DE102014004366B4

DE102014004366B4 - Effiziente berechnung anfänglicher entzerrerkoeffizienten

Info

Publication number: DE102014004366B4
Application number: DE102014004366.5A
Authority: DE
Inventors: Taku Yamagata
Original assignee: Imagination Technologies Ltd
Current assignee: Imagination Technologies Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: GB2503072B; GB201305592D0; US9100230B2; CN104079513A; DE102014004366A1; GB2503072A; US20140294058A1; CN104079513B

Abstract

Verfahren zum Erzeugen von anfänglichen Koeffizienten zur Verwendung in einem Entzerrer in einem drahtlosen Empfänger, umfassend:Erzeugen (104) eines kanalangepassten Filters unter Verwendung einer Schätzung der Kanalimpulsantwort;Filtern (106) der Schätzung der Kanalimpulsantwort unter Verwendung des kanalangepassten Filters;Aufteilen (108) der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort in einen ersten Teil und einen zweiten Teil, wobei der erste Teil alle Vorechos umfasst; undBerechnen (110) von anfänglichen FFE-Koeffizienten unter Verwendung einer invertierten Version des ersten Teils in einem Frequenzbereich.

Description

Hintergrund
Digitale terrestrische Fernsehsignale leiden unter Mehrwegestörungen, die zu Vorechos, die von Signalen verursacht werden, die kürzer als der vom Hauptsignal durchquerte Weg sind, und Nachechos, die von Signalen verursacht werden, die längere Wege überquert haben, führen. Ein digitaler Fernsehempfänger umfasst deshalb Schaltungen, darunter einen adaptiven Entzerrer, zur Unterdrückung der Echos.
Ein übliches Verfahren zur Entzerrung solcher Signale ist die Verwendung einer Kombination eines Vorwärtskopplungsentzerrers (FFE) und eines Entscheidungsrückmeldungsentzerrers (DFE). Diese zwei verschiedenen Arten von Entzerrer weisen verschiedene Eigenschaften auf und können benutzt werden, um mit verschiedenen Aspekten der Störungen umzugehen. Der FFE kann sowohl mit vorläufigen als auch nachläufigen Zwischensymbolstörungen (ISI) umgehen, z.B. sowohl mit Vorechos als auch mit Nachechos, während der DFE nur mit nachläufigen ISI umgehen kann, aber im Gegensatz zum FFE Rauschen nicht verstärkt.
Um diese Kombination von FFE und DFE zu benutzen, ist es notwendig, Entzerrerkoeffizienten zu spezifizieren, und obwohl diese angepasst werden können, um den Entzerrer zu verfeinern und/oder um sich an Änderungen im Kanal anzupassen, müssen anfängliche Koeffizienten spezifiziert werden. Ein beispielhaftes Verfahren zum Erhalten von Entzerrerkoeffizienten ist die Verwendung der Wiener-Hopf-Gleichung, aber durch die große Anzahl der Verzögerungsabgriffe, die verwendet werden, wird die Lösung dieser Gleichung sehr komplex und kann in bestimmten Fällen in der Praxis zu komplex sein, um gelöst zu werden.
Die Veröffentlichungsschrift DE 102 96 404 T5 behandelt ein weiteres übliches Verfahren zur Entzerrung von Signalen. Dort ist ein RAKE-Empfänger mit eingebettetem Rückmeldungs-Entzerrer beschrieben. Der RAKE-Empfänger kann mitunter einen kanalangepassten Filter und einen im Signalbearbeitungsweg nachgelagerten Rückmeldungs-Entzerrer für eine DFE-Entzerrung aufweisen.
Zudem ist aus der Veröffentlichungsschrift US 2009/0220035 A1 eine Vorrichtung zur Kanal-Entzerrung im Frequenzraum bekannt, die einen kanalangepassten Filter und einen dem Filter im Signalbearbeitungsweg nachgelagerten Entzerrer umfasst.
Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen sind nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oder alle der Nachteile bekannter Verfahren zur Berechnung von Entzerrerkoeffizienten lösen.
Kurzfassung
Die vorliegende Kurzfassung wird gegeben, um eine Auswahl von Konzepten, die später in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, in vereinfachter Form einzuführen. Diese Kurzfassung soll nicht Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren und auch nicht als Hilfe beim Bestimmen des Schutzbereichs des beanspruchten Gegenstands verwendet werden.
Es werden Verfahren zur effizienten Berechnung von anfänglichen Entzerrerkoeffizienten beschrieben. In einer ersten Phase wird ein kanalangepasstes Filter auf der Basis einer Schätzung der CIR erzeugt und dann zum Filtern der CIR-Schätzung verwendet. In einer zweiten Phase werden anfängliche FFE-Koeffizienten aus einem Teil der anpassungsgefilterten CIR berechnet, und diese anfänglichen FFE-Koeffizienten und die Schätzung der CIR können dann benutzt werden, um anfängliche DFE-Koeffizienten zu erzeugen. Bei verschiedenen Ausführungsformen wird ein Fenster auf die CIR-Schätzung angewandt, bevor das angepasste Filter erzeugt wird. Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die zweite Stufe iteriert, um die Vorechos nach dem FFE zu minimieren.
Ein erster Aspekt stellt ein Verfahren zum Erzeugen von anfänglichen Koeffizienten zur Verwendung in einem Entzerrer in einem drahtlosen Empfänger bereit, umfassend: Erzeugen eines kanalangepassten Filters unter Verwendung einer Schätzung der Kanalimpulsantwort; Filtern der Schätzung der Kanalimpulsantwort unter Verwendung des kanalangepassten Filters; Aufteilen der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort in einen ersten Teil und einen zweiten Teil, wobei der erste Teil alle Vorechos umfasst; Berechnen von anfänglichen FFE-Koeffizienten unter Verwendung einer invertierten Version des ersten Teils in einem Frequenzbereich.
Ein zweiter Aspekt stellt einen Entzerrer zur Verwendung in einem drahtlosen Empfänger bereit, wobei der Entzerrer Hardwarelogik umfasst, ausgelegt zum Erzeugen von anfänglichen Koeffizienten für den Entzerrrer, und die Hardwarelogik umfasst: einen Angepasstes-Filter-Generator, ausgelegt zum Erzeugen eines kanalangepassten Filters unter Verwendung einer Schätzung der Kanalimpulsantwort; Hardwarelogik, ausgelegt zum Filtern der Schätzung der Kanalimpulsantwort unter Verwendung des kanalangepassten Filters und Hardwarelogik, ausgelegt zum Aufteilen der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort in einen ersten Teil und einen zweiten Teil, wobei der erste Teil alle Vorechos umfasst; und Berechnen von anfänglichen FFE-Koeffizienten unter Verwendung einer invertierten Version des ersten Teils in einem Frequenzbereich.
Ein dritter Aspekt stellt einen digitalen Fernsehempfänger bereit, der einen Entzerrer wie hier beschrieben umfasst.
Ein vierter Aspekt stellt einen Entzerrer im Wesentlichen wie mit Bezug auf irgendeine der 2, 9 und 10 der Zeichnungen beschrieben bereit.
Ein fünfter Aspekt stellt ein Verfahren zum Erzeugen von anfänglichen Entzerrerkoeffizienten im Wesentlichen wie mit Bezug auf irgendwelche der 1 und 3-8 der Zeichnungen beschrieben bereit.
Ein sechster Aspekt stellt ein computerlesbares Speichermedium bereit, worauf computerlesbarer Programmcode zum Erzeugen eines Prozessors codiert ist, der den Entzerrer wie hier beschrieben umfasst.
Ein siebter Aspekt stellt ein computerlesbares Speichermedium bereit, worauf computerlesbarer Programmcode zum Erzeugen eines Prozessors codiert ist, ausgelegt zum Ausführen des hier beschriebenen Verfahrens.
Die hier beschriebenen Verfahren können durch einen Computer ausgeführt werden, der mit Software in maschinenlesbarer Form konfiguriert ist, die auf einem greifbaren Speichermedium gespeichert ist, z.B. in Form eines Computerprogramms mit computerlesbarem Programmcode zum Konfigurieren eines Computers, die Bestandteile der beschriebenen Verfahren auszuführen, oder in Form eines Computerprogramms mit Computerprogrammcodemitteln, ausgelegt zum Ausführen aller Schritte irgendwelcher der hier beschriebenen Verfahren, wenn das Programm auf einem Computer läuft, und wobei das Computerprogramm auf einem computerlesbaren Speichermedium realisiert werden kann. Beispiele für greifbare (oder nichtflüchtige) Speichermedien umfassen Datenträger, Stick-Laufwerke, Speicherkarten usw. und umfassen keine propagierten Signale. Die Software kann für Ausführung auf einem parallelen Prozessor oder einem seriellen Prozessor geeignet sein, dergestalt, dass die Verfahrensschritte in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden können.
Die hier beschriebenen Hardwarekomponenten können durch ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium erzeugt werden, worauf computerlesbarer Programmcode codiert ist.
Dadurch wird bestätigt, dass Firmware und Software getrennt verwendet und wertvoll sein können. Es ist beabsichtigt, Software einzuschließen, die „dumme“ oder Standardhardware betreibt oder steuert, um die gewünschten Funktionen auszuführen. Außerdem ist beabsichtigt, Software einzuschließen, die die Konfiguration von Hardware „beschreibt“ oder definiert, wie etwa HDL-Software (Hardware Description Language), wie zum Entwurf von Siliziumchips verwendet, oder zum Konfigurieren von universellen programmierbaren Chips, um gewünschte Funktionen auszuführen.
Die bevorzugten Merkmale können geeigneterweise kombiniert werden, wie für Fachleute erkennbar, und können mit beliebigen der Aspekte der Erfindung kombiniert werden.
Figurenliste
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand von Beispielen mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Berechnen von anfänglichen Entzerrerkoeffizienten;
2 ein Blockschaltbild eines beispielhaften Verfahrens zum Erzeugen von anfänglichen Entzerrerkoeffizienten;
3 schematische Darstellungen von Fenstern, die beim Erzeugen eines kanalangepassten Filters verwendet werden können;
4 zwei beispielhafte Implementierungen des ersten Teils der zweiten Phase des in 1 gezeigten Verfahrens;
5 zwei beispielhafte Implementierungen eines der Schritte in dem ersten Teil der zweiten Phase des in 1 gezeigten Verfahrens;
6 eine weitere beispielhafte Implementierung des ersten Teils der zweiten Phase des in 1 gezeigten Verfahrens;
7 zwei beispielhafte Implementierungen eines Teilblocks aus 6;
8 eine andere beispielhafte Implementierung des ersten Teils der zweiten Phase des in 1 gezeigten Verfahrens;
9 ein Blockschaltbild eines anderen beispielhaften Verfahrens zum Erzeugen von anfänglichen Entzerrerkoeffizienten; und
10 eine Darstellung, die Hardwarelogik zeigt, die zum Implementieren der hier beschriebenen Verfahren verwendet werden kann.

In den Figuren werden durchweg gemeinsame Bezugszahlen verwendet, um ähnliche Merkmale anzugeben.
Ausführliche Beschreibung
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft beschrieben. Diese Beispiele stellen die besten Weisen zur Umsetzung der Erfindung dar, die dem Anmelder derzeit bekannt sind, obwohl sie nicht die einzigen Weisen sind, auf die dies erzielt werden könnte. Die Beschreibung legt die Funktionen des Beispiels und die Sequenz von Schritten zum Konstruieren und Betreiben des Beispiels dar. Dieselben oder äquivalente Funktionen und Sequenzen können jedoch durch andere Beispiele erzielt werden.
Wie oben beschrieben, kann Verwendung der Wiener-Hopf-Gleichung zur Berechnung von Entzerrerkoeffizienten im Fall eines verketteten FFE und DFE in der Praxis zu komplex sein. Nachfolgend wird ein alternatives Verfahren beschrieben, das signifikant weniger Verarbeitungsaufwand erfordert. Dieses Verfahren, das in 1 gezeigt ist, umfasst zwei Phasen 10, 11: Erstens wird ein kanalangepasstes Filter (das auch als „angepasstes Filter“ bezeichnet werden kann) entworfen und auf die anfängliche Kanalschätzung (die unter Verwendung herkömmlicher Verfahren erhalten werden kann) angewandt. Anwendung des kanalangepassten Filters verbessert die Hauptwegenergie und entfernt Trägerphasenoffset und Abtastwert-Timingoffset. Zweitens werden FFE- und DFE-Koeffizienten aus der in der ersten Phase 10 erzeugten anpassungsgefilterten Kanalschätzung berechnet. Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben, wird das angepasste Filter im komplexen Bereich (der auch als der fraktional beabstandete Bereich bezeichnet werden kann) entworfen und angewandt, und nachdem das angepasste Filter angewandt wird, werden die Daten dann in den rein reellen Bereich (der auch als der symbolbeabstandete Bereich bezeichnet werden kann) umgesetzt, der Verwendung eines weniger komplexen Algorithmus zur Ableitung von FFE- und DFE-Koeffizienten erlaubt, ohne Informationen in der anfänglichen Kanalschätzung zu verlieren.
2 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften Verfahrens zum Erzeugen von anfänglichen Entzerrerkoeffizienten, und dies kann mit Bezug auf das Flussdiagramm in 1 beschrieben werden. Die anfänglichen Entzerrerkoeffizienten werden im FFE/DFE-Initialisierungsblock 200 erzeugt und sowohl in den FFE 202 als auch den DFE 204 geleitet. Wie oben beschrieben, wird in der ersten Phase 10 eine anfängliche Kanalschätzung oder geschätzte Kanalimpulsantwort (CIR) 208 erzeugt (im Block 102). Diese anfängliche Kanalschätzung kann unter Verwendung eines beliebigen Verfahrens erzeugt werden, zum Beispiel unter Verwendung bekannter Techniken und einer Pilotsequenz. Dann wird ein angepasstes Filter (MF) unter Verwendung der geschätzten CIR 208 (Blöcke 104 und 206) erzeugt und Verfahren zum Erzeugen des angepassten Filters werden nachfolgend beschrieben. Das (in den Blöcken 104 und 206 erzeugte) angepasste Filter wird dann auf die geschätzte CIR 208 angewandt (im Block 106, z.B. unter Verwendung des Multiplizierer 210), um die anpassungsgefilterte CIR zu produzieren.
In der zweiten Phase 11 wird die anpassungsgefilterte CIR (MF-CIR) (in den Blöcken 108 und 212) in einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufgeteilt und der erste Teil der MF-CIR wird zur Erzeugung von anfänglichen FFE-Koeffizienten (im Block 110) verwendet, die in den FFE 202 geleitet werden. Diese anfänglichen FFE-Koeffizienten und der zweite Teil der MF-CIR werden dann (im Block 112) zur Erzeugung der anfänglichen DFE-Koeffizienten verwendet, die in den DFE 204 geleitet werden. Die Berechnung der anfänglichen FFE- und DFE-Koeffizienten wird in dem Block 212 „CIR-Aufteilung“ in 2 durchgeführt.
Wie in 2 gezeigt, verwendet die FFE-Koeffizientenerzeugung (in Block 110 und 212) den Realteil der anpassungsgefilterten CIR (extrahiert im Block 214 aus der anpassungsgefilterten CIR-Ausgabe des Multiplizierers 210. Obwohl die Extraktion des Realteils der MF-CIR in 2 als getrennter Funktionsblock gezeigt ist, kann sie, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, in den CIR-Aufteilungs- bzw. FFE-Koeffizientenberechnungsprozess integriert werden.
Das kanalangepasste Filter kann (in Block 104 und 206) entweder im Zeit- oder im Frequenzbereich erzeugt werden. Im Zeitbereich kann das angepasste Filter erzeugt werden durch Nehmen des Konjugiertkomplexen der zeitumgekehrten Kanalimpulsantwort (d.h. des Konjugiertkomplexen der zeitumgekehrten CIR-Schätzung 208). Im Frequenzbereich kann das angepasste Filter (in Block 104 und 206) durch Nehmen des Konjugiertkomplexen des Kanalfrequenzgangs erzeugt werden.
Das (in Block 104 und 206 erzeugte) kanalangepasste Filter kann zusätzliche Kanalimpulsantworten einführen, die außerhalb des Entzerrerbereichs fallen können, d.h. sie würden Abgriffslängen erfordern, die die maximal verfügbare (oder erwünschte) Länge im Entzerrer übersteigen. Folglich kann in bestimmten Beispielen ein Fenster auf die geschätzte CIR 208 angewandt werden (Block 103), bevor sie zur Erzeugung des kanalangepassten Filters (Block 104 und 206) verwendet wird. Das Fenster, das im Zeitbereich angewandt wird, kann mit Bezug auf 3 erläutert werden.
Das erste Diagramm 301 in 3 zeigt eine Darstellung einer beispielhaften CIR im Zeitbereich. Das zweite Diagramm 302 in 3 zeigt vier beispielhafte Fensterformen 30-33. Form oder Profil jedes dieser Fenster sind verschieden. Das erste beispielhafte Fenster 30 weist eine konstante Amplitude auf, während in den drei anderen Beispielen 31-33 der vordere Teil des Fensters (angegeben durch Klammern 34-36) im Vergleich zu einem Mittelteil des Fensters reduzierte Amplitude aufweist. In den gezeigten Beispielen ist die Amplitude der vorderen Teile 34-36 der Fenster 31-33 um etwa 50% verringert, obwohl die Amplitude in anderen Beispielen um einen größeren oder kleineren Betrag (z.B. 75% oder 25%) reduziert sein kann. In dem zweiten beispielhaften Fenster 31 weist der Teil des Fensters nach dem vorderen Teil 34 konstante Amplitude (100%) auf; im dritten und vierten Beispiel besteht jedoch ein nachfolgender Teil 37-38 des Fensters, der auch verringerte Amplitude aufweist. Die Amplitude des nachfolgenden Teils 37-38 kann dieselbe wie die Amplitude des vorderen Teils oder anders sein. Ähnlich kann die Länge des nachfolgenden Teils dieselbe wie der vordere Teil sein (wie in Fenster 33) oder eine andere Länge (wie in Fenster 32). In einem Beispiel, das ein Profil ähnlich wie Fenster 33 aufweist, kann ein Fenster CIR von +/- 250 Symbolen Dauer aus dem Hauptweg extrahieren, mit aller Amplitude innerhalb von +/- 50 Symbolen Dauer (mittlerer Teil des Fensters) und der Hälfte der CIR-Amplitude außerhalb dieses Bereichs (d.h. im vorderen und nachfolgenden Teil des Fensters). Der genaue Entwurf des Fensters, der verwendet wird, kann von dem konkreten Entzerrrerentwurf, zum Beispiel von der Anzahl der Abgriffe im Entzerrrer, abhängen.
Die Fenster 31-33 extrahieren, wenn sie auf die CIR 301 angewandt werden, einen Teil der CIR, der hier als gefensterte CIR bezeichnet wird, und das gefensterte CIR ist im dritten Diagramm 303 gezeigt. In diesem Beispiel entspricht die gefensterte CIR dem Fenster 33. Wie oben beschrieben, verringert die Verwendung eines Fensters zum Extrahieren eines Teils der CIR vor der Erzeugung des angepassten Filters die Möglichkeit von Echos, die mit den verfügbaren Abgriffslängen nicht gelöscht werden können.
4 zeigt zwei beispielhafte Implementierungen des ersten Teils der zweiten Phase 11 des in 1 gezeigten Verfahrens (Blöcke 108-110). Diese Implementierungen kombinieren die zwei in 2 gezeigten Funktionsblöcke 212 und 214. Diese Phase hat zwei Eingaben: die kanalangepasst gefilterte CIR-Schätzung 402 oder 402' (ausgegeben vom Multiplizierer 210 in 2), wobei diese MF-CIR 402, 402' aus der anfänglichen CIR-Schätzung 208 mit oder ohne Anwendung eines Fensters auf die CIR-Schätzung (Block 103) und einer Kette von Einsen, die hier als „Dummy-FFE-Koeffizienten“ bezeichnet werden, erzeugt worden sein kann.
Im ersten Beispiel 41 wird der Realteil der MF-CIR 402 extrahiert (Block 406), während man immer noch im Frequenzbereich arbeitet. Dann wird eine inverse schnelle Fouriertransformation (IFFT) verwendet (Block 408), um aus dem Frequenzbereich in den Zeitbereich umzusetzen, bevor die MF-CIR in zwei Teile aufgeteilt wird (Block 410): die CIR für FFE 423, die benutzt wird, und einen zweiten Teil, der verworfen wird. Nachfolgend werden verschiedene Verfahren zum Durchführen der Aufteilung beschrieben, die als Alternative als Extraktion oder Auswahl der CIR für FFE 423 (Block 410) beschrieben werden kann, und in diesen Beispielen sind alle Vorechos in dem ersten (FFE-) Teil 423 enthalten und die meisten oder alle der Nachechos sind in dem zweiten, verworfenen Teil enthalten. In bestimmten Beispielen kann ein Teil der kurzen Nachechos im FFE-Teil 423 enthalten sein, statt verworfen zu werden.
Der erste (FFE-) Teil der CIR 423 (ausgegeben durch Block 410) wird dann benutzt, um die anfänglichen FFE-Koeffizienten zu berechnen, durch Zurückumsetzen in den Frequenzbereich unter Verwendung einer FFT (Block 412), wodurch das Signal invertiert wird (Block 414). Das Signal wird dann (im Multiplizierer 418) mit den Eingangs-Dummy-FFE-Koeffizienten (die alle auf Einsen gesetzt werden) 420 kombiniert, um die anfänglichen FFE-Koeffizienten im Frequenzbereich 422 auszugeben.
In dem zweiten Beispiel 42 ist die MF-CIR 402' nicht im Basisband und wird folglich ins Basisband verschoben (Block 404), und nach Aufteilung und Invertierung (Blöcke 410-414) wird das Signal dann wieder auf seine Offset-Basisband-Position verschoben (Block 416). Es versteht sich, dass bei anderen Implementierungen das Signal zu einer anderen Position als Basisband verschoben werden kann.
Das Aufteilen des Realteils der MF-CIR im Block 410 kann mit Bezug auf 5 beschrieben werden. 5 zeigt zwei schematische Diagramme 501, 502 der MF-CIR-Aufteilung, die jeweils eine verschiedene beispielhafte Implementierung zeigen. In beiden Beispielen ist die (im Zeitbereich gezeigte) MF-CIR 504 dieselbe und umfasst eine Anzahl von Vorechos 506 und Nachechos 508 auf jeder Seite des Hauptweges 510. Im ersten Beispiel 501 besteht eine klare Aufteilung, wobei der Hauptweg 510 und die Vorechos 506 die CIR für den FFE 512 (oder den „ersten (FFE-) Teil“) bilden und die Nachechos 508 den zweiten Teil 514 bilden, der verworfen wird. Im zweiten Beispiel 502 erfolgt die Aufteilung jedoch nicht an einem distinkten Zeitpunkt (so wie es im ersten Beispiel 501 der Fall war), sondern stattdessen wird ein Teil bestimmter der kurzen Nachechos (d.h. der Nachechos, die dem Hauptweg 510 am nächsten sind) in die CIR für FFE 516 anstelle des zweiten, verworfenen Teils 524 aufgenommen. Die Schattierung 518, 520 zeigt die Teile der MF-CIR 504, die der CIR für FFE (Schattierung 518) zugeteilt werden, und der zweite, verworfene Teil (Schattierung 520) und die Teile der kurzen Nachechos, die der CIR für FFE 516 zugewiesen sind, sind in diesem Beispiel geringt 522. Die Unterteilung dieser kurzen Nachechos ist in den unteren Diagrammen der CIR für FFE 516 und den zweiten Teil 524 deutlich zu sehen. Beim Vergleich der zwei Beispiele 501, 502 weist der zweite Teil 524 im zweiten Beispiel 502 verringerte Amplitude für die konkreten kurzen Nachechos auf, und die CIR für FFE 516 im zweiten Beispiel 502 umfasst einige kurze Nachechos mit verringerter Amplitude verglichen mit der MF-CIR 504.
In dem in 5 gezeigten Beispiel werden die kurzen Nachechos zwischen CIR für FFE 516 und dem verworfenen Teil 524 mit einer Amplitude, die ungefähr 50% der Amplitude des Hauptweges 510 beträgt, unterteilt. Es versteht sich, dass die Unterteilung in anderen Beispielen bei einer anderen Amplitude auftreten kann, und/oder es kann eine andere Anzahl von Nachechos zwischen den zwei CIR-Teilen unterteilt werden. In bestimmten Beispielen können alle Nachechos zwischen der CIR für FFE und dem zweiten verworfenen Teil aufgeteilt werden.
Durch Aufteilen der stärkeren kurzen Nachechos zwischen der CIR für FFE und dem zweiten, verworfenen Teil, wie im zweiten Beispiel 502 in 5 gezeigt, wird die Entzerrung, die durch die Kombination von FFE und DFE erzielt wird, verbessert. In bestimmten Fällen trifft die Entscheidungsvorrichtung im DFE nicht die korrekte Entscheidung, was zu Rückmeldun der falschen Entscheidung und daher Fehlerausbreitung im DFE führt. Der FFE besitzt dagegen keinen ähnlichen Mechanismus für Fehlerausbreitung, und somit wird durch Handhabung der stärkeren kurzen Nachechos im FFE (oder eines Teil dieser stärkeren Nachechos) der Gesamtentzerrungsfehler verringert, während das Rauschen immer noch auf einem annehmbaren Wert gehalten wird.
6 zeigt eine weitere beispielhafte Implementierung des ersten Teils der zweiten Phase 11 des in 1 gezeigten Verfahrens (Blöcke 108-110). Diese Implementierung kombiniert die zwei in 2 gezeigten Funktionsblöcke 212 und 214 und ist der oben mit Bezug auf 4 beschriebenen ähnlich; das in 6 gezeigte Verfahren verwendet jedoch ein iteratives Verfahren zur Berechnung der anfänglichen FFE-Koeffizienten. Das iterative Verfahren (das nachfolgend ausführlicher beschrieben wird) nimmt die aus dem Verfahren von 4 ausgegebenen FFE-Koeffizienten und berechnet die CIR nach FFE (d.h. die übrige CIR nach Löschung unter Verwendung der berechneten FFE-Koeffizienten). Der Prozess wird dann wiederholt, wobei die anfänglichen FFE-Koeffizienten bei jeder Iteration verfeinert werden, bis kein signifikantes Vorecho nach FFE verbleibt.
Das in 6 gezeigte Verfahren hat (wie im Beispiel von 4) zwei Eingaben: die kanalangepasste gefilterte CIR-Schätzung 402 (ausgegeben vom Multiplizierer 210 in 2), wobei diese MF-CIR 402 aus der anfänglichen CIR-Schätzung 208 mit oder ohne erste Anwendung eines Fensters (Block 103) und einer Kette von Einsen 420 als Dummy-FFE-Koeffizienten erzeugt worden sein kann. Diese Eingaben werden in den ersten FFE/DFE-Berechnungsteilblock 602 geleitet, der FFE-Koeffizienten im Frequenzbereich 604 und die CIR nach FFE 606 ausgibt. Die CIR nach FFE 606 umfasst eine Kombination des ungelöschten Teils der CIR (d.h. des zweiten Teils wie oben beschrieben, da dieser von der Wirkung des Teilblocks nicht beeinflusst wird), und der gelöschten CIR für FFE. Die Operation des Teilblocks kann zu der Erzeugung gewisser kleiner neuer Vorechos führen, und es sind diese neuen Vorechos, die dann in einem nachfolenden Teilblock elöscht werden.
Die Ausgaben aus dem ersten FFE/DFE-Berechnungsteilblock 602 werden als Eingaben in den nächsten FFE/DFE-Berechnungsteilblock 608 geleitet, und das Verfahren iteriert durch eine beliebige Anzahl N von Teilblöcken. Wie oben beschrieben, kann das Verfahren unter Verwendung der Teilblöcke iteriert werden, bis kein signifikantes Vorecho nach FFE verbleibt, d.h. so, dass die CIR nach FFE, die aus einem Teilblock ausgegeben wird, keine signifikanten Vorechos enthält. Als Alternative kann das Verfahren früher (z.B. nach einer vordefinierten Anzahl von Iterationen) gestoppt werden.
7 zeigt schematische Darstellungen zweier beispielhafter FFE/DFE-Berechnungsteilblöcke 700, 701. Da jeder Teilblock in 6 auf dieselbe Weise arbeitet, versteht sich, dass das System Logik zur Implementierung eines einzelnen Teilblocks umfassen kann, wobei Signale mehrmals durch diese Logik geleitet werden können oder das System Logik zur Implementierung von mehr als einer Instanz eines Teilblocks umfassen kann, wobei Signale einmal oder mehrmals durch jeden Teilblock geleitet werden. Es ist ersichtlich, dass der FFE/DFE-Berechnungsteilblock 700, 701 auf dieselbe Weise arbeitet, wie oben mit Bezug auf 4 beschrieben wurde, und wie in 4 im ersten Beispiel 700 die Eingangs-CIR 704 im Basisband liegt und im zweiten Beispiel die Eingangs-CIR 704' vom Basisband versetzt ist. Der Teilblock 700, 701 hat wie gezeigt zwei Eingaben, die FFE-Koeffizienten im Frequenzbereich 702 und die CIR nach FFE 704, 704', und zwei Ausgaben: die FFE-Koeffizienten im Frequenzbereich 708 und die CIR nach FFE 710, 710' (wobei diese wieder im ersten Beispiel im Basisband liegt und im zweiten Beispiel vom Basisband versetzt ist). Diese Ausgaben bilden dann die Eingaben (die FFE-Koeffizienten im Frequenzbereich 702 und die CIR nach FFE 704, 704') für einen nächsten FFE/DFE-Berechnungsteilblock.
In der ersten Iteration (d.h. für den ersten Teilblock 602) entspricht die erste Eingabe (die FFE-Koeffizienten im Frequenzbereich 702) einer Kette von Einsen 420 (den Dummy-FFE-Koeffizienten), und die zweite Eingabe (die CIR nach FFE 704, 704') entspricht der MF-CIR 402, 402', und somit sind die Eingaben dieselben wie die in den oben beschriebenen Beispielen von 4. Wie in 4 werden die FFE-Koeffizienten im Frequenzbereich 708, die vom Teilblock ausgegeben werden, durch Kombinieren der invertierten Version der CIR für FFE (im Frequenzbereich) 712 mit der Kette von Einsen 420 (im Multiplizierer 418) gebildet. Die andere Ausgabe, die CIR nach FFE 710, 710', wird durch Kombinieren der invertierten Version der CIR für FFE 712 mit der MF-CIR 402, 402' (im Multiplizierer 714) erzeugt.
In nachfolgenden Iterationen sind die Eingangs-FFE-Koeffizienten im Frequenzbereich 702 die Ausgangs-FFE-Koeffizienten im Frequenzbereich 708 aus der vorherigen Iteration (z.B. aus dem vorherigen Teilblock), und die Eingangs-CIR nach FFE 704, 704' ist die Ausgangs-CIR nach FFE 710, 710' aus der vorherigen Iteration.
In der letzten (oder End-) Iteration (d.h. für den N-ten Teilblock 612) wird die CIR nach FFE 710, 710' nicht ausgegeben (wie durch das X 614 in 6 angegeben). Die FFE-Koeffizienten 618, 708 können dann zum FFE 202 (wie in 2 gezeigt) als die anfänglichen FFE-Koeffizienten geleitet werden.
8 zeigt eine Variante der in 6 gezeigten und oben beschriebenen beispielhaften Implementierung. In diesem Beispiel wird das angepasste Filter 802 (erzeugt in den Blöcken 104 und 206 und wie oben beschrieben) auf die Ausgangs-FFE-Koeffizienten im Frequenzbereich 618 aus dem End-Teilblock 612 (unter Verwendung des Multiplizierers 804) angewandt. Durch Anwenden des angepassten Filters 802 auf diese Weise entfernt es das Erfordernis für einen der im FFE 202 in 2 gezeigten Multiplizierer. Stattdessen kann das Blockschaltbild von 2 wie in 9 gezeigt neu gezeichnet werden. In 9 ist der Multiplizierer 804 von dem CIR-Aufteilungsblock 212 getrennt gezeigt; es versteht sich jedoch, dass der Multiplizierer 804 als Alternative im CIR-Aufteilungsblock 212 implementiert werden kann.
8 zeigt zusätzliche optionale Implementierungseinzelheiten, wobei die angepasst gefilterten FFE-Koeffizienten 806 (Ausgabe aus dem Multiplizierer 804) (unter Verwendung des Multiplizierers 810) mit der Gruppenverzögerung 808 kombiniert werden. Dies verschiebt die FFE-Koeffizienten zeitlich so, dass sie kausal (und daher nicht unter Verwendung zukünftiger Daten erzeugt) sind. Zusätzlich kann die FFE-Abgriffslänge begrenzt werden (Block 812). Um die FFE-Abgriffslänge zu begrenzen, können die FFE-Koeffizienten 814 (Ausgabe aus dem Multiplizierer 810) in den Zeitbereich umgesetzt werden (Block 812), und die Werte bestimmter Koeffizienten können dann auf Null gesetzt werden, um die Anzahl der Abgriffe zu begrenzen.
Mit den berechneten anfänglichen FFE-Koeffizienten 422, 618, 708, 816 können diese Werte zur Berechnung der anfänglichen DFE-Koeffizienten (Block 112) verwendet werden, um die zweite Phase des in 1 gezeigten Verfahrens abzuschließen. Die anfänglichen DFE-Koeffizienten werden im Frequenzbereich unter Verwendung der folgenden Gleichung erzeugt (Block 112): $f D F E = f C I R * f F F E$
wobei:

fDFE die anfänglichen DFE-Koeffizienten im Frequenzbereich sind;
fCIR die CIR-Schätzung 208 ist; und
fFFE die anfänglichen FFE-Koeffizienten im Frequenzbereich 422, 618, 708, 816 (erzeugt im Block 110) sind.

Dann wird die inverse FFT des fDFE genommen, um in den Zeitbereich umzusetzen, und dann werden die Nachechokomponenten extrahiert. Da die DFE-Koeffizienten im Zeitbereich sind, kann das Extrahieren der Nachechokomponenten durch Entfernen der Komponenten, die bei negativer und Nullzeit auftreten, und Behalten nur der positiven Zeitkomponenten erzielt werden.
Die in 2, 4 und 6-9 gezeigten Funktionselemente und die in 1 gezeigten Verfahrensblöcke können unter Verwendung von Hardwarelogik und in einem Beispiel in einem digitalen Signalprozessor implementiert werden. Wie in 10 gezeigt, kann die FFE/DFE-Entzerrungshardwarelogik 1000 einen CIR-Schätzungsgenerator 1002 und einen Angepasstes-Filter-Generator 1004 umfassen. Wie oben beschrieben, kann, wenn Iterationen verwendet werden, die Hardwarelogik 1000 Logik für einen einzelnen Teilblock 1006 oder für mehrere Teilblöcke 1006 umfassen und Signale können einmal oder mehrmals durch einen beliebigen Teilblock geleitet werden. Die Hardwarelogik 1000 umfasst ferner einen DFE-Koeffizientenkalkulator 1008 und andere grundlegende Logikelemente, wie Multiplizierer 1010. Jeder Teilblock 1006 kann ein IFFT-Modul 1012, ein FFT-Modul 1014, einen FFE/DFE-Aufteiler 1016, einen Inverter 1018, ein Realteil-Extraktionsmodul 1020 und einen oder mehrere Frequenzschieber 1022 sowie andere grundlegende Logikelemente wie Multiplizierer 1010 umfassen.
Eine konkrete Erwähnung von „Logik“ bezieht sich auf eine Struktur, die eine Funktion oder Funktionen ausführt. Ein Beispiel für Logik sind Schaltungen, die ausgelegt sind, diese Funktion(en) auszuführen. Zum Beispiel können solche Schaltungen, Transistoren und/oder andere Hardwareelemente umfassen, die in einem Herstellungsprozess verfügbar sind. Solche Transistoren und/oder andere Elemente können verwendet werden, um Schaltungen oder Strukturen zu bilden, die beispielsweise Speicher wie Register, Flipflops oder Latches, logische Operatoren wie Boolsche Operatoren, mathematische Operatoren wie Addierer, Multiplizierer oder Schieber und Verbindungselemente implementieren und/oder enthalten. Solche Elemente können als kundenspezifische Schaltungen oder Standardzellenbibliotheken, Makros oder auf anderen Abstraktionsebenen bereitgestellt werden. Solche Elemente können in einer speziellen Anordnung verbunden werden. Logik kann Schaltungen umfassen, die feste Funktion aufweisen, und Schaltungen können programmiert werden, eine Funktion oder Funktionen auszuführen; solche Programmierung kann aus einer Firmware- oder Softwareaktualisierung oder einem Steuermechanismus bereitgestellt werden. Zum Ausführen einer Funktion identifizierte Logik kann auch Logik umfassen, die einen Funktionsbestandteil oder Teilprozess implementiert. In einem Beispiel weist Hardwarelogik Schaltungen auf, die eine Festfunktionsoperation oder -operationen, einen Automaten oder Prozess implementieren.
Die hier beschriebenen Verfahren können beim Entzerren von digitalen terrestrischen Fernsehsignalen zum Beispiel in einem digitalen Fernsehempfänger verwendet werden. Die Verfahren sind jedoch auch auf andere Anwendungen anwendbar, die eine Kombination von FFE und DFE (wie z.B. in 2 und 9 gezeigt) verwenden, und die Verfahren sind nicht auf die Benutzung mit digitalen Fernsehsignalen beschränkt.
Jeder hier gegebene Bereich oder Vorrichtungswert kann erweitert oder abgeändert werden, ohne den gewünschten Effekt zu verlieren, wie für Fachleute ersichtlich ist.
Es versteht sich, dass die oben beschriebenen Nutzen und Vorteile eine Ausführungsform oder mehrere Ausführungsformen betreffen können. Die Ausführungsformen sind nicht auf die beschränkt, die irgendwelche oder alle der angegebenen Probleme lösen, oder die, die irgendwelche oder alle der angegebenen Nutzen und Vorteile aufweisen.
Jede Erwähnung „eines“ Elements bezieht sich auf einen oder mehrere dieser Elemente. Der Ausdruck „umfassend“ wird hier so gebraucht, dass er die identifizierten Verfahrensblöcke oder Elemente einschließend bedeutet, aber solche Blöcke oder Elemente nicht eine exklusive Liste umfassen, und eine Vorrichtung kann zusätzliche Blöcke oder Elemente enthalten und ein Verfahren kann zusätzliche Operationen oder Elemente enthalten.
Die Schritte der Verfahren, die hier beschrieben werden, können in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge oder gegebenenfalls gleichzeitig ausgeführt werden. Die Pfeile zwischen Kästen in den Figuren zeigen eine beispielhafte Sequenz von Verfahrensschritten, sollen aber nicht andere Sequenzen oder die parallele Ausführung mehrerer Schritte ausschließen.
Außerdem können einzelne Blöcke aus beliebigen der Verfahren gelöscht werden, ohne vom Wesen und Schutzbereich des hier beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Aspekte beliebiger der oben beschrieben Beispiele können mit Aspekten beliebiger der anderen beschriebenen Beispiele kombiniert werden, um weitere Beispiele zu bilden, ohne den gewünschten Effekt zu verlieren. Wenn Elemente der Figuren durch Pfeile verbunden gezeigt sind, versteht sich, dass diese Pfeile nur einen beispielhaften Kommunikationsfluss (einschließlich Daten und Steuernachrichten) zwischen Elementen zeigen. Der Fluss zwischen Elementen kann in jeder Richtung oder in beiden Richtungen erfolgen.
Es versteht sich, dass die obige Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform lediglich als Beispiel gegeben wird und dass Fachleute verschiedene Modifikationen vornehmen können. Obwohl oben verschiedene Ausführungsformen mit einem gewissen Maß an Ausführlichkeit oder mit Bezug auf eine oder mehrere einzelne Ausführungsformen beschrieben wurden, könnten Fachleute zahlreiche Abänderungen an den offenbarten Ausführungsformen vornehmen, ohne vom Wesen und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Erzeugen von anfänglichen Koeffizienten zur Verwendung in einem Entzerrer in einem drahtlosen Empfänger, umfassend: Erzeugen (104) eines kanalangepassten Filters unter Verwendung einer Schätzung der Kanalimpulsantwort; Filtern (106) der Schätzung der Kanalimpulsantwort unter Verwendung des kanalangepassten Filters; Aufteilen (108) der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort in einen ersten Teil und einen zweiten Teil, wobei der erste Teil alle Vorechos umfasst; und Berechnen (110) von anfänglichen FFE-Koeffizienten unter Verwendung einer invertierten Version des ersten Teils in einem Frequenzbereich.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Berechnen von anfänglichen DFE-Koeffizienten auf der Basis der anfänglichen FFE-Koeffizienten und der Schätzung der Kanalimpulsantwort (112).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Anwenden (103) eines Fensters auf die Schätzung der Kanalimpulsantwort vor dem Erzeugen des kanalangepassten Filters, und wobei die gefensterte Schätzung der Kanalimpulsantwort zum Erzeugen des kanalangepassten Filters verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Fenster (31-33) einen vorderen Teil (34-36) und einen Mittelteil umfasst und wobei der vordere Teil eine Amplitude aufweist, die kleiner als eine Amplitude des Mittelteils ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Fenster ferner einen nachfolgenden Teil (37-38) umfasst und wobei der nachfolgende Teil eine Amplitude aufweist, die kleiner als die Amplitude des Mittelteils ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufteilen der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort in einen ersten Teil und einen zweiten Teil umfasst: Extrahieren (406) eines Realteils der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort in einem Frequenzbereich; Umsetzen (408) des Realteils der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort in einen Zeitbereich; und Aufteilen (410) des Realteils der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort im Zeitbereich in einen ersten Teil und einen zweiten Teil, wobei der erste Teil alle Vorechos umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teil der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort alle Vorechos und einen Teil von mindestens einem kurzen Nachecho umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Berechnen von anfänglichen FFE-Koeffizienten unter Verwendung einer invertierten Version des ersten Teils im Frequenzbereich umfasst: Umsetzen (412) des ersten Teils der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort in den Frequenzbereich; Invertieren (414) des ersten Teils der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort im Frequenzbereich; und Kombinieren (418) des invertierten ersten Teils der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort im Frequenzbereich mit Dummy-FFE-Koeffizienten.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend: Kombieren des invertierten ersten Teils der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort im Frequenzbereich mit der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort, um eine aktualisierte gefilterte Schätzung der Kanalimpulsantwort zu erzeugen (710); und Verfeinern der anfänglichen FFE-Koeffizienten durch: Extrahieren (406) eines Realteils der aktualisierten gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort im Frequenzbereich; Umsetzen (408) des Realteils der aktualisierten gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort in den Zeitbereich; Aufteilen (410) des Realteils der aktualisierten gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort im Zeitbereich in einen ersten Teil und einen zweiten Teil, wobei der erste Teil alle Vorechos umfasst; Umsetzen (412) des ersten Teils der aktualisierten gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort in den Frequenzbereich; Invertieren (414) des ersten Teils der aktualisierten gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort im Frequenzbereich; und Kombinieren (418) des invertierten ersten Teils der aktualisierten gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort im Frequenzbereich mit den anfänglichen FFE-Koeffizienten, um verfeinerte anfängliche FFE-Koeffizienten zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Wiederholen: des Kombinierens des invertierten ersten Teils der aktualisierten gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort im Frequenzbereich mit der aktualisierten gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort, um eine neue aktualisierte gefilterte Schätzung der Kanalimpulsantwort zu erzeugen; und des Verfeinerns der anfänglichen FFE-Koeffizienten unter Verwendung der neuen aktualisierten gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort und der verfeinerten anfänglichen FFE-Koeffizienten aus einer vorherigen Iteration.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Berechnen von anfänglichen DFE-Koeffizienten auf der Basis der verfeinerten anfänglichen FFE-Koeffizienten und der Schätzung der Kanalimpulsantwort.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Filtern (804) der anfänglichen FFE-Koeffizienten unter Verwendung des kanalangepassten Filters.
Entzerrer zur Verwendung in einem drahtlosen Empfänger, wobei der Entzerrer Hardwarelogik (1000) umfasst, ausgelegt zum Erzeugen von anfänglichen Koeffizienten für den Entzerrer, und die Hardwarelogik (1000) umfasst: einen Angepasstes-Filter-Generator (1004), ausgelegt zum Erzeugen eines kanalangepassten Filters unter Verwendung einer Schätzung der Kanalimpulsantwort; Hardwarelogik (1010), ausgelegt zum Filtern der Schätzung der Kanalimpulsantwort unter Verwendung des kanalangepassten Filters; und Hardwarelogik (1006), ausgelegt zum Aufteilen der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort in einen ersten Teil und einen zweiten Teil, wobei der erste Teil alle Vorechos umfasst, und Berechnen von anfänglichen FFE-Koeffizienten unter Verwendung einer invertierten Version des ersten Teils in einem Frequenzbereich.
Entzerrer nach Anspruch 13, ferner umfassend: einen DFE-Koeffizientenkalkulator (1008), ausgelegt zum Berechnen von anfänglichen DFE-Koeffizienten auf der Basis der anfänglichen FFE-Koeffizienten und des zweiten Teils der gefilterten Schätzung der Kanalimpulsantwort.
Computerlesbares Speichermedium, worauf computerlesbarer Programmcode zum Erzeugen eines Prozessors codiert ist, der den Entzerrer nach einem der Ansprüche 13-14 umfasst.
Computerlesbares Speichermedium, worauf computerlesbarer Programmcode zum Erzeugen eines Prozessors codiert ist, ausgelegt zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-12.