hào)值中減去該均衡信號(hào)計(jì)算符號(hào)誤差；
(f)根據(jù)該符號(hào)誤差，確定該當(dāng)前符號(hào)值何時(shí)是錯(cuò)誤的；和
(g)防止錯(cuò)誤判定的當(dāng)前符號(hào)值對(duì)后續(xù)的符號(hào)值判定的不利影響。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括
設(shè)置一個(gè)誤差閾值，
其中判定步驟(f)包括將該信號(hào)誤差與該誤差閾值比較。
3.權(quán)利要求2的方法，還包括
如果該符號(hào)誤差的量值大于該誤差閾值，則產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)符號(hào)值代替當(dāng)前的符號(hào)值。
4.權(quán)利要求3的方法，還包括
處理下一個(gè)信號(hào)采樣并且判定相應(yīng)于該下一個(gè)信號(hào)采樣的后續(xù)符號(hào)值；
確定由使用該臨時(shí)符號(hào)值引起的后續(xù)的符號(hào)值的一個(gè)后續(xù)符號(hào)誤差；和
使用后續(xù)的符號(hào)誤差確定當(dāng)前采樣的正確符號(hào)值。
5.權(quán)利要求4的方法，其中當(dāng)前采樣的正確的符號(hào)值是基于后續(xù)符號(hào)誤差是負(fù)的還是正的。
6.權(quán)利要求2的方法，其中處理信號(hào)是通過(guò)通信信道接收的并且誤差閾值是根據(jù)期望的誤碼率和通信信道的脈沖響應(yīng)的第一后波信號(hào)值計(jì)算的。
7.權(quán)利要求3的方法，還包括
確定相應(yīng)于相鄰的符號(hào)值之間的符號(hào)距離的判定距離；和
使用該判定距離確定臨時(shí)符號(hào)值。
8.權(quán)利要求7的方法，還包括
確定判定距離以便當(dāng)判定距離與一個(gè)可能錯(cuò)誤的判定符號(hào)值結(jié)合時(shí)產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)符號(hào)值，該臨時(shí)符號(hào)值位于該可能錯(cuò)誤的判定符號(hào)值和正確的符號(hào)值之間。
9.權(quán)利要求7的方法，其中該臨時(shí)值是通過(guò)將該錯(cuò)誤的判定符號(hào)值與誤碼率的符號(hào)和判定距離的第一乘積組合確定的。
10.權(quán)利要求9的方法，其中正確的符號(hào)值是通過(guò)將該臨時(shí)符號(hào)值與為處理的下次信號(hào)采樣計(jì)算的符號(hào)誤差的符號(hào)與判定距離的第二乘積結(jié)合確定的。
11.權(quán)利要求10的方法，其中該處理的信號(hào)是通過(guò)通信信道接收的并且第二乘積包括該通信信道的脈沖響應(yīng)的一個(gè)脈沖信號(hào)的符號(hào)。
12.一種在電信系統(tǒng)中通過(guò)檢測(cè)相應(yīng)于通過(guò)一個(gè)通信信道接收的一系列信號(hào)采樣的符號(hào)來(lái)處理由一個(gè)判定反饋均衡器(DFE)作出的符號(hào)判定的信號(hào)處理方法，包括步驟
接收當(dāng)前信號(hào)采樣；
在判定反饋均衡器中確定在當(dāng)前采樣中的碼間干擾(ISI)分量；
從當(dāng)前采樣中減去該碼間干擾分量以便產(chǎn)生一個(gè)均衡的采樣；
判定來(lái)自該均衡采樣的符號(hào)值；和
確定該符號(hào)值是否被錯(cuò)誤判定為用于確定不正確的碼間干擾分量的判定反饋均衡器的判定結(jié)果。
13.權(quán)利要求12的方法，還包括
如果一個(gè)符號(hào)誤差的量值超過(guò)一個(gè)誤差閾值，則確認(rèn)已經(jīng)出現(xiàn)了符號(hào)值判定誤差。
14.權(quán)利要求12的方法，還包括
如果一個(gè)符號(hào)誤差的量值超過(guò)一個(gè)誤差閾值，則產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)符號(hào)值并且使用該臨時(shí)符號(hào)值代替該確定的符號(hào)值以便防止符號(hào)值判定誤差傳播到由該判定反饋均衡器作出的后續(xù)符號(hào)判定中。
15.權(quán)利要求14的方法，還包括
根據(jù)作為使用該臨時(shí)符號(hào)值代替判定的符號(hào)值的結(jié)果產(chǎn)生的誤差糾正該臨時(shí)符號(hào)值。
16.權(quán)利要求15的方法，其中臨時(shí)符號(hào)值的校正是該通信信道的脈沖響應(yīng)的第一后波信號(hào)的函數(shù)。
17.權(quán)利要求12的方法，其中該符號(hào)值判定是錯(cuò)誤的確定是該通信信道的脈沖響應(yīng)的第一后波信號(hào)的函數(shù)。
18.一種操作均衡用于由其它接收符號(hào)引起的干擾的當(dāng)前信號(hào)采樣的判定反饋均衡器的方法，包括步驟
檢測(cè)何時(shí)關(guān)于當(dāng)前信號(hào)采樣判定的值作出判定誤差，和
通過(guò)判定反饋均衡器防止在關(guān)于后續(xù)信號(hào)采樣的值作出的后續(xù)判定中判定誤差的傳播。
19.權(quán)利要求18的方法，還包括
糾正錯(cuò)誤判定。
20.權(quán)利要求19的方法，其中糾正步驟包括
用一個(gè)臨時(shí)值替換判定的值，
確定作為用該臨時(shí)值替換判定值的結(jié)果產(chǎn)生的后續(xù)判定誤差，和
根據(jù)后續(xù)誤差產(chǎn)生對(duì)于當(dāng)前信號(hào)采樣的一個(gè)正確值。
21.權(quán)利要求19的方法，其中對(duì)于當(dāng)前信號(hào)采樣的正確的值是基于后續(xù)誤差是正的還是負(fù)的。
22.權(quán)利要求18的方法，其中檢測(cè)步驟包括
設(shè)置一個(gè)誤差閾值；
確定均衡器誤差；和
將該均衡器誤差與該誤差閾值作比較。
23.一種設(shè)備，包括
將一個(gè)反饋信號(hào)與一個(gè)第一接收的信號(hào)組合的一個(gè)組合器；
檢測(cè)來(lái)自該組合器的輸出信號(hào)并且判定相應(yīng)于該輸出信號(hào)的一個(gè)符號(hào)值的一個(gè)檢測(cè)器；
根據(jù)該組合器輸出信號(hào)和判定的符號(hào)值確定符號(hào)誤差的一個(gè)差分器；
根據(jù)該符號(hào)誤差處理該判定的符號(hào)值以便產(chǎn)生該反饋信號(hào)、并且當(dāng)該符號(hào)誤差超過(guò)誤差閾值時(shí)修改該反饋信號(hào)的一個(gè)信號(hào)處理器。
24.權(quán)利要求23的設(shè)備，其中當(dāng)該符號(hào)誤差超過(guò)該誤差閾值時(shí)，該信號(hào)處理器確定該符號(hào)值被錯(cuò)誤地判定。
25.權(quán)利要求23的設(shè)備，其中當(dāng)該符號(hào)誤差超過(guò)該誤差閾值時(shí)，該信號(hào)處理器修改該符號(hào)值。
26.權(quán)利要求25的設(shè)備，其中該修改的符號(hào)值是正確的符號(hào)值。
27.權(quán)利要求23的設(shè)備，其中如果該符號(hào)誤差大于該誤差閾值，則該信號(hào)處理器產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)符號(hào)值代替該判定的符號(hào)值。
28.權(quán)利要求25的設(shè)備，其中當(dāng)接收第二信號(hào)和相應(yīng)于該第二接收的信號(hào)決定另一個(gè)符號(hào)值時(shí)，該信號(hào)處理器確定由于使用該臨時(shí)符號(hào)值引起的對(duì)于一個(gè)決定符號(hào)值的另一個(gè)符號(hào)誤差并且使用該另一個(gè)符號(hào)誤差確定對(duì)于該第一接收信號(hào)的一個(gè)正確符號(hào)值。
29.權(quán)利要求25的設(shè)備，其中該信號(hào)處理器使用相鄰符號(hào)值之間的判定距離以便確定該臨時(shí)符號(hào)值。
30.權(quán)利要求23的設(shè)備，其中第一接收的信號(hào)是通過(guò)一個(gè)通信信道接收的并且該誤差閾值是根據(jù)期望的誤差率和該通信信道的脈沖響應(yīng)的第一后波信號(hào)值計(jì)算的。
全文摘要
控制一個(gè)判定反饋均衡器(DFE)以便為碼間干擾和/或由通信信道引起的其它失真均衡當(dāng)前信號(hào)采樣。由DFE檢測(cè)和糾正不正確的符號(hào)判定以便防止誤差傳播對(duì)后續(xù)的DFE判定的可能不利的影響。具體地說(shuō),根據(jù)期望的誤碼率和通信信道脈沖響應(yīng)的第一后波信號(hào)值h1確定誤差閾值。判定反饋均衡器確定在被處理的信號(hào)的第一當(dāng)前采樣中的碼間干擾(ISI)分量。從當(dāng)前采樣中減去ISI分量產(chǎn)生一個(gè)均衡的采樣。使用那個(gè)均衡的采樣檢測(cè)相應(yīng)的符號(hào)值。通過(guò)從檢測(cè)的符號(hào)值中減去均衡的采樣計(jì)算符號(hào)誤差。將該符號(hào)誤差與一個(gè)誤差閾值進(jìn)行比較。如果該符號(hào)誤差量值小于該均衡器誤差閾值,則符號(hào)判定誤差的概率是小的,并且不采取防止或糾正措施。但是,如果該符號(hào)誤差的量值大于誤差閾值,則產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)的符號(hào)值代替檢測(cè)的符號(hào)值。下一步,利用這個(gè)臨時(shí)符號(hào)值接收第二采樣和其相應(yīng)的符號(hào)值。接著確定由于使用臨時(shí)符號(hào)值引起的第二符號(hào)誤差。使用該第二符號(hào)誤差,為第一采樣確定正確最終的符號(hào)值,這保證符號(hào)判定誤差不通過(guò)DFE傳播。
文檔編號(hào)H04L1/00GK1242121SQ97181010
公開(kāi)日2000年1月19日 申請(qǐng)日期1997年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月29日
發(fā)明者A·費(fèi)爾特納 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司