等化器及應用於此等化器的方法
2023-05-20 21:49:46
專利名稱：等化器及應用於此等化器的方法
技術領域：
本發明涉及一種等化器及其相關方法，尤其涉及一種將等化器與相位誤差校正器
做更好的結合以提升等化器的效能的裝置與方法。
背景技術：
在通信系統中，符元間幹擾(Inter Symbol Interference, ISI)是一種相當常見 的現象，其主要成因是多重路徑傳輸(multipath propagation)，因此，信號接收端通常會 加上等化器(equalizer)來解決信號傳輸時因為多重路徑傳輸所造成的影響。
而利用等化器來處理複數信號(例如殘餘邊帶信號，VSB)時，假使只使用單一個 等化器來對複數信號中的實部成分進行等化處理時，由於等化器的信號仍存在著相位誤 差，會限制住等化器的效能。而且，雖然經過等化器處理之後的信號仍會通過相位誤差校正 器來調整其相位差，但是由於相位誤差校正器只有一維輸入(僅有實部成份)，也會造成等 化器的效能不佳。因此，如何提升等化器的效能，即成為本設計領域的重要課題之一。
發明內容
本發明的目的之一在於提供一種等化器及其相關方法，以解決先前技術中的問 題。 本發明的實施例公開了一種等化器，其包含有第一前饋等化模塊、第二前饋等化 模塊以及相位誤差校正器。第一前饋等化模塊用以接收複數輸入信號的輸入實部成分信 號，並將輸入實部成分信號進行等化處理以產生第一實部成分信號。第二前饋等化模塊用 以接收複數輸入信號的輸入虛部成分信號，並將輸入虛部成分信號進行等化處理以產生第 一虛部成分信號。相位誤差校正器耦接於第一前饋等化模塊與第二前饋等化模塊，用來依 據相位誤差信息來調整第一實部成分信號與第一虛部成分信號所對應的一複數相位以產 生第二實部成分信號以及第二虛部成分信號。其中，第二前饋等化模塊依據第一前饋等化 模塊所使用的接頭係數來對輸入虛部成分信號進行等化處理。 本發明的實施例另公開了一種應用於一等化器的方法，該方法包含有接收複數 輸入信號的輸入實部成分信號，並將輸入實部成分信號進行等化處理以產生第一實部成分 信號；接收複數輸入信號的輸入虛部成分信號，並將輸入虛部成分信號進行等化處理以產 生第一虛部成分信號；以及依據一相位誤差信息來調整第一實部成分信號與第一虛部成分 信號所對應的一複數相位以產生第二實部成分信號以及第二虛部成分信號。
圖1為本發明等化器的第一實施例的示意圖。 圖2為本發明等化器的第二實施例的示意圖。 圖3為本發明應用於等化器的方法的一操作範例的流程圖。 圖4為本發明應用於等化器的方法的另一操作範例的流程圖。
主要元件符號說明100、200等化器110第一前饋等化模塊120第二前饋等化模塊130相位誤差校正器140第一運算單元150數據切割器160反饋等化模塊x[n]複數輸入信號xr[n]輸入實部成分信號xjn]輸入虛部成分信號yri [n]第一實部成分信號yii[n]第一虛部成分信號yr2 [n]第二實部成分信號yi2 [n]第二虛部成分信號yr3 [n]第三實部成分信號eqor[n]輸出實部成分信號Sd檢測結果dr[n]、di[n]相位誤差信息210第一延遲器220濾波器230第一運算單元240第二延遲器250相位誤差估計器估計虛部成分信號y啦[n]已延遲第二虛部成分信號eqodi [n]已延遲輸出虛部成分信號
eqodr [n]已延遲輸出實部成分信號
eqod[n]已延遲複數輸出信號302 314、410 450 步驟
具體實施例方式
請參考圖1，圖1為本發明等化器100的第一實施例的示意圖。等化器100包含 (但不局限於)第一前饋等化模塊110、第二前饋等化模塊120、相位誤差校正器130、第一 運算單元140、數據切割器150以及反饋等化模塊160。如圖l所示，第一前饋等化模塊 110接收複數輸入信號x[n]的輸入實部成分(real-part component)信號Xr[n]，並將輸 入實部成分信號xjn]進行等化處理以產生第一實部成分信號L[n]。第二前饋等化模塊 120則接收複數輸入信號x[n]的輸入虛部成分(imaginary-part component)信號Xi[n]， 並將輸入虛部成分信號Xi[n]進行等化處理以產生第一虛部成分信號yu[n]。而相位誤差校正器(phase error corrector) 130耦接於第一前饋等化模塊110與第二前饋等化模 塊120，用來依據相位誤差信息djn]、 di[n]來調整第一實部成分信號yri[n]與第一虛部 成分信號yn[n]所對應的複數相位以產生第二實部成分信號yrJn]以及第二虛部成分信 號yi2[n]。此外，第一運算單元140耦接於相位誤差校正器130，用來將第二實部成分信號 yf2[n]與第三實部成分信號yjn]進行運算以產生輸出實部成分信號eqojn]。數據切割 器(slicer) 150耦接於第一運算單元140，用來執行硬性決策於輸出實部成分信號eqojn] 上，以產生檢測結果Sd。而反饋等化模塊160則耦接於數據切割器150與第一運算單元 140，用來執行等化處理於檢測結果Sd上，以產生第三實部成分信號yr3[n]。
請注意，上述的複數輸入信號x[n](包含有輸入實部成分信號Xr[n]以及輸入虛 部成分信號Xi[n])可為一殘餘邊帶(vestigial sideband, VSB)信號，但本發明並不局限於 此，亦可為其他種類的信號。而且，等化器IOO可為一決定反饋等化器(decision feedback equalizer, DFE)，但此並非本發明的限制條件，亦可為其他種類的等化器。
請再注意，第一前饋等化模塊110與第二前饋等化模塊120可各由一接頭延遲線 等化器(t即ped delay line equalizer)來實施之，且第二前饋等化模塊120依據第一前 饋等化模塊110所使用的接頭係數(tap coefficient) fr[n]來對輸入虛部成分信號Xi [n] 進行等化處理。換句話說，第二前饋等化模塊120以及第一前饋等化模塊110採用相同的 接頭係數fr[n]來分別對輸入實部成分信號Xr[n]與輸入虛部成分信號Xi[n]進行等化處 理，但此僅為本發明的優選實施例，其他能夠達到相同目的而符合本發明的精神的實作方 式，亦屬於本發明的涵蓋範圍。 在本實施例中，第一運算單元140由一加法器來實現，則加法器將第二實部成分 信號yrJn]減去第三實部成分信號^[n]以產生輸出實部成分信號eqor[n]，但本發明並不 局限於此，亦可採用其他種類的運算器來實施。 由圖1可知，分別通過第一前饋等化模塊110與第二前饋等化模塊120來對輸入 實部成分信號Xr[n]與輸入虛部成分信號Xi[n]進行等化處理，則輸入至相位誤差校正器 130的信號包含有二維輸入(亦即第一實部成分信號yri[n]與第一虛部成分信號yn[n])， 如此一來，不但相位誤差校正器130調整相位差的效果會變好，還可以進一步提升等化器 100的效能。此外，相位誤差校正器130所輸出的第二實部成分信號y^[n]再經由決定反 饋部分(亦即第一運算單元140、數據切割器150以及反饋等化模塊160)的處理，可以得到 等化器100的輸出實部成分信號eq [n]。 當然，上述的等化器100僅為本發明可行的實施例之一，而在其他的實施例中，可 設計更多的功能於等化器中來提升等化器的效能。請參考圖2，圖2為本發明等化器200的 第二實施例的示意圖。圖2的等化器200與圖1所示的等化器100類似，兩者不同之處描述 如下。等化器200還包含第一延遲器210、濾波器220、第二運算單元230、第二延遲器240 以及向位誤差估計器250。第一延遲器210耦接於相位誤差校正器130，用以延遲第二虛部 成分信號y^[n]以產生已延遲第二虛部成分信號y^[n]。濾波器220耦接於反饋等化模塊 160，用以接收第三實部成分信號yw[n]，並根據第三實部成分信號yrt[n]來產生估計虛部 成分信號y/ [n]。之後，第二運算單元230再將已延遲第二虛部成分信號ydi2[n]與估計虛 部成分信號y/ [n]進行運算(例如相減)以產生已延遲輸出虛部成分信號eqodi[n]。第 二延遲器240則耦接於第一運算單元140，用以延遲輸出實部成分信號eq [n]以產生已延遲輸出實部成分信號eqojn]，其中已延遲輸出實部成分信號eqcv[n]與已延遲輸出虛部 成分信號eqodi[n]構成一已延遲複數輸出信號eqod[n]。此外，相位誤差估計器250耦接於 相位誤差校正器130，並根據檢測結果Sd、輸出實部成分信號eqojn]、已延遲輸出實部成分 信號eqojn]及已延遲輸出虛部成分信號eqodi [n]中至少其一來估計相位誤差信息djn]、 di[n]。 在本實施例中，濾波器220可為一希爾伯特轉換(Hilbert Transform)電路或 者其近似者，但此並非本發明的限制條件。則第三實部成分信號yw[n]經過濾波器220 之後，會產生虛部成份的估計值(亦即估計虛部成分信號y/ [n])。關於希爾伯特轉換 (Hilbert Transform)的特性已為本領域技術人員所知悉，為簡潔起見，細節部分在此不再 贅述。此外，第二運算單元230可由一加法器來實現，則加法器將已延遲第二實部成分信號 ydr2[n]減去估計虛部成分信號y/ [n]，則可以得到等化器200的已延遲輸出虛部成分信號 eqodi [n]，但本發明並不局限於此，亦可採用其他種類的運算器來實施。
請注意，相位誤差信息dr[n]、 di[n]構成一組複數信號，並可由下列式子來表示 的 dr[n] = cos A 9 (1)
di[n] = sin A e (2) 在複數信號處理中，相位誤差校正器130所執行的動作代表的是將 (yri[n]+j*yil[n])轉一個角度A e之後的結果，可以下列式子來表示的
yr2 [n] = yrl [n] *dr [n] _yil [n] *^ [n] (3)
yi2 [n] = yrl [n] *^ [n] +yu [n] *dr [n] (4) 由圖2可得知，由於相位誤差估計器250可根據檢測結果Sd、輸出實部成分信號 eqoJn]、已延遲輸出實部成分信號eqoJn]及已延遲輸出虛部成分信號eqodi [n]中至少其 一來估計相位誤差信息dr[n]、 di[n]，如此一來，可以大幅改善第一實部成分信號yri[n]與 第一虛部成分信號yil[n]的相位差，以進一步提升等化器的效能。 請參考圖3，圖3為本發明應用於等化器的方法之一操作範例的流程圖，其包含 (但不局限於)以下的步驟(請注意，假若可獲得實質上相同的結果，則這些步驟並不一定 要遵照圖3所示的執行次序來執行)
步驟302:開始。 步驟304 :接收複數輸入信號的輸入實部成分信號，並將輸入實部成分信號進行 等化處理以產生第一實部成分信號。 步驟306 :接收複數輸入信號的輸入虛部成分信號，並將輸入虛部成分信號進行 等化處理以產生第一虛部成分信號。 步驟308 :依據相位誤差信息來調整第一實部成分信號與第一虛部成分信號所對 應的一複數相位，以產生第二實部成分信號以及第二虛部成分信號。 步驟310 :將第二實部成分信號與第三實部成分信號進行運算，以產生輸出實部 成分信號。
步驟312 :執行硬性決策於輸出實部成分信號上，以產生檢測結果。
步驟314 :執行等化處理於該檢測結果上，以產生該第三實部成分信號。 關於圖3所示的各步驟請搭配圖1所示的各元件，即可了解各元件如何運作，故在此不再贅述。 請參考圖4，圖4為本發明應用於等化器的方法的另一操作範例的流程圖，其包含 (但不局限於)以下步驟
步驟302:開始。 步驟304 :接收複數輸入信號的輸入實部成分信號，並將輸入實部成分信號進行 等化處理以產生第一實部成分信號。 步驟306 :接收複數輸入信號的輸入虛部成分信號，並將輸入虛部成分信號進行 等化處理以產生第一虛部成分信號。
步驟308 :依據相位誤差信息來調整第一實部成分信號與第一虛部成分信號所對 應的一複數相位，以產生第二實部成分信號以及第二虛部成分信號。執行步驟310、410。
步驟310 :將第二實部成分信號與第三實部成分信號進行運算以產生輸出實部成 分信號。執行步驟312、440。 步驟312 :執行硬性決策於輸出實部成分信號上，以產生檢測結果。 步驟314 :執行等化處理於該檢測結果上，以產生該第三實部成分信號。執行步驟
420。 步驟410 :延遲第二虛部成分信號以產生已延遲第二虛部成分信號。 步驟420 :接收第三實部成分信號，並根據第三實部成分信號產生估計虛部成分信號。 步驟430 :將已延遲第二虛部成分信號與估計虛部成分信號進行運算，以產生已 延遲輸出虛部成分信號。 步驟440 :延遲該輸出實部成分信號以產生一已延遲輸出實部成分信號。 步驟450 :根據檢測結果、輸出實部成分信號、已延遲輸出實部成分信號以及已延
遲輸出虛部成分信號中的至少其一來估計對應實部成分信號與虛部成分信號的相位誤差信息。 圖4的步驟與圖3的步驟類似，其為圖3的一變化實施例，兩者不同之處在於圖4 的流程另增加了第一延遲器210、濾波器220、第二運算單元230、第二延遲器240、以及相位 誤差估計器250的操作與功能(亦即步驟410 450)，可以進一步改善改善第一實部成分 信號yn[n]與第一虛部成分信號yn[n]的相位差。關於圖4所示的各步驟請搭配圖2所示 的各元件，即可了解各元件如何運作，故在此不再贅述。 上述流程的步驟僅為本發明所舉可行的實施例，並非限制本發明的限制條件，且 在不違背本發明的精神的情況下，此方法可還包含其他的中間步驟或者可將幾個步驟合併 成單一步驟，以做適當的變化。 以上所述的實施例僅用來說明本發明的技術特徵，並非用來局限本發明的範圍。 由上可知，本發明提供一種等化器及其相關方法。分別通過第一前饋等化模塊110與第二 前饋等化模塊120來對輸入實部成分信號Xr[n]與輸入虛部成分信號Xi [n]進行等化處理， 則輸入至相位誤差校正器130的信號包含有二維輸入，如此一來，不但相位誤差校正器130 調整相位差的效果變的更好，還可以進一步提升等化器的效能。且相位誤差校正器130所 輸出的第二實部成分信號yf2[n]經由決定反饋部分的處理後，可以得到等化器100的輸出 實部成分信號eq [n]。而濾波器220則可根據第三實部成分信號yrt[n]來產生估計虛部成分信號yi' [n]，之後再通過加法器來將已延遲第二虛部成分信號ydi2 [n]與估計虛部成分 信號y/[n]進行相減，則可以得到已延遲輸出虛部成分信號eqodi[n]。最後，將上述所得到 的信號(例如檢測結果Sd、輸出實部成分信號eq [n]、已延遲輸出實部成分信號eqc^[n] 及已延遲輸出虛部成分信號eqodi[n]中至少其一)輸入至相位誤差估計器250以供其估計 相位誤差信息dr[n]、 di[n]，如此一來，可以大幅改善第一實部成分信號yn[n]與第一虛部 成分信號yil[n]的相位差，以更進一步提升等化器的效能。 以上所述僅為本發明的優選實施例，凡依本發明權利要求書所做的均等變化與修 飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
一種等化器，包含有一第一前饋等化模塊，用以接收一複數輸入信號之一輸入實部成分信號，並將該輸入實部成分信號進行等化處理以產生一第一實部成分信號；一第二前饋等化模塊，用以接收該複數輸入信號的一輸入虛部成分信號，並將該輸入虛部成分信號進行等化處理以產生一第一虛部成分信號；以及一相位誤差校正器，耦接於該第一前饋等化模塊與該第二前饋等化模塊，用來依據一相位誤差信息來調整該第一實部成分信號與該第一虛部成分信號所對應的一複數相位以產生一第二實部成分信號以及一第二虛部成分信號。
2. 如權利要求1所述的等化器，其中該第二前饋等化模塊依據該第一前饋等化模塊所使用的接頭係數來對該輸入虛部成分信號進行等化處理。
3. 如權利要求1所述的等化器，其中該複數輸入信號為一殘餘邊帶信號。
4. 如權利要求1所述的等化器，其還包含一第一運算單元，耦接於該相位誤差校正器，用來將該第二實部成分信號與一第三實部成分信號進行運算以產生一輸出實部成分信號；一數據切割器，耦接於該第一運算單元，用來執行一硬性決策於該輸出實部成分信號上以產生一檢測結果；以及一反饋等化模塊，耦接於該數據切割器與該第一運算單元，用來執行一等化處理於該檢測結果上以產生該第三實部成分信號。
5. 如權利要求4所述的等化器，其中該第一運算單元為一加法器，用來將該第二實部成分信號減去該第三實部成分信號以產生該輸出實部成分信號。
6. 如權利要求4所述的等化器，其還包含一第一延遲器，耦接於該相位誤差校正器，用以延遲該第二虛部成分信號以產生一 已延遲第二虛部成分信號；一濾波器，耦接於該反饋等化模塊，用以接收該第三實部成分信號，並根據該第三實部成分信號產生一估計虛部成分信號；以及一第二運算單元，耦接於該濾波器以及該第一延遲器，用來將該已延遲第二虛部成分信號與該估計虛部成分信號進行運算以產生一已延遲輸出虛部成分信號。
7. 如權利要求6所述的等化器，其中該第二運算單元為一加法器，用來將該已延遲第二虛部成分信號減去該估計虛部成分信號以產生該已延遲輸出虛部成分信號。
8. 如權利要求6所述的等化器，其還包含一第二延遲器，耦接於該第一運算單元，用以延遲該輸出實部成分信號以產生一已延遲輸出實部成分信號；其中該已延遲輸出實部成分信號與該已延遲輸出虛部成分信號構成一已延遲複數輸出信號。
9. 如權利要求8所述的等化器，其還包含一相位誤差估計器，耦接於該相位誤差校正器，用以根據該檢測結果、該輸出實部成分信號、該已延遲輸出實部成分信號及該已延遲輸出虛部成分信號中至少其一來估計對應該輸入實部成分信號與該輸入虛部成分信號的該相位誤差信息。
10. 如權利要求1所述的等化器，其中該第一等化模塊以及該第二等化模塊各為一接頭延遲線等化器。
11. 如權利要求1所述的等化器，其為一決定反饋等化器。
12. —種應用於一等化器的方法，包含有接收一複數輸入信號之一輸入實部成分信號，並將該輸入實部成分信號進行等化處理 以產生一第一實部成分信號；接收該複數輸入信號之一輸入虛部成分信號，並將該輸入虛部成分信號進行等化處理 以產生一第一虛部成分信號；以及依據一相位誤差信息來調整該第一實部成分信號與該第一虛部成分信號所對應的一 複數相位以產生一第二實部成分信號以及一第二虛部成分信號。
13. 如權利要求12所述的方法，其中將該輸入實部成分信號進行等化處理的步驟包含依據一第一前饋等化模塊所使用的接頭係數來對該輸入實部成分信號進行等化處理；以及將該輸入虛部成分信號進行等化處理的步驟包含依據該第一前饋等化模塊所使用的接頭係數來對該輸入虛部成分信號進行等化處理。
14. 如權利要求12所述的方法，其中該複數輸入信號為一殘餘邊帶信號。
15. 如權利要求12所述的方法，其還包含將該第二實部成分信號與一第三實部成分信號進行運算以產生一輸出實部成分信號；執行一硬性決策於該輸出實部成分信號以產生一檢測結果；以及 執行一等化處理於該檢測結果上以產生該第三實部成分信號。
16. 如權利要求15所述的方法，其中將該第二實部成分信號與該第三實部成分信號進 行運算以產生該輸出實部成分信號的步驟包含將該第二實部成分信號減去該第三實部成分信號以產生該輸出實部成分信號。
17. 如權利要求15所述的方法，其還包含 延遲該第二虛部成分信號以產生一已延遲第二虛部成分信號；接收該第三實部成分信號，並根據該第三實部成分信號產生一估計虛部成分信號；以及將該已延遲第二虛部成分信號與該估計虛部成分信號進行運算以產生一已延遲輸出 虛部成分信號。
18. 如權利要求17所述的方法，其中將該已延遲第二虛部成分信號與該估計虛部成分信號進行運算以產生該已延遲輸出虛部成分信號的步驟包含將該已延遲第二虛部成分信號減去該估計虛部成分信號以產生該已延遲輸出虛部成 分信號。
19. 如權利要求17所述的方法，其還包含延遲該輸出實部成分信號以產生一已延遲輸出實部成分信號；其中該已延遲輸出實部成分信號與該已延遲輸出虛部成分信號構成一已延遲複數輸 出信號。
20. 如權利要求19所述的方法，其還包含根據該檢測結果、該輸出實部成分信號、該已延遲輸出實部成分信號以及該已延遲輸 出虛部成分信號中的至少其一來估計對應該實部成分信號與該虛部成分信號的該相位誤
全文摘要
等化器及應用於此等化器的方法。該等化器包含第一前饋等化模塊、第二前饋等化模塊及相位誤差校正器。第一、第二前饋等化模塊分別接收複數輸入信號的輸入實部成分信號與輸入虛部成分信號，並分別將輸入實部成分信號與輸入虛部成分信號進行等化處理以產生第一實部成分信號以及第一虛部成分信號。相位誤差校正器耦接於第一、第二前饋等化模塊，用來依據相位誤差信息來調整第一實部成分信號與第一虛部成分信號所對應的一複數相位以產生第二實部成分信號以及第二虛部成分信號。
文檔編號H04B7/26GK101741455SQ20081017682
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月25日 優先權日2008年11月25日
發明者李宜霖, 黃正壹 申請人:瑞昱半導體股份有限公司