TW561746B - Method and apparatus for adaptive linear equalization for Walsh covered modulation - Google Patents
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Description
561746 A7 ^_____ B7 立、發明説明(彳) 發明背景 1 .發明範疇 本發明通常相關一種通訊系統的等化技術,特別相關於 無線資料通訊系統的適應等化。 2 ·相關技藝說明 在相較典1^呆音資料通訊系統中,如在使用正交相移鍵 QPSK的例子中,當資料藉一線性調變體系經通訊通道傳 送時,通道可支援的可偵測位準數目基本上受到内部符號 干擾(isI)的限制。由於傳送符號脈衝的展布而引發iSl, 而孩脈衝導因於通道的分配特性,並造成相鄰符號脈衝重 覆。換s之,當一代表位元資訊訊號的部分干擾到另一代 表不同元^訊訊"5^的部分,便會發生I § I。 在訊雜比是高且通道相較無雜訊時,! s Z的不利影響便 更明顯。此類通道中,通常出現在資料(與聲音相反)通訊 中,I S I的存在大大降低通訊系統效能。 I S I的普遍成因係因多路徑現象,簡言之,多路徑與同 一訊號經多種路徑接收所引起的干擾有關,其端視行動無 線單元(亦稱訂閲單元)的速度,周遭環境條件(如存在建 築物或高山)及傳送頻寬而定,傳送符號脈衝可在不同時 間到達接收器,因此相鄰的組件會遭遇建設性或破壞性的 干擾。 不過’即使沒有多路徑存在,由於系統中傳送或接收遽 波器的缺陷也會產生一些I S I,如包括傳送及接收遽波^ 的物理裝置中的頻率相依衰減即可能是一種Z s I來源。 I - 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公I)
561746 A7 ________B7 五、發明説明(2 ) 一般已知可利用等化將ISI的影響減至最小,而等化牽 涉改變一訊號俾使接收器能更容易辨認。訊號可先在傳送 器改變’俾使通㈣訊號的影響減少而使接收器能準確地 辨認訊號。不過,以傳送器爲準的等化有其困難,乃因傳 送备必須事則知道通道特性及長時間下通道特性可能發生 的任何改變。 & 也可在接收器執行等化,以接收器爲準的等化可利用接 收訊號内容調整等化參數。在無線通訊中,由於行動通道 係隨機且時間多樣,等化器須追蹤行動通道的多樣特性, 因此稱爲適應等化器。適應等化嘗試應用一正確等化量至 通道,在適應等化中,起始或週期地調整等化器係數以適 應多樣的通道情況。一適應等化器的一般操作模式分爲訓 練及追蹤模式。在訓練模式中,一已知導引符號序列由傳 送器送出使接收器的適應等化器可平均其係數至一適當起 始値。該訓練序列,即導引符號序列,通常係一固定,預 設的位元樣式。 緊隨訓練序列,即送出調變及展布訊息資料,而在接收 器的適應等化器利用一預設演算法,例如最小均方(LMS) 或遞歸最小平方(RLS),估計適應等化器係數以補償傳送 )慮波器’通況通道及接收;慮波器所引起的I $ I。 由傳送器送出的各資料訊框均包括一起始導引序列及一 後續使用者訊息資料序列。舉例來說,該起始導引序列可 能大約佔去全部資料訊框的5%,不過,傳送遽波器,通 訊通迢及接收濾波器的特性在各資料訊框中及訊框至訊框 -5- 本紙張尺度適用中阐國家標準(CNS) Λ4規格(210 X 297公;f) 561746 A7 B7 五、發明説明(3 間可能有所改變,因此,利用各資料訊框中的起始導引序 列元成1¾爭化咨係數的一起始設定,而且,該等化哭係數 的起始設定後’各訊框接收到使用者訊息資料期間,等化 器係數係利用一預設演算法加以適應。 各訊框的起始導引(或訓練)序列的設計使接收器的適應 等化器能得到一適當係數,俾便在訓練序列完成時,在訊 框其餘部分的濾波器係數接近最適値可用以接收使用者訊> 息資料。在接收使用者訊息資料時,該等化器的適應演算-法追蹤傳送濾波器,通訊通道及接收濾波器的特性改變,: 以致適應等化器一直不斷改變其濾波器特性。 適應等化器的一般型式係一線性適應等化器,線性適應 爭化器有兩種通用型式’即橫向式及格子式。圖1説明一 種橫向線性適應等化器1 0 0。圖1的橫向線性適應等化器 1 0 0係此技藝中熟知的一種限期脈衝反應遽波器(FIR),參 照圖1,F I R接收濾波器1 〇 2的一輸出提供輸入至等化器 1 0 0,在圖1中以X ( η )標示。F I R接收濾波器丨〇 2的輸出連 接至單元延遲元件Z·1106,並連接至有一附加權W()(n)的乘 數104。單元延遲元件ζ·ΐΐ〇6的輸出標示爲x(n-1),並連接 至單元延遲元件z-412及有一附加權Wl (n)的乘數1 〇 $,單 元延遲元件z 112的輸出標Tjt爲χ(η-2)並連接圖1中未示出 的後續單元延遲元件及有一附加權(η)的乘數114。單元 延遲元件z 122及有一附加權wm.2( η)的乘數jig從圖^中未 示出的前一單元延遲元件接收它們各別的輸入,其標示爲 x(n-m + 2)。單元延遲元件ζ·422的輸出標示爲x(n-m+1),並 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐〉 561746 A7 ____ B7 五、發明説明(4 ) 連接有一附加權Wn (η)的乘數1 24。 乘數104,1〇8,1H,118及1 24的各別輸出由加法器 110,116,120及126加上而得出等化器1〇〇的最後輸出 备(幻。等化器輸出S(n)饋入切割器1 2 8而得出一切劃器輸 出瓦⑻,藉一加法器13〇,等化器1〇〇的輸出s(n)由切割 器輸出3(n)中減除,減除運算結果即加法器丨3 〇的輸出 e(n)。 總括而言,在等化器丨〇 〇操作期間係利用一適應演算法— 以適應圖1中以附加權W()(n),Wi(n)至Wm_i(n)代表的等化器: 係數。等化器係數以樣本對樣本的基礎(即每當n增加丨時) 或方塊對方塊的基礎(即每當一特定數目的樣本時計入等 化器時)加以調整,用以適應附加權w〇(n),Wi(n)至Wm ι(η) 勺L應,算法係由疾差訊號e ( η )控制,在適應等化器操作 的追蹤模式中,誤差訊號e(n)係由比較等化器100的輸出 Μη)與切割器i 2 8的輸出2(n)而得。 切割器1 2 8係一決策裝置的舉例,其應用一種門檻運算 以達到由傳送器傳送的原始資料的一硬性估計,此硬性估 計即等化器副的期望輸出,與等化器㈣的實際輸出咖) 相比較’等化器1〇〇的實際輸出⑽亦稱爲傳送器傳送原 始資料的一軟性估計,實際輸出这⑻減除期望輸出2⑷得 =果即誤差訊號e⑷。須注意在適應等化器操作的訓練 ,,期間,並不需切割器操作而接收器已知道期望輸出 a(n),並爲達到誤差訊號e(n)而將其直接饋入加法器
561746 A7 B7 真、發明説明(5 在適應演算法中,係利用該誤差訊號e ( η )反覆調整等化 器附加權以達到其最適値。一適應演算法的例子即最小均 方(LMS)演算法,在以下反覆運算中調整附加權至其最適 値: wk(n+l)=wk(n)+_xk(n)e*(n) 公式(1 ) 當xk(n)=x(n-k),k係介於〇與m - 1間的整數;其中 當 e(n)= 3:(n) - 5(n);及 a(n) =[ w:(n) xk(n) k = 0 而此處—係一常數。 因此,藉加計各別的現存附加權至常數—,對應輸入値 x〇(n)’xi(n)至Xm.Jn)及誤差訊號e(n)的現値,調整各現存 附加權w〇(n),w^n)至Wmjn)至一對應新附加權^(n+u, wjn+l)至wm-1(n+l)。常數—係不變的,俾便控制在不斷反 覆中附加權間的變化。當適應等化器10 〇企圖收斂及將誤 差訊號e (η)減至最小時,公式(丨)的反覆過程在程式迴路 中迅速重覆,一旦達到收斂,該適應演算法即凍結附加權 直到誤差訊號e ( η )超過可接受位準或有新的訓練序列由傳 送器送出。 不過,上述由圖1説明的線性適應等化器體系並不能單 純應用於在傳送器使用沃爾什覆蓋的接收系統,以背景而 論,根據展布領域通訊系統的現有標準,即例如在cdmA (劃碼多向近接)中使用者,全部訂閲單元操作在一儲存格
561746 五、發明説明(
中共用一單—外部PN (僞隨機雜訊)碼爾什函數(亦稱沃爾什碼序物展布領用沃 有事前定義N晶片N列的沃爾什函數矩陣,各具同沃爾什函數用以分辨同—儲存格中不同訂閲:: N列的沃爾什函數矩陣’各列中有n晶片,亦稱 f什函數矩陣”乂下舉例説明-沃爾什函數矩陣'其中 寺於4,即4階沃爾什函數矩陣: 丹Y 不 有 沃 Ν 0 0 0 0 -10 0 1 •在上例巾’有4個沃爾什函數,各函數皆有4晶片,以 沃爾什函數矩陣中一列即表示各別沃爾什函數,例如, 爾什函數矩陣第三列即具有序列的沃爾什函數 可見各沃爾什函數,即上述矩_中各列,與矩陣中其他各 列皆互不關聯。換言之,實際上各沃爾什函數的半數晶片 與矩陣中其他任一沃爾什函數的半數晶片皆不同。 實作上使用長度爲1 6,64或1 2 8的沃爾什函數(即沃爾 什函數在各沃爾什碼序列中各有i 6,6 4或1 2 8晶片),舉 例而言,當使用一長度爲64的沃爾什函數,即在一约定儲 存格内完成64個ΐ丁閱者的正交。 雖然在無線通訊中使用沃爾什調變很好,但它並不適用 於已知的適應等化技術,理由是沃爾什函數轉換各資料符 裝 訂 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Λ4規格(210 X 297公I) 561746 A7 B7 五、發明説明(7 ) 號(在現今應用中亦稱碼符號)成一晶片序列,通常由一晶 片位準加法器處理並由一 PN碼展布後,經一通訊通遒傳 送至一接收器,因此’接收F I R,如圖1的接收ρ IR 1 〇 2, 取後接收到一與碼付5虎相反的晶片序列。依此情形,由 於,例如誤差訊號e ( η ),須由一種必須考量在傳送器將符 號轉化成晶片的方法來決定,已知的適應等化體系,如在 圖1的相關説明,便無法直接應用。因此,此技藝需要— 種適應等化器,其可用於碼符號經過沃爾什覆蓋及一序列-沃爾什覆蓋晶片傳送後,係與原始碼符號相反。 發明總結 本發明指出一種用於沃爾什覆蓋調變之適應線性等化之 方法及裝置,本發明之適應等化體系能有效用於碼符號經 過沃爾什覆蓋及一序列沃爾什覆蓋晶片傳送後,係與原始 碼符號相反。 在本發明之一方面,一種接收濾波器從一通訊通道接收 訊號。所接收訊號對應原始沃爾什覆蓋晶片序列,由傳送 濾波器經通訊通道傳送至接收濾波器。該接收訊號經一等 化器處理後產生對應原始沃爾什覆蓋晶片序列之一晶片序 列軟性估計,再利用一 Ν晶片沃爾什解覆蓋產生對應該晶 片序列軟性估計之一碼符號軟性估計,之後利用許多符號 切割器以並聯方式製造一碼符號硬性估計,其對應該Ν晶 片沃爾什解覆蓋所產生之碼符號軟性估計。 再以一 Ν晶片沃爾什覆蓋作爲體系之一部分用以產生一 晶片序列硬性估計,其對應該符號切割器所產生之碼符號 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 561746 A7 B7 五、發明説明(8 硬性估計^藉助該N晶片沃爾什覆蓋產生晶片序列硬性估 計,及孩等化器產生晶片序列軟性估計,而產生一追蹤模 式誤差訊號以適應等化器對接收訊號之反應。 附圖簡軍説明 圖1説明一已知線性適應等化器之例。 圖2以万塊圖説明產生對應輸入訊息資料位元之沃爾什 覆蓋晶片序列之例。 圖3説明在接收到由傳送器送出對應沃爾什覆蓋晶片序― 列之訊號時,使用一典型系統3 〇 〇完成一適應等化體系。: 圖4詳細說明在圖3之系統3 0 0中使用一適應晶片率線性 等化器。 較佳實例之詳細説明 目前揭示的實例指出一種用於沃爾什覆蓋調變的適應線 性等化的方法及裝置,以下説明包括有關於本發明實作的 特定資訊’熟於此技藝者將明白本發明亦可以異於本發明 所特別討論的方式芫成,而且,爲避免模糊本發明,本發 明一些特定細節並未加討論。在本發明中未詳述的特定細 節爲一般熟於此技藝者可理解範圍。 本發明的圖示及其詳細説明只指出本發明的一實例,爲 求簡潔,並不在本發明中特別説明使用本發明原則的其他 實例,也不用本圖示加以特別敘述。 圖2説明輸入資料位元2 0 2如何產生一展布領域晶片序列 c(η) 228的一例。在本發明中,輸入資料位元2 0 2亦稱爲訊 息資料位元或原始資料,圖2所示典型系統2 0 0由一傳送 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 561746 A7 _ B7 五、發明説明(9 ) 器的部分組成,該傳送器一般位於基地台,通路,衛星轉 發器,或一訂閱單元,端視其傳送以往前鏈結或往後鏈結 而定。在圖2所示例子,輸入資料位元2 0 2包括透過通訊 通道傳送至接收器的資訊及興趣訊息(該通訊通道並不在 任何圖示中)。 一編碼器204首先輸入輸入資料位元202,編碼器204可 以是一 F E C (往前誤差校正)編碼器。利用此技藝熟知的迴 旋編碼技術引進輸入資料位元2 0 2中的冗位,由輸入資料-位元2 0 2引進的冗餘使接收器可在不需增加傳送功率下校: 正一些可偵測誤差,編碼器204的輸出通常稱爲碼符號。 通常輸入編碼器2 0 4的單一訊息資料位元對應編碼器2 〇 4 輸出的許多碼符號。 以一替換方式,編碼器204可在上述冗餘編碼前先執行 一來源編碼功能。來源編碼牽涉在引進冗餘及產生碼符號 的前執行資料壓縮,以便能有效代表輸入資料位元2 〇 2。 〃周麦X錯器2 0 6由編碼器2 0 4接收碼符號,並在調變器 2 0 8處理前先交錯碼符號。如圖2系統2 〇 〇的傳送系統中, X錯係用以引發可能的雜訊脈衝或深度衰退以便隨機(即 獨立)出現,而非與接收器相關聯,同時也在出現雜訊脈 衝或深度衰退之下,利用交錯確定方塊來源資料的重要位 元不會被破壞。由於誤差控制碼通常藉改變時序或來源資 料位元以防護可能隨機發生的通道誤差,在偵測及消除誤 差時’父錯器確疋成差控制編碼也保持有效。圖2的典型 系統200中,交錯器2 0 6可爲一方塊交錯器或迴旋^二 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 561746 A7 ____B7_ 五、發明説明(10 ) 器,兩者皆爲此技藝所熟知。 傳送交錯碼符號至調變器2 0 8。在無線數位通訊中,許 多相異卻相關的調變體系均可用在調變器2 0 8,如二進位 相移鍵(BPSK),異相移键(DPSK),正交相移鍵(QPSK)(包 括OQPSK及TT/4QPSK),及正交幅調變(QAM)等數位調變技 術皆可用於調變器2 0 8以調變由調變交錯器2 0 6所產生的 碼符號。不過,調變器2 0 8並不限定於任何型式的調變, 器,而是無線通訊中許多數位調變器的任一種。 如圖2所示,調變器2 0 8將調變訊號傳送至通道交錯器: 2 1 0,一傳送通道基本特性係各樣可能機制皆會將傳送訊 號破壞,如電子裝置產生的雜訊脈衝。事實上,調變器 2 0 8調變過程中,一些雜訊脈衝可由調變器本身引入,爲 了使雜訊脈衝隨機出現,須利用通道交錯器2 1 〇。通道交 錯器2 1 0修正經過通道傳送訊號的時序,通道交錯器2 1 〇 可以是方塊交錯器或迴旋交錯器。 典型系統200中,從交錯器210而來的通道交錯符號傳 送至符號插入元件2 1 2,符號插入係一種製程,藉以刪除 一些訊息符號並以期望控制符號取代。因此,插入通常用 在來源資料中插入控制資訊,例如功率控制資訊,以適當 掌控傳送器與接收器間的通訊。雖然符號插入可能引入接 收器所接收訊息或來源資料的誤差,但近來技術已可將此 類誤差減至最小或消除。典型系統2 0 〇中,符號插入元件· 2 1 2用以插入多種控制符號,例如功率控制符號及能提供 訊息符號流有關時間,相位,訊號長度等參考的符號。插 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 561746 A7 B7
入訊息符號的控制符號係訊息符號劃時多工。 如圖2所示’由符號插入元件2 1 2輸出的符號流輸入 DEMUX 2 14,DEMUX 2 14用以將輸入符號流解多工成一些 並聯輸出符號流。圖2的典型系統2 〇 〇中,DEMUX 2 14係 一 1對1 6解多工器。換言之,i 6個並聯符號流同時輸出, 需要1 6個並聯輸出的理由係因在典型系統2 〇 〇中N晶片沃 爾什覆蓋2 1 8使用1 6階的沃爾什函數矩陣,其他實例中, 也了使用6 4或1 2 8階的沃爾什函數矩陣,在該例中, DEMUX 2 14將各別爲1對6 4或1對1 2 8的解多工器。須注竟 在典型系統2 0 0中DEMUX 2 14的1 6並聯輸出可對應至一單 一使用者’或對應至多至1 6位不同使用者。當輸入資料符 號至DEMUX 2 14以對應單一使用者時,輸入資料符號先緩 衝再以1 6個並聯符號流輸出至N晶片沃爾什覆蓋2丨8。 N晶片沃爾什覆蓋2 1 8在來自DEMUX 214的各並聯輸入 符號上執行沃爾什覆蓋(或沃爾什調變),如前所述,此例 中N= 1 6,即該沃爾什函數矩陣係丨6階矩陣,不過,N値 係一设计選擇,N也可以是6 4或1 2 8。如圖2所示, D E M U X 2 14輸出1 6個並聯符號流至n晶片沃爾什覆嘗 2 1 8。先前已説明,沃爾什函數係正交函數,用以轉換各 輸入符號成各輸出晶片序列,其中各輸出晶片序列係與每 一其餘輸出晶片序列正交。通常,執行轉換係藉一特定沃 爾什函數的一晶片序列乘各輸入符號而達成。因此,對各 符號而言,晶片序列係由Ν晶片沃爾什覆蓋2丨8輸入。該 晶片序列係屬長度N,此例中N等於1 6,因此,在典型系 -14- 本紙張尺度適用中S國家標準(CNS) A4规格(210X 297公釐) 561746 A7 ___ B7 五、發明説明(~'一^ --* = 20:中’對各輸入符號而言,16個晶片係由n晶片沃爾 什覆』8輸出。本發明中’原始沃爾什覆蓋晶片序列參 照在典型系統2 00中N晶片沃爾什覆蓋2 i 8輸出的晶片序 列0 在CDMA通訊中,纟各別使用者(即訂閲單元)的往前鍵 結中使用沃爾什函數,例如在一已知扇形區中(在cdma 中’各扇形區即-儲存格的子集),各往前通道皆指定一 各別沃爾什函數,換言之,基地台與各訂閲單元間的通訊 係由各別沃爾什碼序列所編碼。參照圖2,輸入n晶片沃 爾什覆蓋2 1 8的各符號皆與指定至一特定訂閱單元(如一特 疋行動電話使用者)的沃爾什碼序列中所有晶片相乘。沃 爾什函數轉換各符號成晶片序列的操作亦稱爲沃爾什覆 蓋。 該N晶片沃爾什覆蓋晶片,即對應各別符號的輸出n晶 片序列以並聯方式傳送至TDM資料導引控制222。在典型 系統2 00中,TDM資料導引控制2 2 2利用插入導引晶片以 訓練一適應線性等化器的係數,該等化器將在以下相關圖 3中加以説明。導引晶片係劃時多工至由n晶片沃爾什覆 蓋2 1 8輸出的晶片序列,如前所述,接收器已知這些晶片 序列,因此接收器可藉以訓練接收器的適應線性等化器的 係數。通常,導引晶片插入各資料訊框中,其組成約佔傳 送至接收Is·的各訊框的5 %。 由T D Μ資料導引控制2 2 2處理的1 6個並聯晶片序列中的 每一者輸出至晶片位準加法器2 2 4,晶片位準加法器2 2 4 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 561746 A7 B7 五、發明説明( 13 用以提供4晶片序列一垂直加總,該序列係由tdm資料 導引桂制2 2 2輸出。使用-簡例解釋晶片位準加法器 的垂直加總操作’此例中在N晶片沃爾什覆蓋的二等於 4(取代典型系統200的例中n等於16),在此簡例中,假 設該四(通常係複雜的)符號[a,b,c,d]係由4階沃爾什函數矩 陣所覆蓋的四碼符號,4階沃爾什函數矩陣即: 0 0 0 各輸入碼符號乘上各沃爾什函數(即沃爾什函數矩陣各 列)得到的四個輸出晶片序列結果爲: 晶片序列(1) = [ a,a,a,a] 晶片序列(2) = [b,-b,b,-b] 晶片序列(3) = [c,c,-c,-c] 晶片序列(4) = [d,-d,-d,d] 藉加計對應欄的晶片而得出此四晶片序列的”垂直加總”, 因此,垂直加總結果爲: [a+b+c+d,a-b+c-d,a+b-c-d,a-b-c+d]。 如圖2所示’提供至p N (僞隨機雜訊)擴張器2 2 6的晶片 位準加法器2 2 4的輸出,以背景而論,一 p n序列係一二進 位序列,有其限定性但又像一隨機二進位序列,因此,一 P N序列具幾近1及〇的同等數字,在序列切換版本間具極 -16 本紙張㈣家料(CNS)八4規格(210X297公 裝 訂 561746 A7 B7 五、發明説明(14 ) 低關聯的,及任二序列間具極低交又關聯。這些特質令 P N序列在無線數位通訊極受期待,一 p N擴張器輸出晶片 序列亦稱爲擴張領域訊號’因其其有的頻寬大於所需最小 信號頻寬的數倍。經由與該P N序列本地產生版本的交又 關聯,擴張領域訊號在接收器解調,與正確p N序列的交 叉關聯解擴張該擴張領域訊號並修復調變訊息,不過卻由 一無意使用者交叉關聯一訊號而在接收器輸出形成一極小 寬頻雜訊。 使用P N序列擴張技術的一重要理由係因其固有的拒絕干 擾功能。由於指定各使用者皆有一獨特p N碼,其約與其 他使用者碼正交,即使使用者一直佔用同一頻道領域,接 收器也能依據其各別碼分開各使用者。由於全部使用者可 共用相同領域,擴張領域可消除頻道規畫,因全部儲存格 可利用相同頻道通道。 P N序列常以序列邏輯產生,通常利用包括狀態記憶元件 連續階段的反饋切換暫存器。二進位序列透過對時序脈衝 反應的切換暫存器加以切換,而不同階段的輸出邏輯性結 合後再反饋作爲第一階段的輸入。最後階段的輸出即該期 望P N序列。 以此技藝熟知的方式,PN擴張器2 26在晶片位準加法器 2 2 4輸出的晶片上壓印一 p N序列。例如,可藉晶片位準加 法器224輸出的各晶片與pn擴張器226產生的PN序列中 各別晶片作一模數2相加(即XORing)而執行PN擴張器226 的凋變’然後將模數2加法的結果,例如,映射入二進位 -17- 本紙张尺度適川中國國家標準(CNS) A4規格(2l〇x 297公爱) 561746 A7 B7 五、發明説明(15 P S K訊號内。在晶片位準加法器2 2 4輸出上執行P N擴張的 結果即輸出晶片序列c(n) 228。CDMA通訊系統的通則,特 別在經通訊通道傳送產生展布領域訊號的通則中,美國專 利號4,901,307中有所説明,其名稱爲,,使用衛星或地面轉 發器的擴張領域多向近接通訊系統,,並已讓渡給本發明的 受讓人。該專利即美國專利號4,901,307,所揭露者皆在此 併供本發明參照,而且,美國專利號5,1〇3,459中,其名稱 爲在CDMA細胞式電話系統中產生訊號波型的系統及方法-π並已讓渡給本發明的受讓人,也揭露相關p N擴張,沃爾: 什覆蓋及產生CDMA展布領域通訊訊號技術的原則。在該 專利’即美國專利號5,103,459,所揭露者皆在此併供本發 明參照。本發明並且利用資料的時間多工及與高資料率通 訊系統相關的各種原則,而本發明亦可用於高資料率通訊 系統中’其揭露在1997年1 1月3曰申請的美國專利序號 08/963,386中’名稱爲”高比率包封資料傳送的方法及裝置 "並已讓渡給本發明的受讓人,其揭露也在此併供本發明 參照。 傳送輸出晶片序列c(n) 228至傳送FIR 230,傳送FIR 230 通¥係 F I R /慮波器用在未經過通訊通道傳送前的脈衝定 形訊號上。在本發明上,傳送FIR 230亦稱爲傳送濾波器, 如如述’傳送遽波器本身通常在傳送訊號中會引進若干量 的I S I ’脈衝定形係此技藝熟知的技術用以減低傳送訊號 的ISI,傳送FIR 230的輸出透過通訊通道送至圖3所示的 接收器,通訊通道常參照用以由傳送器傳送訊號至接收器 -18- 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 561746 A7 __B7______ 五、發明説明(16 ) 的物理媒體’在本發明中的通訊通道包括自由空間,電纖 線,光纖電纜或一微波無線電通道。在無線通訊中,由於 如多路徑等因素,通道本身即會在傳送訊號中引進若干量 的I S卜 圖3説明一典型系統3 〇 〇,根據一實例,係留駐在接收器 單元。接收FIR 302接收由傳送FIR 230透過通訊通道(通訊 通道並未在任何附圖中指明)傳送的輸出晶片序列一 c ( η ) 2 2 8 ’接收FIR 302用以執行由通訊通道接收的訊號的 脈衝定形,在本發明中,接收FIR 302亦稱爲接收濾波器。: 如前述,通訊通道及接收濾波器本身通常會在接收訊號中 引進若干量的I S I,脈衝定形係此技藝熟知的技術用以減 低接收訊號中的I S I,此技藝熟知的不同脈衝定形技術可 用於典型系統3 0 0的接收FIR 302中,例如可使用根據 Nyquist標準用以消除I S I的濾波器,或可替代地使用一直 立餘弦除名濾波器或一高斯脈衝定形濾波器。 根據一實例,經通訊通道接收與輸出晶片序列c(n) 228相 符的脈衝定形訊號由接收FIR 302傳送至適應晶片率線性等 化器3 0 6 (或適應晶片率LE 306)。經過如傳送FIR 230,通 訊通道及接收FIR 302等不同因素影響,在適應晶片率 306所接收的晶片序列常受ISI影響。至適應晶片率乙£ 3〇6 的輸入訊號標示爲χ(η)並通常參照數字3 〇 7。在本發明 中,輸入χ(η) 307亦稱爲接收沃爾什覆蓋晶片序列或簡稱^ 供應至一等化器的訊號。 一 用以完成適應晶片率用以完成適應晶片率LE 3〇6的典型
561746 A7 B7 五、發明説明(17 ) 方塊圖以圖的典型方塊圖以圖4的適應晶片率LE 406加以 説明。如圖4所示,至適應晶片率LE 406的輸入係x(n) 407,其與圖3的x(n) 307相符。適應晶片率LE 406的輸出 係—(η) 409,其與圖3的_(n) 309相符。其他至適應晶片率 LE 406的輸入係追蹤模式誤差訊號4 1 5及訓練模式誤差訊 號4 1 7,其分別與圖3的追蹤模式誤差訊號3 1 5及訓練模式 誤差訊號3 1 7相符。圖4的典型適應晶片率LE 406係一橫向 濾、波器,其爲一 F I R滤波器型式。輸入x(n)連接至一標示 爲Tc延遲402的單元延遲元件也同時連接至有一附加權: u〇(n)的乘數404。注意圖4的適應晶片率LE 406典型實例 中,T c代表一晶片間隔而且各T c單元延遲元件引進一對 應一晶片間隔的延遲。不過,以延遲元件隔開適應晶片率 LE 406令人期望,各延遲元件須具有一延遲,其對應一晶 片間隔的分數。此情況下,適應晶片率LE 406將是一分數 分隔等化器的型式。 單元延遲元件Tc延遲402的輸出標示爲χ(η-1 ),並連接 至單元延遲元件Tc延遲412及有一附加權u i (η)的乘數 408,單元延遲元件Tc延遲412的輸出標示爲χ(η-2),並 連接至未在圖4中標示的後續單元延遲元件及有一附加權 u2(n)的乘數414。單元延遲元件Tc延遲422及有一附加 權u m_2(n)的乘數418從圖4中未圖示的前一單元延遲元件 接收它們各別的輸入,其標示爲x(n-m+2),單元延遲元件T c 延遲422的輸出標示爲x(n-m*f 1),並連接有一附加權Umi(n) 的乘數4 2 4。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 561746 A7 ______B7_ 五發明説明(18 ) ^ 乘數404,408,414,418及424的各別輸出係由加法器 410,416,420及42 6加計以得出等化器406的最後輸出 —(η) 409的結果。適應線性等化器4 〇 6的操作及等化器操 作的圳練及追縱模式期間的附加權u Q(n),u Jn)至u m^(n) 的動態調整將在本發明的後半段説明。 圖4中適應線性等化器4〇6的輸出_(n) 409與圖3中適應線 性等化器3 06的輸出一(n) 309相符,如圖3所見,輸出_(n). 309連接至PN解擴張器3 0 8,訓練模式誤差訊號產生器方一 塊304,及N晶片延遲310,PN解擴張器308用以產生一: 與傳送器系統2 0 0的P N擴張器2 2 6所產生的相同僞隨機樣 式。當PN擴張器226及PN解擴張器308產生的PN序列係 適當同步時,在系統2 0 0的傳送器壓印的p N擴張效果在系 統3 0 0的接收器已移除。首先,訊息訊號傳送的前,藉由 傳送一接收器不顧干擾存在可辨認的固定僞隨機位元樣式 可完成同步。PN擴張器226及PN解擴張器308完成同步 後,便可開始傳送訊息訊號。舉例而言,執行P N解擴張 器3 0 8可利用此技藝熟知的一交叉關聯器,採樣器,晶片 率時序及PN產生器。 PN解擴張器308的輸出晶片序列輸入至DEMUX資料紀 元3 1 2,圖3的系中,DEMUX資料紀元3 1 2係一 1對1 6解多 工器,其在接收器系統3 0 0操作的決策導向期間使用。決 策導向期間即適應晶片率LE 306在追蹤模式操作期間,在 _ 典型系統3 0 0中,P N解擴張器3 0 8輸出的晶片序列在 DEMUX 312中緩衝後,再以1 6個並聯線解多工至N晶片沃 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 561746
爾什解覆蓋3 1 4。很明顯地,不用背離本發明的範疇,在 其他實例中可使用1對6 4或1對1 2 8解多工器。 提供該DEMUX資料紀元3 1 2的丨6個並聯輸出至N晶片沃 爾什解覆蓋3 1 4,N晶片沃爾什解覆蓋3丨4使用與傳送器 2 0 0系統的N晶片沃爾什覆蓋2丨8相同的碼序列(即相同沃 爾什函數)。系統3 0 〇的N晶片沃爾什解覆蓋3丨4由接收晶 片序列中移除N晶片沃爾什覆蓋2丨8及晶片位準加法器 2 24的影響,俾使N晶片沃爾什解覆蓋3 14的16個並聯輸· 出在碼符號的型式。 不過,在N晶片沃爾什解覆蓋3丨4輸出的碼符號僅是該 碼符號的軟性估計,其與系統200傳送的實際訊息訊號相 符。換言之,並未決定將在N晶片沃爾什解覆蓋3丨4的各 16並聯碼符號數値轉換成一符號群元素,如下所述,爲在 N晶片沃爾什解覆蓋3丨4的丨6並聯輸出的每一個別碼符號 決定一有利於一確定符號群元素可由,例如,一並聯符號 切割器3 1 8的裝置來執行。 並聯付號切割益3 1 8根據對有利於一確定符號群元素所 作決定執行一量化操作。以背景而論,爲了適應一適應線 性等化器的係數(即附加權),須知道等化器的期望輸出, 利用等化器的期望輸出與實際輸出的比較形成一誤差訊號 以凋整等化器的附加權,該適應線性等化器操作的訓練模 式期間,儲存,可產生,不然或在接收器的系統3 〇 〇已知_ 一由系統2 0 0傳送的導引晶片序列的複製,導引晶片序列 的複製定義適應晶片率LE 306的期望輸出,如此,適應晶 -22- 本紙张尺度適州中國國家標準(CNS) A4规格(210X297公釐) 561746 五、發明説明
片率LE 306操作的訓練模式期間,所要求的誤差訊號可由 比較導引晶片序列的複製(即已知期望輸出)與適應晶 LE 306的實際輸出而產生。 另方面,在適應晶片率LE 306操作的決策導向模式 中,必須決定在N晶片沃爾什解覆蓋3丨4的丨6並聯輸出的 各碼符號的硬性估1十。如果一》策誤差的平均彳能性很小 (如小於ίο%),則並聯符號切割器318所作硬性估計夠好 能達到大部分時間均正確的估計誤差訊號。換言之,根據: 付號切割器3 1 8所作期望輸出的硬性估計所產生的誤差訊: 唬常夠正確以改善適應晶片率LE 3〇6的附加權。改善等化 咨3 0 6的附加權交互地造成符號誤差較低的平均可能性的 結果’因π造成誤差訊號較正確估計結果,俾使等化器 306進行下一步適應。 孩碼符號的硬性估計以丨6個並聯輸出方式從並聯符號切 割器3 1 8傳送至Ν晶片沃爾什覆蓋3 2 〇,ν晶片沃爾什覆蓋 3 2 0在由並聯符號切割器3 1 8輸出的各硬性估計並聯碼符 號上執行沃爾什覆蓋(或沃爾什調變),如前所述,在此例 中Ν == 1 6 ’即沃爾什函數矩陣係一 1 6階矩陣,不過,由於 用於接收器Ν晶片沃爾什覆蓋3 2 〇的沃爾什函數矩陣限定 必須與傳送器Ν晶片沃爾什覆蓋2 1 8使用的沃爾什函數矩 陣屬相同階,所以Ν値係一設計選擇而Ν如例可爲6 4或 128。 N晶片沃爾什覆蓋3 2 〇在其輸出產生1 6並聯晶片序列並 將它們提供至晶片位準加法器3 2 2,如前所述,在N晶片 __-23- 本紙張尺度適州中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 561746 A7 —_ B7 五、發明説明(21 ) 次爾什覆蓋3 2 0的各1 6並聯輸出產生的各晶片序列包括與 單一符號碼相符的1 6晶片,提供N晶片沃爾什覆蓋3 2 0輸 出的1 6個並聯晶片序列(各序列有1 6個晶片)至晶片位準 加法器3 2 2。以先前相關晶片位準加法器2 2 4説明的方 式,利用晶片位準加法器3 2 2提供N晶片沃爾什覆蓋3 2 0 輸出的晶片序列垂直加總。 晶片位準加法器3 2 2的輸出連接至P N擴張器3 2 4。如上 相關P N擴張器2 2 6的説明’以本技藝熟知的方式,p n擴_ 張器3 24在晶片位準加法器3 2 2輸出的晶片上壓印一 !>!^序· 列’在晶片位準加法器3 2 2輸出執行的p N擴張即輸出晶片 序列」n-N] 325。以下將更詳細説明N晶片沃爾什覆蓋 320,晶片位準加法器3 22及PN擴張器3 24的聯合效果乃 產生一與並聯符號切割器3 1 8輸出碼符號的硬性估計相符 的晶片序列。 輸出晶片序列」n-N] 325提供至追蹤模式誤差訊號產生器 方塊326。至追蹤模式誤差訊號產生器326的另一輸入係 一[n-N] 3 11,其即N晶片延遲3 1 0的輸出。藉由n晶片經N 晶片延遲3 1 0的適應晶片率LE 306的延遲輸出晶片序列_(n) 309而得到」n-N] 3 11,如本發明稍後部分將更詳細説明, 藉比較N晶片延遲3 1 0的輸出一[n-N] 311與PN擴張器324產 生的輸出晶片序列一[n-N] 325而產生一追蹤模式誤差訊號 3 1 5,連接追蹤模式誤差訊號3 1 5至適應晶片率LE 306用 _ 以在適應晶片率LE 306操作的追縱模式,即決策導向模 式,期間調整其附加權。追蹤模式誤差訊號3 1 5即圖4所 -24- 本紙張又度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 561746 A7 _ B7 五、發明説明(22 ) 示的追縱模式誤差訊號4 1 5,如圖4所示,追蹤模式誤差 訊號4 1 5用以調整ujn),Ul(n)至Uml(n)的値,其係在適應 晶片率LE 406 (或適應晶片率LE 306)中的乘數404,408至 4 2 4的係數(或附加權)。 如圖3所示,”訓練模式誤差訊號產生器方塊3 〇 4提供適 應晶片率LE 306 —訓練模式誤差訊號3 i 7,如本發明稍後 部分將更詳細説明,訓練模式誤差訊號3 1 7藉由比較適應 _ 晶片率LE 306的輸出晶片序列一(n) 309與圖3中概念方塊-3 3 6提供的接收器已知導引晶片序列而產生。連接訓練模: 式誤差訊號3 1 7至適應晶片率LE 306用以在適應晶片率LE 306操作的訓練模式期間調整其附加權,訓練模式誤差訊 號3 1 7在圖4中以訓練模式誤差訊號4 1 7説明,如圖4所 示’训練模式决差訊號4 1 7用以調整u〇 (n),Ui (η)至um-1 (η) 的値,其係在適應晶片率LE 406 (或適應晶片率LE 306)中 的乘數4 0 4,4 0 8至4 2 4的係數(或附加權)。 典型系統3 0 0的操作由在各傳送資料訊框起始訓練適應 晶片率LE 306係數(即附加權)開始,令人想起必須調整適 應晶片率LE 306係數以減少或消除傳送FIR 230,通訊通道 及接收FIR 302所引起的ISI。當估計傳送FIR 230,通訊通 道及接收FIR 302所引進的I S I量時,在等化器的訓練期間 決疋適應晶片率L E 3 0 6係數的起始値。 訓練期間估計傳送FIR 230,通訊通道及接收FIR 302所一 引起的I S I量係藉由已知適應晶片率LE 306的期望輸出的 系統3 0 〇而完成。回想典型系統2 〇 〇的情形中,使用T D Μ __ -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格(210X297公釐) 561746 A7 B7 五、發明説明(23 ) 資料導引控制2 2 2插入導引晶片用以訓練適應晶片率 L E 3 0 6的係數,如前所述,通常導引晶片插入各資料訊框 中並包括傳送至接收器的大約各訊框的5 %。接收器的典 型系統3 0 0已知導引晶片並用以訓練接收器的適應線性等 化器3 0 6的係數。圖3的概念方塊3 3 6,即接收器已知導引 晶片序列方塊3 3 6在此儲存或產生一導引晶片的複製。在 操作的訓練模式期間,適應晶片率LE 306的實際輸出晶片 序列一(η) 309與接收器已知導引晶片序列的複製作一比-較,導引晶片序列的複製即適應晶片率LE 306的期望輸· 出。如圖3所見,適應晶片率LE 306的輸出晶片序列」η) 309 (即實際輸出)及從接收器已知導引晶片序列方塊3 3 6 的導引晶片(即期望輸出)皆提供至訓練模式誤差訊號產生 器方塊3 0 4。訓練模式誤差訊號產生器方塊3 〇 4使用兩晶 片序列(即實際輸出及期望輸出)且應用此技藝熟知的演算 法以產生訓練誤差訊號3 1 7用以調整適應晶片率LE 306的 附加權。 可用此技藝熟知的不同演算法產生訓練誤差訊號3 1 7, 例如,可用最小均方(L M S )演算法,該L M S演算法的一 目的即將均方誤差(M S Ε )減至最小,均方誤差係由比較適 應晶片率LE 306的期望輸出與實際輸出得出的結果。由於 根據均方誤差對適應晶片率LE 306的附加權進行若干快速 _ 反覆及調整,該L M S演算法”收斂,,,即均方誤差接近一常一、 數而實際平均誤差接近零。
如前所述,根據L M S演算法,如圖4中適應晶片率LE -26· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格(210 X 297公釐) 561746 A7
406的詳細説明,適應晶片率lE 306的附加權値計算如 下: uk(n+l)=uk(n)-f^xk(n)e*(n) 公式(2 ) 當Xk(n)=x(n-k),k係一介於0及m - 1的整數; 當 e(n)=c(n)-一(η);及 nv1 C(n) =21 ^(n)^(n) k = 〇 而此處—係一常數。 其中u k(n)係圖4中在晶片間隔η的適應晶片率le 406附加 權,其中c(n)與圖2的c(n) 228相同,而」n)與圖3的」n) 3〇9 相同(或圖4的一(n) 409)。注意操作的訓練期間,e(n)係在 晶片間隔η的訓練模式誤差訊號而e (n)與圖3的訓練模式誤 差訊號3 1 7 (或圖4的訓練模式誤差訊號4 1 7 )相同。 因此,藉由加上各別現有附加權與常數,對應輸入値 χ ο(η) ’ Χι( η )至xm-1(n)及誤差訊號e ( η)的乘積,各現有附加 權uG(n),七⑻至Um·!⑻調整至一對應新附加權u^n+1), ui (n+1)至um-1(n+l)。固定常數一俾能控制在連續反覆時附 加權間的變化。當適應等化器3〇6企圖將e(n)均方値收斂 並減至最小時,在一程式迴路的每一晶片間隔T c重覆一次 公式(2 )的反覆過程,一達到收斂,適應演算法凍結附加 權直到成差詋號e ( η )超過一可接受位準或從傳送器又送出 一新訓練導引晶片序列。 本貫例中,誤差訊號e(n)用在最小均方(演算法 中,以此技藝熟知的方式將均方誤差(MSE)減至最小。均 _ -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公:¢)
裝 訂
561746 A7 ___B7 i、發明説明ηττ " ""~ 方誤差的估計可藉一晶片間隔的e(n)値平均加總的時間平 均而形成。一旦均方誤差減至最小,附加權UG(n),Ui (n)至 Um-Jn)即已達到所要的數値,用以減少由傳送FIR 230,通 訊通道及接收FIR 302所引起的IS I影響。 其他實例中,取代L M S演算法,爲了減少I S I的影響可 用其他適應演算法以適應適應晶片率LE 306的附加權。除 開L M S演算法,另一可用的適應演算法的例即一遞歸最小 一 平方(RLS),通常,在選擇一合適的適應演算法,考慮因-素包括:演算法的收斂比(即演算法要求的反覆數目),無. 法調整因素(即均方誤差最後値偏離最適最小均方誤差的 數量)’及計算複雜性(即完成一完整演算法的反覆所需的 操作數目)。例如,雖然RLS演算法比LMS演算法收斂 快,但RLS演算法比LMS演算法具有一較高計算複雜 性。如前所述,現今揭露的實例中,可使用此技藝熟知的 任何數目的適應演算法,如r L S演算法或L M S演算法皆 可使用。 須注意到由於只要接收器知道傳送器正在傳送,通訊通 道便無法有效利用,因此需執行適應晶片率LE 306係數訓 練的導引晶片便造成額外的支出,因此,期望能儘可能少 用到導引晶片。不過,如果傳送FIR 230,通訊通道及接收 FIR 302的結合產生一大量的I s I,便必須在訓練模式外繼 續適應適應晶片率LE 306係數,在操作的追蹤模式期間執… 行此繼續適應。在一實例中,當訓練模式結束時追蹤模式 即開始,但必須藉比較適應晶片率LE 306的期望輸出與實 -28- 本紙張尺度適汛中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐〉 561746 A7 ______B7 五、發明説明(26 ) 際輸出所得出均方誤差的時間平均超出某一間檻。另一實 例中,隨著訓練模式的後,追蹤模式自動且立即開始。 操作的追蹤模式中,在傳送器傳送各資料訊框期間調整 適應晶片率L E 3 0 6的係數(即附加權)。須注意在傳送訊息 至接收器期間引進的I S I數量係一時間函數且由於不同參 數的改變而有所不同,例如通訊通道的多路徑,因此,通 常訊框至訊框及各資料訊框中I S I數量有所不同。因此, 在各訓練時期後進入一操作的追蹤模式以適應適應晶片率 LE 306的係數是很重要的。 在本揭露實例與其他用以適應接收器的適應線性等化器 3 〇 6係數的裝置及方法的間,其明顯不同處係在接收訊號 中存在沃爾什覆蓋。在接收訊號中存在沃爾什覆蓋,即在 圖3中的χ(η) 307中,避免追蹤期間適應晶片率LE 306的期 望輸出與實際輸出間的一簡單比較。因此,計算用以調整 適應線性等化器3 0 6係數所要求的追蹤模式誤差訊號3 1 5 與此技藝現有的方法即有明顯的不同。 適應晶片率LE 306操作的追蹤模式中,在接收器的系統 3 0 0必須根據適應晶片率le 306輸出的期望晶片序列與實 際晶片序列的比較產生追蹤模式誤差訊號3 1 5。由適應晶 片率LE 306輸出的實際晶片序列只是晶片序列Jn) 309,其 係代表原始訊息的晶片序列的一軟性估計,在本發明中, 此軟性估計,即輸出晶片序列_(n) 309,亦稱爲一第一複 數晶片。 爲了產生追蹤模式誤差訊號,代表原始訊息的晶片序列 - 29- 本紙張义度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) -____B7 五、發明説明(27 ) 軟性估計須與代表對應原始訊息的晶片序列硬性估計作一 比較。因此’爲了後得代表原始訊息的晶片序列硬性估 计’首先必須後得代表原始訊息的碼符號硬性估計。藉在 傳送备執行一複製沃爾什覆蓋的方式執行沃爾什覆蓋,從 代表原始訊息的碼符號硬性估計可獲得所要求代表原始訊 息的晶片序列硬性估計。由此,執行轉換輸出晶片序列 一(η) 3 09成一代表原始訊息的碼符號軟性估計,及獲得一 碼符號硬性估計的一門檻或切割操作,及最後轉換碼符號 硬性估計成一適合比較輸出晶片序列3〇9的沃爾什晶 片序列硬性估計。 如前所述’在接收器中系統3 〇 〇操作的,,決策導向,,,或 追縱模式時期間,從Ρ Ν解擴張器3 〇 8輸出的晶片序列解多 工入DEMUX資料紀元3 1 2的1 6並聯輸出。Ν晶片沃爾什解 覆蓋3 1 4在DEMUX資料紀元3丨2輸出的各丨6並聯晶片序列 再執行操作以移除由接收晶片序列的N晶片沃爾什覆蓋 2 1 8及晶片位準加法器2 2 4的影響,如此N晶片沃爾什解 覆盖3 1 4的1 6並聯輸出即在與原始訊息相符的軟性估計形 式。 如圖3的系統3 0 0中所見,ν晶片沃爾什解覆蓋3 1 4提供 並聯符號切割器3 1 8包括與原始訊息相符的碼符號軟性估 计的1 6並聯輸出。並聯符號切割器3 1 8在由ν晶片沃爾什 解覆盍3 1 4接收到的1 6並聯軟性估計上執行一門摇或切割 操作,並聯符號切割器3 1 8的1 ό並聯輸出因此成與原始訊 息相符的碼符號硬性估計。並聯符號切割器3 1 8的1 6並聯 _____ -30- 本紙張足度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 561746 A7 B7 28 五、發明説明( 輸出透過N晶片沃爾什覆蓋3 2 0,晶片位準加法器3 2 2及 P N擴張器3 2 4處理以轉換並聯符號切割器3 1 8的輸出碼符 號硬性估计成一代表原始訊息的晶片序列的硬性估計。n 晶片沃爾什覆蓋3 2 0,晶片位準加法器3 2 2及p N擴張器 3 24執行與傳送器中系統2〇〇的N晶片沃爾什覆蓋218,晶 片位準加法器2 24及PN擴張器2 2 6所各別執行的相同函9 數。P N擴張器3 2 4的輸出因此係一與原始訊息相符的晶片 序列硬性估計,本發明中,此與原始訊息相符的晶片序列-的硬性估計亦稱爲一第二複數晶片。 不過’透過N晶片沃爾什覆蓋3 1 4,並聯符號切割器 3 1 8 ’ N晶片沃爾什覆蓋3 2 0及晶片位準加法器3 2 2的操 作’在P N擴張森3 2 4輸出的晶片序列硬性估計引進一 n晶 片間隔的延遲(即間隔的延遲(即N*Tc)。因此,在p N擴張 器3 2 4輸出的晶片序列硬性估計係與一(n )相反的晶片序列 一[n-N] 325。須注意N係沃爾什函數矩陣的階,在本發明的 現有實例中是1 6。不過,本發明的其他實例中,N等於6 4 或1 28,其例子中引進輸出晶片序列一[n_N] 325的延遲各別 是64或128晶片間隔。 如圖3所見,將該與原始訊息相符的延遲期望輸出晶片 序列」n-N] j25提供至追縱模式誤差訊號產生器方塊326。 爲了應用一適應演算法,例如LMS演算法,以產生一合適 誤差訊號及適應適應晶片率LE 306的附加權,追蹤模式誤— 差訊號產生器方塊3 2 6必須比較延遲期望輸出晶片序列 」n-N] 325與適應晶片率LE 306的實際輸出晶片序列的延遲 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公發) 561746 A7 B7 五、發明説明(29 ) 版本。如前所述,由於傳送器FlR23〇, ^訊通道及接收 FIR 302引起的實際ISI數量係一時間函數,該期望輸出必 須與同-晶片間隔相符的實際輸出作_比#。因此,適應 晶片率LE 306的實際輸出晶片序列」n) 3〇9藉由1^晶片延遲 而在與延遲期望輸出晶片序列」n_N] 325比較前即造成延 遲實際輸出」n-N] 311 〇 追縱模式誤差訊號產生器方塊3 2 6執行延遲實際輸出與 延遲期望輸出的比較,以產生饋入適應晶片率LE 3〇6的追 縱模式誤差訊號3 1 5。追蹤模式誤差訊號3丨5與圖4的追蹤 模式誤差訊號4 1 5相同,如圖4指明,提供追蹤模式誤差 訊號415至不同的附加權uG(n),Ul(n)sUm ι(η)以調整其各 別値用以適應等化器的反應。 可利用此技藝熟知的不同演算法產生追蹤模式誤差訊號 3 1 5,例如,可使用一最小均方(LMS)演算法。如前所 述,L M S演算法的一目的即將適應晶片率LE 306的延遲期 望輸出晶片序列一[η-Ν] 325與延遲實際輸出晶片序列」η_Ν] 3 11比較後造成的均方誤差(MSE)減至最低。根據均方誤差 對適應晶片率LE 306的附加權進行若干快速反覆及調整, 該L M S演算法收斂,即均方誤差接近一常數。 如前所述,根據L M S演算法,如圖4中適應晶片率LE 406的詳細説明,適應晶片率LE 306的附加權値計算如 下: uk(n+l)=uk(n)+一xk(n)e*(n) 公式(2 ) 當xk(n)=x(n-k),k係一介於0及m - 1的整數; 32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 561746 五、發明説明(30 ) A7 B7 -—---- 當 e(n)=一[n-N]-一[n-N];及 m-1 3η)ϋ(η)〜⑻ k = 〇 而此處—係一常數。 其中uk(n)係圖4中在晶片間隔η的適應晶片率LE 406的附加 權,其中jn-N]係」η-Ν] 325而一〇Ν]係圖3的」n-N] 311 〇 如前所述,選定常數_以便控制在連績反覆中附加權間的 變化,期望能利用.値的改變以達成一更快的轉換及一更 低的均方誤差。須注意在操作的追蹤模式期間,e ( n )係在: 晶片間隔η的追蹤模式誤差訊號及e ( η)與圖3中追蹤模式誤 差訊號315相同(或圖4中追蹤模式誤差訊號415)。 因此,藉由加上各別現有附加權與常數,對應輸入値 x〇(n),xjn)至Xm.Jn)及誤差訊號e(n)的乘積,各現有附加 權uG(n),uKn)至Umq (n)調整至一對應新附加權U()(n+1), Kn+l)至UnCn+l)。當適應等化器3 〇 6企圖將誤差訊號e(n) 收斂並減至最小時,在一程式迴路的每一晶片間隔T c重覆 一次公式(2 )的反覆過程,一達到收斂,適應演算法凍結 附加權直到誤差訊號e ( η )超過一可接受位準或從傳送器又 送出一新訓練導引晶片序列。如在操作的訓練模式中,取 代L M S演舁法,爲了在操作的訓練模式期間減少〖$ I的影 響可用其他適應演算法以適應適應晶片率Le 306的附加 權。除開L M S演算法,可用於操作的訓練模式中以作爲適 應演算法的另一例即R L S演算法。 如圖3的典型系統3 00所見,提供Ν晶片沃爾什解覆蓋 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 561746 A7 _______B7 五、發明説明(31 ) 314的16並聯輸出至一 16對一多工器Μυχ 3ΐ6,Μυχ 316 多工N晶片沃爾什解覆蓋3 1 4並聯提供的丨6碼符號的一至 通道解交錯器3 2 8,其交替提供輸出至解調器33〇。最 後,解碼器3 3 4由調變解交錯器332接收其輸入且在其輸 出提供解碼資料位元3 4 2。通道解交錯器3 2 8,解調器 3 3 0,調變解交錯器3 3 2及解碼器3 3 4的結構及功能爲此 技#所熟知。這些模組,即系統3 〇 〇的通道解交錯器一 328’解調器330,調變解交錯器332及解碼器334的結合一 效果’係用以反系統2 0 0的編碼器2 0 4,調變交錯器· 2 0 6,調變器2 0 8及通道交錯器2 1 〇的結合效果。系統3 0 0 的最後輸出,即解碼資料位元3 4 2,應理想地與圖2中在 系統2 0 0輸入的資料位元2 0 2相同。 由以上説明明顯看出,可利用不同的技術,在不偏離本 發明的範圍下實行其概念,而且,當本發明特定參考相關 實例用以説明時,熟知此技藝的一般人士明白可在形式及 細節上改變也不偏離本發明的精神與範圍。例如,代替在 每一晶片間隔上適應適應晶片率LE 306的係數,每一 N晶 片間隔可適應係數一次。在典型系統3 0 0中,此意即1 6晶 片取代單一晶片時,在公式(2 )的追蹤誤差訊號e ( n )係 e(n)=_[n-N]-jn-N]間的差總和,因此’ e ( η )在每1 6晶片間 隔產生,對應1 6晶片-位準差的總和。明顯地,由於誤差 _ 訊號e ( η )代表1 6晶片位準"誤差”,其數量將會更大。不一 過,由於常數—係一小値,公式(2 )仍可適當地應用爲適應 晶片率LE 306每1 6晶片間隔一次得到新附加權。 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公爱:) 561746
五、發明説明(32 而且£可了解死明的實例係爲各方面考慮爲說明 限制綱,也可了解本發明並不限定此處說 : 替換。 纟^的範圍下作許多再配置,修改及 因此’完成用於沃爾什覆蓋調 及裝置的說明。 &、·泉性寺化的方法 -35-
Claims (1)
- Mim€ 8 8 8 8 A B c D \ - 第090丨i 0635號專利申請案 I 中痛申:議專利範圍替換本(92牟9月、 六、申請專利範圍 1 · 一種用於適應等化之方法,包括以下步驟: 供應複數個訊號至一等化器用以產生對應該複數個訊 號之複數個晶片之軟性估計; 產生複數個並聯符號之軟性估計,其對應該複數個晶 片之軟性估計; 對該複數個並聯符號之軟性估計應用一切割操作以產 生該複數個並聯符號之硬性估計; 製造遠複數個晶片之硬性估計,其對應該複數個並聯 符號之硬性估計; 比較該複數個晶片之軟性估計與該複數個晶片之硬性 估計以產生一誤差訊號,用以適應該等化器對於該複 數個訊號之反應。 2.如申請專利範圍第丨項之方法,其中該供應步驟包括藉 由一傳送濾波器經一通訊通道傳送該複數個訊號至一 接收濾波器,該接收濾波器供應該複數個訊號至該等 化器。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法,其中該產生步驟包括使 用一 N晶片沃爾什解覆蓋。 4·如申請專利範圍第3項之方法,其中該N晶片沃爾什解 覆蓋係由1 6晶片沃爾什解覆蓋,64晶片沃爾什解覆蓋 及1 2 8晶片沃爾什解覆蓋組成之群組中選取。 5.如申請專利範圍第1項之方法,其中該製造步驟包括使 用一 N晶片沃爾什覆蓋,一晶片位準加法器及_ pN擴 張器。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)6.8. 篕1:專1祀圍第5項之方法,其中該n晶片沃爾什覆 曰ti、 1 6曰曰片沃爾什覆蓋,6 4晶片沃爾什覆蓋及1 2 8 曰曰片沃爾什覆蓋組成之群組中選取。 如申請專利範圍第1項之方法 等化器之乘數之附加權。 其中該誤差訊號適應該 -種用:適應等化之方法,包括以下步驟: 。i、應複數個机號至_等化器用以產生對應該複數個訊 號之第一複數個晶片; 產生對應複數個晶片之複數個符號; 製造對應該複數個符號之第二複數個晶片; 使用忒第-及第二複數個晶片應用一演算法以產生一 誤差訊號’用以適應該等化器對該複數個訊號之一反 應0 9.如申請專㈣圍第8項之方法,其中該供應步驟包括藉 一傳达滤&器經一通訊通道傳送該才复數個i號至一接 收;慮波器,5亥接收渡波器供應該複數個訊號至該等化 器。 10. 如申請專利範圍第8項之方法,其中該產生步驟包括使 用一 N晶片沃爾什解覆蓋。 11. 如申請專利範圍第10項之方法,其中該N晶片沃爾什 解覆蓋係由1 6晶片沃爾什解覆蓋,64晶片沃爾什解覆 蓋及1 2 8晶片沃爾什解覆蓋組成之群組中選取。 12. 如申請專利範圍第8項之方法,其中該製造步驟包括使 用至少一符號切割器,一N晶片沃爾什覆蓋,一晶片位 -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 準加法器及一p N擴張器。 I3::"利,第12項之方法,其中該N晶片沃爾什 糸由1 6晶片沃爾什覆蓋,6 4晶片沃爾什覆蓋及 128晶片沃爾什覆蓋組成之群組中選取。 14·:申:"利範圍第8項之方法,其中該誤差訊號適應該 寺化器之乘數之附加權。 15· 一種用於沃爾什覆蓋調變之適應線性等化之方法,包 括以下步驟: (a) 供應複數個訊息資料位元至一傳送器; (b) 在該傳送器將該複數個訊息資料位元編碼成複 數個碼符號; (c) 在孩傳送器將該複數個碼符號轉換成一原始複 數個沃爾什覆蓋晶片序列; (d) 藉該傳送器將該原始複數個沃爾什覆蓋晶片序列 經通訊通道傳送至接收器; (e) 藉该傳送器在提供接收複數個沃爾什覆蓋晶片 序列至該接收器之等化器,該複數個沃爾什覆蓋晶片 序列對應該原始複數個沃爾什覆蓋晶片序列; (0 由該等化器決定該原始複數個沃爾什覆蓋晶片 序列之軟性估計; (g) 在該接收器轉換該原始複數個沃爾什覆蓋晶片 序列之軟性估計成該複數個碼符號之軟性估計; (h) 在該接收器從該複數個碼符號之軟性估計決定 該複數個碼符號之硬性估計; -3- 本紙張尺:適用中國國家標準(CNS) A4規格(21GX297公釐) ——" 561746申請專利範圍(i) 在該接收器從該複數個碼符號之一硬性估計製 造該原始複數個沃爾什覆蓋晶片序列之一硬性估計; (j) 在該接收器藉比較該原始複數個沃爾什覆蓋晶 片序列之硬性估計與該原始複數個沃爾什覆蓋晶片序 列之軟性估計產生一誤差訊號; (k) 利用該誤差訊號適應該等化器對該接收複數個 沃爾什覆盍晶片序列之一反應。 16·如申請專利範圍第1 5項之方法,其中該等化器包括複 數個單元延遲元件,各該複數個單元延遲元件引起一 晶片間隔之延遲。 17. 如申請專利範圍第1 5項之方法,其中該等化器包括對 應各別複數個乘數之複數個附加權,該複數個附加權 藉各晶片間隔中之誤差訊號加以適應。 18. 如申凊專利範圍第1 5項之方法,其中藉使用一解多工 器及一 N晶片沃爾什解覆蓋執行步驟(g)。 19·如申請專利範圍第1 5項之方法,其中步驟(h)包括使用 複數個並聯符號切割器。 2〇·如申請專利範圍第1 5項之方法,其中步驟(i)包括使用 一 N晶片沃爾什覆蓋。 21·如申請專利範圍第1 5項之方法,其中步驟(j)包括使用 一最小均方演算法產生該誤差訊號。 22·如申請專利範圍第! 5項之方法,其中步驟)包括使用 一遞歸最小平方演算法產生該誤差訊號。 23· —種接收器,包括·· -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公董) 561746—A8 B8 C8。。一等化器具有一輸入配置以接收複數個訊號,該等化 裔具有一輸出配置以產生對應該複數個訊號之第一 數個晶片; 一 N晶片沃爾什解覆蓋配置成產生對應該第一複數個 晶片之複數個符號之一軟性估計; 苻號切割器配置成產生該複數個符號之硬性估計, 其對應該複數個符號之軟性估計; 一N晶片沃爾什覆蓋配置成產生第二複數個晶片,其 對應該複數個符號之硬性估計; 一追蹤模式誤差訊號產生器配置成使用該第一及第二 複數個晶片應用一演算法以產生一追蹤模式誤差訊 號’用於適應該等化器對該複數個訊號之一反應。 24·如申請專利範圍第2 3項之接收器,其中該等化器之輸 入從接收渡波器接收該複數個訊號,而其中該接收 器經一通訊通道連接至一傳送器。 25·如申請專利範圍第2 3項之接收器,其中該N晶片沃爾 什解覆蓋係由1 6晶片沃爾什解覆蓋,64晶片沃爾什解 覆蓋及1 2 8晶片沃爾什解覆蓋組成之群組中選取。 26.如申請專利範圍第2 3項之接收器,其中該N晶片沃爾 什覆蓋係由1 6晶片沃爾什覆蓋,6 4晶片沃爾什覆蓋及 1 2 8晶片沃爾什覆蓋組成之群組中選取。 27·如申請專利範圍第2 3項之接收器,其中該追蹤模式誤 差訊號適應該等化器中之乘數之附加權。 28.如申請專利範圍第2 3項之接收器,其中該等化器包括 -5- 本紙張尺度適财S S1家標準(CNS) A4規格(210X 297公羡)---- 5617d6H 修A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 複數個單元延遲元件,各該複數個單元延遲元件引起 一晶片間隔之延遲。 29·如申請專利範圍第2 3項之接收器,其中該等化器包括 對應各別複數個乘數之複數個附加權,該複數個附加 權藉各晶片間隔中之誤差訊號加以適應。 30. 如申請專利範圍第2 3項之接收器,其中該演算法係一 最小均方演算法。 31. 如申請專利範圍第2 3項之接收器,其中該演算法係一 遞歸最小平方演算法。 -32. —種接收器,包括: 一等化器配置成接收複數個訊號; 一沃爾什覆蓋配置成產生對應該複數個訊號之複數個 一誤差訊號產生器配置成產生對應該複數個晶片之一 追蹤模式誤差訊號,該追蹤模式誤差訊號適應該等化 器對該複數個訊號之反應。 33. 如申請專利範圍第3 2項之接收器,更包括一沃爾什解 覆蓋配置成產生對應該複數個訊號之複數個符號之軟 性估計。 34. 如申請專利範圍第3 2項之接收器,更包括一符號切割 器配置成產生對應該複數個訊號之複數個符號之硬性 估計。 35. 如申請專利範圍第3 3項之接收器,更包括一符號切割 器配置成產生對應該複數個符號之軟性估計之複數個 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 561746 8 9¾1 9 —.Η .—i Jr i.. 8 8 8 8 A B c D 申請專利範圍 符號之硬性估計。 36.如申請專利範圍第3 5項之接收器,其中該符號切割器 提供該複數個符號之硬性估計至該沃爾什覆蓋。本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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