用於便攜環境的判決反饋均衡器的製作方法

2023-05-30 18:20:06 1

專利名稱：用於便攜環境的判決反饋均衡器的製作方法
用於便攜環境的判決反饋均衡器 背景 判決反饋均衡器是眾所周知的，而且正在使用。通常，設計這樣的均衡器用於其中 以長靜態或準靜態多徑延遲為主的陸地環境。這些均衡器不適用於諸如用於筆記本和上網 本的可攜式和移動用途。與主要經歷靜態多徑的屋頂天線相比，除靜態多徑以外便攜環境 還頻繁地經歷時變多徑。現有的解調器採用具有較多抽頭的均衡器來均衡長延遲的前驅回 波和後驅回波。然而，這樣的均衡器不適用於均衡長靜態和短動態回波。


隨著以下詳細描述，並參考其中相同標記描述相同部件的這些附圖，要求保護的 主題的實施例的特徵將變得顯而易見，在附圖中 圖1示出根據本技術的實施例用於響應於便攜環境下的時變信道的均衡的示例 性方法； 圖2示出根據本技術的實施例的示例性通信系統； 圖3示出由根據本技術的實施例的圖2的通信系統的信道預估器確認的示例性動 態多徑延遲分布； 圖4示出根據本技術的實施例的均衡器誤差變化與最小均方算法的匹配常數的 關係的示例性分布； 圖5示出根據本技術的實施例的圖2的均衡器的抽頭的示例性位置；
圖6示出計算機系統的一個實施例。 雖然將參考要求保護的主題的說明性實施例繼續進行以下詳細描述，但該主題的 替代物、修改以及變型對本領域技術人員而言將顯而易見。因此，要求保護的主題旨在被廣 義地理解，而且僅如所附權利要求中所陳述的那樣定義。
具體實施例方式
如下詳細討論，本發明的實施例用於提供用於便攜環境下的時變信道的判決反饋
均衡技術。具體而言，分析接收器接收到的信號以識別靜態和動態多徑延遲。進一步，基於 所識別的靜態和/或動態多徑延遲配置均衡器。 在說明書中對" 一個實施例"、"實施例"、"示例實施例"等的引用表明所描述的實 施例可包括特定特徵、結構或特性，但不一定每個實施例均包括該特定特徵、結構或特性。 而且，這些短語不一定指代同一實施例。此外，當結合實施例描述特定特徵、結構或特性時， 認為本領域技術人員知道結合無論是否明顯描述的其它實施例來實現這些特徵、結構或特 性。 首先參考圖l，示出了用於響應於便攜環境下的時變信道的均衡的示例性方法 10。在塊12，接收載波信號。在此實施例中，通過通信模塊的接收器的天線接收載波信號。 在一個示例性實施例中，該載波信號包括高級電視制式委員會(ATSC)信號。在另一示例性 實施例中，該載波信號包括數字多媒體廣播-地面/手持(匿B-T/H)信號。
在塊14，分析所接收的載波信號以識別信號中的靜態多徑延遲和動態多徑延遲中 的至少一個。在一個示例性實施例中，將所接收的偽隨機噪聲(PN)序列與基準序列比較， 以識別靜態和動態多徑延遲中的至少一個。不過，還可構思用來識別靜態和動態多徑延遲 的其它技術。 在此示例性實施例中，靜態多徑延遲對應於由來自多個靜態對象的反射引起的延 遲。另外，動態多徑延遲對應於由來自設置在天線附近的多個移動對象的反射引起的延遲。 在一個示例性實施例中，動態多徑延遲對應於由靠近可攜式數位電視(DTV)接收器平臺的 移動車輛引起的反射引起的延遲。在一個示例性實施例中，靜態多徑延遲對應於由諸如建 築物和/或山脈之類的遠處靜態物體引起的反射。 在塊16，基於靜態和動態多徑延遲中的至少一個配置通信模塊的均衡器。在此示 例性實施例中，該均衡器包括稀疏判決反饋均衡器。在示例性實施例中，預估均衡靜態和動 態多徑中的至少一種所需的均衡器抽頭的數量。此外，將所需數量的抽頭劃分成第一和第 二組抽頭。提供第一組抽頭用於均衡靜態多徑延遲，而第二組抽頭用於均衡動態多徑延遲。 在一個示例性實施例中，確定第一和第二組抽頭中的每一個的位置。 圖2示出示例性的通信系統20。在所示實施例中，通信系統20包括用於發射諸 如附圖標記24所表示的多個載波信號的發射器22。可通過發射信道26將這樣的信號24 發射至通信模塊28。在此示例性實施例中，通信模塊28包括用於接收多個信號24的接收 器30。通信模塊還包括均衡器32。均衡器32用於基本消除由發射信道26和前端電子電 路引起的任何失真。 在此示例性實施例中，接收器30接收到的信號34在時刻k下的採樣輸出由以下 方程表示 h =+
"=碼 (1) 其中x(t)是發射的信號24 ; h(t)是發射信道26的信道脈衝響應；以及 y(t)是接收到的信號34 ;其中y (t)由以下方程表示 y (t) = h (t) *x (t) +n (t) (2) 其中*是巻積運算；以及 n(t)是噪聲或幹擾。 在此示例性實施例中，均衡器32被設計成均衡信道的影響，從而還原所發射的信 號x (t) 24。通信模塊28包括信道預估器36，該信道預估器36用來分析接收到的多個信號 34中的每一個以識別這些信號中的靜態多徑延遲和動態多徑延遲中的至少一個。此外，基 於靜態和動態多徑延遲配置均衡器32。在此示例性實施例中，均衡器32包括稀疏判決反饋 均衡器。然而，可採用其它合適的均衡器。 信道預估器36用於分析所接收的多個信號中的每一個以識別主路徑(即具有最 高功率的路徑)和多徑延遲。在某些實施例中，將所接收的場同步中的偽隨機噪聲(PN)序 列與基準偽隨機噪聲序列相互關聯。可細化、歸一化此相互關聯，還可確定閾值。超過該閾 值的所有峰可表示具有表示主要部分(即主路徑)的最大值的路徑，且該主要部分左邊的 峰被識別為前驅，而該主要部分右邊的峰被識別為後驅。
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—旦識別了主路徑和諸如靜態和動態多徑延遲之類的多徑延遲，可將均衡器32 配置成均衡這些多徑延遲。具體而言，確定均衡靜態和動態多徑所需的均衡器的抽頭數量。 此外，將所需數量的抽頭劃分成第一和第二組抽頭(未示出)。設置第一組抽頭用於均衡靜 態多徑延遲，而第二組抽頭用於均衡動態多徑延遲。這樣的均衡技術便於減少均衡器的矽 面積以及降低功耗。 圖3示出圖2的通信系統20的信道預估器36所識別的示例性動態多徑延遲分布 50。在此示例性事件中，採用了生滅事件(birth-death event)來對諸如靠近像膝上計算 機之類的可攜式數位電視(DTV)接收器平臺的車輛之類的移動物體(未示出)的影響進行 建模。在此實施例中，橫坐標軸52表示時間，而縱軸54表示多徑組成部分的示例性幅度。
在此實施例中，主路徑的基準由附圖標記56表示，而生滅多徑事件由分布58表 示。如圖所示，生滅事件58在相距主徑56T秒的延遲處發生。在此示例性事件中，其出生 在約0. 1秒的時間周期中從約_20dB振幅斜升至約3dB，如附圖標記60所表示那樣。在此 實施例中，使用雷達界面分析以40英裡/小時行車速度通過咖啡店約6英尺高的窗口前的 大移動車輛反射體(例如卡車、巴士等)來確定生滅分布58。假定生滅出現率是對於三車 道，每根車道每小時約2000輛車。 如附圖標記62表示的那樣，振幅保持穩定於3dB約0. 2秒。此外，滅亡從3dB振 幅斜降至0.3秒時的約-20dB。在某些實施例中，生滅出現遵循泊松分布。在此示例性實施 例中，對於室內環境，假定約200納秒的生滅延遲，這對應於反射體位於離通信系統20(參 見圖2)的接收器30 (參見圖2)約60米的距離處。對於約10. 76Msps的ATSC信號速率下 約92. 9秒的碼元持續時間，均衡器32(參見圖2)所需的抽頭數量將會較少。
在某些實施例中，在均衡器32中設置了多個抽頭(未示出)以如上所述地均衡動 態多徑延遲。在一個示例性實施例中，在均衡器32的前饋和反饋部分中設置了多個抽頭以 均衡動態多徑延遲。在一個示例性實施例中，抽頭的數量小於約32。在另一示例性實施例 中，抽頭的數量約為10。因此，可在均衡器32的主抽頭(未示出)周圍設置預定數量的抽 頭，以解決來自諸如轎車、卡車以及路人之類的附近移動物體的時變短多徑延遲。在工作 時，當生滅事件出現時，對應於生滅延遲的抽頭根據生滅事件多徑從零發展至高於主要部 分的值，然後在生滅斜降之後變得可忽略。 在一個示例性實施例中，預估均衡器32所採用的最小均方(LMS)算法的匹配常 數。注意最小均方算法的匹配常數是基於均衡器32的抽頭數量和接收到的信號功率而選 擇的。對於動態多徑延遲事件，隨著抽頭數量增多，匹配常數的範圍變得相對小。因此，對 於時變生滅事件而言，超過特定值則可能失去均衡器收斂(即具有小誤差的均衡器跟蹤)。 因此，對應於動態多徑延遲的抽頭總數量相對小。在此示例性實施例中，在主抽頭附近設置 了少量抽頭以均衡動態多徑延遲。 在此示例性實施例中，基於靜態多徑延遲配置均衡器32。具體而言，設置第一組抽
頭以均衡靜態多徑延遲，其中第一組抽頭的數量至少是約需要被均衡的延遲的數量。此外，
基於主靜態多徑延遲的數量而不是靜態延遲的"長度"確定最小均方算法的匹配常數。在
一個實施例中，動態多徑延遲的匹配常數相對大於靜態多徑延遲的匹配常數。 圖4示出均衡器誤差變化與最小均方算法的匹配常數的關係的示例性分布80。在
所示實施例中，橫坐標軸82表示匹配常數，而縱坐標軸84表示均衡器誤差變化(dB)。具有多個抽頭的常規均衡器的分布由附圖標記86表示，而針對具有較少數量抽頭的可攜式移 動信道而設計的均衡器的分布由附圖標記88表示。如圖所示，可攜式移動信道的均衡器相 比於常規均衡器需要相對較高的匹配常數值。此外，常規均衡器如果遭遇所需的大的便攜 匹配常數，則可能有不可接受的誤差變化增加。 在此示例性實施例中，採用了由於更少的非零抽頭而允許更大的匹配常數值的稀 疏判決反饋均衡器。這有利地改善了收斂程度，並減少了均衡器的運算。在此示例性實施 例中，僅前驅、後驅以及它們的截項位置處的抽頭被設置為非零。此外，設置了主抽頭附近 的幾個非零抽頭以解決動態多徑延遲。在無生滅事件的情況下，主抽頭附近的非零抽頭不 會影響均衡器的總體性能。 在一個示例性實施例中，均衡器響應由以下方程表示
E(z) = H—、z) (1) 其中H(z)是信道傳遞函數。此外，對於一個前驅路徑、一個主路徑以及一個後驅 路徑的示例，均衡器響應由以下方程表示 formula see original document page 7
formula see original document page 7
formula see original document page 7 (4)
其中 (e， te)是前驅；以及
(a ， t a)是後驅。 因此，在該均衡器中存在主抽頭、前驅抽頭、後驅抽頭以及截項抽頭(方程4中的 第四項)。在某些實施例中，根據振幅a和|3的值可忽略二階(方程4中的第五和第六 項)或更高階抽頭。在一個示例性實施例中，約-25微秒時的前驅與約47微秒時的後驅的 截項如下地預估 formula see original document page 7
其中T是64交錯正交調幅(QAM)間隔；以及
T/2約為92. 9納秒。 在某些實施例中，將前驅、後驅以及截項位置附近的幾個抽頭放置在非零處，以解 決靜態多徑延遲上的任何生滅事件的影響。根據生滅延遲估計非零抽頭的數量。在某些實 施例中，非零抽頭的數量約為5。 圖5示出圖2的均衡器32的抽頭的示例性位置100。在此示例性實施例中，前驅 和後驅抽頭102和104分別位於-25微秒和47微秒。前饋部分106間距約為T/2，而反饋 部分108間距約為T。此外，如上所述，截項110間距約為118. 5T。 可將上述通信系統20設置在計算機系統、無線通信器以及手持設備中。圖6示出 計算機系統120的實施例。該計算機系統120包括總線122，多個部件耦合至該總線。在某 些實施例中，總線122包括諸如系統總線、外圍部件快速接口 (PCIe)總線等多個總線的集 合。為說明簡單起見，將這些總線表示為單個總線122，而且應當理解系統120不限於此。 本領域技術人員將理解該計算機系統120可具有任何合適的總線體系結構，而且可包括任 意數量的總線組合。
處理器124耦合至總線122。該處理器124可包括任何合適的處理設備或系統， 包括微處理器(例如單核或多核處理器)、網絡處理器、專用集成電路(ASIC)、圖形處理器 (GPU)、或現場可編程門陣列(FPGA)或任何類似設備。應當注意的是，雖然圖6示出單個處 理器124，但計算機系統120可包括兩個或多個處理器。 計算機系統120還包括耦合至總線122的系統存儲器126。該系統存儲器126可 包括任何合適類型和數量的存儲器，諸如靜態隨機存取存儲器(SRAM)、動態隨機存取存儲 器(DRAM)、同步動態隨機存取存儲器(SDRAM)、或雙倍數據速率DRAM (DDRDRAM)。在計算機 系統120的工作期間，作業系統和其它應用程式可駐留在系統存儲器126中。
計算機系統120還可包括耦合至總線122的只讀存儲器(ROM) 128。 R0M128可存 儲處理器124的指令。計算機系統120還可包括耦合至總線122的存儲設備(或多個存儲 設備)130。該存儲設備130包括任何合適的非易失性存儲器，諸如例如硬碟驅動器。操作 系統和其它程序可存儲在存儲設備130中。此外，用於存取可移動存儲介質的設備132 (例 如軟盤驅動器或光碟驅動器)可耦合至總線122。 計算機系統120還可包括耦合至總線122的一個或多個輸入/輸出(I/O)設備 134。常見的輸入設備包括鍵盤、諸如滑鼠之類的點擊設備以及其它數據輸入設備。此外， 常見的輸出設備包括視頻顯示器、列印設備以及音頻輸出設備。應當理解這些只是可耦合 至計算機系統120的1/0設備的類型的幾個示例。 該計算機系統120可進一步包括耦合至總線122的網絡接口 136。該網絡接口 136 包括能將系統120耦合至網絡的任何合適的硬體、軟體或硬體和軟體的組合(例如網絡接 口卡)。網絡接口 136可經由諸如TCP/IP(傳輸控制協議/網際協議)、HTTP(超文本傳輸 協議)等等之類任何合適的協議通過支持信息交換的任何合適的介質(例如無線、銅線、光 纖或它們的組合)與網絡建立連接。 應當理解的是，圖6中所示的計算機系統120旨在給出此類系統的實施例，而且此 系統可包括任何附加部件，為清楚和容易理解起見已經省略了這些附加部件。例如，系統 120可包括直接存儲器存取(DMA)控制器、與處理器124相關聯的晶片組、附加存儲器(例 如高速緩存存儲器)以及附加信號線和總線。而且，應當理解計算機系統120可不包括圖 6中所示的所有部件。計算機系統120可包括任何類型的計算設備，諸如桌面計算機、膝上 計算機、伺服器、手持計算設備、無線通信設備、娛樂系統等。 在此實施例中，計算機系統120可包括如以上實施例中所描述的通信系統。例如， 計算機系統120可包括用來接收多個載波信號的接收器和用來分析這多個信號以識別這 些信號中的靜態多徑延遲和動態多徑延遲中的至少一種的信道預估器。計算機系統120 還可包括具有多個抽頭的均衡器，其中基於靜態和動態多徑延遲中的至少一個配置該均衡 器。 上述詳細描述和附圖僅僅是說明性而非限制性的。提供它們主要是為了清楚和全 面地理解所公開的實施例，因此不應當根據這些描述理解不必要的限制。本領域技術人員 可設計對本文中所描述實施例的多種添加、刪減以及修改，而不會背離所公開實施例的精 神和所附權利要求的範圍。
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權利要求
一種方法，包括接收載波信號；分析所接收的載波信號以識別所述信號中的靜態多徑延遲和動態多徑延遲中的至少一個；以及基於所述靜態和動態多徑延遲中的至少一個配置均衡器。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述均衡器包括稀疏判決反饋均衡器。
3. 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，配置所述均衡器的操作包括預估所述均衡 器所採用的最小均方(LMS)算法的匹配常數。
4. 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，配置所述均衡器的操作包括 預估均衡所述靜態和動態多徑中的至少一個所需的所述均衡器的抽頭的數量；以及 將所需數量的抽頭劃分成第一和第二組抽頭，其中所述第一組抽頭用於均衡所述靜態多徑延遲，而所述第二組抽頭用於均衡所述動態多徑延遲。
5. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，配置所述均衡器的操作包括確定所述均衡 器的所述第一和第二組抽頭中的每一個的位置。
6. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，包括在所述均衡器的前饋和反饋部分中提 供所述第二組抽頭以均衡所述動態多徑延遲的操作。
7. 如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述第二組抽頭中的抽頭數量小於32。
8. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述第一組抽頭中的每一個的位置基於所 述靜態多徑延遲的延遲長度。
9. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，分析所述接收到的載波信號的操作包括將接收到的偽隨機噪聲(PN)序列與基準序列比較以識別所述靜態和動態多徑延遲中的至少 一個。
10. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述動態多徑延遲對應於由來自設置在所 述均衡器的天線附近的多個移動物體的反射引起的延遲。
11. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述靜態多徑延遲對應於由來自多個靜態 對象的反射引起的延遲。
12. —種通信模塊，包括 用來接收多個載波信號的接收器；信道預估器，該信道預估器用來分析所述多個信號中的每一個以識別所述信號中的靜 態多徑延遲和動態多徑延遲中的至少一個；以及具有多個抽頭的均衡器，其中基於所述靜態和動態多徑延遲中的至少一個配置所述均 衡器。
13. 如權利要求12所述的通信模塊，其特徵在於，所述信道預估器將所述接收器接收到的偽隨機噪聲(PN)序列與基準序列比較以識別所述靜態和動態多徑延遲中的至少一 個。
14. 如權利要求12所述的通信模塊，其特徵在於，所述均衡器包括稀疏判決反饋均衡 器(DFE)。
15. 如權利要求12所述的通信模塊，其特徵在於，所述均衡器包括用於均衡所述靜態 多徑延遲的第一組抽頭和用於均衡所述動態多徑延遲的第二組抽頭。
16. 如權利要求15所述的通信模塊，其特徵在於，所述第二組抽頭包括在所述均衡器 的前饋部分和反饋部分中用於均衡所述動態多徑延遲的預定數量的抽頭。
17. 如權利要求15所述的通信模塊，其特徵在於，所述第一組抽頭中的每一個的位置 基於所述靜態和動態多徑延遲的延遲長度。
18. —種設備，包括 中央處理單元；以及 通信模塊，包括用來接收多個載波信號的接收器；信道預估器，該信道預估器用來分析所述多個載波信號中的每一個以識別所述信號中的靜態多徑延遲和動態多徑延遲中的至少一個；以及具有多個抽頭的均衡器，其中基於所述靜態和動態多徑延遲中的至少一個配置所述均 衡器。
19. 如權利要求18所述的設備，其特徵在於，所述均衡器包括對應於所述靜態多徑延 遲的第一組抽頭和對應於所述動態多徑延遲的第二組抽頭。
20. 如權利要求19所述的設備，其特徵在於，所述設備包括可攜式計算機、無線通信器 以及手持設備中的一種，而且其中所述通信模塊被實現為所述中央處理單元上的軟體。
全文摘要
提供了一種方法。該方法包括接收載波信號並分析所接收的載波信號以識別信號中的靜態多徑延遲和動態多徑延遲中的至少一個。該方法還包括基於靜態和動態多徑延遲中的至少一個配置均衡器。
文檔編號H04L25/03GK101741780SQ200910224570
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月12日 優先權日2008年11月12日
發明者E·崔 申請人:英特爾公司