CN116055258A

CN116055258A - 一种基于迫零法的dfe初始系数的确定方法和确定装置

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Publication number: CN116055258A
Application number: CN202211645784.4A
Authority: CN
Inventors: 冯磊
Original assignee: Yutaiwei Shanghai Electronics Co ltd
Current assignee: Yutaiwei Shanghai Electronics Co ltd
Priority date: 2022-12-20
Filing date: 2022-12-20
Publication date: 2023-05-02
Anticipated expiration: 2042-12-20
Also published as: CN116055258B

Abstract

本文提供了一种基于迫零法的DFE初始系数的确定方法和确定装置，其中所述DFE包括FFE和FBE，所述方法包括：向信道发射发送信号，得到信道的信道冲击响应；设置FFE的系数和FBE的系数，其中所述FFE的系数和FBE的系数为未知数；根据所述发送信号、信道冲击响应、FFE的系数和FBE的系数，分别计算得到FFE的输出值和FBE的输出值；基于所述FFE的输出值和所述FBE的输出值，利用迫零法计算得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式；利用线性拟合法对所述初始系数矩阵表达式进行线性拟合，得到所述FFE和FBE的初始系数。本文能够改善DFE系数最终的收敛结果，进而提高接收信号的信噪比。

Description

一种基于迫零法的DFE初始系数的确定方法和确定装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别地，涉及一种基于迫零法的DFE初始系数的确定方法和确定装置。

背景技术

在有线通信中信道的非理想特性通常会导致符号间干扰(ISI)，DFE为反馈均衡器，用于消除ISI干扰从而改善眼图，DFE通常包括FFE和FBE，FFE采用FIR滤波器结构，而FBE采用IIR滤波器结构。DFE的初始系数应当与实际信道情况相近，否则将导致眼图无法打开，进而无法正确的收发数据。

现有技术中通常采用经验值来确定DFE的初始系数，但初始系数会很大程度上影响DFE系数最终的收敛结果，最终影响接收信号的信噪比，从而决定误码特性以及信号的有效传输距离。

因此现在亟需一种DFE初始系数的精确计算方法，能够改善DFE系数最终的收敛结果，进而提高接收信号的信噪比。

发明内容

本文实施例的目的在于提供一种基于迫零法的DFE初始系数的确定方法和确定装置，以改善DFE系数最终的收敛结果，进而提高接收信号的信噪比。

为达到上述目的，一方面，本文实施例提供了一种基于迫零法的DFE初始系数的确定方法，所述DFE包括FFE和FBE，所述方法包括：

向信道发射发送信号，得到信道的信道冲击响应；

设置FFE的系数和FBE的系数，其中所述FFE的系数和FBE的系数为未知数；

根据所述发送信号、信道冲击响应、FFE的系数和FBE的系数，分别计算得到FFE的输出值和FBE的输出值；

基于所述FFE的输出值和所述FBE的输出值，利用迫零法计算得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式；

利用线性拟合法对所述初始系数矩阵表达式进行线性拟合，得到所述FFE和FBE的初始系数。

优选的，所述根据所述发送信号、信道冲击响应、FFE的系数和FBE的系数，分别计算得到FFE的输出值和FBE的输出值进一步包括：

根据所述发送信号以及所述信道冲击响应，得到信道的输出值；

根据所述信道的输出值以及所述FFE的系数，得到FFE的输出值；

将所述信道的输出值经FFE和FBE处理后进行符号判决，得到判决值；

根据所述判决值以及所述FBE的系数，得到FBE的输出值。

优选的，所述根据所述发送信号以及所述信道冲击响应，得到信道的输出值进一步包括：

通过如下公式计算得到信道的输出值：

其中，y_n为信道的第n个输出值，[c_-1 c₀ c₁L c_N-2]为信道冲击响应，

为发送信号，N为信道冲击响应的系数的总数目。

优选的，所述根据所述信道的输出值以及所述FFE的系数，得到FFE的输出值进一步包括：

通过如下公式计算得到FFE的输出值：

其中，z_n为FFE的第n个输出值，[f_-l L f₀ L f_p-l-1]为FFE的系数，

为信道的输出值，p为FFE的系数的长度，N为信道冲击响应的系数的总数目，l为FFE的第一个系数相对于f₀的超前量。

优选的，所述根据所述判决值以及所述FBE的系数，得到FBE的输出值进一步包括：

通过如下公式计算得到FBE的输出值：

其中，d_n为FBE的第n个输出值，[b₀ b₁ b₂ L b_q-1]为FBE的系数，

为判决值，q为FBE的系数的长度，l为FFE的第一个系数相对于f₀的超前量。

优选的，所述基于所述FFE的输出值和所述FBE的输出值，利用迫零法计算得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式进一步包括：

计算所述FFE的输出值与FBE的输出值之间的差值，得到若干差值表达式；

利用迫零法令指定差值表达式的系数值为1，其他差值表达式的系数值为0，得到与差值表达式的系数相关的若干等式；

根据所述若干等式，得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式。

优选的，所述根据所述若干等式，得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式进一步包括：

通过如下公式表征FFE和FBE的初始系数矩阵表达式：

其中，

为FFE和FBE的初始系数，

为差值表达式的系数除去FFE和FBE的初始系数后的值，

为差值表达式的系数值。

另一方面，本文实施例提供了一种基于迫零法的DFE初始系数的确定装置，所述DFE包括FFE和FBE，所述装置包括：

发射模块，用于向信道发射发送信号，得到信道的信道冲击响应；

设置模块，用于设置FFE的系数和FBE的系数，其中所述FFE的系数和FBE的系数为未知数；

输出值计算模块，用于根据所述发送信号、信道冲击响应、FFE的系数和FBE的系数，分别计算得到FFE的输出值和FBE的输出值；

表达式计算模块，用于基于所述FFE的输出值和所述FBE的输出值，利用迫零法计算得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式；

初始系数计算模块，用于利用线性拟合法对所述初始系数矩阵表达式进行线性拟合，得到所述FFE和FBE的初始系数。

又一方面，本文实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时，执行上述任意一项所述方法的指令。

又一方面，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机设备的处理器运行时，执行根据上述任意一项所述方法的指令。

由以上本文实施例提供的技术方案可见，通过本文实施例，计算得到FFE的输出值和FBE的输出值，进而通过迫零法计算得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式，利用线性拟合法对初始系数矩阵表达式进行线性拟合，能够较为精准的确定FFE和FBE的初始系数，进而改善DFE系数最终的收敛结果，进而提高接收信号的信噪比。

为让本文的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本文实施例提供的一种基于迫零法的DFE初始系数的确定方法的流程示意图；

图2示出了本文实施例提供的计算得到FFE的输出值和FBE的输出值的流程示意图；

图3示出了本文实施例提供的利用迫零法计算得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式的流程示意图；

图4示出了本文实施例提供的一种基于迫零法的DFE初始系数的确定装置的模块结构示意图；

图5示出了本文实施例提供的计算机设备的结构示意图。

附图符号说明：

100、发射模块；

200、确定模块；

300、输出值计算模块；

400、表达式计算模块；

500、初始系数计算模块；

502、计算机设备；

504、处理器；

506、存储器；

508、驱动机构；

510、输入/输出模块；

512、输入设备；

514、输出设备；

516、呈现设备；

518、图形用户接口；

520、网络接口；

522、通信链路；

524、通信总线。

具体实施方式

下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。

为了解决上述问题，本文实施例提供了一种基于迫零法的DFE初始系数的确定方法。图1是本文实施例提供的一种基于迫零法的DFE初始系数的确定方法的流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或装置产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。

需要说明的是，本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

参照图1，一种基于迫零法的DFE初始系数的确定方法，所述DFE包括FFE和FBE，所述方法包括：

S101：向信道发射发送信号，得到信道的信道冲击响应；

S102：设置FFE的系数和FBE的系数，其中所述FFE的系数和FBE的系数为未知数；

S103：根据所述发送信号、信道冲击响应、FFE的系数和FBE的系数，分别计算得到FFE的输出值和FBE的输出值；

S104：基于所述FFE的输出值和所述FBE的输出值，利用迫零法计算得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式；

S105：利用线性拟合法对所述初始系数矩阵表达式进行线性拟合，得到所述FFE和FBE的初始系数。

在本文实施例中，向信道发射发送信号后，信道会产生信道冲击响应，由于DFE包括FFE和FBE，因此DFE的初始系数包括FFE的初始系数和FBE的初始系数，本文中S102步骤设置FFE的系数和FBE的系数为未知数，也就是说设置的FFE的系数和FBE的系数是具有实质含义的实际值，而是仅通过未知数来表征FFE的系数和FBE的系数，需要经过后续的步骤进行求解，才能得到FFE和FBE的初始系数。因此后续得到的FFE和FBE的初始系数矩阵表达式为包含未知数的表达式，利用线性拟合法对初始系数矩阵表达式进行线性拟合，可以得到FFE和FBE的初始系数，即DFE的初始系数。

通过本文实施例，计算得到FFE的输出值和FBE的输出值，进而通过迫零法计算得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式，利用线性拟合法对初始系数矩阵表达式进行线性拟合，能够较为精准的确定FFE和FBE的初始系数，进而改善DFE系数最终的收敛结果，进而提高接收信号的信噪比。

在本文实施例中，参照图2，所述根据所述发送信号、信道冲击响应、FFE的系数和FBE的系数，分别计算得到FFE的输出值和FBE的输出值进一步包括：

S201：根据所述发送信号以及所述信道冲击响应，得到信道的输出值；

S202：根据所述信道的输出值以及所述FFE的系数，得到FFE的输出值；

S203：将所述信道的输出值经FFE和FBE处理后进行符号判决，得到判决值；

S204：根据所述判决值以及所述FBE的系数，得到FBE的输出值。

具体的，所述根据所述发送信号以及所述信道冲击响应，得到信道的输出值进一步包括：

通过如下公式计算得到信道的输出值：

其中，y_n为信道的第n个输出值，[c_-1 c₀ c₁ L c_N-2]为信道冲击响应，

为发送信号，N为信道冲击响应的系数的总数目。

进一步的，所述根据所述信道的输出值以及所述FFE的系数，得到FFE的输出值进一步包括：

通过如下公式计算得到FFE的输出值：

在本文实施例中，发送信号经信道后得到的信道的输出值，经过FFE和FBE的处理后得到DFE的输出值，DFE的输出值经过符号判决可以得到判决值，可以认为：判决值＝sign(DFE的输出值)，其中当DFE的输出值大于0时，判决值为1，否则，判决值为0。

进一步的，所述根据所述判决值以及所述FBE的系数，得到FBE的输出值进一步包括：

通过如下公式计算得到FBE的输出值：

在本文实施例中，参照图3，所述基于所述FFE的输出值和所述FBE的输出值，利用迫零法计算得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式进一步包括：

S301：计算所述FFE的输出值与FBE的输出值之间的差值，得到若干差值表达式；

S302：利用迫零法令指定差值表达式的系数值为1，其他差值表达式的系数值为0，得到与差值表达式的系数相关的若干等式；

S303：根据所述若干等式，得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式。

具体的，计算FFE的输出值与FBE的输出值之间的差值，得到若干差值表达式如下：

进一步的，利用迫零法令指定差值表达式的系数值为1，其他差值表达式的系数值为0，得到与差值表达式的系数相关的若干等式，例如：

需要说明的是，指定差值表达式的项是x_n-l-1，系数是(f_-lc_l+f_-l+1c_l-1+L+1+L+f₁c_-1)。根据FBE的输出值计算公式可知，计算FBE的输出值时，前一时刻的判决值是x_n-l-2，而当前时刻需要对x_n-l-1做判决，因此指定差值表达式即为项是x_n-l-1的差值表达式，令x_n-l-1的系数为1，即(f_-lc_l+f_-l+1c_l-1+L+1+L+f₁c_-1)＝1。

在本文实施例中，所述根据所述若干等式，得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式进一步包括：

通过如下公式表征FFE和FBE的初始系数矩阵表达式：

其中，

为FFE和FBE的初始系数，

为差值表达式的系数除去FFE和FBE的初始系数后的值，

为差值表达式的系数值。

具体的，初始系数矩阵表达式可以表示为：HW＝b，进一步可以通过线性拟合得到FFE和FBE的初始系数为W＝(H^TH)^-1H^Tb，但若

条件数过大，导致方阵病态，可以使用简单的正则化方法予以调整，即W＝(H^TH+αI)^-1H^Tb，进而得到FFE和FBE的初始系数，其中α为(0，1)中的任意实数，I为单位矩阵。

基于上述所述的一种基于迫零法的DFE初始系数的确定方法，本文实施例还提供一种基于迫零法的DFE初始系数的确定装置。所述的装置可以包括使用了本文实施例所述方法的系统(包括分布式系统)、软件(应用)、模块、组件、服务器、客户端等并结合必要的实施硬件的装置。基于同一创新构思，本文实施例提供的一个或多个实施例中的装置如下面的实施例所述。由于装置解决问题的实现方案与方法相似，因此本文实施例具体的装置的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

具体地，图4是本文实施例提供的一种基于迫零法的DFE初始系数的确定装置一个实施例的模块结构示意图，参照图4所示，本文实施例提供的一种基于迫零法的DFE初始系数的确定装置，所述DFE包括FFE和FBE，所述装置包括：发射模块100、确定模块200、输出值计算模块300、表达式计算模块400、初始系数计算模块500。

发射模块100，用于向信道发射发送信号，得到信道的信道冲击响应；

设置模块200，用于设置FFE的系数和FBE的系数，其中所述FFE的系数和FBE的系数为未知数；

输出值计算模块300，用于根据所述发送信号、信道冲击响应、FFE的系数和FBE的系数，分别计算得到FFE的输出值和FBE的输出值；

表达式计算模块400，用于基于所述FFE的输出值和所述FBE的输出值，利用迫零法计算得到FFE和FBE的初始系数矩阵表达式；

初始系数计算模块500，用于利用线性拟合法对所述初始系数矩阵表达式进行线性拟合，得到所述FFE和FBE的初始系数。

参照图5所示，基于上述所述的一种基于迫零法的DFE初始系数的确定方法，本文一实施例中还提供一种计算机设备502，其中上述方法运行在计算机设备502上。计算机设备502可以包括一个或多个处理器504，诸如一个或多个中央处理单元(CPU)或图形处理器(GPU)，每个处理单元可以实现一个或多个硬件线程。计算机设备502还可以包括任何存储器506，其用于存储诸如代码、设置、数据等之类的任何种类的信息，一具体实施方式中，存储器506上并可在处理器504上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器504运行时，可以执行根据上述方法的指令。非限制性的，比如，存储器506可以包括以下任一项或多种组合：任何类型的RAM，任何类型的ROM，闪存设备，硬盘，光盘等。更一般地，任何存储器都可以使用任何技术来存储信息。进一步地，任何存储器可以提供信息的易失性或非易失性保留。进一步地，任何存储器可以表示计算机设备502的固定或可移除部件。在一种情况下，当处理器404执行被存储在任何存储器或存储器的组合中的相关联的指令时，计算机设备502可以执行相关联指令的任一操作。计算机设备502还包括用于与任何存储器交互的一个或多个驱动机构508，诸如硬盘驱动机构、光盘驱动机构等。

计算机设备502还可以包括输入/输出模块510(I/O)，其用于接收各种输入(经由输入设备512)和用于提供各种输出(经由输出设备514)。一个具体输出机构可以包括呈现设备516和相关联的图形用户接口518(GUI)。在其他实施例中，还可以不包括输入/输出模块510(I/O)、输入设备512以及输出设备514，仅作为网络中的一台计算机设备。计算机设备502还可以包括一个或多个网络接口520，其用于经由一个或多个通信链路522与其他设备交换数据。一个或多个通信总线524将上文所描述的部件耦合在一起。

通信链路522可以以任何方式实现，例如，通过局域网、广域网(例如，因特网)、点对点连接等、或其任何组合。通信链路522可以包括由任何协议或协议组合支配的硬连线链路、无线链路、路由器、网关功能、名称服务器等的任何组合。

对应于图1-图3中的方法，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。

本文实施例还提供一种计算机可读指令，其中当处理器执行所述指令时，其中的程序使得处理器执行如图1至图3所示的方法。

应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。

另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本文的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本文各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本文中应用了具体实施例对本文的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本文的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本文的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本文的限制。