DE102005008989A1 - Coefficient and scaling adaptation method, involves simultaneously adapting scaling and coefficient in dependence of estimating error, which is assigned to one output unit preceding respective output unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Ausgangsfolge aus einer Eingangsfolge mit einem Entscheider eines entscheidungsrückgekoppelten Entzerrers. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Adaption eines derartigen Verfahrens bzw. einer derartigen Vorrichtung.The The present invention relates to a method and an apparatus for determining an output sequence from an input sequence with a Decision maker of a decision-feedback Equalizer. In particular, the present invention relates to a Adaptation of such a method or such a device.
Unter einem Entscheider (englisch „slicer") wird dabei eine Einrichtung verstanden, welche in Abhängigkeit von einem Eingangswert bzw. Eingangselement der Eingangsfolge einen jeweiligen Ausgangswert bzw. ein jeweiliges Ausgangselement der Ausgangsfolge bestimmt, wobei jedem möglichen Ausgangselement ein nominelles Eingangselement zugeordnet ist. Die Bestimmung des jeweiligen Ausgangselements kann dabei insbesondere durch Vergleich des jeweiligen Eingangselements mit einer oder mehreren Entscheidungsschwellen, welche abhängig von den nominellen Eingangselementen festgelegt werden, erfolgen.Under a decision maker (slicer) becomes one Device understood, which depends on an input value or input element of the input sequence a respective output value or a respective output element of the output sequence is determined, being any possible output element a nominal input element is assigned. The determination of the respective output element can in particular by comparison the respective input element with one or more decision thresholds, which depends be determined by the nominal input elements done.
Werden derartige Entscheider beim Empfangen von Daten über einen Übertragungskanal, das heißt zum Umwandeln einer empfangenen Eingangsdatenfolge in eine Ausgangsdatenfolge zur weiteren Verarbeitung verwendet, ist zu beachten, dass durch Übertragung von Daten über einen entsprechenden Übertragungskanal Verzerrungen auftreten können, welche Übertragungsfehler verursachen können. Zu diesen Verzerrungen zählen beispielsweise so genannte Intersymbolstörungen („Inter-Symbol Interference", ISI), welche zu einer Beeinflussung eines momentanen Empfangselements durch vorausgegangene Empfangselemente führt. Um derartige Verzerrungen auszugleichen, werden allgemein Entzerrer verwendet.Become Such decision maker when receiving data over a transmission channel, that is to convert a received input data sequence into an output data sequence used for further processing, it should be noted that by transmission of data over a corresponding transmission channel Distortions can occur which transmission errors can cause. These include distortions For example, so-called inter-symbol interference ("Inter-Symbol Interference", ISI), which to an influence of a current receiving element by previous Receiving elements leads. Around To compensate for such distortions generally become equalizers used.
Ein Beispiel für derartige Entzerrer sind entscheidungsrückgekoppelte Entzerrer („Decision-feedback Equalizer", DFE). Diese werden vorteilhafterweise zur Entzerrung von Übertragungsstrecken mit starken Intersymbolstörungen insbesondere dann eingesetzt, wenn die Implementierung eines Empfängers auf Basis des Prinzips der so genannten „Maximum-Likelihood Sequence Detection" (MLSD), welche prinzipiell eine bessere Entzerrung bietet, aus Komplexitäts- oder Verlustleistungsgründen oder auf Grund anderer Systemrandbedingungen wie etwa der Begrenzung einer maximal zulässigen Latenzzeit nicht in Frage kommt. Gegenüber einfacher zu implementierenden linearen Entzerrern beispielsweise auf Basis adaptiver FIR-Filter bietet ein entscheidungsrückgekoppelter Entzerrer bei starker Intersymbolstörung den Vorteil einer geringeren Länge des Entzerrers und einer gegenüber linearen Entzerrern nicht vorhandenen Anhebung des Rauschens, welche bei linearen Entzerrern mit der Stärke der Intersymbolinterferenz zunimmt.One example for such equalizers are decision feedback equalizers (decision feedback Equalizer ", DFE). These are advantageously for the equalization of transmission links with strong intersymbol interference used in particular when implementing a receiver Based on the principle of the so-called "maximum likelihood sequence Detection "(MLSD), which principle provides better equalization, from complexity or Power loss reasons or due to other system constraints such as limitation a maximum allowable Latency is out of the question. Compared to easier to implement linear equalizers, for example based on adaptive FIR filters offers a decision feedback Equalizer with strong intersymbol interference the advantage of a lower Length of the Equalizer and one opposite linear equalizers nonexistent increase in noise, which for linear equalizers with the strength of intersymbol interference increases.
Ein
einfacher entscheidungsrückgekoppelter Entzerrer
ist in
Von
jedem der Empfangswerte y wird in einem Subtrahierer
Wird
beispielsweise eine digitale Signalfolge gesendet, bei welcher zwei
mögliche
Werte durch einen positiven Wert des Sendesymbols und einen entsprechenden
negativen Wert des Sendesymbols repräsentiert werden, kann der Entscheider
Das
Ausgangssymbol ŷ wird
einem Verzögerungsglied
Durch geeignete Wahl des Koeffizienten c1 kann der Korrekturwert k nun so bestimmt werden, dass Intersymbolinterferenzen zumindest teilweise kompensiert werden. Bei dem dargestellten Beispiel kann dabei insbesondere der Einfluss des vorangegangenen Symbols auf das momentane Symbol kompensiert werden.By suitable choice of the coefficient c1, the correction value k can now be determined such that inter-symbol interferences are at least partially compensated. In the example shown In this case, in particular the influence of the preceding symbol on the current symbol can be compensated.
Des
Weiteren wird in einem Subtrahierer
Dieser Schätzfehler e wird im Betrieb des entscheidungsrückgekoppelten Entzerrers insbesondere verwendet, um den oder die Koeffizienten des Entzerrers, im vorliegenden Beispiel den Koeffizienten c1, zu adaptieren, um die Entzerrungseigenschaften des Übertragungskanals, über welchen das analoge Empfangssignal x empfangen wird, anzupassen, da diese Eigenschaften sich im Allgemeinen mit der Zeit verändern. Auch für eine optimale Einstellung einer Abtastphase des analogen Empfangssignals x kann der Schätzfehler e herangezogen werden, wie dies beispielsweise in der WO 01/91361 A1 beschrieben ist.This estimation error e becomes in operation of the decision feedback equalizer in particular used to present the coefficient or coefficients of the equalizer, in the present Example, the coefficient c1, adapt to the equalization characteristics the transmission channel over which the analog received signal x is received, adapt, since this Properties generally change over time. Also for one optimal setting of a sampling phase of the analog received signal x may be the estimation error e be used, as for example in WO 01/91361 A1 is described.
Eine
Variante des in
Bei
den Entzerrern aus
Um
dieses Problem zu lösen,
zeigt
Bei
dem Entzerrer von
Der
Referenzwert a entspricht in seiner Funktion dem Skalierungsfaktor
c0 der
Ergänzend ist zu bemerken, dass bei manchen entscheidungsrückgekoppelten Entzerrern nicht der Schätzfehler e, sondern nur dessen Vorzeichen verwendet wird. In einem derartigen Fall umfasst der Entzerrer zusätzlich Mittel, um aus dem Schätzfehler e dessen Vorzeichen zu bestimmen.Complementary note that some decision feedback equalizers do not the estimation error e, but only its sign is used. In such a Case additionally includes the equalizer Means to get out of the estimation error e to determine its sign.
Zusammenfassend
ist festzustellen, dass bei den in
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren bzw. eine verbesserte Vorrichtung zur Bestimmung einer Ausgangsfolge aus einer Eingangsfolge mit Bestimmung einer Skalierung zur Ermittlung eines Entscheidungsfehlers und eines oder mehrerer Koeffizienten zur Entzerrung bereitzustellen, wobei eine schnelle und genaue Einstellung des oder der Koeffizienten und der Skalierung erfolgt.It is therefore an object of the present invention, an improved Method and an improved device for determining a Output sequence from an input sequence with determination of a scaling for determining a decision error and one or more To provide coefficients for equalization, with a fast and precise adjustment of the coefficient (s) and scaling he follows.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 12. Die abhängigen Ansprüche definieren vorteilhafte oder bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.These Task is solved by a method according to claim 1 and by a device according to Claim 12. The dependent claims define advantageous or preferred embodiments of the present invention Invention.
Erfindungsgemäß wird zur Bestimmung einer Ausgangsfolge von Ausgangselementen aus einer Eingangsfolge von Eingangselementen vorgeschlagen, jedes Eingangselement der Eingangsfolge mit einem jeweiligen Korrekturelement zu kombinieren, um ein korrigiertes Eingangselement zu bilden, in Abhängigkeit von dem korrigierten Eingangselement ein jeweiliges Ausgangselement der Ausgangsdatenfolge zu bilden, in Abhängigkeit von dem korrigierten Eingangselement, dem jeweiligen Ausgangselement und einer Skalierung einen Schätzfehler zu bilden, welcher eine Abweichung zwischen dem korrigierten Eingangselement und einem dem jeweiligen Ausgangselement zugeordneten nominellen Eingangselement kennzeichnet, und den jeweiligen Korrekturwert in Abhängigkeit von mindestens einem Koeffizienten und mindestens einem dem jeweiligen Ausgangselement vorausgehenden Ausgangselement zu bilden. Erfindungsgemäß wird gleichzeitig die Skalierung in Abhängigkeit von einem vorausgehenden Schätzfehler und einem vorausgehenden Ausgangselement adaptiert und der mindestens eine Koeffizient in Abhängigkeit von einem vorausgehenden Schätzfehler und einem vorausgehenden Ausgangselement adaptiert.According to the invention is for Determining an output sequence of output elements from an input sequence proposed by input elements, each input element of the input sequence with to combine a respective correction element to a corrected Input element to form, depending on the corrected Input element a respective output element of the output data sequence to form, depending from the corrected input element, the respective output element and scaling an estimation error which is a deviation between the corrected input element and a nominal value associated with the respective output element Input element and the respective correction value in dependence of at least one coefficient and at least one of the respective output element Form previous output element. According to the invention is simultaneously the Scaling depending from a previous estimation error and a preceding output element adapted and the at least a coefficient in dependence from a previous estimation error and a previous output element adapted.
Unter „gleichzeitig" ist dabei insbesondere das Gegenteil von „hintereinander" zu verstehen. Beispielsweise kann in jeder Arbeitstaktperiode einer entsprechenden Vorrichtung ein Adaptionsschritt der Skalierung und ein Adaptionsschritt des mindestens einen Koeffizienten ausgeführt werden.Under "simultaneously" is in particular the To understand the opposite of "one behind the other." For example may in each work cycle of a corresponding device an adaptation step of the scaling and an adaptation step of the at least one coefficient to be executed.
Durch die gleichzeitige Adaption der Skalierung und des mindestens einen Koeffizienten wird zum einen keine Zeit für die Adaption des mindestens einen Koeffizienten verloren, während die Skalierung bestimmt wird. Zum anderen wird durch die gemeinsame Adaption eine Konvergenz auf ein gemeinsames Optimum erreicht, was zu einer genaueren Einstellung der Skalierung und des mindestens einen Koeffizienten verglichen mit dem Fall, in welchem die Skalierung zuerst bestimmt wird, führt.By the simultaneous adaptation of the scaling and the at least one On the one hand, coefficients do not have time for the adaptation of the at least one Coefficients lost while the scaling is determined. On the other hand, by the common Adaptation achieves a convergence to a common optimum, which to a more accurate setting of scaling and at least a coefficient compared to the case where the scaling first determined leads.
Die Skalierung kann insbesondere ein Skalierungswert zur Anpassung der Werte der korrigierten Eingangselemente an Werte der Ausgangselemente oder ein Referenzwert zur Bestimmung des Entscheidungsfehlers in einem Look-Ahead-Verfahren sein. Die Skalierung und/oder der mindestens eine Koeffizient können beispielsweise nach einem Least-Mean-Square-Verfahren adaptiert werden. Dabei kann insbesondere für die Skalierung und den mindestens einen Koeffizienten dasselbe Verfahren – gegebenenfalls mit unterschiedlichen Schrittweiten – verwendet werden, so dass eine gemeinsame Implementierung möglich ist.The In particular, scaling may be a scaling value for adjusting the Values of the corrected input elements to values of the output elements or a reference value for determining the decision error in be a look-ahead method. The scaling and / or the at least one Coefficient can for example, adapted according to a least mean square method become. In particular, for the scaling and the at least a coefficient the same procedure - possibly with different Increments - used so that a common implementation is possible.
Die Adaption des mindestens einen Koeffizienten kann insbesondere auf Basis eines Schätzfehlers und eines oder mehrerer bezüglich des Schätzfehlers vorausgehender Ausgangselemente erfolgen, da die Koeffizienten so eingestellt werden sollen, dass Intersymbolinterferenz vorher empfangener Daten, das heißt vorausgehender Eingangselemente der Eingangsfolge, mit dem dem Schätzfehler zugeordneten Ausgangselement kompensiert werden soll. Für die Adaption der Skalierung wird hingegen bevorzugt ein Schätzfehler und das dem Schätzfehler entsprechende Ausgangselement verwendet, da der Referenzwert so eingestellt werden soll, dass der Schätzfehler möglichst genau die Abweichung zwischen dem jeweils zugeordneten Ausgangselement und korrigierten Eingangselement kennzeichnet.The Adaptation of the at least one coefficient may in particular Base of an estimation error and one or more terms the estimation error preceding output elements, since the coefficients are to set that intersymbol interference of previously received data, this means preceding input elements of the input sequence, with the estimation error assigned output element to be compensated. For the adaptation The scaling, on the other hand, is preferably an estimation error and that of the estimation error corresponding output element used, since the reference value so should be set, that the estimation error as closely as possible the deviation between the respective assigned output element and corrected Indicates input element.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to the accompanying drawings using preferred embodiments explained in more detail. It demonstrate:
In
Dementsprechend
ist in einem oberen Teil der
Die
Differenzwerte d werden weiterhin einem positiven Eingang eines
Subtrahierers
Wie bereits erläutert, ist der Referenzwert a dabei so zu wählen, dass er im Wesentlichen einem nominellen Eingangswert des Differenzwertes d für einen Wert ŷ = +1 (bzw. –1) entspricht. Kann d beispielsweise bei optimaler Entzerrung und ansonsten ungestörter Übertragung die Werte +h0 und –h0 annehmen, so beträgt der optimale Wert für a a = h0.As already explained, the reference value a should be chosen such that it is essentially a nominal input value of the difference value d for a Value ŷ = +1 (or -1) equivalent. Can d, for example, with optimal equalization and otherwise undisturbed transmission the values + h0 and -h0 assume that is the optimal value for a a = h0.
Zur
Unterdrückung
von Intersymbolstörungen
werden die Ausgangssymbole ŷ einem
Verzögerungsglied
Erfindungsgemäß werden
der Referenzwert a und der Koeffizient c1 nun gleichzeitig adaptiert. Bei
dem in
Hierbei
werden die Ausgangssymbole ŷ sukzessive
einem Verzögerungsglied
Die
Folge von Schätzfehlern
e wird einem Verzögerungsglied
In
dem Multiplizierer
Ein
Ausgang des Multiplizierers
In ähnlicher
Weise ist dem Multiplizierer
Die
durch die Schaltung von
Gemäß Gleichung (1) wird zur Adaption des Referenzwertes a ein Schätzfehler e jeweils mit dem ihm zugeordneten Ausgangssymbol ŷ multipliziert (gleicher Index k–1 bei ŷ und e). Dies liegt daran, dass der Referenzwert so eingestellt werden soll, dass für ein jeweiliges Ausgangssymbol der passende Schätzwert ausgegeben wird, mittels des Referenzwertes wird sozusagen das Ausgangssymbol mit dem ihm jeweils zugeordneten Schätzfehler verknüpft.According to equation (1) becomes an estimation error for adapting the reference value a e are each multiplied by the output symbol ŷ assigned to it (same Index k-1 at ŷ and e). This is because the reference value is set in this way should that for a respective output symbol the appropriate estimate is output, by means of the reference value becomes, so to speak, the output symbol with it respectively associated estimation error connected.
Gemäß Gleichung (2) wird zur Adaption des Koeffizienten c1 hingegen jeweils ein Schätzfehler mit dem jeweils vorausgehenden Ausgangssymbol ŷ multipliziert (Indices k–1 bzw k–2). Dies ist darin begründet, dass der Koeffizient c1 so eingestellt werden soll, dass von vorher gesendeten Daten, insbesondere von dem einem Symbol unmittelbar vorausgehenden Symbol, herrührende Intersymbolinterferenzen kompensiert werden sollen. Der Koeffizient c1 verknüpft also gleichsam ein vorausgehendes Ausgangssymbol mit einem momentanen Korrekturwert k und somit auch mit dem momentan resultierenden Schätzfehler e.According to equation (2), on the other hand, adapts to the adaptation of the coefficient c1 Estimation error with multiplied by the respective preceding output symbol ŷ (indices k-1 or k-2). This is founded in that the coefficient c1 should be set so that from before sent data, in particular of a symbol immediately preceding symbol, originating Intersymbol interference should be compensated. The coefficient c1 linked thus, as it were, a preceding output symbol with a momentary one Correction value k and thus also with the currently resulting estimation error e.
Da Gleichungen (1) und (2) bis auf die unterschiedlichen Eingangswerte und gegebenenfalls unterschiedliche Schrittweiten μ, ν gleich sind, kann der entsprechende Adaptionsalgorithmus in einer gemeinsamen Hardware implementiert werden, welche sowohl zur Adaption des Referenzwertes a als auch zur Adaption des Koeffizienten c1 genutzt werden kann.There Equations (1) and (2) except for the different input values and possibly different step sizes μ, ν are the same, can the corresponding adaptation algorithm in a common Hardware to be implemented, which both for the adaptation of the reference value a and for the adaptation of the coefficient c1 can be used.
Durch
die in
Um ein verbessertes Konvergenzverhalten zu gewährleisten, können dabei die Schrittweiten μ und/oder ν von Adaptionsschritt zu Adaptionsschritt sukzessive verringert werden.Around to ensure an improved convergence behavior, thereby the step sizes μ and / or ν of the adaptation step be gradually reduced to adaptation step.
Die
in
Beispielsweise kann die Adaption statt des durch Gleichungen (1) und (2) ausgedrückten Algorithmus auch in entsprechender Weise lediglich auf Basis des Vorzeichens des Schätzfehlers e und/oder des Ausgangssymbols ŷ erfolgen.For example For example, the adaptation may take the place of the algorithm expressed by equations (1) and (2) also in a corresponding manner only on the basis of the sign the estimation error e and / or the output symbol ŷ.
Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt, erfolgt bei entscheidungsrückgekoppelten Entzerrern die Bestimmung der Korrekturwerte k im Allgemeinen auf Basis mehrerer vorangehender Ausgangssymbole ŷ, welche entsprechend mit mehreren Koeffizienten gewichtet und dann addiert werden. Eine Erwei terung des Algorithmus von Gleichung (2) auf mehrere Koeffizienten ist dabei problemlos möglich, hier werden als Eingangsgrößen dann entsprechend auch mehrere vorangehende Ausgangssymbole ŷ berücksichtigt.As already mentioned in the introduction, takes place in decision-feedback equalizers the determination of the correction values k generally based on several preceding output symbols ŷ, which weighted accordingly with several coefficients and then be added. An extension of the algorithm of equation (2) several coefficients is possible without any problems, here are then as input variables Accordingly, several preceding output symbols ŷ are taken into account.
Auch
eine Erweiterung auf Ausgangssymbole, welche mehr als zwei Werte
annehmen können, ist
möglich.
Kann ein Ausgangssymbol ŷ beispielsweise
die Werte +2, +1, –1
und –2
entsprechend nominellen Eingangswerten +2h0, +h0, –h0 und –2h0 annehmen,
wäre wiederum
ein Referenzwert a = h0 nötig,
und bei dem Beispiel aus
Des
Weiteren kann die in
Claims (15)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE200510008989 DE102005008989B4 (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Method and device for determining an output sequence from an input sequence |
Applications Claiming Priority (1)
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DE200510008989 DE102005008989B4 (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Method and device for determining an output sequence from an input sequence |
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Publication Number | Publication Date |
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DE102005008989B4 DE102005008989B4 (en) | 2007-06-28 |
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---|---|---|---|
DE200510008989 Expired - Fee Related DE102005008989B4 (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Method and device for determining an output sequence from an input sequence |
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Country | Link |
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DE (1) | DE102005008989B4 (en) |
Citations (1)
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US5020078A (en) * | 1989-08-11 | 1991-05-28 | Bell Communications Research, Inc. | Baudrate timing recovery technique |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
DE10025566C2 (en) * | 2000-05-24 | 2003-04-30 | Infineon Technologies Ag | Method and device for clock control of a digital receiver |
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2005
- 2005-02-28 DE DE200510008989 patent/DE102005008989B4/en not_active Expired - Fee Related
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