CN101490972A - 波形均衡装置 - Google Patents

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CN101490972A CNA2007800259902A CN200780025990A CN101490972A CN 101490972 A CN101490972 A CN 101490972A CN A2007800259902 A CNA2007800259902 A CN A2007800259902A CN 200780025990 A CN200780025990 A CN 200780025990A CN 101490972 A CN101490972 A CN 101490972A
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Abstract

本发明提供一种波形均衡装置，能够防止有限冲激响应滤波器的抽头系数收敛于错误值。该波形均衡装置对输入信号进行波形均衡，将其结果作为输出信号来输出，其中，包括：有限冲激响应滤波器，其在上述输入信号与多个抽头系数之间进行卷积运算；无限冲激响应滤波器，其在上述输出信号与多个抽头系数之间进行卷积运算；加法运算部，其对上述有限冲激响应滤波器的运算结果和上述无限冲激响应滤波器的运算结果进行加法运算，并将其结果作为上述输出信号来输出；误差检测部，其检测上述输出信号的误差；抽头系数更新部，其根据上述误差来更新上述有限冲激响应滤波器和上述无限冲激响应滤波器的抽头系数。上述抽头系数更新部在从上述波形均衡装置的工作开始时起到满足规定条件为止的期间，使用于更新上述有限冲激响应滤波器的抽头系数的步长小于用于更新上述无限冲激响应滤波器的抽头系数的步长。

Description

波形均衡装置
技术领域
本发明涉及在用于数字播放、数字无线通信等的接收机中除去由于多路传输而导致的干扰的波形均衡装置。
背景技术
在用于数字播放、数字无线通信等的接收机中安装有用于除去多路干扰的波形均衡装置。多路干扰是指观测到路径不同的多个发送波到达接收器并干扰本来要接收的主波的干扰波(ghost：重影)。波形均衡装置对受到这种干扰的主波进行复原。
作为多路干扰的干扰波可产生前重影和后重影。前重影是时间上比主波早到达接收机的发送波。与此相对，后重影是时间上比主波晚到达接收机的发送波。
为了使含有前重影和后重影的接收波均衡，使用具有有限冲激响应(finite impulse response：FIR)滤波器和无限冲激响应(infiniteimpulse response：IIR)滤波器的波形均衡装置。专利文献1公开了这种波形均衡装置的例子。该波形均衡装置根据算出的运算精度控制值来改变卷积运算的精度，从而谋求低功耗化和电路面积的缩小。
专利文献1：日本特开2005-39687号公报
发明内容
但是，这样的波形均衡装置因输入信号所含有的重影，有时有限冲激响应抽头(tap)系数发生误收敛。即由于无限冲激响应滤波器所抑制的后重影的影响，存在有限冲激响应滤波器的抽头系数发生误收敛、波形均衡性能恶化的问题。
本发明的目的在于，在具有有限冲激响应滤波器和无限冲激响应滤波器的波形均衡装置中防止有限冲激响应滤波器的抽头系数收敛于错误值。
本发明提供一种波形均衡装置，对输入信号进行波形均衡，并将其结果作为输出信号来输出，其特征在于，该波形均衡装置包括：有限冲激响应滤波器，其在上述输入信号与多个抽头系数之间进行卷积运算；无限冲激响应滤波器，其在上述输出信号与多个抽头系数之间进行卷积运算；加法运算部，其对上述有限冲激响应滤波器的运算结果和上述无限冲激响应滤波器的运算结果进行加法运算，并将其结果作为上述输出信号来输出；误差检测部，其检测并输出上述输出信号的误差；以及抽头系数更新部，其根据上述误差来更新上述有限冲激响应滤波器和上述无限冲激响应滤波器的抽头系数。上述抽头系数更新部在从上述波形均衡装置的工作开始时起到满足规定条件为止的期间，使用于更新上述有限冲激响应滤波器的抽头系数的步长(stepsize)小于用于更新上述无限冲激响应滤波器的抽头系数的步长。
由此，在从波形均衡装置的工作开始时起到满足规定条件为止的期间，使用于更新有限冲激响应滤波器的抽头系数的步长小于用于更新无限冲激响应滤波器的抽头系数的步长，因此，能够使无限冲激响应滤波器的抽头系数比有限冲激响应滤波器的抽头系数更快收敛。因此，能够防止因无限冲激响应滤波器所抑制的重影的影响导致有限冲激响应滤波器的抽头系数误收敛。
根据本发明，在更新有限冲激响应滤波器和无限冲激响应滤波器的抽头系数时适当控制步长，因此能够防止有限冲激响应滤波器的抽头系数收敛于错误值。由于使用比较简单的电路，因此不用过于增大电路面积就能提高波形均衡装置的波形均衡性能。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的波形均衡装置结构的框图。
图2是表示图1的有限冲激响应滤波器的结构例的框图。
图3是表示图1的无限冲激响应滤波器的结构例的框图。
图4是表示图1的抽头系数更新部的结构例的框图。
图5是表示图4的步长控制部的结构例的框图。
图6是表示图5的步长控制部的变形例结构的框图。
图7是表示图5的步长控制部的另一变形例结构的框图。
附图标记的说明
10   有限冲激响应滤波器
20   无限冲激响应滤波器
32   加法器
34   误差检测部
40   抽头系数更新部
62、262、362   比较器
64   计数器
66   微分器
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明实施方式的波形均衡装置结构的框图。图1的波形均衡装置具有有限冲激响应滤波器10、无限冲激响应滤波器20、加法器32、误差检测部34和抽头系数更新部40。该波形均衡装置例如在ATSC(Advanced Television Systems Committee：先进电视制式委员会)VSB(vestigial-sideband：残留边带)接收机中使用。图1的波形均衡装置被输入包括主波和干扰波(重影)的输入信号IS。该波形均衡装置从输入信号IS复原主波，将所得到的结果作为输出信号ES来输出。
有限冲激响应滤波器10使输入信号IS延迟，并求出接受了每次使彼此相差规定时间的延迟的抽头值。有限冲激响应滤波器10使用这些多个抽头值，在输入信号IS与同这些抽头值分别对应的多个抽头系数之间进行卷积运算，并将其结果作为信号FO输出到加法器32。
无限冲激响应滤波器20使图1的波形均衡装置的输出信号ES延迟，并求出接受了每次使彼此相差规定时间的延迟的多个抽头值。无限冲激响应滤波器20使用这些多个抽头值，在输出信号ES与同这些抽头值分别对应的多个抽头系数之间进行卷积运算，并将其结果作为信号IO输出到加法器32。
加法器32对信号FO和信号IO进行加法运算，将其结果作为输出信号ES输出。误差检测部34检测输出信号ES与所希望的信号之间的误差ER，输出到抽头系数更新部40。抽头系数更新部40根据误差ER来更新有限冲激响应滤波器10和无限冲激响应滤波器20的抽头系数。
图2是表示图1的有限冲激响应滤波器10的结构例的框图。有限冲激响应滤波器10具有n-1个(n是自然数)延迟器12B、12C、...、12I、...、12N、n个乘法器14A、14B、...、14I、...、14N、和加法器16。
延迟器12B～12N串联连接，各延迟器的输出与下一级的延迟器的输入连接。延迟器12B～12N分别使输入的信号延迟Ts并予以输出。将延迟器12B的输入(输入信号IS)作为抽头值FTP1，将延迟器12B～12N的输出分别作为抽头值FTP2、FTP3、...、FTPn。抽头系数FC1、FC2、...、FCn分别与抽头值FTP1～FTPn对应。延迟Ts等于输入信号IS的符号(symbol)周期。
乘法器14A在抽头值FTP1与同其对应的抽头系数FC1之间进行乘法运算，将乘法运算结果FR1输出到加法器16。同样，乘法器14B～14N分别在抽头值FTP2～FTPn中的对应抽头值与抽头系数FC2～FCn中的对应抽头系数之间进行乘法运算，将乘法运算结果FR2～FRn输出到加法器16。加法器16将由乘法器14A～14N求出的乘法运算结果全部相加，输出所得到的结果。反复进行这样的工作，有限冲激响应滤波器10在输入信号IS与抽头系数FC1～FCn之间进行卷积运算，将其结果作为信号FO输出到加法器32。
图3是表示图1的无限冲激响应滤波器20的结构例的框图。无限冲激响应滤波器20具有m-1个(m是自然数)延迟器22B、22C、...、22I、...、22M、m个乘法器24A、24B、...、24I、...、24M、和加法器26。无限冲激响应滤波器20中除了抽头数量、抽头系数不同之外，其余与图1的有限冲激响应滤波器10大致相同而构成。
延迟器22B～22M串联连接，各延迟器的输出与下一级的延迟器的输入连接。延迟器22B～22M分别使输入的信号延迟Ts并予以输出。将延迟器22B的输入(输出信号ES)作为抽头值ITP1，将延迟器22B～22M的输出分别作为抽头值ITP2、ITP3、...、ITPm。抽头系数IC1、IC2、...、ICm分别与抽头值ITP1～ITPm对应。
乘法器24A～24M分别在抽头值ITP1～ITPm中的对应的抽头值与抽头系数IC1～ICm中的对应的抽头系数之间进行乘法运算，将乘法运算结果IR1～IRm输出到加法器26。加法器26将由乘法器24A～24M求出的乘法运算结果全部相加，输出所得到的结果。反复进行这样的工作，无限冲激响应滤波器20在输出信号ES与抽头系数IC1～ICm之间进行卷积运算，将其结果作为信号IO输出到加法器32。
在图1等中，将抽头系数FC1～FCn总称为FC，将抽头值FTP1～FTPn总称为FTP，将抽头系数IC1～ICm总称为IC，将抽头值ITP1～ITPm总称为ITP。
图4是表示图1的抽头系数更新部40的结构例的框图。抽头系数更新部40具有乘法器51、52、53、54、积分器55、56、步长(stepsize)控制部58。在此，作为例子对采用LMS(Least Mean Square：最小均方)算法来更新抽头系数的情况进行说明。
步长控制部58输出用于有限冲激响应滤波器10的抽头系数更新的有限冲激响应步长SSF、和用于无限冲激响应滤波器20的抽头系数更新的无限冲激响应步长SSI。
作为例子，说明抽头系数FCi和ICi的更新。乘法器51进行误差ER与抽头值FTPi乘法运算，输出其乘法运算结果FTi。乘法器52进行乘法运算结果FTi与有限冲激响应步长SSF的乘法运算，将其乘法运算结果FMi输出到积分器55。积分器55累积乘法运算结果FMi，将其结果作为新的抽头系数FCi输出到有限冲激响应滤波器10。乘法器51、52和积分器55对有限冲激响应滤波器10的所有抽头系数FC1～FCn进行这样的处理。
乘法器53进行误差ER与抽头值ITPi的乘法运算，输出其乘法运算结果ITi。乘法器54进行乘法运算结果ITi与无限冲激响应步长SSI的乘法运算，将其乘法运算结果IMi输出到积分器56。积分器56累积乘法运算结果IMi，将其结果作为新的抽头系数ICi输出到无限冲激响应滤波器20。乘法器53、54和积分器56对无限冲激响应滤波器20的所有抽头系数IC1～ICm进行这样的处理。
图5是表示图4的步长控制部58的结构例的框图。图5的步长控制部58具有比较器62和计数器64。
计数器64在图1的波形均衡装置的工作开始时开始计数工作，测定从波形均衡装置的工作开始时起经过的时间。比较器62在计数器64所测定的经过时间到达切换阈值100ms之前，输出1/32作为有限冲激响应步长SSF，输出1/8作为无限冲激响应步长SSI。比较器62在计数器64所测定的时间超过了切换阈值100ms之后，输出1/8作为有限冲激响应步长SSF和无限冲激响应步长SSI。
这样，在从工作开始时起到经过了规定的时间之前，使有限冲激响应步长SSF小于无限冲激响应步长SSI，因此能够使无限冲激响应滤波器20的抽头系数比有限冲激响应滤波器10的抽头系数更快收敛。因此，能够防止因无限冲激响应滤波器20所抑制的重影的影响而导致有限冲激响应滤波器10的抽头系数误收敛。结果，能够提高波形均衡装置的波形均衡性能。
图6是表示图5的步长控制部58的变形例结构的框图。图6的步长控制部258具有比较器262和微分器66。
微分器66从无限冲激响应滤波器20接收抽头系数IC1～ICm，对这些抽头系数分别求出微分值的绝对值，进一步求出这些绝对值的总和ADI并输出到比较器262。比较器262比较总和ADI和切换阈值，根据其结果输出有限冲激响应步长SSF。
比较器262设定0.05作为切换阈值。在总和ADI为0.05以上时，比较器262输出1/32作为有限冲激响应步长SSF，输出1/8作为无限冲激响应步长SSI。在总和ADI小于0.05时，比较器262输出1/8作为有限冲激响应步长SSF和无限冲激响应步长SSI。
这样，在取代图5的步长控制部58而使用图6的步长控制部258的情况下，也能使无限冲激响应滤波器20的抽头系数比有限冲激响应滤波器10的抽头系数更快收敛，能够防止因无限冲激响应滤波器20所抑制的重影的影响而导致有限冲激响应滤波器10的抽头系数误收敛。另外，在不存在无限冲激响应滤波器20应抑制的后重影时，能够缩短有限冲激响应滤波器10的抽头系数的收敛时间。
图7是表示图5的步长控制部58的另一变形例结构的框图。图7的步长控制部358具有比较器362、计数器64和微分器66。
计数器64和微分器66分别与参照图5和图6所说明的部件相同。即，计数器64在图1的波形均衡装置的工作开始时开始计数工作，测定从波形均衡装置的工作开始时起经过的时间。微分器66从无限冲激响应滤波器20接收抽头系数IC1～ICm，对这些抽头系数分别求出微分值的绝对值，进一步求出这些绝对值的总和ADI并输出到比较器362。
比较器362例如设定100ms作为切换阈值。在总和ADI为规定值以上时，比较器362增大切换阈值，在总和ADI小于规定值时，比较器362减小切换阈值。其余方面与比较器62相同。
如此，在取代图5的步长控制部58而使用图7的步长控制部358的情况下，也能使无限冲激响应滤波器20的抽头系数比有限冲激响应滤波器10的抽头系数更快收敛，能够防止有限冲激响应滤波器10的抽头系数误收敛。
以上实施方式所描述的有限冲激响应步长SSF、无限冲激响应步长SSI以及各切换阈值仅为一例子，其也可以是其他值。另外，有限冲激响应步长SSF也可以是0。
工业实用性
如上所述，本发明能够防止有限冲激响应滤波器的抽头系数收敛于错误的值，因此能有效应用于波形均衡装置等。

Claims (5)

1.一种波形均衡装置，对输入信号进行波形均衡，并将其结果作为输出信号来输出，其特征在于，
该波形均衡装置包括：
有限冲激响应滤波器，其在上述输入信号与多个抽头系数之间进行卷积运算；
无限冲激响应滤波器，其在上述输出信号与多个抽头系数之间进行卷积运算；
加法运算部，其对上述有限冲激响应滤波器的运算结果和上述无限冲激响应滤波器的运算结果进行加法运算，并将其结果作为上述输出信号来输出；
误差检测部，其检测并输出上述输出信号的误差；以及
抽头系数更新部，其根据上述误差来更新上述有限冲激响应滤波器和上述无限冲激响应滤波器的抽头系数，其中，
上述抽头系数更新部在从上述波形均衡装置的工作开始时起到满足规定条件为止的期间，使用于更新上述有限冲激响应滤波器的抽头系数的步长小于用于更新上述无限冲激响应滤波器的抽头系数的步长。
2.根据权利要求1所述的波形均衡装置，其特征在于：
上述规定条件是指从上述波形均衡装置的工作开始时起的经过时间超过规定时间。
3.根据权利要求2所述的波形均衡装置，其特征在于，
还包括：
测定上述经过时间的计数器；和
判断由上述计数器所测定的上述经过时间是否超过了上述规定时间的比较器。
4.根据权利要求3所述的波形均衡装置，其特征在于：
还包括微分器，其求出关于上述无限冲激响应滤波器的多个抽头系数中各抽头系数的微分值的绝对值的总和，
上述比较器在上述总和为规定值以上时增加上述规定时间，且在上述总和小于上述规定值时减少上述规定时间。
5.根据权利要求1所述的波形均衡装置，其特征在于：
上述规定条件是指关于上述无限冲激响应滤波器的多个抽头系数中各抽头系数的微分值的绝对值的总和小于规定值。
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