TW201931797A - 通道估計裝置及通道估計方法 - Google Patents

Abstract

在本發明提供之通道估計裝置中，一候選延遲量產生電路根據接收信號之通道脈衝響應找出多個候選延遲量，並每次選出一個選定候選延遲量。一無限脈衝響應濾波器提供鄰近於該選定候選延遲量的M種延遲量，並根據該M種延遲量與M個權重對接收信號施以濾波程序，以產生一過濾後信號及相對應的M個延遲後信號。針對每一個候選延遲量，一權重產生電路根據該過濾後信號與該M個延遲後信號，迭代產生新的M個權重。一評價產生電路於一迭代終止條件成立時，根據最新的M個權重為選定候選延遲量計算一評價。一回波信號資訊根據該等評價被產生。

Description

通道估計裝置及通道估計方法

本發明與通訊系統相關，並且尤其與通訊系統之接收端的通道估計技術相關。

無線信號在傳遞過程中難免會受到傳輸環境的影響及干擾。接收端必須評估出通道效應，例如因多重傳播路徑（multipath）產生之回波信號（echo signal）相對於主要信號的抵達時間，始能透過等化程序消除回波信號，進而正確解讀接收到的資料。

正交分頻多工（orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM）技術因具有頻譜利用率高、硬體架構單純等優點，近年來被廣泛應用在無線通訊系統中。圖一呈現一OFDM接收端的局部電路。類比-數位轉換器110負責將前端電路收到的類比信號轉換為數位信號。降取樣電路120接著將該數位信號降取樣為符合傳送端所採用的符號率（symbol rate）。以下稱降取樣電路120的輸出信號為一接收信號。快速傅立葉轉換電路130負責產生該接收信號的頻譜。如本發明技術領域中具有通常知識者所知，OFDM信號中的前導符號（pilot）會以特定頻率間隔被安插在部分副載波上，而接收端須將這些帶有已知資料的前導符號擷取出來，做為評估通道效應的依據。為此，頻譜擷取電路140會自接收信號之頻譜中，擷取出載有前導符號的副載波之能量，並將其他頻率的能量設定為零。隨後，快速傅立葉逆轉換電路150負責對這個僅保留部分能量資訊的頻譜施以快速傅立葉逆轉換，以產生一通道脈衝響應。通道估計電路160負責根據此通道脈衝響應產生回波信號資訊，提供給等化器170參考。接著，經等化器170消除通道效應的等化後信號會被送往解映射電路180與解碼電路190。

由於頻譜擷取電路140將未載有前導符號的副載波之能量設定為零，快速傅立葉逆轉換電路150產生的通道脈衝響應中會出現鏡像信號，且鏡像信號的數量與前導符號出現的頻率間隔相關。若每三個副載波中有一個副載波載有前導符號，除了一組真實信號，通道脈衝響應中還會出現兩組鏡像信號。假設實際的通道脈衝響應如圖二(A)所示，包含三個在不同時間抵達接收端的真實信號，則快速傅立葉逆轉換電路150輸出的通道脈衝響應會如圖二(B)所示，總共出現九個信號。圖中的符號N代表快速傅立葉逆轉換電路150採用的信號之時間長度。在與真實信號S1前後各自相距N/3的地方會分別出現一個鏡像信號（S1’、S1”）。相似地，真實信號S2、S3的前後兩側也會各自有一個鏡像信號（S2’、S2”、S3’、S3”）。也就是說，圖二(B)中共有三個真實信號、六個鏡像信號。另一方面，在三個真實信號中，有一個是透過主要路徑傳遞來的主要信號，有兩個是透過次要路徑傳遞來的回波信號。主要信號與回波信號通常是用能量高低來區別。以圖二(B)呈現的頻譜來說，可定義信號S1為主要信號，而信號S2、S3為回波信號。

實際上，在接收到如圖二(B)所示之通道脈衝響應時，通道估計電路160沒辦法直接判斷其中哪些是真實信號、哪些是鏡像信號。因此，為便於說明，圖二(B)被重繪為圖三(A)並重新標示信號名稱。因前導符號出現的頻率間隔為已知數，真實信號與其鏡像信號的間距是可預先得知的。假設已知該間距為N/3，通道估計電路160可初步判斷，能量大小相似且間距為N/3的信號S1a、S1b、S1c中有一個是真實信號、另外兩個是鏡像信號。相似地，信號S2a、S2b、S2c中有一個真實信號，且信號S3a、S3b、S3c中有一個真實信號。

等化器170需要的資訊主要是信號透過主要路徑與次要路徑抵達接收端的相對時間差異，而非絕對時間。因此，通道估計電路160可自三個能量最強的信號S1a、S1b、S1c中任選出一個信號，視為透過主要路徑傳遞來的真實的主要信號，並自信號S2a、S2b、S2c中找出一個透過次要路徑傳遞來的真實的回波信號、自信號S3a、S3b、S3c中找出另一個透過次要路徑傳遞來的真實的回波信號。以通道估計電路160選出信號S1b做為真實的主要信號為例，圖三(B)~圖三(J)呈現出九種可能的回波信號組合；通道估計電路160必須判斷哪一種回波信號組合才是正確的。

現行的一種技術方案是令通道估計電路160將九種可能的回波信號組合逐一提供給後續電路，讓等化器170、解映射電路180與解碼電路190針對每一種回波信號組合都產出一套解碼結果，最後再根據這些解碼結果的位元錯誤率（bit error rate, BER）來判斷哪一種回波信號組合最正確。這種做法的缺點在於必須逐一測試每一種回波信號組合，並且必須等到解碼完成後才能判定回波信號組合的正確性，除了相當耗時，亦需投入大量運算資源。

為解決上述問題，本發明提出一種新的通道估計裝置及通道估計方法。

根據本發明之一具體實施例為一種通道估計裝置，其中包含一候選延遲量產生電路、一無限脈衝響應濾波器、一權重產生電路、一評價產生電路，以及一選擇電路。該候選延遲量產生電路係用以根據一接收信號之一通道脈衝響應找出對應於多個候選回波信號之多個候選延遲量，並且每次自該多個候選延遲量中選出一選定候選延遲量。該無限脈衝響應濾波器係用以提供鄰近於該選定候選延遲量的M種延遲量，並根據該M種延遲量與M個權重對該接收信號施以一無限脈衝響應濾波程序，以產生一過濾後信號以及該過濾後信號對應於該M種延遲量的M個延遲後信號，其中M為大於一之正整數。該權重產生電路係用以針對每一個候選延遲量，根據該過濾後信號與該M個延遲後信號，迭代產生新的M個權重，並請求該無限脈衝響應濾波器根據該新的M個權重再次進行該無限脈衝響應濾波程序。該評價產生電路係用以針對每一個選定候選延遲量，於一迭代終止條件成立時，根據最新的M個權重計算一評價。該選擇電路係用以根據該等評價，自該多個候選回波信號中選出一個或多個真實回波信號，並據此產生一回波信號資訊。

根據本發明之另一具體實施例為一種通道估計裝置，其中包含一候選延遲量產生電路、一延遲電路、一權重產生電路、一評價產生電路，以及一選擇電路。該候選延遲量產生電路係用以根據一接收信號之一通道脈衝響應找出對應於多個候選回波信號之多個候選延遲量，並且每次自該多個候選延遲量中選出一選定候選延遲量。該延遲電路係用以提供鄰近於該選定候選延遲量的M種延遲量，為該接收信號產生相對應的M個延遲後信號，其中M為大於一之正整數。該權重產生電路係用以針對每一個選定候選延遲量，根據該接收信號與該M個延遲後信號，迭代產生新的M個權重。該評價產生電路係用以針對每一個選定候選延遲量，於一迭代終止條件成立時，根據該權重產生電路產生之最新的M個權重計算一評價。該選擇電路係用以根據該等評價，自該多個候選回波信號中選出一個或多個真實回波信號，並據此產生一回波信號資訊。

根據本發明之另一具體實施例為一種通道估計方法。首先，根據一接收信號之一通道脈衝響應，對應於多個候選回波信號之多個候選延遲量被找出。每次該多個候選延遲量中之一候選延遲量被選出，做為一選定候選延遲量，並且進行下列步驟：(1)提供鄰近於該選定候選延遲量的M種延遲量（M為大於一之正整數）；(2)根據該M種延遲量與M個權重對該接收信號施以一無限脈衝響應濾波程序，以產生一過濾後信號以及該過濾後信號對應於該M種延遲量的M個延遲後信號；(3)根據該過濾後信號與該M個延遲後信號，迭代產生新的M個權重，並令步驟(2)與步驟(3)根據該新的M個權重被重新執行；以及(4)於一迭代終止條件成立時，根據最新的M個權重計算一評價。隨後，根據該等評價，一個或多個真實回波信號自該多個候選回波信號中被選出，且一回波信號資訊據此被產生。

根據本發明之另一具體實施例為一種通道估計方法。首先，根據一接收信號之一通道脈衝響應，對應於多個候選回波信號之多個候選延遲量被找出。每次該多個候選延遲量中之一候選延遲量被選出，做為一選定候選延遲量，並且進行下列步驟：(1)提供鄰近於該選定候選延遲量的M種延遲量，並為該接收信號產生相對應的M個延遲後信號（M為大於一之正整數）；(2)根據該接收信號與該M個延遲後信號，迭代產生新的M個權重；以及(3)於一迭代終止條件成立時，根據最新的M個權重為該選定候選延遲量計算一評價。隨後，根據該等評價，一個或多個真實回波信號自該多個候選回波信號中被選出，且一回波信號資訊據此被產生。

關於本發明的優點與精神可以藉由以下發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

根據本發明之一實施例為一種包含一無限脈衝響應（infinite impulse response, IIR）濾波器的通道估計裝置，並且係根據該無限脈衝響應濾波器所採用的權重係數來判斷回波信號的真偽。以下首先介紹該實施例中的無限脈衝響應濾波器如何運作。

請參閱圖四。無限脈衝響應濾波器400包含一加法電路410、一延遲電路420、一加權電路430，以及一加總電路440。以符號k 代表一取樣指標，無限脈衝響應濾波器400的輸入信號與輸出信號分別是接收信號與加法電路410產生的過濾後信號。

延遲電路420包含M個延遲元件L₁ 、L₂ 、…、L_M （M為大於一的整數）。根據延遲電路420接收到的概略延遲量D ，延遲元件L₁ 、L₂ 、…、L_M 於各自之輸出端提供的延遲量分別是、、…、，其中的符號、、…代表M個接近或等於零的不同數值。因此，延遲元件L₁ 、L₂ 、…、L_M 會為過濾後信號產生M個延遲量相近但各不相同的延遲後信號：、、…、。為便於說明，圖四與後續實施例主要以M為等於八的情況為例，且假設數值、、…為由小到大的連續八個整數：-3、-2、…、4。該等延遲後信號被統一表示為，其中的符號m 代表數值、、…、中之一數值，在這個範例中也就是一個範圍在-3到4之間的整數指標。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可理解，本發明的範疇不以此假設為限。

加權電路430對延遲後信號施以權重，並總共產生八個加權後信號。隨後，該等加權後信號被提供至加總電路440加總，再傳遞給加法電路410做為其輸入信號之一。加法電路410自接收信號減去該加總結果，以產生過濾後信號。綜上所述，接收信號與過濾後信號的關係可被歸納為：。(式一)

由式一可看出，無限脈衝響應濾波器400的作用為自接收信號中濾除該八個加權後信號的總和。此外，藉由選定適當的概略延遲量D 與權重，便能控制要濾除何種信號。由於延遲元件L₁ ~L₈ 所提供的延遲量都接近或等於概略延遲量D ，將該八個加權後信號相加可以被視為內插產生一個相對於過濾後信號大致具有概略延遲量D 的待濾除信號。

以下說明如何將無限脈衝響應濾波器400應用在本發明的通道估計裝置中。

圖五為根據本發明之一實施例中的通道估計裝置之功能方塊圖。通道估計裝置500係用以根據一接收信號及其通道脈衝響應來產生回波信號資訊，供頻域等化器或時域等化器使用。實務上，通道估計裝置500可配合各種需要偵測回波信號真偽的系統，例如但不限於因對接收信號之頻譜進行補零而產生鏡像信號的OFDM接收端。如圖五所示，除了無限脈衝響應濾波器400，通道估計裝置500還包含一候選延遲量產生電路510、一權重產生電路520、一評價產生電路530，以及一選擇電路540。

首先，候選延遲量產生電路510會根據接收信號的通道脈衝響應（例如由圖一中的快速傅立葉逆轉換電路150所產生者）找出對應於多個候選回波信號的多個候選延遲量。以圖三(A)所示之通道脈衝響應為例，候選延遲量產生電路510可選擇信號S1b做為主要信號，並選擇信號S2a、S2b、S2c、S3a、S3b、S3c做為候選回波信號。這六個候選回波信號各自在時間軸上與信號S1b的距離（亦即與主要信號S1b抵達接收端的相對時間差異）便是六個候選延遲量D_2a 、D_2b 、D_2c 、D_3a 、D_3b 、D_3c 。候選延遲量產生電路510會將這六個候選延遲量轉換為以取樣指標k 為單位，每次提供一個候選延遲量給無限脈衝響應濾波器400，做為其概略延遲量D 。

如圖五所示，無限脈衝響應濾波器400所採用的權重是由權重產生電路520提供。針對每一個候選延遲量，評價產生電路530會根據權重產生電路520提供給無限脈衝響應濾波器400的權重產生一個評價E。更具體地說，在無限脈衝響應濾波器400採用候選延遲量D_2a 做為其概略延遲量D 的情況下，權重產生電路520會迭代產生一組相對應的權重，而評價產生電路530會根據該組權重產生一個評價E_2a 。依此類推，候選延遲量D_2a 、D_2b 、D_2c 、D_3a 、D_3b 、D_3c 會各自有一個評價E_2a 、E_2b 、E_2c 、E_3a 、E_3b 、E_3c （以下通稱為評價E）。隨後，選擇電路540會根據評價E_2a 、E_2b 、E_2c 、E_3a 、E_3b 、E_3c 來判斷這六個候選回波信號中哪兩個是真實信號、哪四個是鏡像信號，以下分述各電路的詳細運作方式。

根據最小均方（least mean square, LMS）演算法運作的權重產生電路520可預先設定一個目標，並透過迭代程序多次調整權重來達成該目標。舉例而言，為了分辨哪一個候選回波信號才是真的回波信號，於一實施例中，權重產生電路520將迭代調整權重的目標設定為｢最小化過濾後信號的能量｣（原因容後詳述），並據此定義一成本函數如下：，(式二) 其中的符號n 表示一迭代次數指標，符號代表對應於第n 次迭代的權重。以符號m 代表一個範圍在-3到4之間的整數指標來說，權重產生電路520會進行八組迭代程序、產生八個權重。

根據最小均方演算法的概念，分別以各個權重做為偏導數對成本函數施以偏微分，可推導出一運算式（式四），用來迭代產生令成本函數最小化的權重：，(式三)，(式四) 其中符號μ 表示最小均方演算法中的一個可調參數，可由電路設計者根據經驗選定。

圖六呈現一個根據式四實現的權重產生電路520之功能方塊圖，其中包含一相關性計算電路521、一乘法電路522、一加法電路523，以及一暫存器（未繪示）。在第n 次迭代運算中，相關性計算電路521負責分別計算過濾後信號與各個延遲後信號的相關性，以產生八個相關性計算結果r_n,-3 、r_n,-2 、…、r_n,4 。乘法電路541負責將相關性計算結果r_n,m 與參數2μ相乘。接著，加法電路542負責將各個相乘結果與相對應的先前權重（被儲存在暫存器中）相加，以產生新的權重。新的權重也可以被存入上述暫存器，做為下一次迭代運算中的先前權重使用。

實務上，因權重產生電路520會迭代式地持續調整權重，權重的初始值（n = 0）不需以特定數值為限。此外，新權重可被提供至圖五中的無限脈衝響應濾波器400，再次對同一段接收信號施加濾波程序，以產生新的過濾後信號，做為權重產生電路520下一次計算新權重的依據。

圖七呈現評價產生電路530的一個內部功能方塊圖範例，其中包含一計數電路531與一平方和計算電路532。計數電路531負責計算權重產生電路520已進行的迭代次數，並於一迭代終止條件（例如迭代次數指標n 達到一預設值N）成立時，請求平方和計算電路532計算最新的八個權重（w_N,-3 、w_N,-2 、…、w_N,4 ）之平方和，做為目前這個候選延遲量的評價E。

如先前所述，權重產生電路520是以｢最小化過濾後信號之能量｣為目標來決定迭代產生權重的運算式。如果無限脈衝響應濾波器400目前採用的概略延遲量D 是對應於一個真實的回波信號，理論上，權重產生電路520經過一段時間的迭代運算便能找出適當的八個權重，供無限脈衝響應濾波器400將該真實回波信號自接收信號中濾除。相對地，如果無限脈衝響應濾波器400目前採用的概略延遲量D 是對應於一個鏡像回波信號，由於該候選延遲量D指出的時間點實際上並不存在真實信號，權重產生電路520經過迭代運算找出的權重並不能達到自接收信號中濾除回波信號的效果。

相較於利用鏡像信號貢獻之候選延遲量做為概略延遲量D 算出的權重，利用真實回波信號貢獻之候選延遲量做為概略延遲量D 算出的權重會具有較大的絕對值。因此，評價E愈高的候選回波信號愈可能是真實回波信號，而評價E愈低的候選回波信號愈可能是鏡像信號。

於另一實施例中，圖七中的平方和計算電路532可被替換為一絕對值總和計算電路，計算八個權重的絕對值總和做為評價E。

選擇電路540中可設置一記憶體（未繪示），暫存各個候選延遲量的評價E。選擇電路540會根據該等評價E自多個候選回波信號中選出一個或多個真實回波信號，並據此產生一回波信號資訊。以圖三(A)所示之通道脈衝響應為例，假設已選擇信號S1b做為主要信號，選擇電路540可選出評價E_2a 、E_2b 、E_2c 中最高的一個評價所對應之候選回波信號，視為真實回波信號，並將另外兩個信號視為鏡像信號。相似地，選擇電路540可選出評價E_2a 、E_2b 、E_2c 中最高的一個評價所對應之候選回波信號，視為真實回波信號，並將另外兩個信號視為鏡像信號。

實務上，上述權重產生電路520、評價產生電路530與選擇電路540可被實現為固定式及/或可程式化數位邏輯電路，包含可程式化邏輯閘陣列、特定應用積體電路、微控制器、微處理器、數位信號處理器。此外，選擇電路540產生的回波信號資訊可包含但不限於通道長度，以及各個真實回波信號與主要信號的抵達時間差異。

由以上說明可看出，不同於先前技術，通道估計裝置500不需要動用等化器、解映射電路與解碼電路等後續電路便可判斷出回波信號的真偽。此外，通道估計裝置500須進行的測試數量為可能的回波信號數量，少於先前技術須進行的測試數量（為可能的信號組合數量）。以圖三(A)所示之通道脈衝響應為例，先前技術須進行的測試數量為九，而通道估計裝置500須進行的測試數量為六。顯然，通道估計裝置500能有效達成節省運算時間與運算資源的效果。

須說明的是，權重產生電路520用來迭代產生權重的運算式有其他可能性，不以式四為限。於另一實施例中，權重產生電路520將迭代產生權重的目標設定為｢最小化回波信號間之相關性的能量總和｣，並據此定義一成本函數如下：，(式五) 其中的符號j 代表一個範圍在-3到4之間的整數指標，而符號的定義為：， …… (式六) 其中的符號代表傳送端發出的原始信號x 之第k 個取樣，符號、、分別代表一回波信號相對於原始信號x 的振幅放大倍率、相位偏移量和抵達時間偏移量。

相似地，根據最小均方演算法的概念，分別以各個權重做為偏導數對成本函數施以偏微分，可得到： 。(式七)

式七可被簡化表示為：，(式八) 其中的向量（符號的詳細定義可參照式六），而向量為。

根據上述推導結果，利用下列運算式迭代更新權重，便可逐步令式五及式六定義的成本函數被最小化：。(式九)

假設原始信號x 中的前後段信號在時間上不具相關性且平均值為零。此外，亦假設雜訊信號的平均值亦為零。經過一段時間的累積之後，向量中的某幾個項次的累加值會趨近於零，向量可被進一步簡化為：。(式十)

圖八呈現一個根據式九與式十實現的權重產生電路520之功能方塊圖，其中包含一第一運算電路524、八個第二運算電路525、一轉置電路526、一向量乘法電路527、一乘法電路528、一加法電路529，以及一暫存器（未繪示）。在第n 次迭代運算中，第一運算電路524係用以實現對應於式十的計算程序，亦即產生向量，提供給向量乘法電路527。八個第二運算電路525分別負責產生向量、、…、。為避免圖面過於複雜，圖八僅呈現負責產生之第二運算電路525的細部結構。轉置電路526負責將向量、、…、分別轉置，以產生八個轉置向量、、…、。向量乘法電路527係用以將向量各自與轉置向量、、…、相乘。乘法電路528負責將向量乘法電路527的輸出信號各自乘以一特定參數2μ（符號μ 表示最小均方演算法中的一個可調參數，可由電路設計者根據經驗選定）。加法電路529負責將各個相乘結果與相對應的先前權重（被儲存在暫存器中）相加，以產生新的權重。如圖五所示，權重產生電路520運算時需要的過濾後信號與延遲後信號是由無限脈衝響應濾波器400提供。

相較於圖六呈現的權重產生電路520，圖八呈現的權重產生電路520係採用較複雜的計算程序。相同的是，兩種權重產生電路520產生的權重皆可做為評價產生電路530為各候選延遲量產生評價E的依據。

於一實施例中，通道估計裝置500如圖九所示，進一步包含一切換電路550，用以在不同模式間切換無限脈衝響應濾波器400的功能。在需要進行通道估計時，切換電路550會將候選延遲量產生電路510提供給無限脈衝響應濾波器400，做為其概略延遲量D 。如同先前所介紹的，無限脈衝響應濾波器400可被用以協助產生回波信號資訊。在通道估計裝置500已完成通道估計後，若需要對接收信號施以時域等化程序，切換電路550便可改將選擇電路540已確認為正確的回波信號延遲量提供給無限脈衝響應濾波器400，做為其概略延遲量D 。在這個情況下，無限脈衝響應濾波器可做為一時域等化器，對接收信號施以時域等化程序，過濾後信號即為可供後續電路使用的等化後信號。易言之，無限脈衝響應濾波器400可與時域等化器共用電路，藉此降低硬體成本。

須說明的是，利用無限脈衝響應濾波器進行時域等化程序的技術細節為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所知，於此不贅述。此外，除了無限脈衝響應濾波器400，該時域等化器可被設計為進一步包含其他電路，例如但不限於一有限脈衝響應（finite impulse response, FIR）濾波器。

根據本發明之另一具體實施例為一種通道估計裝置，其功能方塊圖如圖十所示，其中包含一候選延遲量產生電路1010、一權重產生電路1020、一評價產生電路1030、一選擇電路1040，以及一延遲電路1050。候選延遲量產生電路1010的功能與圖五中的候選延遲量產生電路510相同，亦即負責根據通道脈衝響應找出對應於多個候選回波信號的多個候選延遲量（例如選擇信號S1b做為主要信號，找出六個候選延遲量D_2a 、D_2b 、D_2c 、D_3a 、D_3b 、D_3c ）。以下分述其他電路的運作方式。

延遲電路1050與圖五中的延遲電路420大致相同，主要差異在於送入延遲電路1050的信號為接收信號。根據接收到的概略延遲量D ，延遲電路1050會為接收信號產生八個延遲量相近但各不相同的延遲後信號：、、…、。

權重產生電路1020與圖五中的權重產生電路520大致相同，主要差異在於送入權重產生電路1020的信號為接收信號與其延遲後信號：、、…、。更具體地說，只要將圖六或圖八中的過濾後信號替換為接收信號，並將各延遲後信號替換為延遲後信號，即可實現權重產生電路1020。針對每一個候選延遲量，權重產生電路1020會迭代計算出一組權重，其計算方式可被歸納為一個類似式四的運算式：。(式十一)

實務上，為令比較基礎一致，各個候選延遲量的權重之初始值（n = 0）可被設定為相同，但不需以特定數值為限。須說明的是，不同於圖五中會將新權重反饋至無限脈衝響應濾波器400的權重產生電路520，權重產生電路1020產生的新權重並不會被反饋給其他電路使用。每一次進行新的迭代計算時，權重產生電路1020可以取用對應於不同取樣指標k 的接收信號及其延遲後信號來產生新的權重。

於一迭代終止條件（例如迭代次數指標n 達到一預設值N）成立時，評價產生電路1030便會根據最新的權重為延遲電路1050目前採用的候選延遲量計算出一個評價E。相似地，評價產生電路1030的內部電路可與圖七呈現的評價產生電路530相同，亦即計算該組權重的平方和或絕對值總和。

相似地，評價產生電路1030計算出的評價E愈高，代表一個候選回波信號愈可能是真實的回波信號。選擇電路1040中可設置一記憶體（未繪示），暫存各個候選延遲量的評價，並根據該等評價，自多個候選回波信號中選出一個或多個真實回波信號，據此產生一回波信號資訊。

如同通道估計裝置400，通道估計裝置1000亦不需要動用等化器、解映射電路與解碼電路等後續電路便可判斷出回波信號的真偽，能有效達成節省運算時間與運算資源的效果。

相似地，如有需要，通道估計裝置1000中的延遲電路1050也可以被時域等化器共用，以達成節省硬體成本的好處。

根據本發明之另一具體實施例為一種通道估計方法，其流程圖係繪示於圖十一。首先，步驟S1101為根據一接收信號之一通道脈衝響應找出對應於P個候選回波信號之P個候選延遲量（P為大於一之整數）。步驟S1102為將一整數指標i 設定為等於1。步驟S1103為將第i 候選延遲量設定一概略延遲量。其次，步驟S1104為提供鄰近於該概略延遲量的M種延遲量（M為大於一之正整數）。步驟S1105為根據該M種延遲量與M個權重對該接收信號施以一無限脈衝響應濾波程序，以產生一過濾後信號以及該過濾後信號對應於該M種延遲量的M個延遲後信號。步驟S1106則是根據該過濾後信號與該M個延遲後信號，產生新的M個權重。步驟S1107為判斷更新該M個權重的迭代次數是否已達到一預設值。若步驟S1107之判斷結果為否，則步驟S1105~S1107被再次執行。若步驟S1107之判斷結果為是，則步驟S1108被執行，亦即根據目前最新的M個權重計算一第i 評價。接著，步驟S1109為判斷整數指標i 是否已增加至等於數值P。若步驟S1109之判斷結果為否，則步驟S1110被執行，亦即將整數指標i 提高，並令步驟S1103~S1109被再次執行。若步驟S1109之判斷結果為是，則步驟S1111被執行，亦即根據先前產生的P個評價，自該P個候選回波信號中選出一個或多個真實回波信號，並據此產生一回波信號資訊。

本發明所屬技術領域中具有通常知識者可理解，先前在介紹通道估計裝置500時描述的各種操作變化亦可應用至圖十一中的通道估計方法，其細節不再贅述。

根據本發明之另一具體實施例為一種通道估計方法，其流程圖係繪示於圖十二。首先，步驟S1201為根據一接收信號之一通道脈衝響應找出對應於P個候選回波信號之P個候選延遲量（P為大於一之整數）。步驟S1202為將整數指標i 設定為等於1。步驟S1203為將第i 候選延遲量設定一概略延遲量。其次，步驟S1204為提供鄰近於概略延遲量的M種延遲量，為接收信號產生相對應的M個延遲後信號（M為大於一之正整數）。隨後，步驟S1205為根據該接收信號與該M個延遲後信號，產生新的M個權重。步驟S1206為判斷更新該M個權重的迭代次數是否已達到一預設值。若步驟S1206之判斷結果為否，則步驟S1205~S1206被再次執行。若步驟S1206之判斷結果為是，則步驟S1207被執行，亦即根據目前最新的M個權重計算一第i 評價。步驟S1208為判斷整數指標i 是否已增加至等於數值P。若步驟S1208之判斷結果為否，則步驟S1209被執行，亦即將整數指標i 提高，並令步驟S1203~S1208被再次執行。若步驟S1208之判斷結果為是，則步驟S1210被執行，亦即根據先前產生的P個評價，自該P個候選回波信號中選出一個或多個真實回波信號，並據此產生一回波信號資訊。

本發明所屬技術領域中具有通常知識者可理解，先前在介紹通道估計裝置1000時描述的各種操作變化亦可應用至圖十二中的通道估計方法，其細節不再贅述。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。此外，本揭露書中的數學表示式係用以說明與本發明之實施例相關的原理和邏輯，除非有特別指明的情況，否則不對本發明之範疇構成限制。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可理解，有多種技術、多種電路組態和元件可實現該等數學式所對應的物理表現形式。

110‧‧‧類比-數位轉換器

120‧‧‧降取樣電路

130‧‧‧快速傅立葉轉換電路

140‧‧‧頻譜擷取電路

150‧‧‧快速傅立葉逆轉換電路

160‧‧‧通道估計電路

170‧‧‧等化器

180‧‧‧解映射電路

190‧‧‧解碼電路

S1、S2、S3‧‧‧真實信號

S1’、S2’、S3’、S1”、S2”、S3”‧‧‧鏡像信號

S1a、S1b、S1c、S2a、S2b、S2c、S3a、S3b、S3c‧‧‧信號

400‧‧‧無限脈衝響應濾波器

410‧‧‧加法電路

420‧‧‧延遲電路

430‧‧‧加權電路

440‧‧‧加總產生電路

L₁、L₂、…、L_M‧‧‧延遲元件

500‧‧‧通道估計裝置

510‧‧‧候選延遲量產生電路

520‧‧‧權重產生電路

530‧‧‧評價產生電路

540‧‧‧選擇電路

521‧‧‧相關性計算電路

522‧‧‧乘法電路

523‧‧‧加法電路

531‧‧‧計數電路

532‧‧‧平方和計算電路

524‧‧‧第一運算電路

525‧‧‧第二運算電路

526‧‧‧轉置電路

527‧‧‧向量乘法電路

528‧‧‧乘法電路

529‧‧‧加法電路

550‧‧‧切換電路

1000‧‧‧通道估計裝置

1010‧‧‧候選延遲量產生電路

1020‧‧‧權重產生電路

1030‧‧‧評價產生電路

1040‧‧‧選擇電路

S1101~S1111‧‧‧流程步驟

S1201~S1210‧‧‧流程步驟

圖一呈現一正交分頻多工接收端的局部電路。

圖二(A)呈現一種僅顯示真實信號的通道脈衝響應範例；圖二(B)呈現包含真實信號與鏡像信號的通道脈衝響應範例。

圖三(A)為一通道脈衝響應之示意圖；圖三(B)~圖三(J)呈現對應於同一個通道脈衝響應的多種信號組合。

圖四呈現能應用於根據本發明之實施例中的無限脈衝響應濾波器之功能方塊圖。

圖五為根據本發明之一實施例中的通道估計裝置之功能方塊圖。

圖六為根據本發明之一實施例中的權重產生電路之範例。

圖七為根據本發明之一實施例中的評價產生電路之範例。

圖八為根據本發明之另一實施例中的權重產生電路之範例。

圖九為根據本發明之通道估計裝置進一步包含一切換電路的示意圖。

圖十為根據本發明之另一實施例中的通道估計裝置之功能方塊圖。

圖十一為根據本發明之一實施例中的通道估計方法之流程圖。

圖十二為根據本發明之另一實施例中的通道估計方法之流程圖。

須說明的是，本發明的圖式包含呈現多種彼此關聯之功能性模組的功能方塊圖。該等圖式並非細部電路圖，且其中的連接線僅用以表示信號流。功能性元件及/或程序間的多種互動關係不一定要透過直接的電性連結始能達成。此外，個別元件的功能不一定要如圖式中繪示的方式分配，且分散式的區塊不一定要以分散式的電子元件實現。

Claims (13)

1. 一種通道估計裝置，包含： 一候選延遲量產生電路，用以根據一接收信號之一通道脈衝響應找出對應於多個候選回波信號之多個候選延遲量，並且每次自該多個候選延遲量中選出一選定候選延遲量； 一無限脈衝響應濾波器，接收該選定候選延遲量與M個權重，針對該選定候選延遲量產生M種延遲量，並根據該M種延遲量與該M個權重對該接收信號施以一無限脈衝響應濾波程序，以產生一過濾後信號以及該過濾後信號對應於該M種延遲量的M個延遲後信號，其中M為大於一之正整數； 一權重產生電路，用以針對每一個選定候選延遲量，根據該過濾後信號與該M個延遲後信號，迭代產生新的M個權重，並請求該無限脈衝響應濾波器根據該新的M個權重再次進行該無限脈衝響應濾波程序； 一評價產生電路，用以針對每一個選定候選延遲量，於一終止條件成立時，根據最新的M個權重計算一評價；以及 一選擇電路，用以根據該等評價，自該多個候選回波信號中選出一個或多個真實回波信號，並據此產生一回波信號資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之通道估計裝置，其中該權重產生電路包含： 一相關性計算電路，用以分別計算該過濾後信號與該M個延遲後信號之相關性，以產生M個相關性計算結果； 一乘法電路，用以將該M個相關性計算結果各自與一特定參數相乘，以產生M個相乘結果； 一暫存器，用以儲存M個先前權重；以及 一加法電路，用以將該M個相乘結果各自與一相對應的先前權重相加，以產生M個新權重。
3. 如申請專利範圍第1項所述之通道估計裝置，其中符號n 表示一迭代次數指標，k 代表一取樣指標，z [k ]表示該過濾後信號之第k 取樣，符號表示該無限脈衝響應濾波器目前採用之該選定候選延遲量，該M個延遲後信號為、、…、，符號、、…、代表M個接近或等於零的不同數值，符號m 代表數值、、…、中之一數值，符號μ 代表最小均方演算法中之一可調參數，該權重產生電路包含： 一第一運算電路，用以根據該過濾後信號與該M個延遲後信號，產生向量=； M個第二運算電路，用以根據該M個延遲後信號產生M個向量：； 一轉置電路，用以將該M個向量分別轉置，以產生M個轉置向量； 一向量乘法電路，用以將向量與該M個轉置向量各自相乘，以產生M個向量相乘結果； 一乘法電路，用以將該M個向量相乘結果各自與一特定參數相乘，以產生M個相乘結果； 一暫存器，用以儲存M個先前權重；以及 一加法電路，用以將該M個相乘結果各自與一相對應的先前權重相加，以產生M個新權重。
4. 如申請專利範圍第1項所述之通道估計裝置，其中該評價產生電路包含： 一計數電路，用以計算該權重產生電路更新該M個權重之一迭代次數；以及 一平方和計算電路，該計數電路於該迭代次數達到一預設值時，控制該平方和計算電路計算最新的M個權重之平方和，做為該評價。
5. 如申請專利範圍第1項所述之通道估計裝置，進一步包含： 一切換電路，用以於一時域等化模式中，根據該選擇電路產生之該回波信號資訊提供該無限脈衝響應濾波器所採用之該選定候選延遲量。
6. 一種通道估計裝置，包含： 一候選延遲量產生電路，用以根據一接收信號之一通道脈衝響應找出對應於多個候選回波信號之多個候選延遲量，並且每次自該多個候選延遲量中選出一選定候選延遲量； 一延遲電路，用以提供鄰近於該選定候選延遲量的M種延遲量，為該接收信號產生相對應的M個延遲後信號，其中M為大於一之正整數； 一權重產生電路，用以針對每一個選定候選延遲量，根據該接收信號與該M個延遲後信號，迭代產生新的M個權重； 一評價產生電路，用以針對每一個選定候選延遲量，於一迭代終止條件成立時，根據該權重產生電路產生之最新的M個權重計算一評價；以及 一選擇電路，用以根據該等評價，自該多個候選回波信號中選出一個或多個真實回波信號，並據此產生一回波信號資訊。
7. 如申請專利範圍第6項所述之通道估計裝置，其中該權重產生電路包含： 一相關性計算電路，用以分別計算該接收信號與該M個延遲後信號之相關性，以產生M個相關性計算結果； 一乘法電路，用以將該M個相關性計算結果各自與一特定參數相乘，以產生M個相乘結果； 一暫存器，用以儲存M個先前權重；以及 一加法電路，用以將該M個相乘結果各自與一相對應的先前權重相加，以產生M個新權重。
8. 一種通道估計方法，包含： (a)根據一接收信號之一通道脈衝響應找出對應於多個候選回波信號之多個候選延遲量； (b)每次自該多個候選延遲量中選出一選定候選延遲量，並進行： (b1)提供鄰近於該選定候選延遲量的M種延遲量，其中M為大於一之正整數； (b2)接收M個權重，根據該M種延遲量與該M個權重對該接收信號施以一無限脈衝響應濾波程序，以產生一過濾後信號以及該過濾後信號對應於該M種延遲量的M個延遲後信號； (b3)根據該過濾後信號與該M個延遲後信號，迭代產生新的M個權重，並重新執行步驟(b2)與步驟(b3)；以及 (b4)於一迭代終止條件成立時，根據最新的M個權重為該選定候選延遲量計算一評價；以及 (c)根據該等評價，自該多個候選回波信號中選出一個或多個真實回波信號，並據此產生一回波信號資訊。
9. 如申請專利範圍第8項所述之通道估計方法，其中步驟(b3)包含： 分別計算該過濾後信號與該M個延遲後信號之相關性，以產生M個相關性計算結果； 將該M個相關性計算結果各自與一特定參數相乘，以產生M個相乘結果；以及 將該M個相乘結果各自與一相對應的先前權重相加，以產生M個新權重。
10. 如申請專利範圍第8項所述之通道估計方法，其中符號n 表示一迭代次數指標，k 代表一取樣指標，z [k ]表示該過濾後信號之第k 取樣，符號表示該無限脈衝響應濾波器目前採用之該選定候選延遲量，該M個延遲後信號為、、…、，符號、、…代表M個接近或等於零的不同數值，符號m 代表數值、、…、中之一數值，符號μ 代表最小均方演算法中之一可調參數；步驟(b3)包含： 根據該過濾後信號與該M個延遲後信號，產生向量=； 根據該M個延遲後信號產生M個向量：； 將該M個向量分別轉置，以產生M個轉置向量； 將向量與該M個轉置向量各自相乘，以產生M個向量相乘結果； 將該M個向量相乘結果各自與一特定參數相乘，以產生M個相乘結果；以及 將該M個相乘結果各自與一相對應的先前權重相加，以產生M個新權重。
11. 如申請專利範圍第8項所述之通道估計方法，其中步驟(b4)包含： 計算更新該M個權重之一迭代次數；以及 於該迭代次數達到一預設值時，計算最新的M個權重之平方和，做為該評價。
12. 一種通道估計方法，包含： (a)根據一接收信號之一通道脈衝響應找出對應於多個候選回波信號之多個候選延遲量； (b)每次自該多個候選延遲量中選出一選定候選延遲量，並進行： (b1)提供鄰近於該選定候選延遲量的M種延遲量，並為該接收信號產生相對應的M個延遲後信號，其中M為大於一之正整數； (b2)根據該接收信號與該M個延遲後信號，迭代產生新的M個權重；以及 (b3)於一迭代終止條件成立時，根據最新的M個權重為該選定候選延遲量計算一評價；以及 (c)根據該等評價，自該多個候選回波信號中選出一個或多個真實回波信號，並據此產生一回波信號資訊。
13. 如申請專利範圍第12項所述之通道估計方法，其中步驟(b2)包含： 分別計算該接收信號與該M個延遲後信號之相關性，以產生M個相關性計算結果； 將該M個相關性計算結果各自與一特定參數相乘，以產生M個相乘結果；以及 將該M個相乘結果各自與一相對應的先前權重相加，以產生M個新權重。