专利名称：频域适应均衡装置及方法
技术领域：
本发明涉及数码信号发送/接收系统中能够恢复歪曲信号的均衡器；特别是，频域LMS适应均衡器中适用FFT共有构造减少均衡器复杂度的装置以及方法。
背景技术：
信号发送/接收系统中，由于带域宽度受限制的多重路径频道，信号之间会发生干扰；这也是发送出去的信号被歪曲、信号接收器发生比特错误的主要原因。因此，为了恢复已歪曲信号，信号接收端使用频道均衡器。
现在，地面波广播等单一载波传送系统用信号接收器中使用最多的均衡器是非线性判决反馈均衡器(Nonlinear Decision FeedbackEqualizer)；该均衡器在时域中，使用了系数更新演算量比较小的LMS(Least Mean Square)演算法则，因此虽然收敛速度比较慢，但有着操作比较简单的优点。
但是，上述非线性判决反馈均衡器的频道歪曲比较大，因此均衡器输出中发生错误时，其错误值被重新输入到反馈部分的均衡器中，因此会发生均衡器的输出更加劣化的错误传播(Error Propagation)现象。另外，像时变频道一样主要路径的位置发生变化时，就会出现帧同步被破坏的问题点。
为了克服这种问题点，开发出了利用到频道锁定器的频域LMS适应均衡器。
图1是现有技术中频域LMS适应均衡器的构成图。
正如图1所示，其中包括以下几个部件系数初始化装置100，利用解调器输入的数据，设定频域LMS均衡器的初始系数；存储器106，保存上述系数初始化装置100中设定的系数；杂音清除器108，利用解调器输入的数据清除杂音；错误检测器110，通过上述杂音清除器108的输入值和输出值，计算错误；系数更新器120，利用上述错误检测器110计算的错误以及解调器输入的数据，更新事先保存在上述存储器106中的系数。
另外，上述杂音清除器108中，已清除杂音的数据最终通过相位定位器109进行输出。
这时，上述系数初始化装置100则由以下几个部件组成锁定频道推进响应的频道锁定器101；将解调器输入的时域数据转换成频域数据的FFTc102以及FFTD103；将上述转换成频域的数据再转换成反频道频率响应的ROM平台104。
在存储器106中，将初始系数设定时输入的时域数据转换成频域数据的过程中利用到上述FFTc102；而在存储器106中，将通过系数更新器120更新事先保存系数时输入的时域数据转换成频域数据的过程中，利用FFTD103。
另外，上述错误检测器110由判别器111以及加法器112组成；上述系数更新器120则由更新数据和用数学式1表示Wn+1的硬件组成。
Wn+1＝Wn+μxe这时，上述x是输入到解调器中被转换成频域的数据，上述e是在错误检测器110中计算出来的错误，μ是系数更新用阶段规格(实数)。
下面对上述应用现有技术的频域LMS适应均衡器的工作原理进行说明。
首先，从解调器接收数据后，频道锁定器101利用最小化平方误差的方法锁定频道的推进响应。然后，用FFTc102将上述被锁定频道推进响应转换成频域，接着利用ROM平台104再转换成反频道频率响应。该反频道频率响应被设定为频域LMS均衡器的初始系数，然后根据LMS运算法则更新均衡器的系数。
另外，通过FFTD103在频域已被均衡处理的数据，利用通过LMS运算法则更新过的系数，再次被均衡化；然后通过IFFT107转换成时域。接着，通过杂音清除器108和相位锁定器109进行输出。
正如前面所述，上述频域LMS均衡器比现有的判决反馈LMS均衡器，在静态以及动态频道中补偿频道歪曲的性能方面更加突出。
上述应用现有技术的频域LMS适应均衡器在频域进行恢复歪曲信号的演算，因此必须具备FFT以及IFFT演算装置，由于上述增加的组件，使其比时域非线性判决反馈LMS均衡器，整个系统的复杂度更高。
发明内容
鉴于此，在频域LMS均衡器中，使用FFT共有构造能够减少均衡器复杂度的装备以及方法，以此解决上述种种问题。
为了达到上述目的，本发明提供一种频域适应均衡装置包括生成装置，从接收到的数据锁定频道的推进响应，并将其与接收数据一同进行多路复用(multiplexing)处理，然后转换成频域信号；均衡装置，利用上述生成装置中转换的频域数据，初始化均衡器的系数，并且补偿被传送频道歪曲的数据；输出装置，清除上述均衡装置输出数据中的杂音，并通过相位锁定器进行输出。
这时，所述生成装置中还包括
频道锁定器，从解调器接收到的信号中锁定频道推进响应，并发送有效数据，同时发生有效的频道推进响应和同步多路器控制信号；多路器，通过上述频道锁定器发生的控制信号，在锁定频道推进响应的有效数据和解调器接收到的数据中选定一个进行输出；FFT，将上述多路器输出的时域数据转换成频域数据；ROM平台，将在FFT中转换成频域的数据，再转换成反频道频率响应。
另外，所述均衡器还包括以下部件存储器，利用上述生成装置中转换的频域数据，设定均衡器系数，并进行保存；错误检测装置，利用上述输出装置的杂音清除器计算的错误以及上述均衡装置输出的已补偿数据，计算错误；系数更新器，利用上述错误检测器计算的错误以及生成装置中锁定频道推进响应后输出的数据，更新事先保存在上述存储器中的系数；IFFT，将上述系数更新器输出的频域数据转换成时域数据。
为了达到上述目的，本发明提供的频域适应均衡方法包括如下步骤(a)从解调器接收到的信号中锁定频道推进响应，并发送有效数据，同时发生有效的频道推进响应和同步多路器(multiplexer)控制信号；(b)判断从解调器接收到的信号是系数初始化信号还是系数更新信号；(c)根据上述判断结果，被判断为系数初始化信号时，根据上述多路器控制信号，控制第一多路器输出频道锁定器中锁定到的频道推进响应数据；
(d)根据上述判断结果，被判断为系数更新信号时，根据上述多路器控制信号，控制第一多路器原样输出解调器输出的数据；(e)将所述第一多路器输出的数据转换成频域；(f)上述已转换为频域的数据仍然是更新信号时，通过延迟装置，根据上述多路器控制信号，控制第二多路器与均衡装置内系数更新器连接，以此更新存储器内的系数；(g)上述已转换为频域的数据仍然是系数初始化信号时，不通过延迟装置，根据上述多路器控制信号，直接控制第2多路器与转换成反频道频率响应的ROM平台连接，以此初始化均衡器系数。
这时，上述判断阶段中，频道锁定器输出有效频道推进响应的区间，就判断为系数初始化信号；其他区间则判断为系数更新信号。
如前所述，通过本项发明中频域适应均衡装置以及方法的应用，将解调器输入的数据转换成频域时以及将频道推进响应转换成频域时，只使用一个FFT，从而减少了整个系统的硬件规模。
图1是现有技术中频域LMS适应均衡器的构成图；图2是本项发明中频域LMS适应均衡器的构成图；图3是本项发明中FFT输入以及多路器控制信号之间关系的定时图。
符号说明200生成装置 210频道所定器220，240，320多路器 230FFT250ROM平台300均衡装置310存储器 330IFFT
340错误检测器 341判别器342加法器 350系数更新器400输出装置410杂音清除器420相位锁定器具体实施方式
通过带有附图的实例，对本项发明的其他目的、特性以及优点进行说明。
如果参照附图，对本项发明中的频域适应均衡装置以及方法实例进行说明如下。
图2是本项发明中频域LMS适应均衡器的构成图。
如图2所示，其构成如下生成装置200，从接收到的数据锁定频道的推进响应，并将其与接收数据一同进行多路复用(multiplexing)处理，然后转换成频域信号；均衡装置300，利用上述生成装置200中转换的频域数据，初始化均衡器的系数，并且利用LMS运算法则补偿被传送频道歪曲的数据；输出装置400，利用杂音清除器410清除上述均衡装置300输出数据中的杂音，并通过相位锁定器420进行输出。
这时，上述生成装置200中还包括以下几个部件频道锁定器210，从解调器接收到的信号中锁定频道推进响应，并发送有效数据，同时发生有效的频道推进响应和同步多路器控制信号；多路器220，通过上述频道锁定器210发生的控制信号，在锁定频道推进响应的有效数据和解调器接收到的数据中选定一个进行输出；FFT230，将上述多路器220输出的时域数据转换成频域数据；ROM平台250，将在FFT230中转换成频域的数据，再转换成反频道频率响应。
另外上述均衡器300还包括以下几个部件存储器310，利用上述生成装置200中转换的频域数据，设定均衡器系数，并进行保存；错误检测装置340，利用上述输出装置400的杂音清除器410计算的错误以及上述均衡装置300输出的已补偿数据，计算错误；系数更新器350，利用上述错误检测器340计算的错误以及生成装置200中锁定频道推进响应后输出的数据，更新事先保存在上述存储器310中的系数；IFFT330，将上述系数更新器350输出的频域数据转换成时域数据。
这时，上述错误检测器340由判别信号的判别器341以及计算错误检测前后信号差异的加法器342组成；上述系数更新器350则由更新数据和用数学式1表示Wn+1的硬件组成。
Wn+1＝Wn+μxe这时，上述x是输入到解调器中被转换成频域的数据，上述e是在错误检测器210中计算出来的错误，μ是系数更新用阶段规格(实数)。
下面对上述应用现有技术的频域LMS适应均衡器的工作原理进行说明。
首先，频道锁定器210从解调器处接收到的信号中锁定频道推进响应，并输出有效数据，同时发生与有效频道推进响应同步的多路器(multiplexer)控制信号。这时，上述多路器控制信号发生各自控制多数个多路器220、240、320的信号。
接着，判断解调器输出的信号是保存在均衡器300内存储器310中的系数初始化用信号，还是系数更新用信号。就是说，频道锁定器201中，输出有效频道推进响应的区间时，就判断为系数初始化信号；其他区间时，则判断为系数更新信号。
根据上述判断结果，被判断为系数初始化信号时，根据上述频道锁定器210输出的控制信号，控制多路器220输出频道锁定器210中锁定到的频道推进响应数据。另外，根据上述判断结果，被判断为系数更新信号时，根据上述频道锁定器210输出的控制信号，控制多路器220原样输出解调器输出的数据。
接着，将上述多路器220输出的数据在FFT230中转换成频域，并将上述已转换数据传送到均衡装置300。
这时，上述FFT230中被转换为频域的数据，判断为更新信号，是上述解调器直接输出的数据时，通过延迟装置，根据上述频道锁定器210输出的控制信号，控制多路器240与均衡装置300内系数更新器350连接。
这样，上述系数更新器350如上述数学式1一样，利用均衡装置内错误检测器340计算出来的错误(e)、通过上述多路器240传送过来的数据(x)以及事先设定的阶段规格(μ)，可以更新上述存储器中的系数(Wn)。
而且，被上述FFT230转换成频域的数据为通过频道锁定器搜索到频道推进响应的数据时，根据上述频道搜索器210输出的控制信号，通过多路器240连接到转换成反频道频率响应的ROM平台250中。另外，被上述ROM平台250转换成反频道的数据输入到均衡装置300内的多路器320中，以此初始化频域LMS均衡器的系数。
正如前面所讲述的，将数据和频道推进响应转换成频域时，即使只使用FFT也不会影响其性能。
因此，在频域LMS均衡器中将解调器输入的数据转换成频域时和将频道推进响应转换成频域时，可以只使用一个FFT。
这时，上述多路器控制信号如图3一样，输入到多路器230、240、320中的数据为一般数据时，就会维持低(LOW)值；如果是频道推进响应锁定值时，就会维持高(HIGH)值。
通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。因此，本项发明的技术性范围并不能局限于明细书上的详细说明内容；必须要根据专利申请的范围来确定其技术性范围。
权利要求
1.一种频域适应均衡装置，包括生成装置，从接收到的数据锁定频道的推进响应，并其与接收数据一同进行多路复用(multiplexing)处理，然后转换成频域信号；均衡装置，利用上述生成装置中转换的频域数据，初始化均衡器的系数，并且补偿被传送频道歪曲的数据；输出装置，清除上述均衡装置输出数据中的杂音，并通过相位锁定器进行输出。
2.如权利要求1所述的频域适应均衡装置，其中所述生成装置包括频道锁定器，从解调器接收到的信号中锁定频道推进响应，并发送有效数据，同时发生有效的频道推进响应和同步多路器控制信号；多路器，通过上述频道锁定器发生的控制信号，在锁定频道推进响应的有效数据和解调器接收到的数据中选定一个进行输出；FFT，将上述多路器输出的时域数据转换成频域数据；ROM平台，将在FFT中转换成频域的数据，再转换成反频道频率响应。
3.如权利要求1所述的频域适应均衡装置，其中所述均衡器还包括存储器，利用上述生成装置中转换的频域数据，设定均衡器系数，并进行保存；错误检测装置，利用上述输出装置的杂音清除器计算的错误以及上述均衡装置输出的已补偿数据，计算错误；系数更新器，利用上述错误检测器计算的错误以及生成装置中锁定频道推进响应后输出的数据，更新事先保存在上述存储器中的系数；IFFT，将上述系数更新器输出的频域数据转换成时域数据。
4.一种频域适应均衡方法包括以下步骤(a)从解调器接收到的信号中锁定频道推进响应，并发送有效数据，同时发生有效的频道推进响应和同步多路器(multiplexer)控制信号；(b)判断从解调器接收到的信号是系数初始化信号还是系数更新信号；(c)根据上述判断结果，被判断为系数初始化信号时，根据上述多路器控制信号，控制第一多路器输出频道锁定器中锁定到的频道推进响应数据；(d)根据上述判断结果，被判断为系数更新信号时，根据上述多路器控制信号，控制第一多路器原样输出解调器输出的数据；(e)将上述第一多路器输出的数据转换成频域；(f)上述已转换为频域的数据仍然是更新信号时，通过延迟装置，根据上述多路器控制信号，控制第二多路器与均衡装置内系数更新器连接，以此更新存储器内的系数；(g)上述已转换为频域的数据仍然是系数初始化信号时，不通过延迟装置，根据上述多路器控制信号，直接控制第2多路器与转换成反频道频率响应的ROM平台连接，以此初始化均衡器系数。
5.如权利要求4所述的频域适应均衡方法，其特征在于，上述判断过程中，频道锁定器输出有效频道推进响应的区间，就判断为系数初始化信号；其他区间则判断为系数更新信号。
6.如权利要求4所述的频域适应均衡方法，其特征在于，上述第1、2多路器中输入的数据为一般数据时，所述多路器控制信号将维持低(LOW)值；如果是频道推进响应锁定值时，就会维持高(HIGH)值。
全文摘要
本项发明所公开的是在频域LMS均衡器中利用FFT共有构造减少均衡器复杂度的频域适应均衡装置及方法；其中频域适应均衡装置包括生成装置，从接收到的数据锁定频道的推进响应，并将其与接收数据一同进行多路复用(multiplexing)处理，然后转换成频域信号；均衡装置，利用上述生成装置中转换的频域数据，初始化均衡器的系数，并且补偿被传送频道歪曲的数据；输出装置，清除上述均衡装置输出数据中的杂音，并通过相位锁定器进行输出。通过本发明频域适应均衡装置及方法的应用，将解调器输入的数据转换成频域时以及将频道推进响应转换成频域时，只使用一个FFT，从而减少了整个系统的硬件规模。
文档编号H04L25/03GK1731774SQ20041005350
公开日2006年2月8日 申请日期2004年8月5日 优先权日2004年8月5日
发明者姜景远, 金昞吉 申请人:上海乐金广电电子有限公司