CN101741777A - 可估测复数数据信号的虚部成份的通讯信号接收器及方法 - Google Patents

Abstract

一种可估测复数数据信号的虚部成份的通讯信号接收器及方法。该通讯信号接收器包含前馈滤波器及系数调整电路。前馈滤波器用来前馈滤波器的接头系数以根据复数数据信号的实部成分来产生估测虚部成分信号。系数调整电路依据控制信息来调整前馈滤波器的接头系数，其中控制信息包含至少一相位误差信息，相位误差信息随着复数数据信号经由系数调整电路调整前或调整后的复数相位而改变。

Description

可估测复数数据信号的虚部成份的通讯信号接收器及方法

技术领域

本发明涉及一种估测复数数据信号的虚部成份的方法及其相关通讯信号接收器，特别是涉及一种依据至少相位误差信息来调整前馈滤波器的接头系数以改善虚部成份的估测结果的方法及装置。

背景技术

在通讯系统中，符号间干扰(Inter Symbol Interference，ISI)是一种相当常见的现象，其主要成因是多重路径传输(multipath propagation)，因此，信号接收端通常会加上均衡器(equalizer)来解决信号传输时因为多重路径传输所造成的影响。

而利用均衡器来处理复数信号(例如残边带信号，VSB)时，最理想的情况是采用各自的均衡器来分别处理复数信号中的实部成分以及虚部成分，然而由于均衡器的参数以及接头数(tap number)太多，会造成处理过程太过繁复。因此目前常见的做法是将复数信号中的实部成分经过一个希尔伯特转换(Hilbert Transform)而得到虚部成份的估计值，以代替原本虚部成分所需要的均衡器。但是由于残边带信号中所使用的希尔伯特转换并非现有信号处理中理想的希尔伯特转换，当相位误差稍大时，这种做法的效能便显得不够好。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种估测复数数据信号的虚部成份的方法及其相关通讯信号接收器，以解决现有技术中的问题。

本发明的实施例揭示了一种可估测一复数数据信号的虚部成份的通讯信号接收器。通讯信号接收器包含前馈滤波器以及第一系数调整电路。前馈滤波器是利用该前馈滤波器的接头系数以接收实部成分信号，并根据该复数数据信号的实部成分来产生估测虚部成分信号。第一系数调整电路耦接于该前馈滤波器，用来依据控制信息来调整前馈滤波器的接头系数，其中控制信息包含至少相位误差信息，该相位误差信息随着该复数数据信号经由该第一系数调整电路调整前或调整后的相位而改变。

本发明的实施例揭示了一种估测复数数据信号的虚部成份的方法，该方法包含有：依据一组前馈滤波接头系数以及该复数数据信号的实部成分来产生一估测虚部成分信号；以及依据所接收的一控制信息来调整该组前馈滤波接头系数，其中该控制信息包含至少一相位误差信息，该相位误差信息随着该复数数据信号经由该系数调整电路调整前或调整后的相位而改变。其中复数数据信号为一残边带信号。

本发明的实施例还揭示了一种可估测一复数数据信号的虚部成份的通讯信号接收器。通讯信号接收器包含前馈滤波器、反馈滤波器以及运算单元。前馈滤波器用以接收该复数数据信号的实部成分，前馈滤波器利用该前馈滤波器的接头系数以根据复数数据信号的实部成分来产生一估测虚部成分信号。反馈滤波器用来接收一特定信号，该反馈滤波器利用该反馈滤波器的接头系数以根据特定信号产生一滤波后特定信号。运算单元耦接于前馈滤波器与反馈滤波器，依据滤波后特定信号来调整估测虚部成分信号。其中，前馈滤波器的接头系数以及反馈滤波器的接头系数皆为预定值。

附图说明

图1为本发明可估测复数数据信号的虚部成份的通讯信号接收器的第一实施例的示意图。

图2为本发明可估测复数数据信号的虚部成份的通讯信号接收器的第二实施例的示意图。

图3为本发明估测复数数据信号的虚部成份的方法的一操作范例的流程图。

图4为本发明估测复数数据信号的虚部成份的方法的另一操作范例的流程图。

附图符号说明

100、200通讯信号接收器

110     延迟器

130        前馈滤波器

140        第一系数调整电路

240        第二系数调整电路

150        相位误差校正器

160        查询表

170        复数乘法器

y_r[n]      实部成分信号

y_r’[n]    已延迟实部成分信号

y_i’[n]    估测虚部成分信号

y’[n]     第一复数信号

x_r’[n]    输出实部成分信号

x_i’[n]    输出虚部成分信号

x’[n]     输出复数信号

f[k]、b[k] 接头系数

CI         控制信息

Phase’[n] 相位误差信息

sinΔθ    正弦值

cosΔθ    余弦值

250        运算单元

230        反馈滤波器

a[n]       特定信号

a’[n]    滤波后特定信号

302～312、410～414    步骤

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明可估测一复数数据信号的虚部成份的通讯信号接收器100的第一实施例的示意图。通讯信号接收器100包含(但不局限于)延迟器110、前馈滤波器130、第一系数调整电路140以及相位误差校正器150。延迟器110用以延迟一复数数据信号的实部成分信号y_r[n]以产生已延迟实部成分信号y_r’[n]。第一系数调整电路140耦接于前馈滤波器130，用来接收至少一相位误差信息Phase’[n]，并依据相位误差信息Phase’[n]来调整前馈滤波器130的接头系数(tap coefficient)f[k]，相位误差信息Phase’[n]随着复数数据信号的相位而改变，此处所提及的复数数据信号的相位包含经由第一系数调整电路140调整前以及调整后的相位。而前馈滤波器130则用以接收实部成分信号y_r[n]，并利用前馈滤波器130的接头系数f[k]以根据实部成分信号y_r[n]来产生估测虚部成分信号y_i’[n]，其中估测虚部成分信号y_i’[n]为该复数信号的虚部成分信号的估计值，且已延迟实部成分信号y_r’[n]与估测虚部成分信号y_i’[n]构成的第一复数信号y’[n]。相位误差校正器150包含查询表(look-up table)160以及复数乘法器170，其中查询表160用来根据相位误差信息Phase’[n]以提供一正弦值sinΔθ与一余弦值cosΔθ，而复数乘法器170则耦接于查询表160，利用正弦值sinΔθ与余弦值cosΔθ来调整已延迟实部成分信号y_r’[n]与估测虚部成分信号y_i’[n]所对应的复数相位以产生输出实部成份信号x_r’[n]以及输出虚部成份信号x_i’[n]，且输出实部成份信号x_r’[n]与输出虚部成份信号x_i’[n]构成输出复数信号x’[n]。

请注意，上述的该复数数据信号可为一残边带(vestigial sideband，VSB)信号，而通讯信号接收器100可为一残边带接收器，但本发明并不局限于此，亦可为其他种类的信号及其信号接收器。此外，前馈滤波器130可为一希尔伯特转换(Hilbert Transform)电路或者其近似电路，但此并非本发明的限制条件。

接下来，简单描述希尔伯特转换电路的特性以有助于了解本发明所揭示的特征。以h[n]来表示时间域的希尔伯特转换电路、以H(f)来表示希尔伯特转换电路h[n]的频率响应，则理想的希尔伯特转换电路h[n]的特性为：经过两次希尔伯特转换等于把输入信号乘以(-1)，以下列式子来表示：

H(f)²＝(j)²＝-1(1)

因此，上述的估测虚部成分信号y_i’[n]以及已延迟实部成分信号y_r’[n]与估测虚部成分信号y_i’[n]所构成的第一复数信号y’[n]可分别以下列式子来表示的：

y_i’[n]＝conv(y_r[n]，h[n])         (2)

y’[n]＝y_r’[n]+j*conv(y_r[n]，h[n])(3)

由于输出实部成分信号x_r’[n]与输出虚部成分信号x_i’[n]所构成的输出复数信号x’[n]为第一复数信号y’[n]转一个角度Δθ之后的结果，可以下列式子来表示：

x’[n]＝y’[n]*(cosΔθ+j*sinΔθ)

＝x_r’[n]+j*x_i’[n](4)

将式子(3)的第一复数信号y’[n]带入式子(4)中，可以得到输出实部成分信号x_r’[n]与输出虚部成分信号x_i’[n]，如下：

x_r’[n]

＝y_r[n]*cosΔθ-conv(y_r[n]，h[n])*sinΔθ(5)

x_i’[n]

＝y_r[n]*sinΔθ+conv(y_r[n]，h[n])*cosΔθ(6)

由于希尔伯特转换电路h[n]的特性，可以由输出实部成分信号x_r’[n]来还原输出虚部成分信号x_i’[n]，如下：

conv(x_r’[n]，h[n])

＝conv(y_r[n]，h[n])*cosΔθ+y_r[n]*sinΔθ

＝x_i’[n](7)

由上可知，可以通过希尔伯特转换电路h[n]来根据实部成分信号y_r[n]产生估测虚部成分信号y_i’[n]，且经过相位误差校正器150之后的输出实部成分信号x_r’[n]与输出虚部成分信号x_i’[n]也同样可依据此特性来互相转换。

由图1可得知，前馈滤波器130的接头系数f[k]依据相位误差信息Phase’[n]来做调整，不再是预定值，如此一来，经过前馈滤波器130所产生的估测虚部成分信号y_i’[n]效果较传统做法要佳。于本实施例中，前馈滤波器130的接头系数f[k]依据相位误差信息Phase’[n]来做调整，但此并非本发明的限制条件。于其他的实施例中，亦可同时参考其他的控制信息CI来调整前馈滤波器130的接头系数f[k]，例如该复数数据信号的接收讯号品质(signal quality)信息或频道锁定状态(lock status)信息等。本领域的技术人员应可了解，在不违背本发明精神的前提下，用来调整前馈滤波器130的接头系数f[k]的控制信息CI的各种变化皆是可行的。

请再注意，以上所述的实施例仅用来作为本发明的范例说明，并非本发明的限制条件。请参考图2，图2为本发明可估测一复数数据信号的虚部成份的通讯信号接收器200的第二实施例的示意图。图2的通讯信号接收器200是与图1所示的通讯信号接收器100类似，两者不同之处在于通讯信号接收器200还包含反馈滤波器230、第二系数调整电路240以及运算单元250。系数调整电路240耦接于反馈滤波器230，用来接收相位误差信息Phase’[n]，并依据相位误差信息Phase’[n]来调整反馈滤波器230的接头系数b[k]。而反馈滤波器则用来接收特定信号a[n]，并利用反馈滤波器230的接头系数b[k]以根据特定信号a[n]来产生滤波后特定信号a’[n]。运算单元250耦接于前馈滤波器130、反馈滤波器230与相位误差校正器150，用来依据滤波后特定信号a’[n]来调整输入至相位误差校正器150的估测虚部成分信号y_i’[n]。于本实施例中，运算单元250是以一加减法器来实施的，则前馈滤波器130所产生的估测虚部成分信号y_i’[n]经由该加法器而与滤波后特定信号a’[n]相减之后再输入至相位误差校正器150。于其他的实施例中，亦可采用其他种类的元件来实施运算单元250，此并非本发明的限制条件。

由图2可得知，反馈滤波器230的接头系数b[k]依据相位误差信息Phase’[n]来做调整，不再是预定值，如此一来，可以进一步改善最后所得到的估测虚部成分信号y_i’[n]的效果。当然，于其他的实施例中，亦可同时参考其他的控制信息CI来调整反馈滤波器230的接头系数b[k]，例如该复数数据信号的接收讯号品质信息或频道锁定状态信息等。更甚的，于另一实施例中，前馈滤波器130的接头系数f[k]以及反馈滤波器230的接头系数b[k]亦可同时为预定值，此预定值可根据经验或参考任何其他信息而预先设定的，如此将可降低电路的成本及复杂度。此外，上述的特定信号a[n]可为一训练序列(training sequence)的估测值，但本发明并不局限于此，亦可为其他信号。

请参考图3，图3为本发明估测复数数据信号的虚部成份的方法的一操作范例的流程图，其包含(但不局限于)以下的步骤(请注意，假若可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图3所示的执行次序来执行)：

步骤302：开始。

步骤304：接收一复数数据信号，该复数数据信号包含有实部成分信号与虚部成分信号。

步骤306：延迟实部成分信号以产生已延迟实部成分信号。

步骤308：依据所接收的一控制信息来调整一组前馈滤波接头系数，其中该控制信息包含至少一相位误差信息。

步骤310：利用该组前馈滤波接头系数以根据实部成分信号来产生估测虚部成分信号。

步骤312：依据相位误差信息来调整已延迟实部成分信号以及估测虚部成分信号所对应的复数相位。

关于图3所示的各步骤请搭配图1所示的各元件，即可了解各元件如何运作，故于此不再赘述。

请参考图4，图4为本发明估测复数数据信号的虚部成份的方法的另一操作范例的流程图，其包含(但不局限于)以下步骤：

步骤302：开始。

步骤304：接收一复数数据信号，该复数数据信号包含有实部成分信号与虚部成分信号。

步骤306：延迟实部成分信号以产生已延迟实部成分信号。

步骤308：依据所接收的一控制信息来调整一组前馈滤波接头系数，其中该控制信息包含至少一相位误差信息。

步骤310：利用该组前馈滤波接头系数以根据实部成分信号来产生估测虚部成分信号。

步骤410：依据所接收的控制信息来调整一组反馈滤波接头系数，其中该控制信息包含至少一相位误差信息。

步骤412：接收一特定信号，并利用该组反馈滤波接头系数以根据特定信号产生滤波后特定信号。

步骤414：依据滤波后特定信号来调整估测虚部成分信号。

步骤312：依据相位误差信息来调整已延迟实部成分信号以及估测虚部成分信号所对应的复数相位。

图4的步骤与图3的步骤类似，其为图3的一变化实施例，两者不同之处在于图4的流程还增加了反馈滤波器的操作与功能(亦即步骤410～414)，可以进一步改善最后所得到的估测虚部成分信号y_i’[n]的效果。关于图4所示的各步骤请搭配图2所示的各元件，即可了解各元件如何运作，故于此不再赘述。

上述流程的步骤仅为本发明所举可行的实施例，并非限制本发明的限制条件，且在不违背本发明的精神的情况下，此方法可还包含其他的中间步骤或者可将几个步骤合并成单一步骤，以做适当的变化。

以上所述的实施例仅用来说明本发明的技术特征，并非用来局限本发明的范畴。由上可知，本发明提供一种可估测复数数据信号的虚部成份的通讯信号接收器及相关方法。通过利用相位误差信息Phase’[n]来调整前馈滤波器130(例如一希尔伯特转换电路)的接头系数f[k]，则接头系数f[k]不再是预定值，如此一来，可以改善前馈滤波器130所产生的复数信号(例如残边带信号)的估测虚部成分信号y_i’[n]的效果，尤其在相位误差很大的时候，本发明所揭示的虚部成分估测机制效果更明显。再者，可以再额外参考其他的控制信息CI(例如接收讯号品质信息或频道锁定状态信息等)来调整前馈滤波器130的接头系数f[k]。此外，本发明所揭示的虚部成分估测机制效可以延伸应用于反馈滤波器上，以更进一步改善所得到的估测虚部成分信号y_i’[n]的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (30)

1.一种通讯信号接收器，可估测一复数数据信号的虚部成份，包含：

一前馈滤波器，用以接收该复数数据信号的实部成分，该前馈滤波器是利用该前馈滤波器的接头系数以根据该复数数据信号的实部成分来产生一估测虚部成分信号；以及

一第一系数调整电路，耦接于该前馈滤波器，依据一控制信息来调整该前馈滤波器的接头系数，其中该控制信息包含至少一相位误差信息，该相位误差信息随着该复数数据信号经由该第一系数调整电路调整前或调整后的相位而改变。

2.如权利要求1所述的通讯信号接收器，其还包含：

一延迟器，用以延迟该复数数据信号的实部成分以产生一已延迟实部成分信号；以及

一相位误差校正器，耦接于该延迟器与该前馈滤波器，用来依据该相位误差信息来调整该已延迟实部成分信号与该估测虚部成分信号所对应的一复数相位。

3.如权利要求1所述的通讯信号接收器，其中该复数数据信号为一残边带信号。

4.如权利要求1所述的通讯信号接收器，其中该控制信息还包含对应该复数数据信号的一接收讯号品质信息或一频道锁定状态信息的至少其中之一。

5.如权利要求2所述的通讯信号接收器，其中该相位误差校正器包含：

一查询表，根据该相位误差信息来提供一正弦值与一余弦值；以及

一复数乘法器，利用该正弦值与余弦值来调整该已延迟实部成分信号与该估测虚部成分信号所对应的该复数相位。

6.如权利要求1所述的通讯信号接收器，其还包含：

一反馈滤波器，用来接收一特定信号，该反馈滤波器利用该反馈滤波器的接头系数以根据该特定信号来产生一滤波后特定信号。

7.如权利要求6所述的通讯信号接收器，其还包含：

一第二系数调整电路，耦接于该反馈滤波器，依据该控制信息来调整该反馈滤波器的接头系数。

8.如权利要求6所述的通讯信号接收器，其中该反馈滤波器的接头系数为一预定值。

9.如权利要求6所述的通讯信号接收器，其还包含：

一运算单元，耦接于该前馈滤波器以及该反馈滤波器，依据该滤波后特定信号来调整该估测虚部成分信号。

10.如权利要求9所述的通讯信号接收器，其中该运算单元为一加减法器。

11.如权利要求6所述的通讯信号接收器，其中该特定信号为一训练序列的估测值。

12.如权利要求1所述的通讯信号接收器，其中该前馈滤波器为一希尔伯特转换电路。

13.一种估测一复数数据信号的虚部成份的方法，包含：

依据一组前馈滤波接头系数以及该复数数据信号的实部成分来产生一估测虚部成分信号；以及

依据所接收的一控制信息来调整该组前馈滤波接头系数，其中该控制信息包含至少一相位误差信息，该相位误差信息随着该复数数据信号经由该系数调整电路调整前或调整后的相位而改变。

14.如权利要求13所述的方法，其还包含：

延迟该复数数据信号的实部成分以产生一已延迟实部成分信号；以及

依据该相位误差信息来调整该已延迟实部成分信号与该估测虚部成分信号所对应的一复数相位。

15.如权利要求13所述的方法，其中该复数数据信号为一残边带信号。

16.如权利要求13所述的方法，其中该控制信息还包含对应该复数数据信号的一接收讯号品质信息或一频道锁定状态信息的至少其中之一。

17.如权利要求14所述的方法，其中依据该相位误差信息来调整该已延迟实部成分信号与该估测虚部成分信号所对应的该复数相位的步骤包含：

根据该相位误差信息来提供一正弦值与一余弦值；以及

利用该正弦值与余弦值来调整该已延迟实部成分信号与该估测虚部成分信号所对应的该复数相位。

18.如权利要求13所述的方法，其还包含：

利用一组反馈滤波接头系数，依据一特定信号产生一滤波后特定信号。

19.如权利要求18所述的方法，其还包含：

依据该控制信息来调整该组反馈滤波接头系数。

20.如权利要求18所述的方法，其中该组反馈滤波接头系数为一预定值。

21.如权利要求18所述的方法，其还包含：

依据该滤波后特定信号来调整该估测虚部成分信号。

22.如权利要求21所述的方法，其中依据该滤波后特定信号来调整该估测虚部成分信号的步骤包含：

与该滤波后特定信号相减之后，再产生该估测虚部成分信号。

23.如权利要求18所述的方法，其中该特定信号为一训练序列的估测值。

24.一种通讯信号接收器，可估测一复数数据信号的虚部成份，包含：

一前馈滤波器，用以接收该复数数据信号的实部成分，该前馈滤波器是利用该前馈滤波器的接头系数以根据该复数数据信号的实部成分来产生一估测虚部成分信号；

一反馈滤波器，用来接收一特定信号，该反馈滤波器是利用该反馈滤波器的接头系数以根据该特定信号产生一滤波后特定信号；以及

一运算单元，耦接于该前馈滤波器与该反馈滤波器，依据该滤波后特定信号来调整该估测虚部成分信号；

其中，该前馈滤波器的接头系数以及该反馈滤波器的接头系数皆为预定值。

25.如权利要求24所述的通讯信号接收器，其还包含：

一延迟器，用以延迟该复数数据信号的实部成分以产生一已延迟实部成分信号。

26.如权利要求24所述的通讯信号接收器，其中该复数数据信号为一残边带信号。

27.如权利要求24所述的通讯信号接收器，其还包含：

一复数乘法器，利用一正弦值与一余弦值来调整该已延迟实部成分信号与该估测虚部成分信号所对应的一复数相位。

28.如权利要求24所述的通讯信号接收器，其中该运算单元为一加减法器。

29.如权利要求24所述的通讯信号接收器，其中该特定信号为一训练序列的估测值。

30.如权利要求24所述的通讯信号接收器，其中该前馈滤波器为一希尔伯特转换电路。

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