CN1077753C

CN1077753C - 盲目均衡系统的算法控制方法

Info

Publication number: CN1077753C
Application number: CN94108861A
Authority: CN
Inventors: 崔洋硕
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1993-06-02
Filing date: 1994-06-02
Publication date: 2002-01-09
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: KR950002284A; JPH0795136A; JP3192873B2; KR0134340B1; US5448601A; CN1111863A

Abstract

本发明提供的是在数字通信的接收方使用的盲目均衡系统中控制哥达德算法和DDA之间算法转换的方法。如果距离平均值变得小于规定的阈值，则转换为DDA并计算均衡系数，如果距离平均值大于规定的不同的阈值就转换为哥达德算法。因此，根据收到的信号的收敛程序来进行合适的哥达德算法和DDA间的转换以及步长的变换就进一步使均衡进行地迅速且良好。

Description

盲目均衡系统的算法控制方法

本发明涉及数字通信的调制解调器中的信号均衡技术，特别是涉及盲目均衡器的算法控制方法。

数字通信中，发送方把规定的训练信号插入到发送信号的每个一定的区间中再把信号传送出去，接收方检测出这个训练信号，由此来识别被传送到的信号的模式，然后进行信号均衡。但是，在发送方存在不能同时传送训练信号的情况，这时，在接收方就不清楚所收到的信号的模式及状态。像这样，接收未含有训练信号的传送信号而进行均衡的方法称之为盲目均衡。一般，这样的盲目均衡方式的均衡器主要被用在音频频域调制解调器以及全数字高清晰度电视(HDTV)之类的数字通信调制解调器中。盲目均衡算法中有哥达德(Godard)算法、行止算法(下称SGA)和决定指向算法(下称DDA)等，哥达德算法来自D.N.Godard的论文：“两维数据通信系统中的自恢复均衡器和载波跟踪”(“Self-recoveringegualizer and carrier tracking in two dimentional datacommunication system”，IEEE Trans.on Comm.Vol.COM-28.NO.11 PP1867-1875，1980)。

图1是一般的盲目均衡系统的方框图，一般说来，在收到的信号的信道畸变来被消除到某程度的状态下，DDA不收敛，所以自始适用DDA的情况下进行均衡有时也会失败，因此，必须先实施在信道畸变严重的情况下也能达到良好收敛的哥达德算法，然后再用DDA等实施细微均衡。在这样的盲目均衡系统中，哥达德算法实施部13首先对所加的未被均衡的信号Yn用哥达德算法进行均衡，如果用哥达德算法的信号均衡的次数达到一定的次数的话，盲目均衡系统就控制用DDA执行器14进行信号均衡。从这时起所加的信号Yn就由DDA执行器14的DDA或可以代替它的SGA或变形SGA来进行细微均衡。用这种方式，由哥达德算法执行器13或DDA执行器14得到的系数Cn被用来更新盲目均衡器11的抽头加权值(tap-weights)。

但是，因为用原来的盲目均衡系统仅仅是使用哥达德算法达规定的次数之后再转换为DDA等，所以存在均衡不好的问题。不仅如此，由于各种算法中使用一样的均衡系数的步长，所以难以达到均衡器的稳定的收敛。

作为解决这样的问题的现有技术有1993年1月27日公开的Paik等人的欧洲专利EPO,524,559。该现有技术用哥达德算法的一种算法CMA(Constant Modulus Algorithm)来初始化均衡系数，如果用这个均衡系数均衡的信号的相位误差符合规定的阈值，就进行DDA。在进行DDA的过程中如果相位误差不符合前述的阈值，再执行CMA。

本发明的目的是提供一种在盲目均衡系统中根据接收信号的收敛程序进行相应的哥达德算法和DDA间的转换的算法控制方法，本发明提供可以适当改变均衡系数步长的盲目均衡系统的算法控制方法。

实现上述本发明的目的的盲目均衡系统的算法控制方法，通过以均衡算法产生的均衡系数对数字通信接收到的数据信号实施盲目目均衡，其特征在于，该方法包含如下步骤：按规定值初始化第1步长的步骤；不管相位误差，用前述第1步长按规定次数执行消除信道畸变的哥达德算法的初始均衡步骤；用对应于前述进行初始均衡的哥达德算法的误差值变更前述第1步长的第1变更步骤；用前述变更过的第1步长执行前述哥达德算法而使前述第1步长合适地变化的第1适应均衡步骤；对前述第1适应均衡步骤的执行而产生的第1转换决定变量值的大小与第1基准值作比较的第1比较步骤；根据前述第1比较步骤的比较结果把产生均衡系数的算法转换为决定指向算法的第1转换步骤；执行前述决定指向算法，并用决定指向算法的执行得到的误差值变更第2步长的第2变更步骤；用前述变更过的第2步长执行前述决定指向算法，再使前述第2步长可适应地变化的第2适应均衡步骤；对前述第2适应均衡步骤的执行产生的第2转换决定值的大小与第2基准值作比较的第2比较步骤；以及根据前述第2比较步骤的比较结果把产生均衡系数的算法转换为哥达德算法的第2转换步聚。

下面根据附图详细说明本发明的优选实施例。

图1是一般的盲目均衡系统的方框图。

图2是说明算出距离平均值的方式的示意图。

图3是按照本发明的盲目均衡系统的算法控制方法的顺序图。

首先，本发明中使用接收到的信号和决定，最之间的距离的平均值，因为该距离平均值和DD误差的平均值相等，所以它被用于算法间的转换。在此，接收到的信号是被输入到盲目均衡系统的信号Yn，决定点是从决定装置12输出的最后被决定的数据

这样的接收到的信号Yn和决定数据

示于前述的图1中。前述的距离平均值d_n用均衡器输出信号Zn和决定点间的距离

的下式(1)来定义：

d_{n} = (1 / N) \cdot Σ_{i = n - N + 1}^{i = n} | {\hat{e}}_{i} | \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (1)

如(2)式那样来定义距离值

{\hat{e}}_{n} = {\hat{e}}_{n, R} + j {\hat{e}}_{n . I} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (2)

其中

和

分别表示一种误差值距离值距离值

的实部和虚部，由(3)式定义：

其中“Zn”是图1的盲目均衡器的输出数据，

是由决定装置12根据排列顺序最后决定的点的数据。因此，用前述式(3)的计算来求出距离值

然后再用以

和

为变量的ROM表把它求出来。求距离平均值d_n时，是使用横向滤波器(Transversal Filter)，但硬件的实现要花费相当的费用，因此，在本发明中用图2所示的通过或圆形缓冲器或FIFO(First-InFirst-out)存储器，实现硬件的花费就比较便宜。

图2是说明距离平均值算出方式的示意图。图2中圆形缓冲器21存储有N个距离值的绝对值

-N｜，这时，指针P对准存储最先输入的距离值

的位置。这时，如果把新的距离值

输入到图2的装置中，圆形缓冲器21就把当时由指针P指示的位置的距离值，即当时圆形缓冲器21内存储的数据中最先输入的那个距离值

输出到累加器23。累加器23从反馈到它本身的加法端的距离累加值N·d_n中减去上述的距离值

，而且，累积器23再把新输入的距离值

加到已经减去距离值

的距离累加值N·d_n上。另一方面，新输入的距离值被存储在指针P当时所指示的圆形缓冲器21的位置，即：存储的位置。并且指针P指示的位置被移动到左园形缓冲器21内存储的数据中最先输入的距离值的存储位置。即：指针P指示的位置从园形缓冲器的

移动到 N＋1｜，从而使存储在位置上的数据变成为圆形缓冲器内存储的数据中最先被输入的数据。且，“N－1”个距离值的输入顺序逐级提前。用乘法器25把来自累加器23的数据N·d_n乘以1/N，结果，乘法器25输出距离平均值d_n。如图1这样的均衡系统使用这样求出来的距离平均值，并把用作信号均衡的算法从哥达德算法转换为DDA或者从DDA转换成哥达德算法。

图3是说明按照本发明实施例的算法间转换的顺序图。

开始步骤(301)一面接通电源一面核对信道变更后的状态，如果系统的动作开始，就进行步长的初始化步骤(302)。这时，步长初始化的值由均衡系统的特性实验决定。用被初始化的步长执行哥达算法(303)，每执行一次哥达德算法第1标记增大1(304)，每次执行哥达德算法都要检查增大的第1标记的值是否小于3000(步骤305)，此处第1标记是哥达德算法的执行次数，而作为第1标记的基准值的数字“3000”是根据均衡系统的特性任意决定的。如果标记小于“3000”，则返回前述步骤303，再执行哥达德算法。另一方面，如果第1标记不小于“3000”，即哥达德算法执行“3000”次以上的话，就变更步长，同时把第2标记设定为“0”(步骤306)。在这里，步长被决定为实验求得的稳定地收敛均衡的哥达德算法的步长最大值和“K₁/d_n(K₁为任意常数)”的最小值，这样的步长与距离平均值d_n成反比例变化，但其最大值不超过哥达德算法的步长最大值。这样，用经变更了的步长来执行哥达德算法(步骤307)。此后，检查距离平均值是否小于规定的第1阈值(步骤308)，其中第1阈值是决定从哥达德算法向DDA或SGA转换的阈值，它要根据系统的特性由实验决定。如果距离平均值d_n不小于第1节阈值的话，每次返回执行步骤307的哥达德算法达到规定次数时都要减小步长(步骤309)，然后再执行步骤307的哥达德算法。图3的实施例中减小步长的基准次数被设定为第“10000”次，这可以根据系统的特性任意设定。而且步骤309的步长可以根据硬件特性等设定为任意减小的大小。

另一方面，如果距离平均值d_n小于第1阈值的话，第2标记加1(步骤310)，此后，检查第2标记是否小于“5”(步骤311)，第2标记值是决定算法转换灵敏度的变量，该值根据系统特性实验决定。为防止从哥达德算法向DDA的算法转换对噪声极为敏感的反应而设置步骤311。如果第2标记小于“5”，那么，再次执行步骤307的哥达德算法，这时返回次数每次达到规定次数时也要把步长减小(步骤309)。另一方面，如果第2标记不小于“5”的话，就从哥达德算法转换为DDA(步骤312)。

如果用于决定均衡系数的算法转换为DDA的话，再次变更步长(步骤312)。在步骤313，步长被决定为为了稳定地收敛均衡而实验求出的DDA步长的最大值和“K₂/d_n(K₂为任意常数)”的最小值。这种步长虽然反比于距离平均值d_n而变化，但其最大值被设定得不超过DDA步长之中的最大值。另外，把第3标记设定为“0”，此后，用变更后的步长执行DDA(步骤314)，检查与DDA的执行相关连的距离平均值d_n是否大于第2阈值(315)。其中第2阈值是从DDA转换到哥达德算法的阈值，它也是根据系统的特性实验决定的。如果距离平均值d_n不大于第2阈值，就执行前步骤314的DDA，但每当这种返回的次数达到10000次时，步长要减小(步骤316)。其中，返回次数10000次可以根据系统的特性作不同的设定。而且，步骤316的步长可以根据硬件的特性等来设定任意减小的大小。

另一方面，如果距离平均值d_n大于第2阈值，第3标记加1(步骤3178)。此后，查查第3标记是否小于“5”(步骤318)，该步骤318用来防止系统的算法从DDA转换到哥达德算法时这种转换对噪声的异常敏感性。因此，和第2标记的情况相同，第3标记的比较基准值是决定算法转换灵敏度的基准值，它是系统的特性实验决定的。如果第3标记小于“5”，再次执行步骤314的DDA，与前述情况相同，这时返回次数每达到“10000”次时减小步长(步骤316)。另一方面，若第3标记不小于“5”，就从DDA转换为哥达德算法(步骤319)，然后返回到前述的步骤306)。

这样，按照本发明的盲目均衡系统的算法控制方法首先求出距离的平均值d_n，把该距离平均值与规定的阈值比较，再把系统的算法从哥达德算法转换为DDA或者从DDA转换为哥达德算法。这时，根据执行哥达德算法或DDA的次数改变各自的步长，再把其结果得到的距离平均值反覆与阈值进行比较。

如上所述，本发明根据接收信号的收敛程序进行合适的算法转换，从而使接收信号进一步迅速且良好地均衡。

Claims

1.一种盲目均衡系统的算法控制方法，通过以均衡算法产生的均衡系数对数字通信接收到的信号实施盲目均衡，其特征在于，该方法包括：

按规定值初始化第1步长的步骤；

不管相位误差而用前述第1步长按规定次数执行消除信道畸变的哥达德算法的初始均衡步骤；

用对应于前述进行初始均衡的哥达德算法的误差值变更前述第1步长的第1变更步骤；

用前述变更后的第1步长执行前述哥达德算法而使前述第1步长合适地变化的第1适应均衡步骤；

对前述第1适应均衡步骤的执行而产生的第1转换决定变量值的大小与第1基准值作比较的第1比较步骤；

根据前述第1比较步骤的比较结果把产生均衡系数的算法转换为决定指向算法的第1转换步骤；

执行前述决定指向算法，并用决定指向算法的执行所得到的误差值变更第2步长的第2变更步骤；

用前述变更过的第2步长执行前述决定指向算法，再使前述第2步长可适应地变化的第2适应均衡步骤；

对前述第2适应均衡步骤的执行而产生的第2转换决定变量值的大小与第2基准值作比较的第2比较步骤；

根据前述第2比较步骤的比较结果把产生均衡系数的算法转换为哥达德算法的第2转换步骤。

2.根据权利要求1的盲目均衡系统的算法控制方法，其特征在于前述初始均衡步骤包括执行哥达德算法的步骤、把前述执行哥达德算法的次数与第3基准值相比较的第3比较步骤和根据所述第3比较步骤的比较结果执行使用前述初始化的步长的哥达德算法的步骤。

3.根据权利要求2的盲目均衡系统的算法控制方法，其特征在于，前述第1变更步骤把第1步长决定为反比于前述误差值的值和前述哥达德算法的步长的最大值中的小的值。

4.根据权利要求3的盲目均衡系统的算法控制方法，其特征在于，前述第1适应均衡步骤包括把对应于执行的前述哥达德算法的前述误差值与第1阈值相比较的步骤、根据前述的比较如果前述误差值小于第1阈值就根据前述哥达德算法的执行次数使前述第1步长减小的步骤和用前述经减小的第1步长执行前述哥达德算法的步骤。

5.根据权利要求4的盲目均衡系统的算法控制方法，其特征在于，根据前述比较如果前述误差值大于或等于第1阈值就把前述第1转换决定变量值增加已经设定的大小的步骤、前述增加了第1转换决定变量值与第1基准值比较的步骤，根据前述比较如果第1转换决定变量值小于第1基准值就减小前述第1步长的步骤，在上述三个步骤以后进行前述第1比较步骤。

6.根据权利要求5的盲目均衡系统的算法控制方法，其特征在在，前述的第1转换步骤根据前述的比较如果第1转换决定变量值大于或等于第1基准值就选择决定指向算法。

7.根据权利要求6的盲目均衡系统的算法控制方法，其特征在于，前述第2变更步骤把前述第2步长决定为反比于前述误差值的值和前述第2算法的步长的最大值中的小的值。

8.根据权利要求6的盲目均衡系统的算法控制方法，其特征在于，前述第2适应均衡步骤包括：把对应于执行的前述决定指向算法的前述误差值与第2阈值进行比较的步骤、根据前述的比较如果前述误差值小于第2阈值就根据前述决定指向算法执行次数减小前述第2步长的步骤和用前述被减小了的第2步长执行前述决定指向算法的步骤。

9.根据权利要求8的盲目均衡系统的算法控制方法，其特征在于，前述第2比较步骤包括根据前述比较如果前述误差值大于或等于第2阈值就把前述第2转换决定变量值增大已经设定的大小的步骤、把前述经增大的第2转换决定变量值与第2基准值相比较的步骤和根据前述比较如果第2转换决定变量值小于第2基准值就减小前述第2步长的步骤以后执行的步骤。

10.根据权利要求9的盲目均衡系统的算法控制方法，其特征在于，根据前述比较如果第2转换决定变量值大于或等于第2基准值就选择哥达德算法。

11.根据权利要求9 的盲目均衡系统的算法控制方法，其特征在于，前述转换决定变量值是为决定算法转换灵敏度的变量。

12.根据权利要求1的盲目均衡系统的算法控制方法，其特征在于，前述误差值是均衡了的信号和按排列对应于经均衡的信号的决定点之间的距离值

用下式计算得到的距离平均值d_n，

d_{n} = (1 / N) \cdot Σ_{i = n - N + 1}^{i = n} | {\hat{e}}_{i} |

。