CN1112030C - 用于自适应均衡器的快速静均衡处理方法 - Google Patents

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Abstract

自适应均衡器包括每一个都具有对应系数的多个抽头，所公开的对该均衡器的静均衡方法(200)包括有下列步骤。静均衡(204)是在自适应均衡器中对系数子集执行的。随后，如果系数已经收敛(206)，则启动针对自适应均衡处理过程(20)的一个判定。

Description

用于自适应均衡器的快速静均衡处理方法
技术领域
本发明涉及自适应均衡器快速静(Blind)均衡的处理方法，例如使用在诸如HDTV接收机之类的高级数字电视机中的自适应均衡器。
背景技术
在象高级数字电视(ADTV)这样的高带宽数字传输系统中，重要的是把由诸如多路效应及符号间干扰之类经发送频道引入接收信号的失真去除掉，否则就很难或不可能有正确的接收。为去除这样的失真，ADTV接收机可以包括一个自适应均衡器。这种自适应滤波器通常是以构形为FIR和/或IIR多抽头横向数字滤波器来实现，它具有的抽头系数是连续地变化的，以减小发送频道的失真并保持所收信号尽可能接近于所发送的信号。通常，抽头数目越大其均衡质量就越好。
一旦自适应均衡器工作，就会得知针对其处理过程的各种判定，以保持其余数尽可能实际地接收其最佳值。但是，这些针对其处理过程的判定要求其系数已经相当接近其最佳值，以使正确地工作。如果这些系数值距它们的最佳值相距太远，那么这些的针对处理的判定将会无法收敛。因此要求在自适应均衡器的正确操作中，有两个步骤，即一个接近于其最佳值的初始系数调节，随后是尽可能实际保持其系数接近其最佳值。
在某些高带宽系统中，例如电话系统中，在数据传输之前会发送一个振铃信号，而且该自适应均衡器可以根据所收振铃信号调节该系数使之接近其最佳值。但在电视系统中，这样的振铃信号属于不切实际。因此，自适应均衡器必须仅根据所收数据产生这些系数的初始估计，即一个称之为静均衡的处理过程。只有当该静均衡过程已经完成时，才能使针对自适应均衡处理的判定被引入，以保持其系数处于或接近其最佳值。
本发明人认识到，当具有大数目抽头的均衡器提供更佳质量的均衡的同时，该大数目抽头系数的静均衡就要花费相当大量的时间。另一方面，一个较小数目系数的静均衡所用时间较小，但一个具有较小抽头的均衡器所能提供的质量也低，且很可能是属于不可接受的均衡效果。
发明内容
根据本发明的原理，针对一个自适应均衡器的静均衡处理包括有多个抽头，每一个都有对应的系数，包括有下面的步骤。静均衡是在自适应均衡器中的系数子集上执行的。随后，如果这种系数已经收敛，就开始针对自适应均衡过程的判定。
根据本发明的一种用于自适应均衡器的静均衡处理方法，该自适滤波器包括多个抽头，每一个都有相应的系数，所述方法包括以下步骤：
在所述自适应均衡器中对所述系数的一个子集执行静均衡，所述子集包括少于全部所述系数的系数；
确定所述子集的系数是否已收敛；以及
如果所述子集的系数已收敛，则启动针对自适应均衡处理的一个判定。
附图说明
图1是包括依照本发明而工作的均衡器的一个ADTV接收机的一部分的方框图；
图2是依照本发明的快速静均衡处理方法的流程图；
图3是图2所示的快速静均衡处理方法一部分的更详细的流程图；以及
图4是反映IQ平面的一部分的示意图，有助于理解图3所示快速静均衡处理方法的部分。
具体实施方式
图1是包括依照本发明而工作的均衡器的一个ADTV接收机的一部分的方框图。其中仅示出了为理解本发明所需的那些方框。为简单起见，其它处理方框、以及其它涉及诸如控制及定时信号那部分都省略了。ADTV领域的设计人员将会理解到其它方框是必要的，如果与其它所示出的方框接合，以及每个框要什么样的控制及定时信号以及如何产生和发送这些信号。
在图1中，以QAM分布形式的多级数字符号能调制的正交调幅(QAM)ADTV信号被提供给天线5。这种QAM信号是脉冲幅度调制(PAM)信号的一种类型。天线5耦合到串接的控制器10、自适应均衡器20、解调器30、限幅器40、解码1050以及音频信号处理再生电路60。经过显示屏和扬声器(未示出)，视频及音频处理及再生电路60把视频图象以及音频伴音迸给用户，或把表示这些成分的信号送到其它设备，例如VCR(未示出)。误差检测器70具有分别与限幅器40输入和输出端连接的输入端，并且在一输出端产生误差表示信号(e)。误差检测器70的误差信号输出端被耦合到系数控制网络80的输入端。系数控制网络80的系数输出端耦合到自适应均衡器20的系数输入端。
检测器10包括一个RF调谐器、本振和中频放大器，以及以共知方式耦合在一起的模一数转换器、定时同步恢复和时钟产生电路以及一个900C移相器(均未示出)。工作中这些部分合作以在检测器10的各个输出端产生通带同相(I)和正交(Q)的已收QAM信号成分。上述的这些部件其排列和操作均属公知而不加详述。虽然说天线5意味着接收广播的RF信号，但与上述相类似的成分(如公知的那样)可被用于从电缆及光缆信号源接收RF调制信号并产生通带I和Q信号。
在所示实施例中的自适应均衡器20包括有一个128抽头的FIR数字滤波器，它以公知的方式操作以减小多路及符号间干扰对于被检测的通带I和Q信号的干扰。对于这种自适应均衡器来说，采用FIR和IIR的组合已属公知。该FIR滤波器的128抽头的抽头系数由系数控制网络80所连续地提供，其方式如下所述。
以已知的方式所设计且其中可包括相点相位控制器和带通滤波器(BPF)(均未示出)的检测器的解调器30解调该已均衡的通带I和Q信号，以产生基带I和Q信号。这些解调的基带I和Q信号表示着在QAM符号分布中的某一个位置。限幅器40接收已解调的基带I和Q信号。确定在该分布中的那个符号是最接近于由这些信号所表示的位置并且在其输出端以公知的方式产生具有对应于最接近符号的位置的值的I和Q信号。这些I和Q信号被送到产生对应于该符号的多比特数字码字的解码器50。解码的多比特数字码字被送到视频及音频信号处理和再生电路80。如上所述，该视频和音频信号处理及再生电路80处理该多比特码字以向观众提供图象和伴音信号。如众所知，由在限幅器40输入端的已解调基带信号I和Q所表示的在符号分布的位置以及由在该限幅器40的输出端所产生的I和Q信号所表示的最接近符号的位置之间的差异代表着在所接收符号中的误差。误差检测器70以公知的方式对在限幅器40的输入和输出端的I和Q信号进行操作，以确定这些误差并把表示这一误差的信号(e)送到一个系数控制网络80。
其中可以包括一微处理器(μP)或数字信号处理器(DSP)及其相关电路(未示出)的系数控制网络80响应该误差信号e，并计算自适应均衡器20抽头系数的新值以力图减小误差信号e。随之这些系数被送到在自适应均衡器20中的抽头乘法器。在正常的操作之中，这些系数通过使用公知的处理(例如最小均方值(LMS)算法)以直接方式的判定而被反复调节。
如上所述，在直接的判定LMS的算法可被正确操作之前，必须执行一个静均衡处理过程，以定位自适应均衡器20的抽头系数，以使之距最佳的系数充分地近，以实现判定直接的LMS算法收敛。图2是根据本发明的静均衡处理过程200的流程图。当检测器10检测到一个新信号时，例如电源接通或观看者改变频道时在系数控制网络80中由EP和DSP执行由图2所示的步骤。
在所示的实施例中，如上所述的自适应均衡器20(图1)包括一个128抽头的FIR滤波器。在图2步骤202中，对这些抽着全部系数预置。除去中间8个抽头之外，所有的系数置为0。两个中间抽头的系数被置成实质大约为5，相邻两个被置成实质大约2.5，再随后相邻两个被置成实置大约1.25而再接下来相邻的两个被置成实质大约0.625。
在步骤204中，做一个偿试，以静均衡自适应均衡器20(图1)的中间32个抽头。在步骤206中，确定自适应均衡器20的系数是否收敛。如是收敛，则取标有“Y”的步骤2 06的分支而进入步骤220。在步骤220中，启动针对自适应均衡的判定。如果自适应均衡器20的系数不收敛，则取步骤206标以“N”的分支而进入步骤208。由步骤204和206的组合的步骤300在下详述。
在步骤208，做一个偿试，以静均衡自适应均衡器20(图1)的中间的64个抽头，在步骤210中，判定该第数是否已经收敛。如果是收敛，则取步骤210标以“Y”的分支而启动在步骤220中的针对自适应均衡的判定。如果没收敛，则取标以“N”的分支并在步骤212中作一个偿试以静均衡中间96个抽头的系数。步骤212和214偿试静均衡自适应均衡器20的96个中间抽头，而步骤216和218则偿试静均衡自适应均衡器20的全部128个抽头。步骤218与步骤206、210和214的不同点仅在于是否该系数还设有收敛，随后在步骤202中保持静均衡。
图3是图2中框204和206所示快速静均衡过程部分300的更详细的流程图，而图4为IQ平面400的一部分的解释图，有助于理解图3所示快速静均衡的部分。相同的操作300被执行以组合框208和210、框212和214以及框216和218的。图3中，在图2中步骤202的中间8抽头的系数被预置之后才进入步骤302。在步骤302中，512个所接收符号被处理。
参考图4，IQ平面400中的有效符号位置由实线点402所表示。图4中仅示出了9个有效符号位置402，但本专业多级QAM数字传输系统的技术人员会理解在整个IQ平面上将多于9个有效符号位置。在IQ平面中以方形的方式放置着9个有效符号位置402，这些有效符号位置402间的行和列的距离为d。有半径为r的圆被视作以每一个有效符号位置402为中心。该半径r被置成大约为1/3d。由于每一个被接收符号都是在步骤302中处理，所以对应于所收符号的由I和Q信号表示的IQ平面400中的位置被检测以确定它是否处在一个有效符号位置402的一个预定距离之内。在所示的实施例中，能收的符号位置被检测以确定它是否处在绕一个有效符号位置402为中心的一个圆内。
举例说，在图4中对应于已收符号的位置由一个+字表示，表示这样一个被接收位置的一个位置404处在距任何有效符号位置402的距离r之外。位置406表示另一个接收的位置，并处在底部中间所示的有效符号位置的距离r之内。随着在步骤302中时所接收符号的每一个处理，有多少次该被接收位置落于有效符号位置的距离r之内的计数被保持。每一次有被收位置处于一有效符号位置的距离之内，就有计数递增。再次参考图3，在步骤304中，在全部512个被接收符号被处理之后就在步骤304中检查该计数。如果它是超过一个预定数，则这些子数被认为将被收敛。在所示出的实施例中，该预定数大约是100。就是说，如果所接收符号位置在一有效符号位置的距离r之内的数字超过100，则在步骤304中就取“Y”分支，而且启动步骤202(图2)的针对自适应均衡过程的判定。
如果这些系数还没收敛，则在步骤306中对自适应均衡器20(图1)的系数作调整。这种调整是根据公知的数据块最小均方值算法(数据块-LMS)实现的。在框302中，来自每一个被接收符号的信息被累加以实现根据512个所接收符号的整个数据块的系数的调整。在框306中，累加的信息被处理且计算针对这些系数的刷新值。这些系数随即被送到自适应均衡器20。
在这一调节完成之后，要作一个是否要重复上述过程或者是继续偿试在自适应均衡器20中去静均衡一个更大的抽头的子集的的判定。在所示的实施例中，对于每一个抽头子集都作系数的确定数目的调节。对于静均衡32个抽头(步骤204和206)的偿试来说，要作对这些系数的四次调节。即在步骤308中，如果对于32个中心抽头已经作过少于四个系数的调节，则该处理过程被重复并取标有“Y”的步骤308的输出。如果已经作过四次调节，则取标有“N”的步骤308的输出并进入步骤208(图2)。
四个系数调节的每一个被实行都是试图静均衡32个中心抽头(如刚刚描述)，64个中心抽头以及96个中心抽头。当执行步骤216和218时，为试图静均衡自适应滤波器20(图1)的全部128个抽头，就要占用一个较长的时间周期。在所示出的实施例中，在一次偿试静均衡自适应滤波器20的128个抽头，要作52个系数调节。如果在52次偿度之后系数尚未收敛，则要使静均衡重新开始。另一种观点是分配给最大的周期以利用图2和图3的静均衡过程实现收敛。在所示实施例中被分配了64系数调节的最大数目以实现收敛。如果到那时刻仍未实现收敛则将放弃此偿试而开始一个新的偿试。采用了根据本发明的静均衡处理的系数将提供比那些总是试图静均衡该自适应均衡器的全部抽头的已有技术的处理过程一个速度的增加。举例而言，如果在图2的步骤204之后其自适应滤波器的系数已经收敛，则就使得利用本发明的处理过程200实现了4∶1的速度增加。
本发明所示出的实施例是以QAM多级数字传输系数的情况加以描述的。本专业人员将理解，其本发明精神实质可用于包括自适应均衡器而每个自适应均衡器又有多个抽头而每个抽头又有相关系数的其它类型的数字传输系统，这些系数在针对均衡被启始的制定之前要求一个静均衡。例如类似系统可被用于VSBADTV系统中。

Claims (4)

1.一种用于自适应均衡器的静均衡处理方法，该自适滤波器包括多个抽头，每一个都有相应的系数，所述方法包括以下步骤：
在所述自适应均衡器中对所述系数的一个子集执行静均衡，所述子集包括少于全部所述系数的系数
确定所述子集的系数是否已收敛；以及
如果所述子集的系数已收敛，则启动针对自适应均衡处理的一个判定。
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述针对自适应均衡处理的判定包括执行一个最小均方值算法的步骤。
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，还包括在执行静均衡的步骤之前将预定多个系数初始化为预定的固定值的步骤。
4.如权利要求1的处理方法，其特征在于，所述自适应均衡器包括128个抽头。
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