CN1870427A - 横向滤波器、发送装置及接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供生成符合通信路径的信号并且可将处理时间最小化的横向滤波器。该横向滤波器包括串联连接的延时器和乘法器，其特征在于具备：第1乘法器，将由抽头系数设定部设定的第1抽头系数和输入信号相乘后输出；第1延时器，将上述第1乘法器输出的值延迟规定时间后输出；第2乘法器，将输入信号和由上述抽头系数设定部设定的第2抽头系数相乘后输出；第1加法器，将上一级的延时器输出的值和第2乘法器输出的值相加后输出；第2延时器，将上述第1加法器输出的值延迟规定时间后输出；以及选择器，选择上述输入信号、第1延时器输出的值或者第2延时器输出的值中的一个而输出。

Description

横向滤波器、发送装置及接收装置

技术领域

本发明涉及可以改善通信路径上恶化的特性的横向滤波器，更加详细地说是涉及生成合乎通信路径的特性的信号，并且可以最小化处理时间的横向滤波器。

背景技术

为了在两个装置之间传输信号，使用基于导体的电气通信路径和光纤等光通信路径。这种通信路径，一般来说，具有某种特定的带宽W(Hz)，如果使用这个通信路径来传输信号，则被传输的信号受这个通信路径的带宽W的限制而衰减。因此，这个通信路径，在由|f|＞W(f是频率)所表示的频率范围里，被模式化为具有衰减是零的等效低通特性的线形滤波器。

而且，把这种具有带宽限制的通信路径称为“有限带宽通信路径”。另外，这个有限带宽通信路径的频率响应特性，记述为C(f)。

如上所述，通信路径在|f|＞W的范围里是衰减为零的低通滤波器。利用这个通信路径，如果以W以上的符号率传输信号，则无论是在时间上还是频率上在相邻码元间相互影响，产生不能正确传输信号的问题。把这称作符号间干扰(Inter-symbol Interference：ISI)。

为了解决这个ISI的问题，有种方法是事先把要传输的信号与频率响应特性C(f)一致地加强后进行发送。或者还有，在接收方对传输的信号补偿或减少ISI等处理方法。

这样，已知的装置是加强信号、或者补偿ISI的均衡器(或者滤波器)。作为这个均衡器的一个形态，广泛熟悉的是横向滤波器。

理论上，横向滤波器由延时器、乘法器、积分器组成。该延时器对输入的信号只延迟1个码元时间(最小的时间单位，1个码元表示1比特或多个比特)进行输出。延时器全部串联连接。乘法器输入抽头系数。乘法器将输入的二个值相乘并输出。积分器输入来自所有乘法器的输出，并输出将所有输入相加后的值(参照非专利文献1)。

图6是表示现有的横向滤波器的一个例子的方框图。

该滤波器3’是由多个加法器组成的横向滤波器的一个实施例。

滤波器3’由乘法器10(10-0至10-N)、延时器11(11-0至11-n)、加法器12(12-1至12-n)，抽头系数设定部13组成。该滤波器3’将从输入端子L1输入的信号，从输出端子L2输出。

乘法器10(10-0至10-n)，将两个输入值相乘并进行输出。乘法器10的一输入端输入由抽头系数设定部13设定的抽头系数C(C0至Cn)，另一输入端输入由输入端子L1输入的信号。

乘法器10中，第一个乘法器10-0，其输出连接至延时器11-0的输入。而且，乘法器10-1至10-n，其输出分别连接至乘法器12-1至12-n的一个输入上。

加法器12(12-1至12-n)将两个输入值相加后输出。加法器12-1至12-n的一输入端，输入延时器11-0至11-(n-1)的输出，另一输入端输入乘法器10-1至10-n的输出。加法器12-1至12-n的输出连接至延时器11-1至11-n的输入。延时器11-n的输出，从L2输出。

该滤波器3’为将上述现有技术的横向滤波器中的积分器分割成多个加法器的结构。由此，多个加法器象流水线一样处理，因此滤波器3’可以高速工作。

而且，作为横向滤波器的应用例子，孤立波写入部在开始使用装置之前，通过指定头号码和磁道号码，在盘媒体的每个磁道的事先指定的区域里，写入指定的孤立波，然后用孤立波读出部读出孤立波，用模数转换器进行量子化，用抽头系数计算部计算横向滤波器的抽头系数。由抽头系数计算部计算的抽头系数，根据孤立波写入时使用的磁道号码和头号码，存储在存储器上。已知的磁盘装置是，装置使用中再现时，抽头系数设定部根据查找指令(seek command)指定的磁道号码和头号码，从存储器读出相应的抽头系数，设定到横向滤波器上(参照专利文献1)。

在该专利文献1记载的发明中，把不使用的抽头系数指定为0，由此选择任意个数的抽头，来决定滤波器的特性。由此，选择适合于传输路径的必要的最下限度的抽头数，并且削减了计算抽头数的最佳值的所需的时间。

【非专利文献1】J.G.Proakis著、坂庭好一·铃木博他翻译、《デイジタルコミュニケ一ション》、科学技術出版社、1999年、p.697。

【专利文献1】日本专利第3513228号公报

这样，现有的横向滤波器，为了提高要传输的信号的品质，以适应传输路径的特性，增加了延时器和积分器的组数(抽头数)。但是，并没有考虑乘法器及积分器的处理所需要的时间。也就是说，理论上为了让横向滤波器连续地动作，必须在1个码元时间内结束乘法器及积分器的处理，而在高速传输信号的情况下，1个码元时间变得非常短，实现起来很困难。

例如，在图6所示的现有的横向滤波器中，为了发送信号，要准备符合最大的品质要求的数目的延时器11。为此，在品质恶化小的传输路径上，尽管需要的抽头数少了，但由于延时器11的处理，产生了延迟时间增加超过了正常需要的问题。

还有，在专利文献1所记载的发明中，减少抽头数来缩短计算抽头系数的最佳值的时间。具体地说，对没有使用的抽头系数输入0，从而将该抽头事实上无效化。然而，在抽头运算处理中，即使抽头系数输入了0，也发生这个运算处理，因此，无论抽头数是多少，运算处理所花费的时间是一定的，处理的延迟时间并没有减少。

发明内容

本发明的目的是提供通过与传输路径的损耗相适应地增减滤波器的抽头数，减少运算处理所花费的处理延迟时间，并使之最小化，由此适应高速传输信号的横向滤波器。

本发明解决技术问题的手段是，一种横向滤波器，包括串联连接的延时器和乘法器，其特征在于，具备：第1乘法器，将由抽头系数设定部设定的第1抽头系数和输入信号相乘后输出；第1延时器，将上述第1乘法器输出的值延迟规定时间后输出；第2乘法器，将输入信号和由上述抽头系数设定部设定的第2抽头系数相乘后输出；第1加法器，将上一级的延时器输出的值和第2乘法器输出的值相加后输出；第2延时器，将上述第1加法器输出的值延迟规定时间后输出；以及选择器，选择上述输入信号、第1延时器输出的值或者第2延时器输出的值中的一个而输出。

本发明的效果为：依据本发明，可以实现能高速动作的横向滤波器，而且可以选择符合传输路径特性的必要的最小限度的抽头数，因此可以最小化处理的延迟时间。

附图说明

图1是使用本发明实施方式的横向滤波器的信号传输系统的说明图；

图2是表示本发明实施方式的横向滤波器的一个例子方框图；

图3是本发明实施方式的选择器控制部控制抽头数的流程图；

图4是使用本发明实施方式的横向滤波器的信号传输系统的其他例子的说明图；

图5是使用本发明实施方式的横向滤波器情况下的信号传输系统的其他例子说明图；

图6是表示现有的横向滤波器一个例子的方框图。

具体实施方式

下面，参照图示说明本发明的实施方式。

图1是说明使用本发明的横向滤波器的信号传输系统的图。

发送机1A和接收机2A通过传输路径4A连接。发送机1A通过传输路径把发送数据6A传给接收机2A。接收机2A将其作为接收数据7A来接收。

发送机1A具备滤波器3A。该滤波器3A由图2中说明的横向滤波器构成。

该滤波器3A，将发送数据6A加强为传输路径的频率响应特性C(f)上的最佳信号、且是接收机2A在接收信号的时刻的最佳信号，发送到传输路径上。

发送机1A及接收机2A，例如用于计算机和存储器、路由器、交换机等所具备的网络接口上。而且，传输路径可以使用以太网(Ethernet：注册商标)和高速光纤通道(FibreChannel)、光纤等通信路径。

图2是表示本发明实施方式的横向滤波器的一个例子的方框图。

滤波器3是由输入端子L1、输出端子L2、乘法器10(10-0至10-n)、延时器11(11-0至11-n)、加法器12(12-1至12-n)、抽头系数设定部13、选择器15、品质测定部17及选择器控制部19构成的横向滤波器。

乘法器10(10-0至10-n)，将两个输入值相乘后输出。乘法器10的一输入端连接至输入端子L1。而且，乘法器10的另一输入端连接至抽头系数设定部13，输入分别对应的抽头系数(C0至Cn)。因此，乘法器10将输入端子L1及抽头系数的输入值相乘，输出到延时器11(11-0至11-n)。

延时器11(11-0至11-n)，对输入值的传播只延迟1个码元时间进行输出。例如，由与以1个码元时间间隔为周期的时钟同步动作的双稳态多偕振荡器(flip-flop)构成。

延时器11-0的输入，连接乘法器10-0的输出，对它只延迟1个码元时间，输出到选择器15及加法器12-1至12-n。

另外，延时器11-1至11-n的输入，连接加法器12-1至12-n，对它只延迟1个码元时间，输出到选择器15及加法器12-2至12-n。

加法器12(12-1至12-n)将两个输入值相加后输出。加法器12-1至12-(n-1)将延时器11-0至11-n和乘法器10-1至10-n输出的输入值相加，输出到延时器11-1至11-n。

也就是说，滤波器3构成如下。

乘法器10-k(1≤k≤N)将来自输入端子L1的输入信号和抽头系数Ck相乘。延时器11-1对乘法器10-1的输出值只延迟1个码元时间。延时器11-h(2≤h≤N)对加法器12-h的输出值只延迟1个码元。加法器12-j(1≤j≤N)将延时器11-(j-1)和乘法器10-j输出的值相加。所有延时器11-h输出的值，输入选择器15。

抽头系数设定部13计算抽头系数的最佳值，设定抽头系数，输出给乘法器10。

抽头系数设定部设定的抽头系数(C0至Cn)，可以利用上述非专利文献1的第10章、第698-704页所记载的【ピ一ク歪み規範】(峰值失真规范)和【平均2乗誤差規範】(均方误差规范)等的最佳值或者准最佳值计算方法进行设定。

选择器15将来自输入端子L1的信号和来自延时器11(11-0至11-n)的各输出的信号作为输入值，从这些输入值中选择一个进行输出。选择器15选择由选择器控制部19指定的输入值，输出到输出端子L2。

品质测定部17监视来自选择器15的输出值，测定其品质，把结果通知给选择器控制部19。例如，品质测定部17测定输出端子L2输出的信号的比特误码率(BER：Bit Error Ratio)。而且，品质测定部17，可以不存在于滤波器3中，只要是能测定滤波器3的输出信号的品质的结构就可以。例如，存在于发送机1A或者接收机2A中，并测定传输路径上的信号品质或者滤波器3的输出信号的品质就可以。

选择器控制部19对选择器15输出的信号的选择进行指示。选择器控制部19指示选择器15的输出，以便品质测定部17所测定的品质结果，可以满足本滤波器所要求的要求品质。

更具体地说，首先，选择器控制部19将输入端子L1的信号或者延时器11-0的输出选择为选择器15的输出值。之后，如果这个输出信号没有满足要求品质时，把后一级的延时器11-1的输出选择为选择器15的输出值。在延时器11-n中，增加n也就是意味着增加抽头数，一般来说如果增加抽头数就可以增加品质改善率。为此，设定对传输路径4A的要求品质更为合适的抽头数，由此可以以适宜的品质发送信号。

图3是选择器控制部19的抽头数的控制的流程图。

在滤波器3的信号发送开始时，开始选择器控制部19的处理(S0)。而且，这时的抽头数是初始值(例如0)。

首先，抽头系数设定部13实施当前抽头数下的抽头系数最佳化处理(S1)。在这个处理中，为了能以符合传输路径4A的频率特性的带宽发送信号，决定最佳的抽头数。

然后，在使用了依据S1决定的抽头数的滤波器3的输出信号中，通过品质测定部17取得品质(例如BER)(S2)。

之后，将滤波器3的要求品质的规定值和取得的品质测定的结果相比较(S3)。在该比较的结果为品质测定结果满足要求品质的情况下，就转入S4，结束本流程的处理。

另一方面，在S3比较的结果为品质测定结果没有满足上述要求品质的情况下，则在选择器控制部19中，控制选择器15以便增加1个(或者也可以是多个)抽头数(S5)。该处理结束之后，转入S1，重复执行S1至S3的处理，在决定了满足要求品质的抽头数的时刻结束处理。

通过该流程的处理，设定了满足要求品质的最小的抽头数。

如上所述，依据本发明实施方式的横向滤器，当传输路径的要求品质低时，抽头数设定得小，把数据所通过的延时器11的个数控制在最低限度，由此可以把处理的延迟控制在最低限度上。由此，可以加强信号以便满足传输路径的要求品质，而且可以把滤波器3的处理延迟控制在最低程度上。

图4是使用本发明横向滤波器的信号传输系统的其他例子的说明图。

发送机1B和接收机2B通过传输路径4B连接。发送机1B通过传输路径4B把发送数据6B传给接收机2B。接收机2B将其接收为接收数据7B。

接收机2B具备滤波器3B。该滤波器3B由图2中所述的横向滤波器构成。

滤波器3B将通过传输路径接收的信号加强为接收机2B上的最佳信号，把它作为接收数据7B。

这样采取如下结构也可以，即在发送机1B中，对发送数据不进行适应传输路径的频率响应特性C(f)的补偿就发送，在接收方对通过发送路径衰减的信号进行加强，由此满足传输路径的品质要求。

图5是使用了本发明横向滤波器的信号传输系统的其他例子的说明图。

发送机1C和接收机2C通过传输路径4C连接。发送机1C通过传输路径4C把发送数据6C传给接收机2C。接收机2C将其接收为接收数据7C。

发送机1C具备滤波器3C，接收机2C具备滤波器3D。该滤波器3C及3D由图2所述的横向滤波器构成。

而且，该滤波器3C及3D的品质测定部17，备于接收机2C内。该品质测定部17测定传输路径的信号的品质，把有关测定的品质的信息发给发送机1C的滤波器3C及接收机2C的滤波器3D。而且，有关这个品质的信息，也可以通过传输路径4A发给发送机1C的滤波器3C，也可以传给其他通信路径。

滤波器3C将发送数据6C加强为传输路径的频率响应特性C(f)上的最佳信号、且是接收机2C在接收了信号的时刻的最佳信号，并发送至传输路径。滤波器3D将通过传输路径接收的信号，加强为接收机2C上的最佳信号，并将其作为接收数据7B。

这样，在发送方，把发送到传输路径上的信号加强为传输路径的频率响应特性C(f)上的最佳信号、且是接收机2C接收了信号的时刻的最佳信号，并送出。另一方面，也可以采取如下结构，即在接收方，加强通过发送路径衰减的信号，由此来满足传输路径的要求品质。

这样，可以分别将这些发送方的滤波器和接收方的滤波器单一使用或者将双方组合使用。无论是哪种情况，本发明的本质是不变的。

产业上的可利用性

本发明属于搭载到通信接口上的传输路径特性改善用滤波器，可以在网络装置(路由器或交换机、传输装置、媒体转换器、中继器、网关等)或个人电脑、服务器、大型计算机、盘阵列系统、网络附加存储器(NAS)等，具有通信接口的所有装置上利用。

Claims (10)

1.一种横向滤波器，包括串联连接的延时器和乘法器，其特征在于，具备：

第1乘法器，将由抽头系数设定部设定的第1抽头系数和输入信号相乘后输出；

第1延时器，将上述第1乘法器输出的值延迟规定时间后输出；

第2乘法器，将输入信号和由上述抽头系数设定部设定的第2抽头系数相乘后输出；

第1加法器，将上一级的延时器输出的值和第2乘法器输出的值相加后输出；

第2延时器，将上述第1加法器输出的值延迟规定时间后输出；以及

选择器，选择上述输入信号、第1延时器输出的值或者第2延时器输出的值中的一个而输出。

2.一种横向滤波器，具备N个乘法器、N个延时器、N-1个加法器、抽头系数设定部、和选择器，其特征在于，

第1个上述延时器，将上述第1个乘法器输出的值延迟规定时间；

第k个上述乘法器，将由上述抽头系数设定部指定的抽头系数与输入信号相乘，其中1≤k≤N；

第j个上述加法器，将第j-1个上述延时器输出的值和第j个上述乘法器输出的值相加，其中1≤j≤N-1；

第h个上述延时器，将第h-1个上述加法器输出的值延迟规定时间，其中2≤h≤N；

上述选择器，选择输入信号或者上述第N个延时器输出的值中的一个而输出。

3.如权利要求1或2所述的横向滤波器，其特征在于，

具备：

选择器控制部，指示上述选择器选择的值；以及

品质测定部，测定上述选择器的输出信号的品质；

上述选择器控制部根据上述品质测定部所测定的信号品质和上述输出值所要求的品质之间的比较结果，指示上述选择器选择的值。

4.如权利要求1或2所述的横向滤波器，其特征在于，

具备：

选择器控制部，指示上述选择器选择的值；以及

品质测定部，测定上述选择器的输出信号的品质；

上述抽头系数设定部设定对应上述乘法器的抽头系数；

上述品质测定部测定上述选择器的输出信号的品质；

上述选择器控制部比较上述品质测定部所测定的信号品质和上述输出值所要求的品质，

在上述比较的结果为上述测定的信号的品质没有满足上述输出信号所要求的品质的情况下，指示上述选择器选择的值使得抽头数增加1个。

5.一种发送装置，通过传输路径对接收装置发送数据，其特征在于，

具备滤波器，将上述数据转换为适于上述传输路径的频率特性的信号；

上述滤波器包括串联连接的延时器和乘法器，并具备：

第1乘法器，将由抽头系数设定部设定的第1抽头系数和输入信号相乘后输出；

第1延时器，将上述第1乘法器输出的值延迟规定时间后输出；

第2乘法器，将输入信号和由上述抽头系数设定部设定的第2抽头系数相乘后输出；

第1加法器，将上一级的延时器输出的值和第2乘法器输出的值相加后输出；

第2延时器，将第1加法器输出的值延迟规定时间后输出；以及

选择器，选择上述输入信号、第1延时器输出的值或者第2延时器输出的值中的一个而输出。

6.一种发送装置，通过传输路径对接收装置发送数据，其特征在于，

具备滤波器，将上述数据转换为适于上述传输路径的频率特性的信号；

上述滤波器具备：N个乘法器、N个延时器、N-1个加法器、抽头系数设定部和选择器，

第1个上述延时器，将上述第1个乘法器输出的值延迟规定时间；

第k个上述乘法器，将由上述抽头系数设定部指定的抽头系数与输入信号相乘，其中1≤k≤N；

第j个上述加法器，将第j-1个上述延时器输出的值和第j个上述乘法器输出的值相加，其中1≤j≤N-1；

第h个上述延时器，将第h-1个上述加法器输出的值延迟规定时间，其中2≤h≤N；

上述选择器，选择输入信号或者上述第N个延时器输出的值中的一个而输出。

7.如权利要求5或6所述的数据发送装置，其特征在于，

上述滤波器具备：

选择器控制部，指示上述选择器选择的值；以及

品质测定部，测定上述选择器的输出信号的品质；

上述选择器控制部根据上述品质测定部所测定的信号品质和上述输出值所要求的品质之间的比较结果，指示上述选择器选择的值。

8.如权利要求5或6所述的数据发送装置，其特征在于，

上述滤波器具备：

选择器控制部，指示上述选择器选择的值；以及

品质测定部，测定上述选择器的输出信号的品质；

上述抽头系数设定部设定对应上述乘法器的抽头系数；

上述品质测定部测定上述选择器的输出信号的品质；

上述选择器控制部比较上述品质测定部所测定的信号品质和上述输出信号所要求的品质，

在上述比较的结果为上述测定的信号的品质没有满足上述输出信号所要求的品质的情况下，指示上述选择器选择的值使得抽头数增加1个。

9.如权利要求7或8所述的发送装置，其特征在于，

上述品质测定部配置于上述接收装置内。

10.一种接收装置，通过传输路径从发送装置接收数据，其特征在于，

具备滤波器，将上述接收数据转换为适于上述传输路径的频率特性的信号；

上述滤波器包括串联连接的延时器和乘法器，并具备：

第1乘法器，将由抽头系数设定部设定的第1抽头系数和输入信号相乘后输出；

第1延时器，将上述第1乘法器输出的值延迟规定时间后输出；

第2乘法器，将输入信号和由上述抽头系数设定部设定的第2抽头系数相乘后输出；

第1加法器，将上一级的延时器输出的值和第2乘法器输出的值相加后输出；

第2延时器，将上述第1加法器输出的值延迟规定时间后输出；以及

选择器，选择上述输入信号、第1延时器输出的值或者第2延时器输出的值中的一个而输出。

Images