TWI272807B - Apparatus and method for error propagation reduction in a decision feedback equalizer - Google Patents

Description

1272807 一一， ， 」Γ /Ί 更'，正#杨..則 ^ 九、發明說明： ' 【發明所屬之技術領域】 本發明已在04/15/2004申請美國案優先權，案號u.s· 6〇/562485。本發 明係有關於數位通訊系統中的適應性等化器，尤其是有關於降低錯誤蔓延 (errorpropagation)的方法和裝置。 【先前技術】 在無線通吼系統中，傳輸訊號x(n)除了受到雜訊干擾，也會因傳輸通 _ 道的多路徑干擾效應（multipathinterference)而失真。於是等化器就是為了 消除這些干擾，還原傳輸訊號χ(η)而設計。 '' 第1圖係為一習知適應性等化器。該適應性等化器1〇〇中包含一前授 等化=102，-回授等化器104，以及一加法器、觸。一輸入訊號r⑻被^ 送至前授等化器102，所產生的輸出結果傳送至加法器1〇8，與回授等化器 1〇4的輸出結果相加而得到一等化訊號q⑻。其中n代表時間。決策單元 106根據該等化訊號q⑻產生一決策訊號d⑻以做為原始傳輸訊號难)的估 計值。該決策訊號d(n)接著被回授到回授等化器1〇4巾。該*策單元1〇6 T以是-種分切器（slicer)，用來將適應性等化器1〇〇中的等化訊號咖) 分級為固定的階數。分切的意義就是將連續的數值轉換成最接近原值的離 散階數。 •在第1圖中，回授等化器104係為Μ個單元的有限脈衝響應（馳e impluse response)過濾器，每個單元包含一暫存器刚2，一回授等化係數 1044 ’ -乘法裔1〇46 ’以及一加總單元麵。一般來說，暫存器讀是 一種平移暫存器（sMregister)。決策訊號d⑻被傳送至暫存器麗中。 第1個乘法器1046將第1個暫存器麗的值Sl，與第i個回授等化錬腦 ^值，相乘。加總單it 1G48每所有乘法器觸的輸出結果相加。相同的， W授等化器102亦是-個有限脈衝響應過渡器，包含對應的複數前授等化 0758-A31537TWF1 5 1272807

月自修(更)正替換頁I 係數平私暫存為，乘法器和加總單元。所有前授等化係數和回授等化係 數的集合即統稱為等化器係數。 _^錯誤f延現象，是目前回授等化器常見的主要的問題。如第1圖所示， 102 γ lT^#|f-f-^(precursorintersymbol interference) » 如尚未侧的符元，而回授等化器1〇4藉決策訊號d⑻抑制了後兆符際干 擾_t_nmei"Symbd interf_ee)，例如雜已侧符元。因此，任 何有錯誤的決策訊號d⑻皆會在決策單元觸中產生額外不應有的後兆符 Rr、干擾’，遵it步產生更大的錯誤決策訊號d⑻，導致所謂錯誤蔓延效 應’影響雜H號。當觸通道是多路㈣道時，這輯況會更加嚴重。 第2圖係為-通道響應，以及兩個迴音脈綱隔—延遲時間 係數基本上是透過最小狀（LMS) 法遞迴地錢，叫似傳、= 響應。因此產生對應兩個迴音脈衝的兩個主要係數。其餘等化 ^ 次要係數，具«小社數陳，—絲說是近挪心如第% = 區間204包含-主要係數。因該主要係數的相對量值較高，當儲 :在暫存$1042巾’對應社·數的絲鶴咖發生錯 果將對賴料諸㈣果造成狂麵舰餘谓， 延。因《了確㈣紐等化_執彳概，有必要設 ^= 中的錯誤蔓延。 寺化益 在許多應财’包含触電視純，傳輸通道通常是多職型態 3數個稀ίυ布的IQ θ麵。在賴情況下，接收端的適雜等化器在進 入收敛期之後，只會剩下少數非零的等化器係數，稱為主要係數，而其他 收敏到近乎零的係數，稱為次要餘。—般練，主要餘的量值遠大於 次要健，也对這魅要魏有助轉化騎行迴音消除。 【發明内容】 ，可降低錯誤蔓延 本發明之實關之-，提供—餘線通訊接收器 0758-A31537TWF1 6 l272807 i權—; 前化器，-回鮮化器，—加㈣，—量化U誤修正解 馬及-計算單元。該前化器可接收—輸人織並儲存於複數第 暫存益，亚根據該輸入訊號和對應的複數前授等化係數，產生—第 ιιιζτι^ T專化絲’產生ϋ化峨。該加法料加總該第—和第 :虎，並產生-第三等化訊號。該量化器可接收該第三等化訊號，產生_ 魏訊號。該錯誤修正解顯可触鄕三#化訊號，產生—解碼訊號。 該計算單元計算—整合結果，用以更新該等第二暫赫其中之_具錄大 回授等化絲值者。射輕合絲餘據該第三雜域，該量化訊號， 以及該解碼《穩。雜合結果可叹該第三#化訊號，該量化訊 以及該解碼訊號的-線性函式。該線性函式可以是包含三個權重係數，^各 用以對應減該第三等化訊號’婦化喊以及轉碼職。該三個權重 可以疋非負實數，總和S卜該無線通訊接收器可以更進—步包含一品質指 示器，用以測定-通道品質。其中該等權重係數係根據該通道品質而 其中該品f指示n可以是根據轉前授等化係數巾—第—♦值以及該等回 授等化係數t-第二峰值來判定該通道品質。該通道品質可以是該第一峰 值和該第二峰值的比值。該錯誤修正解碼器可以是—維特比（vi祕）解碼 器。該量化器可以是一分切器（Slicer)。 本發明另-實施例-降低錯誤蔓延的方法，用於_等化器，該等化器 包含-前授等化器和-回授等化H，該降低錯誤蔓延的方法包含下列; 驟。首先，等化(equalizO-輸入訊號，產生一等化訊號。接著量化（轉㈣ 麟化域Us化錢。最後解碼（errOT deeGde)該量化訊號，產 生-解碼訊號。更進-步的可以根據—通道品質以及_線性函式，該第三 等化訊號，該量化訊號，以及該解碼訊號加總成一整合結果，其中該通道 品質決賴第三等化喊，該量化訊號，以及鱗碼訊號在該線性函式中 的權重比例。最後將該整合結果寫人翻授等化器帽應係數最大的一暫 0758-A31537TWF1 7

1272807 ^ 存器。 【實施方式】 觀^圖係為本發日_例之—的錯辦延降健置。該舰性等化突 =、弟丨_同，包含前鮮化器1G2，職等化謂和加^ =性等化器则輸出-等化訊號㈣。該量化器丨 魏

d，(n) °她於等化訊號咖，量化訊= 的下诚w 罪又可罪度在此反映出將—訊號還原成原始傳輸訊號雄、

J 110 (Vitobi) ^ .^#"(cmdidates^b〇i)^^ 精者回_存活路徑’計算出時間點η·Η的第一解碼 通訊接收剛處理。Η代表存活路徑的長度，對應—段延遲時間= Ϊ^ΓηΤ^ 5 ° 付=錯為’ Η通吊設得报大，使得第—解石馬訊號ρ⑻的翻延遲過久而無法 及=應用於回授等化盗顺。除了基於以Η長度為基礎的存活路徑之外， 第一解馬减ρ (η)根據基於長度h為基礎的存蹄徑而產生，立中該^

小於Η。藉此第二解碼訊號p，⑻的延遲可以縮短，而同時其可靠度仍然優 於罝化訊號d’(n)。 第4圖係為等化訊號q⑻，量化訊號d，⑻，以及第二解碼訊號卿目 對於通道品質的可靠度分布圖。通道品質並不是唯—影響訊號可靠度的因 素等化Λ號q(n) ’量化訊號d，⑻和第二解碼訊號p，⑻的所有可能的可靠 度曲線=了區間402，404和406。對習知人士而言可明顯判斷通道品質 何時足夠n在域412巾，ϋ解碼的優勢，格形解碼器UG提供的結果 相較於其他單元更為可靠。當通道品質降低，關範圍414，袼形解碼器 110的效月b亦劇降’相對的，量化訊號d，⑻和等化訊號咖仍'然維持實用 0758-A31537TWF1 8 1272807 ’十月正娜 -V · v

t可靠度。當通道品質低於某一範圍仙，則量化訊號d，⑻的可靠度亦劇’ 降，只有等化訊號q⑻仍然保持穩由第4圖可知，啊參考ς 可得到比僅使用單一訊號還好的可靠度。 A /回授等化器104中的錯誤蔓延與暫存器觸中社要係數有报高的相 關係’尤其是具有最大強度(magnitude)值者。訊號$是對應回授等化係數 Q’儲存在第i個移位暫存器中，具有最大強度值者。增加訊號S1的可靠度， 可有效降低錯誤蔓延。第3圖中的計算單元12G，係用來計算—整合結果 以更新該第i個位移暫存器的值。該整合結果s，係結合該等化訊號=量化 ^ 訊號以及該第二解碼訊號而得。 〃第5圖係為本發明實施例之一的計算單元。其中該第二解碼訊號的匕 係^於i的值。在本實施例中，整合結果s，係透過該等化訊號_)，該量 化浚號d(n-i)和忒第二解碼訊號p，(n_i+h)的線性組合而得，如下式： s}-^^i) + a2^Xn^) + a^pXn^i + h) ⑴ · 其中a2，如是權重係數，皆為非負值，總和為i。本實施例中的計 算單元500包含一第一延遲線502，一第二延遲線504，三個乘法器506， 5^8和510’ -加總單元512，一延遲線514，以及一品質量測單元別。該 帛-延遲線502接收並延遲該等化訊號q㈤，產生一等化訊號咖的。該第 響巧，線搬接收並延遲該量化訊號d，⑻，產生另一量化訊號d，㈣。這 三個等化訊號q㈣，量化訊號d，㈣和s，⑻無等觀係數力，七，々 在，法器506，508和510中相乘，並在加總單元512中完成線性組合。加 總單元512的輸出進一步被加總單元512延遲，產生該整合結果s，，用以 更新回授等化器104中的第i個暫存器1〇42的值。 本貫施例中的該等權重係數ai，私，的，係可根據一品質量測單元52〇 產生的通道品質Qc而動態調整’進而使線性組合的結果維持在最高可靠 度’使錯誤蔓延降到最低。以第4圖為例，如果通道品質&很高，則令(叫， 屯’皆（0，0，1)，完全仰賴可靠度最高的第二解碼訊號p，⑻。如果通道 0758-A31537TWF1 9 1272807 951 7 . 2 6 , 仏..:Ί • > 品質Qc不高也不低，則令(別，a2，a# (0·5，0·5，〇)，因第二解碼訊號ρ，⑻ 在此情況下完全不堪用。如果通道品質Qc相當低，則令(ai，a2，a3)=(l，0， 〇)，因此時等化訊號q⑻是最佳的可靠度依據。需注意如果i小於第二解碼 訊號p’(n-i+h)中的h，則第二解碼訊號p’(n-i+h)就成為無效值，因為該時間 點是屬未來，訊號尚未產生。在此情況下，第1式計算整合結果s，的方法 改成下式： s' = αλ -q{n-i)-\-a2 -d\n-i) ⑺ 第6圖係為本發明另一實施例的計算單元。本實施例中，計算單元6〇〇 φ 中包含乘法器5〇6和508，一加總單元512，一延遲線516，以及一品質量 測單το 520。只有g⑻和量化訊號d，⑻被採用，搭配權重係數七，叱，經由 乘法器5〇6 ’ 508和加總單元512 #運算進行線性組合。加總單元512的輸 出進-步受延遲線516延遲而產生整合結果s，，用來更新該回授等化器1〇4 中第i個暫存器1042的值。 、本實施例中的鱗權重絲ai，a2，係可根據—品質量測單元52〇產生 的通迢品質Qeffiil祕機’進而使線性組合的結果轉在最高可靠度，使 錯誤蔓延降到最低。以第4_例，如果通道品fQe报高，則令(心)=(〇, 1)，完全仰賴可靠度最高的量化訊號d，⑻。如果通道品質不高也不低， 則令(ai甘（0.5 ’ 0.5) ’因兩者的重要性报難比較故獅各一半。如果通 道品質Qc相當低，則令(a 仁n 靠度依據。 0 〇)’因此日4化訊號q⑻是最佳的可 參考第2圖，-位於回授區間綱中的強迴音 前授區_中的主路徑，= 品料級。齡之，通道品質 :減以及回授等化係數謝的最大值-的比值 ~二“ Q=j通道品f Q。為為高品質，相對的，當該比值低 执腿，Qe為低品f。介於％和蚊帽射間品質。 0758-A31537TWF1 !272807 秦 jay 2j — 年月e修(更)正替換頁

藉等化訊號q(n)，量化訊號d，(n)和第二解碼訊號p，(n)搭配可調整權重 係數的線性組合，選擇較佳可靠度，並更新回授等化器中具有最大值的第i 個暫存器，錯誤蔓延現象可被有效降低。至於回授等化器中其餘暫存器的 值’可以是量化訊號d’⑻或第二解碼訊號p，⑻所回授而得，也可以是計算 早兀500或計算單元6〇〇中加總單元512的輸出值。回授等化器1〇4中的 暫存器刚2是位移暫存器。對計算單元500而言，加總單元512的輸出傳 运到回授等化ϋ 1〇4巾第h她移暫存器。對計算單元_而言，加總單 凡512的輸出被傳送到回授等化器1〇4中第一個位移暫存器。加總 中的值將隨著時間平移到第灣存II，而達到本發明的效果。 、、第7圖係為本發明實施例之一，在回授等化器中進行錯誤蔓延降低方 ^告圖。在步驟7〇2中，一等化器包含一前授等化器和一回授等化器， 等化輸入。賦’產生一等化喊。在步驟7()4巾，量化該等化訊號，產 生一量化訊號。在步驟中，-錯誤修正解端，解碼該等化訊號，產 生-解碼職。在步驟巾，該等化職，量化減和解碼訊號搭配可 根據該值更新對細授等化係數強度中最大值的_暫存器。

^ rrt實施例e錢本發明之諸多特色。本發_啸佳實施例 ^太恭广、並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不 照規定所提之分段桿題並不用===更動與潤飾。此外本說明書依 中所提未必内容所述之顧，尤其是背景技術 徵 所界定者為準 新賴性、進步性以及保護範圍當視後附之申請專利範圍 0758-A31537TWF1 1272807 :3 τΤ-

【圖式簡單說明】 第1圖係為一習知適應性等化器； 第2圖係為一通道響應，以及兩個迴音脈衝間隔一延遲時間； 第3圖係為本發明實施例之一的錯誤蔓延降低裝置； 第4圖係為等化訊號等化訊號q⑻，量化訊號d，(n)，以及第二解碼訊 號P’(n)相對於通道品質的可靠度分布圖； 第5圖係為本發明實施例之一的計算單元；

第6圖係為本發明另一實施例的計算單元；以及 弟7圖係為本發明實施例之一的錯誤蔓延降低方法。

【主要元件符號說明】 100〜適應性等化器； 104〜回授等化器； 1044〜回授等化係數； 1048〜加總單元； 108〜加法器； Π6〜量化器； 202〜前授區間； 500〜計算單元； 504〜第二延遲線； 512〜加總單元； 520〜品質量測單元； 102〜前授等化器； 1042〜暫存器； 1046〜乘法器； 106〜決策單元； 110〜格形解碼器； 120〜計算單元； 204〜回授區間； 502〜第一延遲線； 506'508、510〜乘法器； 514、516〜延遲線； 600〜計算單元。

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Claims (1)

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;...輕'灣.¾ 十、申請專利範圍： L- 1.-種無線通訊接收器，可降低錯誤蔓延，包含： 刖杈等化為，用以接收一輸入訊號並儲存於複數第一暫存器，並根 補和對應的複數前授等化係數，產生一第一等化訊號； ^回授等化為，用以根據複數第二暫存器中儲存的值以及對應的複數 回授等化係數，產生_第二等化訊號； 2法為’用以加總該第—和第二等化訊號，並產生一第三等化訊號； 里化為’用以接收該第三等化訊號，產生一量化訊號； 錯机正解碼為，用以接收該第三等化訊號，產生一解碼訊號；以 及 曰一计异早70 ’計算一整合結果，用以更新該等第二暫存器中對應具有 2大回授等化魏強度值者；其巾雜合絲係根據該 第三等化訊號，該 i化δίΐ號’以及該解碼訊號線性組合而得。 2·如申明專利範g第1項所述之無線通訊接收器，其中： 該整口、、、。果係為该第二等化訊號，該量化訊號，以及該解碼訊號的一 線性函式； 麟)±函式包含二個權重係數，各用以對應相乘該第三等化訊號，該 量化訊號以及該解碼訊號；以及 δ玄二個權重皆為非負實數，總和為1。 3. 如申請專利範圍第2項所述之無線通訊接收器，更進一步包含一品質 指不斋’用以測定一通道品質；其中 、 該等權重係數係根據該通道品質而決定。 4. 如申請專利範圍第3項所述之無線通訊接收器，其中該品質指示器， 根據該等刖鮮化雜強度巾-第-峰似韻等回鮮化係數強度中一 第二峰值，判定該通道品質。 5. 如申請專利範圍第4項所述之無線通訊接收器，射該通道品質係為 0758-A31537TWF1 13 1272807 % —95Γ7Γ2 孩----- ;;访楚, 年月日修(更)正替換頁 …6·如中請專利細f丨項所述之無麵訊接㈣，其中該錯誤修正解碼 為係為一維特比（Viterbi)解碼器。 二如申請專利範圍第i項所述之無線通訊接收器，其中該量化器係為一 分切器（Slicer )。 8·—種無線通訊接收器，可降低錯誤蔓延，包含： -則授等化器，用以接收_輪人訊號並齡於複數第—暫存器，並根 據該輸入訊號和對應的複數前授等化係數，產生 · • 二回授等化器，用以根據複數第二暫存器中儲存的值以及龍的複數 回授等化係數，產生一第二等化訊號； 一加法器’肋加總該第-和第二等化職，並產生—第三等化訊號； 一量傾，用以接收該第三等化訊號，產生一量化訊號；以及 -計异單元，計算—整合結果’用以更新該等第二暫存器中對應具有 =大回授等化係數強度值者；其中該整合結果係根據該第三等化訊號，該 量化訊號線性組合而得。 9.如申請專利範圍第8項所述之無線通訊接收器，盆中·· 總合結果縣該第三等化峨，以及該量化訊號的—線性函式； 田該線性函式包含二個權重係數，各用以對應相乘該第三等化訊號以及 該量化訊號；以及 該二個權重皆為非負實數，總和為1。 1〇·如申請專利範圍第9項所述之無線通訊接收器，更進一步包含一品 質指示器，用以測定一通道品質；其中 該等權重係數係根據該通道品質而決定。 11.如申請專利範圍第H)項所述之無線通訊接收器，其中該品質指示 器’根據該等前授等化係數強度中一第—峰值以及該等回授等化係數強度 中一第二峰值，判定該通道品質。 0758-A31537TWF1 14 1272807

12.如申請專利範圍第u項所述之無線通訊接收器，其中該首:所、: 為該第-峰值和該第二峰值的比值。 U貝係 I 斋係為 13·如申請專利範圍第8項所述之無線通訊接收器，其中該量化 一分切器（Slicer)。 里 口口 14.-降低錯誤蔓延的方法，用於-等化器，該等化器包含一前授等化 裔和一回授等化器，該降低錯誤蔓延的方法包含： 、 等化（equalize) —輸入訊號，產生一等化訊號； 量化（quantize)該等化訊號，產生一量化訊號； 解碼（errordecode)該量化訊號，產生一解碼訊號； 根據-通道品質以及-線性函式，該第三等化訊號，該量化訊號，以 及該解碼訊號加總成-整合結果，其巾該通道品f決定該第三等化訊號， «亥i化成號，以及该解碼訊號在該線性函式中的權重比例；以及 將该整合結果寫入該回授等化器中對應係數強度最大的一暫存器。 15.如申請專利範圍帛Μ項所述之降低錯誤蔓延的方法，其中該通道品 貝係為該4授等化器中的最大係數強度和該回授等化器中的最大係數強度 的比值。 0758-A31537TWF1 15 1272807 … 〆 -¾ V .卜:ί-- 年月ό修(更)正替換頁 : 七、指定代表圖： ^ 一~一 (一）本案指定代表圖為··第（3)圖。 (一)本代表圖之元件符號簡單說明： 102〜前授等化器； 1042〜暫存器； 1046〜乘法器； 16〜量化器； 110〜袼形解碼器； 100〜適應性等化器； 104〜回授等化器； 1044〜回授等化係數； 1048〜加總單元； 108〜加法器；

120〜計算單元。 八、本案若有化學式時 ’請揭示最能顯示發明特徵的化學式：

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