接收機均衡器校正裝置與方法
2023-10-06 22:05:09
專利名稱：接收機均衡器校正裝置與方法
技術領域：
本發明涉及一種接收機裝置，特別涉及一種接收機均衡器校正裝置與方法。
背景技術：
一般通訊系統的架構，請參考圖1，其包含發射機101、信道102、接收機均衡器 103，其中，接收機均衡器103包含有自適應濾波器110、時鐘數據恢復單元(Clock Data Recovery unit，⑶R) 120與自適應控制器130。在此請注意，由於本發明領域中具有通常知識者應能了解上述元件的運作方式，其為已知技術，為簡潔起見，該些元件的詳細操作在此不再贅述。先前技術的接收機均衡器103，在數據發生轉變時，會判斷是信道衰減過分補償 (over EQ)或信道衰減補償不足(under EQ)而調整自適應濾波器110的濾波控制信號G， 並依據濾波控制信號G進行信道信號VR的補償。實際上上先前技術會遭遇幾個問題點第一當所輸入接收機均衡器103的信道信號為01010101、001100110011、 000111000111,0000111100001111 或 00000111110000011111. · ·，亦即，二進位序列數出現連續低電平的二進位數(低電平代表0)和連續高電平的二進位數(高電平代表1)，且其低電平的二進位個數等於高電平的二進位個數時，此時的數據為鑑別度較佳的狀況，應以不調整濾波控制信號G為宜。不過，以上的同長度數據反覆轉換的情形，先前技術仍然持續地進行濾波控制信號G的調整。如此，在此種同長度數據反覆轉換的情形，當信道衰減過分補償時，反覆地去調整自適應濾波器110時將使得補償信號X反而可能發生更加過度補償的現象；反之，當信道衰減補償不足時，反覆地去調整自適應濾波器110時將使得補償信號 X反而可能發生嚴重補償不足的現象。第二 當信道信號VR經過自適應濾波器110補償後的補償信號X發生補償不足時，必須快速調整自適應濾波器110的濾波控制信號G，而加強對信道信號VR的補償。當信道信號VR經過自適應濾波器110補償後的補償信號X發生補償過度時，必須快速調整自適應濾波器110的濾波控制信號G，而減少信道信號VR的補償。先前技術只能漸次地調整補償效果，並無法快速且適當地去調整接收機均衡器的濾波補償效果，進而造成系統的效能降低。
發明內容
鑑於以上已知技術的問題，本發明提供一種接收機均衡器校正裝置，該接收機均衡器校正裝置利用長度編碼技術(rim length)產生長度編碼數據，自適應控制單元將運用此長度編碼數據並進行權重的運算且快速求得最佳調整參數，藉以控制自適應濾波單元有更好的濾波補償效果。本發明的目的是提供一種接收機時序數據校正裝置，其包含自適應濾波器、時鐘數據恢復單元、長度編碼單元與自適應控制單元。自適應濾波器接收信道信號並依據濾波控制信號，校正信道信號並補償為補償信號。時鐘數據恢復單元連接自適應濾波器，用以接
4收補償信號，並產生取樣時鐘信號、數據信號與轉換取樣信號。長度編碼單元連接時鐘數據恢復單元，用以將數據信號編碼為第一編碼數據與第二編碼數據。自適應控制單元連接時鐘數據恢復單元與長度編碼單元，用以接收第一編碼數據、第二編碼數據、數據信號與轉換取樣信號並進行權重的運算來調整濾波控制信號。本發明另一目的是提供一種接收機均衡器校正的方法，其步驟將信道信號輸入至自適應濾波器，依據濾波控制信號校正信道信號並補償為補償信號。處理補償信號以產生取樣時鐘信號、轉換取樣信號與數據信號。對數據信號進行長度編碼，以產生第一編碼數據與第二編碼數據。依據第一編碼數據、第二編碼數據、轉換取樣信號與數據信號進行權重的運算來調整濾波控制信號。為讓本發明的上述以及其它目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉幾個優選實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下
圖1是通訊系統的功能方塊圖；圖2是通訊系統的接收機均衡器校正裝置的第一實施例；圖3是數據信號與轉換取樣信號的時序圖；圖4是通訊系統的接收機均衡器校正裝置的第二實施例；及圖5是接收機均衡器校正的方法流程圖。主要元件符號說明101發射機102信道103接收機均衡器校正裝置110自適應濾波器120時鐘數據恢復單元(OTR)130自適應控制單元140長度編碼單元160數字自適應濾波器200 通訊系統
具體實施例方式本發明是利用長度編碼技術(rim length)產生長度編碼數據，自適應控制單元將運用此長度編碼數據並進行權重的運算且求得到最佳調整參數，藉以控制自適應濾波單元，使其有更好的濾波補償效果。以下，將分別列舉通訊系統的接收機均衡器校正裝置的二個實施例。請先參考圖2，其說明本發明的通訊系統的接收機均衡器校正裝置的第一實施例。 其中，通訊系統200的接收機均衡器校正裝置103包含自適應濾波器110、時鐘數據恢復單元120、自適應控制單元130與長度編碼單元140。發射機101傳送信號VX且經過信道 102後，其傳送信號可能會受到信道102的幹擾而造成失真而成為信道信號VR。自適應濾波器110接收信道信號VR並依據濾波控制信號G，校正信道信號VR並補償為補償信號X。 時鐘數據恢復單元120連接自適應濾波器110，用以接收補償信號X，並產生取樣時鐘信號 CLK、數據信號Z與轉換(transition)取樣信號S。長度編碼單元140連接時鐘數據恢復單元120，用以編碼數據信號Z為第一編碼數據a (例如，連續出現0的個數)與第二編碼數據 b(例如，連續出現1的個數)。自適應控制單元130連接自適應濾波器110、時鐘數據恢復單元120與長度編碼單元140，用以接收第一編碼數據a、第二編碼數據b、數據信號Z與轉換取樣信號S並進行權重的運算來調整濾波控制信號G。其中，自適應濾波器110補償信道信號VR而產生補償信號X，而衰減或放大的高低頻範圍則由濾波控制信號G決定而使得波形得以補償。實務上發現先前技術對輸入數據信號為01010101、001100110011、000111000111、 0000111100001111,00000111110000011111......等同長度數據反覆轉換的情形會造成不
當處理，藉由本發明可充分解決。所以對信號數據[a b]轉換前後的連續低電平及連續高電平的長度編碼的長度，則對前述輸入數據信號的長度編碼[a b]成為[1 1]、[2 2]、[3 3]、 [4 4]、[5 5]...。對其它不同的輸入數據信號，則為a興b的情形，可能的編碼結果為[1 2]、[2 1]、[1 3]、[3 1]、[2 3]、[3 2]、[1 4]、[4 1]、[2 4]、[4 2]、[3 4]、[4 3]、[1 5]、 [5 1]...。實際上，第一編碼數據a減去第二編碼數據b並取絕對值的結果(abs(a-b))越大時，其自適應控制單元130去調整自適應濾波器110的濾波補償效果較好。而第一編碼數據a減去第二編碼數據b並取絕對值的結果為零(abs(a-b) =0)時，此時的數據鑑別度較佳，自適應控制單元130反而不應該去調整自適應濾波器110。接收機均衡器分為前饋式(Adaptive Feed-forward Equalizer，簡稱FFE)與後饋式(Adaptive Feedback Equalizer，簡稱FBE)，本發明以前饋式為例來做本發明應用的說明。請參考圖3，若時鐘數據恢復單元120的輸入為補償信號Xn，輸出為取樣時鐘信號CLKn、 轉換取樣信號&與數據信號4。其中，轉換取樣信號&為取樣時鐘信號CLKlri在下降沿時對補償信號Xn進行取樣所得到的信號；而Slri代表取樣時鐘信號CLKn_2在下降沿時對補償信號Xlri進行取樣所得到的信號。此時，數據信號為取樣時鐘信號CLKlri為上升沿時對補償信號Xn進行取樣並再利用取樣時鐘信號CLKlri在下降沿時再次取樣所得到的信號； 而Zlri代表取樣時鐘信號CLKn_2為上升沿時對補償信號Xlri進行取樣並利用取樣時鐘信號 CLKn_2為下降沿時再次取樣所得到的信號。其中，Gn代表現濾波控制信號的增益量，而Glri表示下一次濾波控制信號增益量； Δ代表步階增益量，為每次調整濾波控制信號G的增益量。以FFE的自適應控制單元為例， 先前技術調整濾波控制信號G的做法為if Zn = Zn^1 條件 1 成立時Gn+1 = Gn..................公式 1Else if Slri = Zn_2條件2成立時，亦即，under EQ的情形Gn+1 = Gn+ Δ...............公式 2else條件3成立時，亦即，over EQ的情形Gn+1 = Gn- Δ................公式 3本發明的FFE自適應控制單元，其調整濾波控制信號G的做法為以長度編碼(rim length)為權重而計算濾波控制信號G的值，以下為第一實施例if Zn = Zn^1 條件 4 成立時Gn+1 = Gn..................公式 4Else if Slri = Zn_2條件5成立時，亦即，under EQ的情形Gn+1 = Gn+abs (a_b) * Δ.......公式 5Else條件6成立時，亦即，over EQ的情形
Gn+1 = Gn-abs (a_b) * Δ.......公式 6舉例一假設輸入數據信號(011011111011)至長度編碼單元140，且長度編碼單元140利用長度編碼(rim length)對數據信號編碼，其中，第4位後的連續0的個數為1， 亦即，第一編碼數據a為1，第5位後的連續1的個數為5，亦即，第二編碼數據b為5。此時，若Slri = Zn_2的情形成立時，將使得條件5成立，則自適應控制單元130將採用公式5進行運算(Gn+1 = Gn+abs (a-b) * Δ )。將Gn+1 = Gn+abs (1-5) * Δ的運算結果送至自適應濾波器 110，自適應濾波器110的濾波控制信號的增益再增加4Δ。當第一編碼數據a和第二編碼數據b的數值差別甚大時，其自適應控制單元130調整自適應濾波器110的濾波補償因素將得到較大幅度的調整，可得到快速調整的效果。本發明的FFE自適應控制單元，其調整濾波控制信號G的做法為以長度編碼(rim length)為權重而計算濾波控制信號G的值，以下為第二實施例，其是增加了以第一編碼數據a等於第二編碼數據b的差值來作為under EQ或over EQ的判斷輔助if (Zn = Zlri) or (a = b)條件 7 成立時Gn+1 = Gn.................公式 7Else if[ (a_b > 0) & (Slri = Zlri) ] or [ (a-b < 0) & (Slri = Zn)]條件 8 成立時Gn+1 = Gn+abs (a-b) * Δ.......公式 8Else if [(a-b < 0) & (Sn^1 = ZnJ ] or [ (a-b > 0) & (Slri = Zn)]條件 9 成立時Gn+1 = Gn-abs (a-b) * Δ.......公式 9其中，條件8是under EQ的情形；條件9則為over EQ的情形。舉例一假設輸入數據信號(011000011110100)至長度編碼單元140，且長度編碼單元140將利用長度編碼(rim length)對數據信號進行編碼，其中，第4位後的連續0的個數為4，亦即，第一編碼數據a為4，第8位後的連續1的個數為4，亦即，第二編碼數據b 為4。此時，由於第一編碼數據a等於第二編碼數據b (a = b)的條件7成立，自適應控制單元130的濾波控制信號為Gn+1 = Gn(公式7)。亦即，濾波控制信號G的增益量保持不變，將此Glri送至自適應濾波器110，所以自適應濾波器110的信號濾波補償因素將不加以補償。舉例二 假設輸入數據信號(011011111011)至長度編碼單元140，且長度編碼單元140利用長度編碼(rim length)對數據信號編碼，其中，第4位後的連續0的個數為1，亦艮口，第一編碼數據a為1，第5位後的連續1的個數為5，亦即，第二編碼數據b為5。此時， 第一編碼數據a不等於第二編碼數據b (a興b)，且a-b < 0，若Slri = Zn的情形成立時，將使得條件8成立，則自適應控制單元130將採用公式8進行運算(Gn+1 = Gn+abs(a-b)*A)。 將Gn+1 = Gn+abs(l-5)*A的運算結果送至自適應濾波器110，自適應濾波器110的濾波控制信號的增益再增加4 Δ。當第一編碼數據a和第二編碼數據b的數值差別甚大時，其自適應控制單元130調整自適應濾波器110的濾波補償因素將得到較大幅度的調整，可得到快速調整的效果。本發明圖2的接收機均衡器的架構為一般模擬均衡器。本發明同樣可應用於設計數字接收機均衡器。請參考圖4，其說明通訊系統的接收機均衡器校正裝置的第二實施例， 其為數字接收機均衡器的實施例。通訊系統的接收機均衡器校正裝置103包含時鐘數據恢復單元120、自適應控制單元130、長度編碼單元140、低通濾波器150與數字自適應濾波器160。發射機101傳送信號且經過信道102後，其傳送信號可能會受到信道102的幹擾而造成失真而成為信道信號VR。數字自適應濾波器160接收信道信號並依據濾波控制信號 G，校正信道信號並補償為補償信號X。時鐘數據恢復單元120連接數字自適應濾波器160， 用以接收補償信號並產生取樣時鐘信號CLK、數據信號Z與轉換取樣信號S。長度編碼單元 140連接時鐘數據恢復單元120，用以接收數據信號並進行長度編碼運算，用以產生第一編碼數據a(例如，連續出現0的個數)與第二編碼數據b (例如，連續出現1的個數)。自適應控制單元130連接時鐘數據恢復單元120與長度編碼單元140，用以接收第一編碼數據 a、第二編碼數據b、數據信號Z與轉換取樣信號S並進行權重的運算以產生濾波控制信號G 至低通濾波器150。低通濾波器150濾除濾波控制信號G的高頻噪聲並產生固定階數的數值，其固定階數的數值用以控制數字自適應濾波器160的濾波階數。數字自適應濾波器160 的濾波階數代表濾波補償因素，且數字自適應濾波器160將利用此濾波補償因素來補償因信道所幹擾的信道信號VR。請注意，圖4與圖2的實施例，其主要差異在於圖2是採用模擬濾波器而圖4是採用數字濾波器。自適應控制單元130與長度編碼單元140的調整動作與調整公式，同樣可採用第4式、第5式與第6式來進行調整。所不同的是，其中的△在模擬與在數字式的設定數值將有所不同。接著，請參考圖5，其為本發明的接收機均衡器的方法流程圖，包含以下步驟步驟SllO 輸入信道信號至自適應濾波器，依據濾波控制信號校正信道信號並補償為補償信號。步驟S120 處理補償信號以產生取樣時鐘信號、轉換取樣信號與數據信號。步驟S130 對數據信號進行長度編碼，以產生第一編碼數據與第二編碼數據。步驟S140 依據第一編碼數據、第二編碼數據、轉換取樣信號與數據信號進行權重的運算，以調整濾波控制信號。其中，長度編碼是利用一組合邏輯編碼器對該數據信號進行長度編碼，以產生第一編碼數據與第二編碼數據。而濾波控制信號是利用第一編碼數據、第二編碼數據、轉換取樣信號與數據信號，並進行權重的運算以產生最佳補償參數。雖然本發明的優選實施例披露如上所述，然其並非用以限定本發明，任何熟習相關技術者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種接收機均衡器校正裝置，包含一自適應濾波器，接收一信道信號，依據一濾波控制信號校正所述信道信號並補償為一補償信號；一時鐘數據恢復單元，耦接所述自適應濾波器，用以接收所述補償信號，並產生一取樣時鐘信號、一數據信號與一轉換取樣信號；一長度編碼單元，耦接所述時鐘數據恢復單元，用以對所述數據信號進行長度編碼，以產生一第一編碼數據與一第二編碼數據；及一自適應控制單元，耦接所述自適應濾波器、所述時鐘數據恢復單元與所述長度編碼單元，用以接收所述第一編碼數據、所述第二編碼數據、所述數據信號與所述轉換取樣信號並進行一權重運算來調整所述濾波控制信號。
2.根據權利要求1的接收機均衡器校正裝置，其中，所述第一編碼數據是連續低電平的二進位數，且所述第二編碼數據是連續高電平的二進位數。
3.根據權利要求2的接收機均衡器校正裝置，其中，所述自適應控制單元進行所述權重運算是運用所述第一編碼數據與所述第二編碼數據的差值的絕對值為權重來調整所述濾波控制信號的。
4.根據權利要求2的接收機均衡器校正裝置，其中，當所述第一編碼數據與所述第二編碼數據的差值的絕對值實質上為零，而所述補償信號為信道衰減過分補償或信道衰減補償不足時，所述自適應控制單元不調整所述濾波控制信號。
5.根據權利要求2的接收機均衡器校正裝置，其中，當所述第一編碼數據與所述第二編碼數據的差值的絕對值越大時，所述自適應控制單元調整所述濾波控制信號的一調整量越大。
6.根據權利要求2的接收機均衡器校正裝置，其中，所述自適應控制單元進行權重運算是利用所述第一編碼數據與所述第二編碼數據的差值進行判斷所述補償信號為信道衰減過分補償或信道衰減補償不足，且運用所述第一編碼數據與所述第二編碼數據的差值的絕對值為權重來產生所述濾波控制信號。
7.根據權利要求1的接收機均衡器校正裝置，其中，還包含一低通濾波器，其耦接於所述自適應濾波器與所述自適應控制單元之間。
8.一種接收機均衡器校正的方法，包含以下步驟輸入一信道信號至一自適應濾波器，依據一濾波控制信號校正所述信道信號並補償為一補償信號；處理所述補償信號以產生一取樣時鐘信號、一轉換取樣信號與一數據信號；對所述數據信號進行長度編碼，用以產生一第一編碼數據與一第二編碼數據；及依據所述第一編碼數據、所述第二編碼數據、所述轉換取樣信號與所述數據信號進行一權重運算，來調整所述濾波控制信號。
9.根據權利要求8的接收機均衡器校正的方法，還包含以下步驟對連續低電平的二進位數進行編碼為所述第一編碼數據，對連續高電平的二進位數進行編碼為所述第二編碼數據。
10.根據權利要求9的接收機均衡器校正的方法，其中，進行所述權重運算的步驟是運用所述第一編碼數據與所述第二編碼數據的差值的絕對值為權重來調整所述濾波控制信號。
11.根據權利要求9的接收機均衡器校正的方法，其中，在進行所述權重運算的步驟中，當所述第一編碼數據與所述第二編碼數據的差值的絕對值實質上為零，且所述補償信號為信道衰減過分補償或信道衰減補償不足時，所述自適應控制單元不調整所述濾波控制信號。
12.根據權利要求9的接收機均衡器校正的方法，其中，在進行所述權重運算的步驟中，當所述第一編碼數據與所述第二編碼數據的差值的絕對值越大時，所述自適應控制單元調整所述濾波控制信號的一調整量越大。
13.根據權利要求9的接收機均衡器校正的方法，其中，進行權重運算的步驟是運用所述第一編碼數據與所述第二編碼數據的差值進行判斷所述補償信號為信道衰減過分補償或信道衰減補償不足，且運用所述第一編碼數據與所述第二編碼數據的差值的絕對值為權重來調整所述濾波控制信號。
14.根據權利要求8的接收機均衡器校正的方法，還包含以下步驟對所述濾波控制信號進行一低通濾波處理。
全文摘要
本發明是一種接收機均衡器校正裝置與方法，其包含自適應濾波器、時鐘數據恢復單元、自適應控制單元與長度編碼單元。自適應濾波器接收信道信號並依據濾波控制信號，校正信道信號並補償為補償信號。時鐘數據恢復單元接收補償信號並產生取樣時鐘信號、數據信號與轉換取樣信號。長度編碼單元接收數據信號並進行長度編碼運算，藉以產生第一編碼數據與第二編碼數據。自適應控制單元接收第一編碼數據、第二編碼數據、數據信號與轉換取樣信號並進行權重運算來調整濾波控制信號。
文檔編號H04L25/03GK102480446SQ20101056603
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者葉梅昭, 李建生, 梁禮涵, 黃亮維 申請人:瑞昱半導體股份有限公司