TW200814518A - An equalization method - Google Patents

Description

200814518 .九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於數位電視系統，尤其是有關於調整 決策迴饋等化器中等化頻距的技術。 【先前技術】 第1圖係為習知的決策迴饋等化器（decision feedback equalizer)，數據樣本x(n)代表於時間點η所取 • 樣的符元（symbol)。線性等化器102過濾該數據樣本 x(n)以得到部份的等化結果y(n)。截剪器106將等化結果 y(n)量化而得到量化樣本d(n)，而決策迴饋等化器104接 著過濾該量化樣本d(n)，並由加法器108將線性等化器 10 2和決策迴饋等化器10 4的結果相加而得到整個等化結 果y(n)。線性等化器102和決策迴饋等化器104各包含 由複數過濾閘（tap)所組成的延遲線，而數據樣本x(n) 和量化樣本d(n)在其中隨著時間平移並與係數相乘而產 ® 生對應的等化結果。所謂係數亦是隨著時間不斷遞迴更 新的值，一般使用最小方均演算法（LMS )在計算。這 樣的基本架構已廣為人知，並隨著應用的不同而有各種 不同的實作方式。 第2圖係為等化頻距的示意圖，由該線性等化器102 和決策迴饋等化器104的過濾閘所組成。在線性等化器 102的LE延遲線202中，每一過濾閘儲存了 一數據樣本， 而儲存著時間點η的數據樣本x(n)者則定義為主過濾 0758-A31985TWF;MTKI-06-020;yeatsiuo 6 200814518 •閘。在該時間點n之前的過濾閘數量表示為LEL，而在 該時間點η之後的過濾閘數量則表示為LER。等化結果 y(n)即為該等延遲線2〇2和204之内容所結合而成，表示 為：

LER DFE k=-LEL k=\ ( 1 ) 其中DFE代表決策迴饋等化器中的過濾閘數量。在 此’ LEL和DFE皆為預設的數字，所以等化頻距（叫⑽丨匕打 • span)也是固定的值，即LEL+DFE+1。fk和心各代表線 性等化器102和決策迴饋等化器104中的第1：個係數。 由於通道狀態一向是無法預測的，在等化頻距已經 固定的情況下指派主過濾閘的位置，不一定每次都能得 到良好的訊噪比（SNR)。事實上現存的動態主過濾閘 指派方法已有許多人提出，然而皆需要耗費大量的計算 資源，無法實際實作於硬體上。因此一個更有效率的改 良是有必要的。 【發明内容】 ，本發明提供—料化方法，接收—數據樣本並產生 -等化結果，具有一等化頻距。首先提供一通道樣本， 包含-主通道和複數回音分布於一時間軸上，其中分布 於該主通道之㈣料為料雜，而分布於該主通道 =的回=為後滯脈衝。接著❹包含複數過濾間串聯 、線f生等化益將§亥數據樣本過滤，以產生—線性等 樣本。隨後將量化該等化結果以產生—量化樣本，並使 〇758.A31985TWF；MTKI-06-020;yeatslu〇 7 Z曙 14518 ，用包含複數過濾閘串聯的一決、、 樣本，以產生一決第m ^化态過濾該量化 定該等化頻距，t= 2根據該通道樣本可以決 本結合以產生且有==性等化樣本和該決策回馈樣 該等化頻㈣—難該㈣ 位置而得。更進一步的 于應的-主過濾閘 分類為複數組，每―組包@=錢量將該等回音 音中距離該主通道最遠者:距:距:提：以，組回 -hz ^ / . I·捉供一杳詢矣，棘 二：==該線性等―每-組 '里根據5亥閘需求量，可指派該線性等化哭中的第. 過遽間為對應魅通道的—主鮮„ 4⑽中的弟1 料# m a 慮閑。該等化頻距即為 :線，化以wi個過濾閑和該決 有過濾閘的總個數。 子1G的T所 該分類步驟進-步將該等前導脈衝分類至複數前導 =將=後滯脈衝分類至複數後滞組。計算該閘需求 請’百先從料料組和後滯組的頻距因 降至一最小位準的-最大左閑數和-最大右 閘數，接者從該等前導組和後滯組的頻距因數算出至少 使所有^音降至-可用位準的—關鍵左閘數和一關鍵右 閘數:藉此，在決定該等化頻距時，如果該最大左閑數 和邊取大右閘數的總和不超過該線性等化器的過濾閘 數’則指派該線性等化器中從右邊數來第最大右閘數個 0758-A31985TWF;MTKI-06-020;yeatsluo 8 200814518 過渡閘為該主過濾閘。 決定該等化頻距時，進一步地，如果該最大左閘數 和該最大右閘數的總和超過該線性等化器的過濾閘數， 判斷該線性等化器的過濾閘數是否大於該關鍵左閘數。 如果该線性等化器的過濾閘數不大於該關鍵左閘數，則 指派該線性等化器最右邊的過濾閘為該主過濾閘。相對 的，如果該線性等化器的過濾閘數大於該關鍵左閘數， 指派該線性等化器中從左數來第關鍵左閘數個過濾閘為 该主過滤、閘。 ' 在指派該主過濾閘後，更進一步計算該線性等化器 中該主過濾閘之右所有過濾閘的個數，得到一右閘數， 亚據下列條件選擇該關鍵右閘數或該最大右閘數為一選 擇閘數丄最接近該右閘數而不超過該右閘數者；如果兩 ^白不符。，則選擇該右閘數為該選擇閘數。最後重新 指派該線性等化H的右邊數起第選擇閘數個過濾閑為該 主過濾閘。 /為了平衡前導與後滯脈衝，在重新指派該主過遽閉 後、，以n &等化$過濾該通道樣本，以產生-濾過通 ΐ樣本’具有—延伸後滯頻距，等於該等後滯組中的最 I、且距離^上3右閘數。接著判斷該延伸後滯頻距是否 超過該決策回饋等化器的過濾閘數。如果該延伸後滯頻 距超過該決策回饋等Dm占糾土 ^ 、寺化即的過濾閘數，則將該延伸後滯 頻距與該決策回饋箄脊哭各 文印 兮士㈣，過相數之差值重新指派為 遠右閘數。最後將該線性等化 令化裔右邊數來弟右閘數個過 0758-A31985TWF;MTKI-06-020;yeatsluo 9 200814518 濾閘，重新指派為該主過濾閘。 係為 甽衾東 ά昜同 每一組的通道衰減量間隔是3dB。該可用位準| 15dB，而該最小位準係為20dB。該通道樣本可從、4 胡| 串流(training sequence)的數據樣本推得，包含複數_

明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附_式 作詳細說明如下： 【實施方式】

弟3圖係為計异等化頻距的流程圖。在本發明中，等 化頻距是可以根據通道特徵來調整的。在步驟302中，首 先量測通道（channel )以建立一通道樣本（Channel profile)，包含複數回音一和主通道（main path)。通道 量測的方法和主通道的認定可以藉由各種傳統的方式來達 成。舉例來說，發射端可傳送一訓練串流（training sequence ) 鲁供接收端量測通道的特徵。在ATSC系統中，一訓練串流 包含袓數場同頻符元（field sync symbol)，因此各種通道 量測方法可藉此實施，在本實施例中不再詳細描述。在該 通道彳；^本中’發生在主通道之前的回音稱作前導脈衝 (precursor)，而發生在主通道之後的回音稱作後滯脈衝 (postcursor)。在步驟304中，將該等回音根據強度來分 類。更確切的說，分類標準可以是通道衰減量，以相對於 主通道的強度比例來表示。舉例來說，衰減量為3dB到6dB 0758-A31985TWF ;MTKI-06-020;yeatsluo 10 200814518 的：音歸類為-組，而衰減量為6dB到9dB的回音歸類為 另=具體形容，3dB的衰減量相當於強度比主通道還 低、，〇/°從日守間的觀點來看，每一回音和主通道的距離在 刀犬員的同日才也被紀錄起來。舉例來說，主通道和-组中最 ^回音之距離：定義為「組距離」。於是分類之後可建 一 Θ歹丨表列出每一組的衰減量和組距離。此外，本發明 查詢表，儲存每—組的頻距因數（sPan factor)， “计异線料化!|絲#干 要的頻距。舉例來％、，與认”… 疋促半所而 ⑴兄對於3dB到6dB這組而言，能確保 °曰/矛、至少15dB的頻距因數是4，因為6*(x-l)〉i5， 理’舉另—個例子來說，對於_到规這 下要的頻距因㈣ 在步驟306巾’從該查詢表找出每一組㈣距因數， =讀性等化器所需的過濾閘數量。每―、因 ^組距離相乘，得到的值即為該組間3數 求i，進行主過濾閘的指派。 第4圖係為回音分類的實施例。— 通道術，複數前導脈衝彻以及複數後滯脈衝== 通運可能未必是該通道樣本中強度最 “ 可以參考許多習知的做法，在此不加_ ’ =判定的機制 間隔通分一組，而前導脈衝和後滞脈^‘道哀減量每 細和後滯組中。舉例來說，圖中 類在前導 脈衝404被分類 〇758-A31985TWF;MTKI-06-020;yeatslu〇 11 200814518

=個前導Μ ·· 〇〜3dB，6〜9dB，以及i2dB w導組中，距離主、s、苦曰土 r 母 距離，在第4n義為組 通道样太的八 C表示。這樣的分類可以簡化 、认本的刀析，方便計算過濾閘需求量。 3犯=^係為頻距因數的計算方法。圖中以—衰減量為 402的 G4為例。該前導脈衝彻相對於主通道

種時間公單位是符元週期），物理上的意義即為-„曰'里。该回音可透過一有限脈衝響應（FIR)濟波 =通道進㈣賴算㈣除。缝㈣絲就^用 Z除通遑上不必要的㈣。而頻距因數就是用來決定回 曰消除的程度。在本實_中，如果欲將該回音降至低於 15dB ’該隱濾波器（即本發明的線性等化器⑽）所需 要的前導等化頻距至少為該距離d的4倍。所以過遽閉二 ，應為4d+l，而4即為該前導脈衝的頻距因數。額外加！ 是因為把主過濾閘也算進來。另一方面來說，如果要將該 回音降至低於20dB，則需要的頻距因數為6。同樣的，不 同哀減量的回音，所需要頻距因數可以隨著不同的SNR要 求而彈性制定，所以查詢表就因運而生。藉此，每一組的 閘需求量可以直接從頻距因數和組距離的相乘積而推得。 第6圖係為一查詢表的實施例。其中通道衰減量分為 四個等級，並提供符合兩種不同SNR需求的頻距因數，關 鍵因數和最大因數。關鍵因數可用來將回音降至一可用位 準（在本實施例中為15dB)，而最大因數可將回音降至一 最小位準（大約20dB)。因為本發明是決策迴.饋等.化器架 〇758-A31985TWF;MTKI-06-020;yeatsluo 12 200814518 •:衝==衝所需的頻距因數相對於同樣強度的前導 需i 1= 了適f的LEL之外，消除前導脈衝也 對於後雜衝也是—樣。因此該查詢表分 關镑7=㈣，_右隨，最A相數和最大右因數。 關鍵左因數和關鍵右因數可確 衝被降低至對應的别導脈衝或後滯脈 :因數：最大右因數使該等回音被降低至最二 的設定可由程式控制’所以決策迴饋等化 i:二Ϊ 需求彈性的定義該查詢表，不限定於 轉的關鍵和最大兩種。舉例來說，間需求量也 :以根據多_距因數和組距離的乘積去綜合計算，不限 疋於本實施例。 、“第I和Μ圖係為初次指、派線性等化器主過濾閘的子 =圖。猎由第6圖所示的查詢表，將前導組/後滯組的最 知鍵/左/右因數各別乘以距離，找出對應前導組和後滯 、、且的四種閘需求量：最大/關鍵/左/右閘數。由於線性等化 器的過濾間數量是固定的，首先必須檢查最大需求是否能 被滿足。如果不行’再檢查關鍵需求是否能被滿足。在步 ，702巾’檢查LE延遲線2〇2的過濾閘數是否足夠供應 取，左閘數和最大右閘數。如果不行，則進行步驟7⑽， H 線性等化為右邊數來第最大右閘數個過濾閑指派為主 過/慮閘於疋LER的值即為該最大右閘數，而LEL值等於 除了主過慮閘之外的剩餘過濾閘數。步驟观如果可行， 075B-A31985TWF；MTKI-06-020;yeatsluo 13 200814518

附/丁^ 7G6,檢查LE延遲線2G2是否足夠支援關鍵左 I如果不行，則進行步驟708，將該線性等化器的最 ，濾、閘指派為該主過濾閘。這時的咖值為Q，而咖 :於除了主過濾、閘之外的剩餘過遽H相反的，如果 ^ 706的檢查結果是足夠的，則進行步驟，，將該線 寻化器左邊數來第關鍵左閘數個過濾閘指派為主過濾 :換句居祝，LEL值等於該關鍵左閘數，而LER值為除 主過;慮閘之外的剩餘過濾閘數。在步驟，之後，在步 驟^12中進行第—個子程$，善用剩餘的LER更進-步平 衡前導脈衝和後滯脈衝。 乐、7b圖係為步驟712的詳細流程圖。由於步驟71〇 说所心派的主過濾閘已滿足了左閘需求量，所以接著要驗 而求1是否滿心如第2圖所示，LER代表主過據 :=的過濾、閘數。在步驟8〇2中，將該ler與最大右間 "較如果LER大於該最大右閘數，則進行步驟804， 性等化器的右邊數至該最大右閘數，重新指派為該 主過相。換句話說，LER鎌更新為該最大右隨，而 L重叹S除了主過濾閘之外的剩餘過㈣數。另一方 面^驟802的否定結果跳至步驟8〇6，檢查該L现是否 f於該關鍵右閘數。如果是，則進行步驟808，將LER更 4為該_右隨’使主過濾勒啦的值也相對更新。 如果1是’則進行步驟81G ’不變動任何設定。 第8a圖係為線性等化器之前和之後的通道樣本變 對—決策迴触構的等㈣岭，線性等化H 102.所 〇758-A31985TWF;MTKI-06-020；yeatslu( 14 200814518 . 看到的通道樣本如第8a(a)圖所示，具有一後滯組最遠距離 D。前授部份包含如第8a(b)圖所示的係數，設有LEL和 LER值。由決策迴饋等化器104所看到的通道樣本，如第 8a(c)圖所示，基本上是前授部份的旋積結果。其中可看出 前導脈衝已經被消除了，而後滯脈衝卻延伸了 D+LER的距 離。如果決策迴饋等化器104的過濾閘數量沒辦法涵蓋延 伸出來的D+LER，則會引發符際干擾（ISI)使系統效能低 落。因此，需要進一步的檢查初次指派結果，以防止D+LER ® 超過決策迴饋等化器的等化頻距。 第8b圖係為決策迴饋等化器等化頻距的進一步檢查 流程圖。在步驟820中，檢查該延伸出來的後滯等化頻距 是否超過決策迴饋等化器104的等化頻距。如果是，則進 行步驟840，將先前指派好的LER直接減去該延伸出來的 後滯等化頻距超過決策迴饋等化器104的部份。同時LEL 也隨著更新。否則跳至步驟830，維持先前指派好的主過 濾閘位置。 【圖式簡單說明】 第1圖係為習知的決策迴饋等化器； 第2圖代表由線性等化器過濾閘和決策迴饋等化器 過濾閘所組成的等化頻距； 第3圖係為決定等化頻距的流程圖； 第4圖係為回音分類的實施例； 第5圖係為計算頻距因數的實施例; 075 8-A31985TWF;MTKI-06-020;yeatsluo 15 200814518 、 第6圖係為一查詢表的實施例； 第7a和7b圖係為初次線性等化器指派的第一和第 二分支流程圖；以及 第8a圖係為線性等化器之前和之後的通道樣本;以 及 第8b圖係為進一步確認決策迴饋等化器等化頻距 的流程圖。 # 【主要元件符號說明】 100〜決策迴饋架構等化器； 102〜線性等化器； 104〜決策迴饋等化器； 106〜截剪器；、 108〜加法器； 202〜LE延遲線； 204〜DFE延遲線； _ 402〜主通道； 404〜前導脈衝， 406〜後滯脈衝。 0758-A31985TWF;MTKI-06-020;yeatsluo 16

Claims (1)

1. 200814518 -十、申請專利範圍： =種等化方法，接收—數據樣本並產生—等化結 果具有一寺化頻距（span)，包含： 提供一通道樣本，包含_主 -時間軸上，i中分布㈣Φ通科歧回音分布於 徐，&八士 布；以主通運之珂的回音為前導脈 刀布於該主通道之後的回音為後滞脈衝； 樣本過濾财麵—線性#化轉該數據 糠本k濾以產生一線性等化樣本； 量化該等化結果以產生一量化樣本； 兮量ΓΛ包含複ί過濾間串聯的—決策回饋等化器過遽 該里化樣本，以產生一決策回饋樣本； 根據該通道樣本決定該等化頻距， ·以及 且有=^性等化樣本和該決1回饋樣本結合，以產生 ，、有忒寺化頻距的該等化結果。 等化利乾圍第1項所述之等化方法’其中該 :肢係猎由調整該主通道對應的-主過遽間位置而 包含;.如申請專利範圍第1項所述之等化方法，進一步 ，據=衰減量將料料分㈣複數組，每一組 者之距離； 代表違組回音中距離該主通道最遠 提供-查詢表，儲存每一組 線性等化n降低每-_音至—位準；口數帛末^亥 0758-A31985TWF;MTKI-06-020；yeatsluo 17 200814518 仗Λ查ϋ旬表中取得每一組的頻距因數； 量d該頻距因數和對應組距離相乘，以計算1需求 根據該間需求量，指派該線性等化. _該主通道的-主刪;其中4:;丄= 該線性等化哭φ1·, 肩距係為 有過渡閘的過濾閘和該決策回饋等化器中所 4·如中請專利_第3項所述之等化方法，. 組，將職導脈衝分_數前導 亥寺後坪脈衝分類至複數後滯組； 該閘需求量的計算步驟包含： 立攸该等可導組和後滯組的頻距因數算出足以使所有 音^一等最^位準的—最大左閘數和-最大右= 回音降r-敎的頻距⑽^至少使所有 以及、關鍵左閘數和一關鍵右閘數； /等化V員距的決定步驟包含：如 線性等化二= 間為該主過；：慮間化③中攸右邊數來第最大右閘數個過遽 算化：如申請專利範圍第4項所述之等化方法，其中該 專化頻距的決定步驟進一步包含·· 性等:間數和該最大右閘數的總和超過該線 、°。卜遽閑數，赛m該線性等化器的過濾閘數是 0758-A31985TWF;MTKI-06-020* yeatsluo 18 200814518 否大於該關鍵左閘數；以及 如果該線性等化器的過濾閘數不大於該關鍵左閘 數，則指派該線性等化器最右邊的過濾閘為該主過濾閘。 卜6·如申請專利範圍第5項所述之等化方法，其中該 等化頻距的決定步驟進一步包含，如果該線性等^器^ 過濾閘數大於該關鍵左閘數，指派該線性等化器中從左 數來第關鍵左閘數個過濾閘為該主過濾閘。 ·

   片7·如申請專利範圍第6項所述之等化方法，其中該 等化頻距^決定步驟進—步包含，在指派該主過濾閑後： 計算該線性等化器中該主過濾閘之右所有過濾閘的 個數，得到一右閘數；以及 “ 根據下列條件選擇該關鍵右閘數或該最大右閘數為 果兩者皆不符合，則選擇該右閘數為該選擇閘數;以及 ，新指派該線性等化器的右邊數起第選擇閘數個過 濾閘為該主過濾閘。 7項所述之等化方法，其中該 步包含，在重新指派該主過濾 8·如申請專利範圍第 等化頻距的決定步驟進一 閘後： 樣本，以產生一濾過通 等於該等後滯組中的最 以5亥線性等化器過濾該通道 迢樣本，具有一延伸後滯頻距， 遠組距離加上該右閘數； 判斷 過濾閘數 該延伸後滯頻距是否超過該決 策回饋等化器的 0758-A31985TWF;MTKl-06-020;yeatsluo 200814518 如果該延伸後滯頻距超過該決策回 閑數’則將該延伸後滞頻距與該決策的：： 閉數之差值重新指派為該右閘數；以及&心的過處 將遠線性等化器右邊數來第右閘 指派為該主過濾閘。 ㈣濾閘，重新 9—如申請專利範圍第4項所述之等化方法， 每一組的通道衰減量間隔是3dB ; /、 該可用位準係為l5dB ;以及 該最小位準係為20dB。 …ίο.如申請專利範圍第！項所述之等化方法，其 通道樣本係從一訓绩由、、六γ Λ 推得。 抓（rammg sequence)的數據樣本 11.如申請專利範圍第1〇項所述之等化方法，1 該訓練串流包含複數場同步符元(field sync s—叫:、 〇758-A31985TWF;MTKl-06-020；yeatslu〇 20