具有重疊濾波器簇的均衡器及其方法
2023-07-03 10:34:16 1
專利名稱：具有重疊濾波器簇的均衡器及其方法
技術領域：
本發明的示例實施例涉及可用於通信系統中的均衡器及其方法。
背景技術：
均衡器可以是信號處理器，其可用於各種類型的信號發送和接收系統(例如通信、廣播、數據存儲、和/或用於軍事目的)，並且可用於補償輸入到各種信號發送和接收系統的信號或從其中輸出的信號的失真。可以是均衡器的元件的濾波電路可以例如通過抑制經由一個或多個路徑輸入到通信系統的信號或從其中輸出的信號的延遲引起的信道噪聲和/或失真，以改善通信系統的性能。濾波電路可以使用濾波係數來抑制信道噪聲和/或失真。濾波係數的值可以根據經由主數據信號(例如，延遲的信號的)上和/或下頻率分配的信道估計信息和/或噪聲信號來確定。對應於噪聲信號的濾波係數可以被設定為可被用來抑制各個噪聲信號的值。
圖1是傳統均衡器10的方框圖。參考圖1，傳統均衡器10可以包括濾波器電路11、限幅器12、係數發生器13、和操作電路14。濾波器電路11可以包括前饋濾波器31、反饋濾波器32和加法器33。前饋濾波器31可以包括濾波器抽頭F1至FG(其中G是整數)和加法器51。反饋濾波器32可以包括濾波器抽頭P1至PG(其中G是整數)和加法器52。濾波器抽頭F2至FG和P1至PG可以包括數據緩衝器41、係數電路42、和乘法器43。係數電路42可以包括乘法器44和係數緩衝器45。濾波器抽頭F1可以不包括數據緩衝器。操作電路13可以包括誤差計算電路21和乘法器22。
係數發生電路14可以基於輸入數據信號Din來估計信道變化，並且可以基於所估計的信道變化來產生濾波係數Co1至Co(2G)(其中G是整數)。輸入數據Din可以包括主數據信號和噪聲信號。噪聲信號可以是延遲的主數據信號，它可以在沿著多條路徑發送主數據信號時產生。係數發生電路14可以產生濾波係數Co1至Co(2G)，其可以偏移噪聲信號以便抑制噪聲信號。前饋濾波器31的濾波器抽頭F1至FG以及反饋濾波器32的濾波器抽頭P1至PG可以例如使用濾波係數Co1至Co(2G)來抑制包含在輸入數據信號Din中的噪聲信號。
不太精確的信道估計可能導致異常濾波係數，該異常濾波係數的值不能等於零但是可以基本上接近於在幾乎未定位主數據信號或噪聲信號的濾波器抽頭的係數緩衝器中產生的零。異常濾波係數可能導致輸出數據信號Dout的失真並且/或者可能降低濾波器電路11的收斂速度。異常濾波係數可以具有比正常濾波係數更小的值。為了減小可能輸出數據信號Dout失真的可能性，傳統的均衡器可以將具有小於閾值的值的濾波係數一律設定為零。然而，信道估計信息可能仍不精確，並且主數據信號和噪聲信號的位置和/或大小可能不同於信道估計信息。在沿著信號可能可變地傳播的隨時間變化的多徑上，主數據信號和噪聲信號的位置和/或大小可能經常變化。例如，主數據信號可以從濾波器抽頭F2移動到濾波器抽頭F4，並且主數據信號的大小可能增加或減少。主數據信號或者噪聲信號可以從一個濾波器抽頭移動到另一個濾波器抽頭。如果具有比閾值更小的值的濾波係數一律被設定為零，則主數據信號期望移動的濾波器抽頭的濾波係數也可以被錯誤地設定為零。這可能極大地惡化由濾波器電路11獲得的濾波結果。
可以根據操作數據S來更新存儲在濾波器抽頭F1至FG和P1至PG的係數緩衝器45中的濾波係數。可以通過操作電路13和輸入數據信號的符號數據(未示出)來獲得操作數據S，並且濾波器抽頭F1至FG和P1至PG的係數緩衝器45可以存儲所更新的濾波係數。例如，如果CN對應於當前濾波係數以及CN+1對應於將被更新的隨後的濾波係數，則隨後的濾波係數CN+1可以由等式(1)來表示CN+1＝CN+μE·dx ...(1)其中μ是步長係數，E是誤差數據，dx是輸入數據信號Di的一個符號數據，並且μE與操作數據S相同或基本相同。隨後的濾波係數CN+1可以與步長係數μ成比例。當步長係數μ增加時，濾波器電路11跟蹤信道變化的速度可能增加，並且在由濾波器電路11濾波的信號中剩餘的誤差數量可能減少。步長係數μ可以與在濾波器電路11中目前操作的濾波器抽頭的數量成反比。也就是，當在濾波器電路11中操作的濾波器抽頭的數量增加時，步長係數μ可以減少。或者，在濾波器電路11中操作的濾波器抽頭的數量越少，則步長係數μ越大。如果圖1的傳統均衡器中的全部或者基本全部的濾波器抽頭F1至FG和P1至PG一直或者基本一直操作，則步長係數μ的大小可能存在限制。如果濾波器電路11中包含的濾波器抽頭的數量減小以便增加步長係數μ，則濾波器電路11在延長的延遲周期之後不能濾波輸入到其的噪聲信號，這可能極大地惡化濾波器電路11的濾波性能。
發明內容
本發明的示例實施例(例如均衡器及其方法)可以例如通過選擇性地操作重疊濾波器簇的係數緩衝器來減少濾波的信號中的失真和/或可以增加或減小步長係數。
根據本發明的均衡器的示例實施例可以包括濾波電路和濾波器控制電路。濾波器電路可以具有重疊的濾波器簇結構，用於響應多個控制信號而存儲輸入到它的多個濾波係數中的至少一個，響應至少一個存儲的濾波係數、操作數據和限幅符號數據而濾波輸入數據信號，並輸出輸出數據信號。濾波器控制電路，用於將存儲在濾波器電路中的濾波係數與閾值進行比較，並且基於所述比較而產生多個濾波器控制信號。存儲在濾波器電路中的濾波係數的數量根據多個控制信號的狀態而增加或減少。
在本發明的示例實施例中，均衡器還可以包括限幅器、係數產生電路和操作電路。限幅器，用於限幅輸出數據信號，輸出被限幅的輸出數據信號作為限幅符號數據，並且確定輸出數據信號的電壓電平；係數產生電路，用於響應輸入數據信號而估計信道變化，並且根據所估計的信道變化而產生濾波係數和步長係數；和操作電路，用於根據輸出數據信號、限幅符號數據、和步長係數來產生操作數據。
在本發明的示例實施例中，所述濾波器電路可以包括前饋濾波器、反饋濾波器和主加法器。前饋濾波器，用於響應濾波器控制信號而存儲至少一個濾波係數，根據至少一個所存儲的濾波係數和操作數據而濾波輸入數據信號，並且輸出第一濾波信號；反饋濾波器，用於響應濾波器控制信號而存儲至少一個濾波係數，根據所存儲的濾波係數和操作數據來濾波限幅符號數據，並且輸出第二濾波信號；和主加法器，用於相加第一和第二濾波信號，並且輸出輸出數據信號。
在本發明的示例實施例中，所述前饋濾波器和所述反饋濾波器可以進一步包括多個濾波器簇，其至少部分地相互重疊，其中每個濾波器簇包括由相應濾波器簇和與該相應濾波器簇相鄰的濾波器簇共享的獨立濾波器抽頭和重疊濾波器抽頭。
在本發明的示例實施例中，可以根據操作數據和輸入數據信號或者操作數據和限幅符號數據來更新所述濾波器係數，並且所述濾波器簇對所更新的濾波係數和輸入數據信號或者所更新的濾波係數和限幅符號數據進行操作，並且輸出操作結果在本發明的示例實施例中，每個獨立濾波器抽頭包括響應相應控制信號而使能或禁能並且當使能時存儲相應濾波器係數的係數緩衝器；和每個重疊濾波器抽頭包括響應一對控制信號中的至少一個而使能或禁能並且當使能時存儲相應濾波係數的係數緩衝器。
在本發明的示例實施例中，每個濾波器簇中包含的所有和基本所有的係數緩衝器同時響應相應的控制信號或者一對控制信號中的至少一個而全部使能或禁能。
在本發明的示例實施例中，至少第一對控制信號被施加到共享一組重疊濾波器抽頭的兩個相鄰濾波器簇的兩組獨立濾波器抽頭的至少第一集合。
在本發明的示例實施例中，其中所述濾波器控制電路還包括至少第一和第二濾波器控制電路，用於將所存儲的濾波係數與閾值進行比較，並且根據比較結果產生至少第一和第二濾波器控制信號。
在本發明的示例實施例中，所述第一濾波器控制電路將至少所存儲的濾波係數的第一部分與閾值進行比較，並且所述第二濾波器控制電路將至少所存儲的濾波係數的第二部分與閾值進行比較。
在本發明的示例實施例中，所述第一濾波器控制電路包括用於將至少所存儲的濾波係數的第一部分與閾值進行比較的多個簇控制電路，和所述第二濾波器控制電路包括用於將所存儲的濾波係數的至少第二部分與閾值進行比較的多個簇控制電路。
在本發明的示例實施例中，如果至少一個所存儲的濾波係數大於閾值，則簇控制電路可以使能相應的控制信號，從而可以同時使能包含在相應濾波器簇中的全部或者基本全部的係數緩衝器。
在本發明的示例實施例中，其中每個簇控制電路包括第一復用器(multiplexer)，用於響應係數選擇信號而輸出存儲在每個濾波器簇中的存儲的濾波係數；比較器，用於將從第一復用器接收的濾波係數與閾值進行比較，並且輸出比較信號；和輸出電路，用於相加比較信號，並且響應輸出選擇信號而輸出相應的濾波器控制信號。
在本發明的示例實施例中，其中所述輸出電路包括第二復用器，用於響應輸出選擇信號而選擇標誌信號和第一緩衝器信號之一，並且輸出所選擇的信號作為相應濾波器控制信號；第一緩衝器，用於存儲從第二復用器輸出的所選擇的信號，並且輸出所存儲的信號作為第一緩衝器信號；加法器，用於相加比較信號和第二緩衝器信號，並且輸出總和作為標誌信號；和第二緩衝器，用於存儲標誌信號，並且輸出所存儲的標誌信號作為第二緩衝器信號。
在本發明的示例實施例中，如果輸出選擇信號被禁能，則第二復用器選擇第一緩衝器信號，並且輸出所選擇的第一緩衝器信號作為相應濾波器控制信號，如果輸出選擇信號被使能，則第二復用器選擇標誌信號，並且輸出所選擇的標誌信號作為相應的濾波器控制信號，和如果第一復用器輸出存儲在相應的濾波器簇的係數緩衝器中的全部或基本全部濾波係數，則使能輸出選擇信號。
在本發明的示例實施例中，每個簇控制電路可以包括比較器和輸出電路。比較器，用於比較所存儲的濾波係數和閾值，並且輸出多個比較信號，和輸出電路，用於響應比較信號而輸出相應濾波器控制信號。
在本發明的示例實施例中，如果所存儲的濾波係數之一大於閾值，則每個比較器使能相應的比較信號，所述輸出電路包括選擇器，用於如果至少一個比較信號被使能則使能相應的控制信號，和如果相應的控制信號被使能，則相應的濾波器簇的全部或基本全部係數緩衝器被全部同時使能。
在本發明的示例實施例中，所述第一和第二濾波器控制電路包括多個簇控制電路，用於將存儲在每個濾波器簇的緩衝器中的濾波係數與閾值進行比較，並且輸出比較信號；和多個選擇器，用於響應比較信號和控制信號而輸出控制信號。
在本發明的示例實施例中，可以根據信道估計信息而產生所述控制信號，所述信道估計信息是通過外部信道估計裝置、根據輸入數據信號獲得的。
本發明的另一示例實施例提供了一種均衡方法。根據本發明示例實施例的均衡方法可以包括響應至少一個控制信號將輸入到濾波電路的多個濾波係數中的至少一個進行存儲；響應至少一個存儲的濾波係數、操作數據和限幅符號數據而濾波輸入數據信號；和輸出輸出數據信號；在該均衡方法的示例實施例中，所述控制信號是基於所存儲的濾波係數與閾值的比較而產生的，並且所存儲的濾波係數的數量根據控制信號的狀態而增加或減少。
在本發明的另一示例實施例中，一種濾波器控制電路可以包括多個簇控制電路和多個選擇器。多個簇控制電路，用於將存儲在與多個濾波器簇中的每一個相關聯的緩衝器中的濾波係數與閾值進行比較，並且輸出比較信號；和多個選擇器，用於響應比較信號和所述控制信號而輸出控制信號。
在本發明的另一示例實施例中，一種簇控制電路包括第一復用器、比較器和輸出電路。第一復用器，用於響應係數選擇信號而輸出存儲在多個濾波器簇的每一個中的所存儲的濾波係數；所述比較器將從第一復用器接收的濾波係數與閾值進行比較，並且輸出比較信號，所述輸出電路相加比較信號，並且響應輸出選擇信號而輸出相應的控制信號。
現在參考附圖來描述本發明的示例實施例，其中圖1是傳統的均衡器的方框圖；圖2是根據本發明示例實施例的均衡器的方框圖；圖3是圖解說明了根據本發明示例實施例的濾波器簇和第一簇控制電路的方框圖；圖4是根據本發明另一示例實施例的簇控制電路的示例方框圖；圖5是根據本發明另一示例實施例的簇控制電路的示例方框圖；圖6是根據本發明另一示例實施例的均衡器的方框圖；和圖7圖解說明了可以由根據本發明示例實施例的均衡器執行的方法的流程圖。
具體實施例方式
現在將參考附圖更全面地描述本發明的示例實施例，附圖中示出了本發明的示例實施例。附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件。
圖2是根據本發明示例實施例的均衡器100的方框圖。參考圖2，均衡器100可以包括濾波器電路110、濾波器控制電路120、限幅器(slicer)130、係數產生電路140、和操作電路150。濾波器電路110可以包括前饋濾波器111、反饋濾波器112、和主加法器113。前饋濾波器111可以包括前向濾波器簇FF1至FFM(其中M是整數)和第一副加法器114。前向濾波器簇FF1至FFM可以至少部分地相互重疊。前向濾波器簇FF1至FFM可以例如使用第一濾波係數CFP1至CFPM和CFO1至CFO(M-1)(其中M是整數)來濾波輸入數據信號DI，其可以根據第一濾波係數CF1至CFH(其中H是整數)、操作數據OPD、和輸入數據信號DI而被更新。前向濾波器簇FF1至FFM可以響應第一控制信號FC1至FCM(其中M是整數)確定是否存儲第一濾波係數CFP1至CFPM和CFO1至CFO(M-1)。前饋濾波器111可以存儲第一濾波係數CFP1至CFPM和CFO1至CFO(M-1)的至少一部分(例如，至少一個、一些或全部)。第一副加法器114可以相加從前向濾波器簇FF1至FFM輸出的信號，並且可以輸出第一濾波信號FLT1作為總和。
反饋濾波器112可以包括反饋濾波器簇FB1至FBN(其中N是整數)和第二副加法器115。反饋濾波器簇FB1至FBN可以至少部分地相互重疊。反饋濾波器簇FB1至FBN可以使用第二濾波係數CSP1至CSPN和CSO1至CSO(N-1)(其中N是整數)來濾波限幅符號數據SYD，其可以根據第二濾波係數CS1至CSQ(其中Q是整數)、操作數據OPD、和限幅符號數據SYD而被更新。反饋濾波器簇FB1至FBN可以響應第二濾波器控制信號SC1至SCN(其中N是整數)確定是否存儲第二濾波係數CSP1至CSPN和CSO1至CSO(N-1)。反饋濾波器112可以存儲第二濾波係數CSP1至CSPN和CSO1至CSO(N-1)的至少一部分(例如，至少一個、一些或全部)。第二副加法器115可以相加從反饋濾波器簇FB1至FBN輸出的信號，並且可以輸出第二濾波信號FLT2作為總和。主加法器113可以相加第一和第二濾波信號FLT1和FLT2，並且可以輸出數據DO作為總和。
濾波器控制電路120可以包括第一濾波器控制器121和第二濾波器控制器122。第一濾波器控制器121可以包括多個第一簇控制電路FFC1至FFCM(其中M是整數)。第一簇控制電路FFC1至FFCM可以從前向濾波器簇FF1至FFM接收第一濾波係數CFP1至CFPM以及CFO1至CFO(M-1)。第一簇控制電路FFC1至FFCM可以將第一濾波係數CFP1至CFPM以及CFO1至CFO(M-1)與閾值進行比較(例如，周期性地比較)，並且可以例如基於所述比較而輸出第一濾波器控制信號FC1至FCM。第二濾波器控制器122可以包括多個第二簇控制電路FBC1至FBCN(其中N是整數)。第二簇控制電路FBC1至FBCN可以從反饋濾波器簇FB1至FBN接收第二濾波係數CSP1至CSPN以及CSO1至CSO(N-1)。第二簇控制電路FBC1至FBCN可以將第二濾波係數CSP1至CSPN以及CSO1至CSO(N-1)與所述閾值進行比較(例如，周期性地比較)，並且可以例如基於所述比較而輸出第二濾波器控制信號SC1至SCN。
限幅器130可以限幅輸出數據信號DO並且輸出該限幅符號數據SYD以確定輸出數據信號DO的電壓電平。係數產生電路140可以基於輸入數據信號DI來估計信道變化，並且產生第一和第二濾波係數CF1至CFH和CS1至CSQ以及步長係數μ。操作電路150還可以包括誤差計算器151和乘法器152。誤差計算器151可以根據輸出數據信號DO和限幅符號數據SYD來計算誤差，並且可以輸出誤差數據ERR。乘法器152可以將誤差數據ERR與步長係數μ相乘，並且可以輸出操作數據OPD作為乘積。
下面將詳細描述前向濾波器簇FF1至FFM、反饋濾波器簇FB1至FBN、第一簇控制電路FFC1至FFCM、以及第二簇控制電路FBC1至FBCN的結構和/或操作。前向濾波器簇FF1至FFM的結構和/或操作可以類似、或者基本類似於反饋濾波器簇FB1至FBN的結構和/或操作。第一簇控制電路FFC1至FFCM的結構和/或操作可以類似、或者基本類似於第二簇控制電路FBC1至FBCN的結構和/或操作。因此，這裡將只描述前向濾波器簇和第一簇控制電路的結構和操作。
圖3圖解說明了例如圖2所圖解的前向濾波器簇FF1和FF2以及第一簇控制電路FFC1和FFC2的方框圖。參考圖3，前向濾波器簇FF1可以包括獨立濾波器抽頭TP1_1至TP1_K(其中K是整數)以及重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J(其中J是整數)。前向濾波器簇FF2可以包括獨立濾波器抽頭TP2_1至TP2_L(其中L是整數)、重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J、以及重疊濾波器抽頭TO2_1至TO2_J。可以相互臨近的前向濾波器簇FF1和FF2可以共享重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J。重疊濾波器抽頭TO2_1至TO2_J可以由前向濾波器簇FF2和FF3共享。
獨立濾波器抽頭TP1_1可以包括係數電路162和乘法器163。獨立濾波器抽頭TP1_2至TP1_K和TP2_1至TP2_L以及重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J和TO2_1至TO2_J中的每一個可以包括數據緩衝器161、係數電路162和乘法器163。獨立濾波器抽頭TP1_1至TP1_K和TP2_1至TP2_L以及重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J和TO2_1至TO2_J中的每一個的數據緩衝器161可以存儲至少一個(輸入數據信號DI的)符號數據，並且可以輸出所存儲的符號數據。獨立濾波器抽頭TP1_1至TP1_K和TP2_1至TP2_L以及重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J和TO2_1至TO2_J中的每一個的係數電路162可以對操作數據OPD和從對應數據緩衝器161接收的符號數據執行操作，並且可以輸出結果。例如，響應第一濾波器控制信號FC1可以同時地使能或禁能前向濾波器簇FF1中包括的全部或者基本全部的係數緩衝器165。例如，如果第一濾波器控制信號FC1被使能，則可以使能前向濾波器簇FF1中包括的全部或者基本全部的係數緩衝器165。如果第一濾波器控制信號FC1被禁能，則可以禁能前向濾波器簇FF1中包括的全部或者基本全部的係數緩衝器165。
例如，響應第一濾波器控制信號FC2可以同時地使能或禁能前向濾波器簇FF2中包括的全部或者基本全部的係數緩衝器165。例如，如果第一濾波器控制信號FC2被使能，則可以使能前向濾波器簇FF2中包括的全部或者基本全部的係數緩衝器165。如果第一濾波器控制信號FC2被禁能，則可以禁能前向濾波器簇FF2中包括的全部或者基本全部的係數緩衝器165。例如，當第一濾波器控制信號FC1和FC2之一被使能時，可以使能由前向濾波器簇FF1和FF2共享的重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J的全部或者基本全部的係數緩衝器165。當被使能時，獨立濾波器抽頭TP1_1的係數緩衝器165可以存儲第一濾波係數CF1，可以根據從獨立濾波器抽頭TP1_1的乘法器164輸出的信號來更新第一濾波係數CF1，並且可以存儲所更新的第一濾波係數，例如，第一濾波係數CFP1_1。獨立濾波器抽頭TP1_1的乘法器163可以將至少一個(輸入數據信號DI的)符號數據與從獨立濾波器抽頭TP1_1的係數緩衝器165接收的濾波係數CFP1_1相乘。獨立濾波器抽頭TP1_2至TP1_K和TP2_1至TP2_L以及重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J和TO2_1至TO2_J的係數緩衝器165可以與獨立濾波器抽頭TP1_1的係數緩衝器165相同或基本相同的方式操作。
第一簇控制電路FFC1可以將從獨立濾波器抽頭TP1_1至TP1_K以及重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J接收的第一濾波係數CFP1_1至CFP1_K和CFO1_1至CFO1_J與閾值進行比較(例如，周期性地比較)，並且根據所述比較而輸出第一濾波器控制信號FC1。例如，如果第一濾波係數CFP1_1至CFP1_K和CFO1_1至CFO1_J的至少一個大於或者等於閾值，則第一簇控制電路FFC1可以使能第一濾波器控制信號FC1。如果全部或者基本全部的第一濾波係數CFP1_1至CFP1_K和CFO1_1至CFO1_J小於閾值，則第一簇控制電路FFC1可以禁能第一濾波器控制信號FC1。當第一濾波係數CFP1_1至CFP1_K和CFO1_1至CFO1_J的至少一個大於或等於閾值時，前向濾波器簇FF1可以存儲主數據信號。當全部或者基本全部的第一濾波係數CFP1_1至CFP1_K和CFO1_1至CFO1_J小於閾值時，前向濾波器簇FF1可以不存儲主數據信號。如果前向濾波器簇FF1存儲主數據信號，則前向濾波器簇FF1中的全部或者基本全部的濾波器抽頭TP1_1至TP1_K和TO1_1至TO1_J的係數緩衝器165可被使能，並且主數據信號的位置和/或大小不會由於例如信道變化而變化。第一簇控制電路FFC2可以將第一濾波係數CFP2_1至CFP2_L、CFO1_1至CFO1_J和CFO2_1至CFO2_J與閾值進行比較(例如，周期性地比較)，並且根據所述比較而輸出第一濾波器控制信號FC2。第一簇控制電路FFC2的操作可以類似或者基本類似於第一簇控制電路FFC1的操作。
如果第一濾波器控制信號FC1被使能並且第二濾波器控制信號FC2被禁能，則獨立濾波器抽頭TP1_1至TP1_K以及重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J的係數緩衝器165可以被使能，並且獨立濾波器抽頭TP2_1至TP2_L以及重疊濾波器抽頭TO2_1至TO2_J的係數緩衝器165可以被禁能。獨立濾波器抽頭TP1_1至TP1_K以及重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J可以分別更新第一濾波係數CFP1_1至CFP1_K和CFO1_1至CFO1_J，並且存儲所更新的結果。第一簇控制電路FFC1可以將第一濾波係數CFP1_1至CFP1_K和CFO1_1至CFO1_J與閾值進行比較(例如，周期性地比較)。重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J可被使能，並且第一簇控制電路FFC2可以將第一濾波器係數CFO1_1至CFO1_J與閾值進行比較(例如，周期性地比較)例如，如果主數據信號(或者噪聲信號)由於信道變化從獨立濾波器抽頭TP1_K轉變為重疊濾波器抽頭TO1_1，則存儲在重疊濾波器抽頭TO1_1的係數緩衝器165中的第一濾波係數CFO_1可以變得大於或等於閾值。第一簇控制電路FFC2可以使能第二濾波器控制信號FC2，並且第一簇控制電路FFC_1可以維持將被使能的第一濾波器控制信號FC1。可以使能每個前向濾波器簇FF1和FF2中包含的全部或基本全部的係數緩衝器165。如果主數據信號(或者噪聲信號)轉變為前向濾波器簇FF2的獨立濾波器抽頭TP2_1至TP2_L中的一個，則例如可以濾波輸入數據信號DI而沒有信號失真。均衡器100可以具有重疊濾波器簇結構，並且可以使能(例如，選擇性使能)每個前向濾波器抽頭FF1至FFM的係數緩衝器165，並且可以根據目前可被使能的係數緩衝器165的數量來增加或減少步長(step size)係數μ。
如上所述，均衡器100中的相鄰前向濾波器簇能夠共享可以至少部分地相互重疊的濾波器抽頭，並且可以改善均衡器100的性能。例如，前向濾波器簇FF1和FF2可以分別包括獨立濾波器抽頭TP1_1至TP1_K以及獨立濾波器抽頭TP2_1至TP1_L，並且可以不共享重疊濾波器抽頭TO1_1至TO1_J。如果前向濾波器簇FF1的係數緩衝器165被使能，而前向濾波器簇FF2的係數緩衝器165被禁能，則例如，在具有更長延遲時間的多徑信道中，主數據信號(或者噪聲信號)可以更可能地從前向濾波器簇FF1轉變為前向濾波器簇FF2。即使主數據信號(或者噪聲信號)可以存在於前向濾波器簇FF2中，從前向濾波器簇FF2的係數緩衝器165輸出的信號可被維持為零，或者基本為零，這可被解釋為濾波信號的失真。
下面將詳細描述第一簇控制電路FFC1和FFC2的結構和操作。第一簇控制電路FFC1和FFC2可以具有相同或基本相同的結構和/或操作，因此，下面僅描述第一簇控制電路FFC2。
圖4是根據本發明示例性實施例的第一控制電路FFC2』(例如，可以與圖2圖解的第一控制電路FFC2相同或基本相同)的示例方框圖。參考圖4，第一簇控制電路FFC2』可以包括第一復用器210、比較器220和輸出電路230。例如，第一復用器210可以響應係數信號SEL1至SELU(其中U是滿足等式U＝2J+L的整數)而輸出第一濾波係數CFO1_1至CFO1_J、CFP2_1至CFP2_L、和CFO2_1至CFO2_J。比較器220可以將從第一復用器210接收的第一濾波係數CFO1_1至CFO1_J、CFP2_1至CFP2_L、和CFO2_1與閾值進行比較，並且可以輸出比較信號CMP。輸出電路230可以包括第一緩衝器231、第二復用器232、加法器233和第二緩衝器234。第一緩衝器231可以存儲從第二復用器232輸出的信號，並且可以輸出第一緩衝器信號R1。第二復用器232可以響應輸出選擇信號SELR而選擇第一緩衝器信號R1和標誌信號FLG之一，並且可以輸出所選的信號作為第一濾波器控制信號FC2。如果輸出選擇信號SELR被使能，則第二復用器232可以選擇標誌信號FLG。或者，第二復用器232可以選擇第一緩衝器信號R1。例如，當第一復用器210輸出全部或基本全部的第一濾波係數CFO1_1至CFO1_J、CFP2_1至CFP2_L、和CFO2_1至CFO2_J時，輸出選擇信號SELR可被使能。比較器220可以將第一濾波係數CFO1_1至CFO1_J、CFP2_1至CFP2_L、和CFO2_1至CFO2_J中的每一個與閾值進行比較，並且可以輸出比較結果作為第一濾波器控制信號FC2。加法器233可以將比較信號CMP與第二緩衝器信號R2進行相加，並且可以輸出標誌信號FLG。第二緩衝器234可以存儲標誌信號FLG，並且可以輸出所存儲的標誌信號FLG作為第二緩衝器信號R2。因此，標誌信號FLG可以等於或基本等於由比較器220獲得的比較結果之和。如果第一濾波係數CFO1_1至CFO1_J、CFP2_1至CFP2_L、和CFO2_1至CFO2_J中的至少一個大於或等於閾值，則標誌信號FLG可被設定為較高的邏輯值(例如，邏輯值「H」或「1」)。如果全部或者基本全部的第一濾波係數CFO1_1至CFO1_J、CFP2_1至CFP2_L、和CFO2_1至CFO2_J小於閾值，則標誌信號FLG可被設定為較低的邏輯值(例如，邏輯值「L」或「0」)。第一簇控制電路FFC2』可以使用一個比較器(例如，比較器220)來確定第一濾波係數CFO1_1至CFO1_J、CFP2_1至CFP2_L、和CFO2_1至CFO2_J是否大於或等於閾值，並且可以有助於減少晶片尺寸和/或功耗。
圖5是根據本發明另一示例實施例的第一簇控制電路，即，第一簇控制電路FFC2」(例如，其可以與圖2的FFC2相同或者基本相同)的另一示例方框圖。參考圖5，第一簇控制電路FFC2」可以包括多個比較器CO1至COJ、CP1至CPL、和CM1至CMJ以及OR門(或者選擇器)310。比較器CO1至COJ、CP1至CPL、和CM1至CMJ可以將第一濾波係數CFO1_1至CFO1_J、CFP2_1至CFP2_L、和CFO2_1至CFO2_J與閾值分別進行比較(例如，周期性地比較)，並且可以根據比較結果而分別輸出比較信號XO1至XOJ、XP1至XPL、和XM1至XMJ。例如，如果第一濾波係數CFO1_1至CFO1_J、CFP2_1至CFP2_L、和CFO2_1至CFO2_J大於或等於閾值，則比較器CO1至COJ、CP1至CPL、和CM1至CMJ可以分別使能比較信號XO1至XOJ、XP1至XPL、和XM1至XMJ。OR門310可以響應比較信號XO1至XOJ、XP1至XPL、和XM1至XMJ而輸出第一濾波控制信號FC2。例如，當比較信號XO1至XOJ、XP1至XPL、和XM1至XMJ中的至少一個被使能時，OR門310可以使能第一濾波器控制信號FC2。比較信號XO1至XOJ、XP1至XPL、和XM1至XMJ中的每一個可以由一位組成，並且第一濾波係數CFO1_1至CFO1_J、CFP2_1至CFP2_L、和CFO2_1至CFO2_J中的每一個可以由多個位組成。
如上所述，第一簇控制電路FFC2」可以使用OR門310輸出對由比較器CO1至COJ、CP1至CPL、和CM1至CMJ獲得的比較結果執行OR操作的結果作為第一濾波器控制信號FC2。第一簇控制電路FFC2」可以消耗比圖4的第一簇控制電路FFC2』更少的功率。
圖6是根據本發明另一示例性實施例的均衡器400的方框圖。參考圖6，均衡器400可以包括濾波器電路410、濾波器控制電路420、限幅器430、係數產生電路440和操作電路450。濾波器電路410可以包括前饋濾波器411、反饋濾波器412和主加法器413。濾波器控制電路420可以包括第一濾波器控制電路421和第二濾波器控制電路422。除了第一和第二濾波器控制電路412和422以外，均衡器400的結構和/或操作可以與圖2的均衡器100的結構和/或操作相同或基本相同。
第一濾波器控制電路421可以包括多個第一簇控制電路FFC1至FFCM(其中M是整數)和多個第一OR門FR1至FRM。第一簇控制電路FFC1至FFCM可以將從多個前向濾波器簇FF1至FFM接收的第一濾波係數CFP1至CFPM和CFO1至CFO(M-1)與閾值進行比較(例如，周期性比較)，並且可以根據所述比較而分別輸出比較信號FV1至FVM。如果一個或多個比較信號FV1至FVM或者多個控制信號FW1至FWM中的一個被使能，則第一OR門FR1至FRM可以例如分別使能第一濾波器控制信號FC1至FCM。
第二濾波器控制電路422可以包括多個第二簇控制電路FBC1至FBCN(其中N是整數)和多個第二OR門。第二簇控制電路FBC1至FBCN可以將從多個反饋濾波器FB1至FBN接收的第二濾波係數CSP1至CSPN和CSO1至CSO(N-1)與閾值進行比較(周期性比較)，並且可以根據所述比較而分別輸出比較信號SV1至SVN。響應於比較信號SV1至SVN以及多個控制信號SW1至SWN，第二OR門SR1至SRN可以分別輸出第二濾波器控制信號SC1至SCN。例如，如果一個或多個比較信號SV1至SVN和/或者一個或多個控制信號SW1至SWN被使能，則第二OR門SR1至SRN可以例如分別使能第二濾波器控制信號SC1至SCN。通過外部信道估計裝置可以產生控制信號FW1至FWM和SW1至SWN。例如，外部信道估計裝置可以例如使用偽噪聲(PN)相關方法、最小二乘方(LS)方法、或者用於估計信道變化的任何其他適當方法來估計信道變化。例如，在偽噪聲相關方法中，根據輸入數據信號DI中包含的代碼信息可以執行信道估計操作。在最小二乘方方法中，根據計算可以執行信道估計操作。
圖7是可以在根據本發明示例實施例的均衡器中執行的方法的流程圖。參考圖7，在701，可以使能全部或者基本全部的第一濾波器控制信號FC1至FCM和第二濾波器控制信號SC1至SCN，並且可以使能全部或者基本全部的前向濾波器簇FF1至FFM的係數緩衝器以及反饋濾波器簇FB1至FBN的係數緩衝器165。前向濾波器簇FF1至FFM和反饋濾波器簇FB1至FBN可以根據第一濾波係數CF1至CFH和第二濾波係數CS1至CSQ而執行初始收斂操作。在702，可以對目前是否可能滿足均衡條件(例如，不足抽頭自適應均衡條件(sparse tap adaptive equalization condition))進行確定。均衡條件可以涉及可被設定的時刻、時間段、電壓電平、和數據大小。例如，經過所述時刻，並且如果輸入數據信號DI達到所述電壓電平，和/或如果符號數據具有所述數據大小，可以確定已經滿足了均衡條件。在703，第一簇控制電路FFC1至FFCM可以將從前向濾波器簇FF1至FFM接收的第一濾波係數CFP1至CFPM和CFO1至CFO(M-1)與閾值進行比較，並且可以分別輸出比較信號FV1至FVM，並且第二簇控制電路FBC1至FBCN可以將第二濾波係數CSP1至CSPN和CSO1至CSO(N-1)與閾值進行比較，並且可以分別輸出比較信號SV1和SVM。在704，外部信道估計裝置可以根據輸入數據信號DI而估計信道變化，並且輸出控制信號FW1至FWM和SW1至SWM。在705，第一OR門FR1至FRM可以分別響應比較信號FV1至FVM和控制信號FW1至FWM而分別輸出第一濾波器控制信號FC1至FCM，從而前向濾波器簇FF1至FFM的至少一部分係數緩衝器165可被使能。第一OR門SR1至SRN可以分別響應比較信號SV1至SVN和控制信號SW1至SWN而分別輸出第二濾波器控制信號SC1至SCN，從而反饋濾波器簇FB1至FBN的至少一部分係數緩衝器165可被使能。在706，根據在705使能的係數緩衝器165的數量可以增加或減少步長係數。係數產生電路140(或440)可以接收第一濾波器控制信號FC1至FCM和第二濾波器控制信號SC1至SCN，可以確定目前可以使能多少係數緩衝器165，並且可以根據確定結果來增加或減少步長係數。在707，可以對均衡操作(例如，不足抽頭自適應均衡操作)期間是否已經發生失敗進行確定。如果在均衡操作(例如，不足抽頭自適應均衡操作)期間發生失敗，則所述方法可以返回到703，並且開始另一輪均衡。否則，所述均衡方法可以返回到701，因此可以重複701至706。在下列情況下，可以跳過704，即，第一簇控制電路FFC1至FFCM可以將第一濾波係數CFP1至CFPM和CFO1至CFO(M-1)與閾值進行比較並且可以分別輸出第一濾波器控制信號FC1至FCM，以及第二簇控制電路FBC1至FBCN可以將第二濾波係數CSP1至CSPN和CSO1至CSO(N-1)與閾值進行比較並且可以分別輸出第二濾波器控制信號SC1至SCN，。
如上所述，可以選擇性地使能重疊濾波器簇的係數緩衝器，並且可以減少濾波信號的失真和/或可以調節步長。
如上所述，根據本發明示例實施例的均衡器(例如，不足抽頭自適應均衡器)和均衡方法(例如，不足抽頭自適應均衡方法)可以使用重疊濾波器簇結構，從而可以減少能量消耗和/或濾波信號中的失真和/或可以調節步長。
儘管關於更高的邏輯值(例如，邏輯值「高」或「1」)和更低的邏輯值(例如，邏輯值「低」或「0」)已經描述了本發明的示例實施例，但是應當理解，可以相互交換地使用這些值，並且可以使用任何適當的邏輯值。
儘管關於例如由特定位數組成的濾波係數已經描述了本發明的示例實施例，但是應當理解，這裡描述的任意值可以是任意適當的位數。
儘管關於OR邏輯操作和/或門已經描述了本發明的示例實施例，但是應當理解，可以使用任何適當的選擇器或選擇器電路(例如，AND操作和/或門、XOR操作和/或門等等)。
儘管已經參考本發明的示例實施例特別示出和描述了本發明，但是本領域的普通技術人員應當理解，在不背離由所附權利要求定義的本發明的精神和範圍的情況下，可以在形式和細節上作出各種變化。
權利要求
1.一種均衡器，包括濾波器電路，其具有重疊的濾波器簇結構，用於響應多個濾波器控制信號而存儲輸入到它的多個濾波係數中的至少一個，響應至少一個存儲的濾波係數、操作數據和限幅符號數據而濾波輸入數據信號，並輸出輸出數據信號；和濾波器控制電路，用於將存儲在濾波器電路中的濾波係數與閾值進行比較，並且基於所述比較而產生多個濾波器控制信號，其中存儲在濾波器電路中的濾波係數的數量根據多個濾波器控制信號的狀態而增加或減少。
2.如權利要求1所述的均衡器，還包括限幅器，用於限幅輸出數據信號，輸出被限幅的輸出數據信號作為限幅符號數據，並且確定輸出數據信號的電壓電平；係數產生電路，用於響應輸入數據信號而估計信道變化，並且根據所估計的信道變化而產生濾波係數和步長係數；和操作電路，用於根據輸出數據信號、限幅符號數據、和步長係數來產生操作數據。
3.如權利要求1所述的均衡器，其中所述濾波器電路包括前饋濾波器，用於響應濾波器控制信號而存儲至少一個濾波係數，根據至少一個所存儲的濾波係數和操作數據而濾波輸入數據信號，並且輸出第一濾波信號；反饋濾波器，用於響應濾波器控制信號而存儲至少一個濾波係數，根據所存儲的濾波係數和操作數據來濾波限幅符號數據，並且輸出第二濾波信號；和主加法器，用於相加第一和第二濾波信號，並且輸出輸出數據信號。
4.如權利要求3所述的均衡器，其中所述前饋濾波器和所述反饋濾波器包括多個濾波器簇，至少部分地相互重疊，其中每個濾波器簇包括由相應濾波器簇和與該相應濾波器簇相鄰的濾波器簇共享的獨立濾波器抽頭和重疊濾波器抽頭。
5.如權利要求1所述的均衡器，其中根據操作數據和輸入數據信號或者操作數據和限幅符號數據來更新所述濾波器係數，並且所述濾波器簇對所更新的濾波係數和輸入數據信號或者所更新的濾波係數和限幅符號數據進行操作，並且輸出操作結果。
6.如權利要求4所述的均衡器，其中每個獨立濾波器抽頭包括響應相應濾波器控制信號而使能或禁能並且當使能時存儲相應濾波器係數的係數緩衝器；和每個重疊濾波器抽頭包括響應一對濾波器控制信號中的至少一個而使能或禁能並且當使能時存儲相應濾波係數的係數緩衝器。
7.如權利要求6所述的均衡器，其中每個濾波器簇中包含的所述係數緩衝器同時響應相應濾波器控制信號或者一對濾波器控制信號中的至少一個而全部使能或禁能。
8.如權利要求4所述的均衡器，其中至少第一對濾波器控制信號被施加到共享一組重疊濾波器抽頭的兩個相鄰濾波器簇的兩組獨立濾波器抽頭的至少第一集合。
9.如權利要求1所述的均衡器，其中所述濾波器控制電路還包括至少第一和第二濾波器控制電路，用於將所存儲的濾波係數與閾值進行比較，並且根據比較結果產生至少第一和第二濾波器控制信號。
10.如權利要求9所述的均衡器，其中，所述第一濾波器控制電路將至少所存儲的濾波係數的第一部分與閾值進行比較，並且所述第二濾波器控制電路將至少所存儲的濾波係數的第二部分與閾值進行比較。
11.如權利要求9所述的均衡器，其中，所述第一濾波器控制電路包括用於將至少所存儲的濾波係數的第一部分與閾值進行比較的多個簇控制電路，和所述第二濾波器控制電路包括用於將所存儲的濾波係數的至少第二部分與閾值進行比較的多個簇控制電路。
12.如權利要求11所述的均衡器，其中第一濾波器控制電路中包含的所述多個簇控制電路將存儲在每個前向濾波器簇的第一和第二係數緩衝器中的第一濾波係數與閾值進行比較，並且根據比較結果輸出第一濾波器控制信號。
13.如權利要求11所述的均衡器，其中第二濾波器控制電路中包含的所述多個簇控制電路將存儲在每個反饋濾波器簇的第三和第四係數緩衝器中的第二濾波係數與閾值進行比較，並且根據比較結果輸出第二濾波器控制信號。
14.如權利要求11所述的均衡器，其中，如果至少一個所存儲的濾波係數大於閾值，則簇控制電路使能相應濾波器控制信號，從而同時使能包含在相應濾波器簇中的全部係數緩衝器。
15.如權利要求11所述的均衡器，其中每個簇控制電路包括第一復用器，用於響應係數選擇信號而輸出存儲在每個濾波器簇中的存儲的濾波係數；比較器，用於將從第一復用器接收的濾波係數與閾值進行比較，並且輸出比較信號；和輸出電路，用於相加比較信號，並且響應輸出選擇信號而輸出相應的濾波器控制信號。
16.如權利要求15所述的均衡器，其中所述輸出電路包括第二復用器，用於響應輸出選擇信號而選擇標誌信號和第一緩衝器信號之一，並且輸出所選擇的信號作為相應濾波器控制信號；第一緩衝器，用於存儲從第二復用器輸出的所選擇的信號，並且輸出所存儲的信號作為第一緩衝器信號；加法器，用於相加比較信號和第二緩衝器信號，並且輸出總和作為標誌信號；和第二緩衝器，用於存儲標誌信號，並且輸出所存儲的標誌信號作為第二緩衝器信號。
17.如權利要求16所述的均衡器，其中如果輸出選擇信號被禁能，則第二復用器選擇第一緩衝器信號，並且輸出所選擇的第一緩衝器信號作為相應濾波器控制信號，如果輸出選擇信號被使能，則第二復用器選擇標誌信號，並且輸出所選擇的標誌信號作為相應的濾波器控制信號，和如果第一復用器輸出存儲在相應的濾波器簇的係數緩衝器中的全部濾波係數，則使能輸出選擇信號。
18.如權利要求11所述的均衡器，其中每個簇控制電路包括比較器，用於比較所存儲的濾波係數和閾值，並且輸出多個比較信號；和輸出電路，用於響應比較信號而輸出相應濾波器控制信號。
19.如權利要求18所述的均衡器，其中如果所存儲的濾波係數之一大於閾值，則每個比較器使能相應的比較信號，所述輸出電路包括OR門，用於如果至少一個比較信號被使能則使能相應的濾波器控制信號，和如果相應的濾波器控制信號被使能，則相應的濾波器簇的係數緩衝器被全部同時使能。
20.如權利要求10所述的均衡器，其中所述第一和第二濾波器控制電路包括多個簇控制電路，用於將存儲在每個濾波器簇的緩衝器中的濾波係數與閾值進行比較，並且輸出比較信號；和多個選擇器，用於響應比較信號和控制信號而輸出濾波器控制信號。
21.如權利要求20所述的均衡器，其中根據信道估計信息而產生所述控制信號，所述信道估計信息是通過外部信道估計裝置、根據輸入數據信號獲得的。
22.一種均衡方法，包括響應至少一個控制信號將輸入到濾波電路的多個濾波係數中的至少一個進行存儲；響應至少一個存儲的濾波係數、操作數據和限幅符號數據而濾波輸入數據信號；和輸出輸出數據信號；其中所述控制信號是基於所存儲的濾波係數與閾值的比較而產生的，並且其中所存儲的濾波係數的數量根據控制信號的狀態而增加或減少。
23.一種均衡方法，包括驅動全部多個前向濾波器簇和全部多個反饋濾波器簇；確定是否滿足均衡條件；將所存儲的與每個前向濾波器簇和每個反饋濾波器簇相關聯的濾波係數與閾值進行比較，並且如果滿足均衡條件則輸出比較信號；使用外部信道估計裝置來估計信道變化，並且產生控制信號作為估計的信道變化；根據比較信號和控制信號輸出濾波器控制信號，使能至少一個前向濾波器簇和至少一個反饋濾波器簇的係數緩衝器，並且禁能剩餘前向濾波器簇和反饋濾波器簇的係數緩衝器；根據使能的係數緩衝器的數量來調節步長；重複比較、估計、輸出、和調節直到發生失敗；如果發生失敗，則重複驅動、確定、比較、估計、輸出和調節。
24.一種濾波器控制電路，包括多個簇控制電路，用於將存儲在與多個濾波器簇中的每一個相關聯的緩衝器中的濾波係數與閾值進行比較，並且輸出比較信號；和多個選擇器，用於響應比較信號和所述控制信號而輸出控制信號。
25.一種用於控制濾波器簇的簇控制電路，所述簇控制電路包括至少一個比較器，用於比較所存儲的濾波係數和閾值，並且輸出至少一個比較信號；和輸出電路，用於響應至少一個比較信號而輸出用於控制濾波器簇的相應的控制信號。
26.如權利要求25所述的簇控制電路，還包括第一復用器，用於響應係數選擇信號而輸出存儲在多個濾波器簇的每一個中的所存儲的濾波係數；和單個比較器，其中所述比較器將從第一復用器接收的濾波係數與閾值進行比較，並且輸出比較信號，和所述輸出電路相加比較信號，並且響應輸出選擇信號而輸出相應的控制信號。
27.一種包括權利要求24所述濾波器控制電路的均衡器。
28.一種包括權利要求25所述簇控制電路的濾波器控制電路。
29.一種包括權利要求28所述濾波器控制電路的均衡器。
30.一種用於執行權利要求22所述方法的均衡器。
31.一種用於執行權利要求23所述方法的均衡器。
全文摘要
提供了一種可以使用重疊的濾波器簇(bank)來減少信號失真均衡器以及用於該均衡器的方法。所述均衡器可以包括濾波器電路和濾波器控制電路。所述均衡器及其方法可以減少濾波的信號中的失真。
文檔編號H04L25/03GK1764174SQ20051010866
公開日2006年4月26日 申請日期2005年10月18日 優先權日2004年10月22日
發明者田賢培, 金度翰 申請人:三星電子株式會社