专利名称：用于改善均衡速度的单载波接收机的均衡器及其均衡方法
技术领域：
本发明涉及采用单载波模式的均衡器，尤其涉及能够改善其收敛速度的均衡器。
背景技术：
图1是能够接收以普通单载波模式发送的广播信号的传统单载波接收机的示意方框图。
该单载波接收机包括射频(RF)单元10、模数变换器(ADC)20、同步装置30、均衡器40、解码器50和场同步信号发生器60。该RF单元10调谐通过天线11从单载波发射机接收的广播信号，并将调谐频段的信号转换为基带信号。ADC 20通过数字抽样处理将模拟形式的接收信号转换为数字信号。同步装置30补偿输入信号的频率、相位和定时偏移。均衡器40对于已如上述补偿了偏移的信号，补偿传输信道上的信道失真。场同步信号发生器60产生场同步信号，从而将产生的信号提供给均衡器40，该场同步信号是在发射机和接收机之间建立的参考信号。场均衡器40基于来自场同步信号发生器60的场同步信号，补偿信道失真。解码器50对来自由均衡器40进行均衡后的信号的数据进行解码数据。
单载波接收机可包括线性均衡器或判定反馈均衡器。下面将参考图2和图3描述每个均衡器的操作。
图2是线性均衡器的方框图。该线性均衡器40包括具有FIR型滤波器的滤波器42、延迟单元49和响应于均衡器的操作模式而切换的切换单元45。计算均衡误差来更新滤波器系数是一种开始于已初始化的滤波器系数的迭代处理。均衡器有两种操作模式一种是盲模式，其中使用接收信号来均衡；而另一种是训练模式，其中使用场同步信号来均衡，场同步信号是使发射机和接收机同步的信息。
在盲模式中，切换单元45被连接至点a，来计算均衡误差。通过使用来自滤波器42的输出信号和通过滤波器42从确定单元46输出的预定电平的信号，来计算均衡误差。
在训练模式中，切换单元45被连接至点b，以便计算均衡误差。通过使用来自滤波器42的输出信号和由延迟单元49延迟预定时间段的场同步信号，来计算均衡误差。该延迟时间与接收信号中电平最高的主信号的延迟时间相同。
如上所述，使用每个操作模式中计算的均衡误差，来更新滤波器42的系数，以去除接收信号的多径(multi-path)。
图3是判定反馈均衡器的方框图。该判定反馈均衡器包括前馈(FF)单元342、反馈(FB)单元43、第一加法器44、切换单元45、确定单元46、第二加法器47和延迟单元49。该FF单元342包括有限脉冲响应(FIR)型滤波器，用于去除前虚假信号(ghost)，该前虚假信号是接收主信号之前收到的多径信号。FB单元43包括无限脉冲响应(IIR)型滤波器，用于去除后虚假信号，该后虚假信号是接收主信号之后收到的多径信号。重复响应于由切换单元45选择的操作模式而计算均衡误差并更新FF单元42中的滤波器的系数的处理，以便均衡。
在盲模式中，第一加法器44将来自FF单元42和FB单元43的输出信号相加，而确定单元46确定来自第一加法器44的输出信号的信号电平。切换单元45被连接至点a，来计算均衡误差。第二加法器47通过将来自第一加法器44和确定单元46的输出信号相加来计算均衡误差。
在训练模式中，切换单元45被连接至点b，而第一加法器44将来自FF单元42和FB单元43的输出信号相加。第二加法器47通过将经过FF单元42和FB单元43来自第一加法器44的输出信号和由延迟单元49延迟了预定延迟时间的场同步信号相加，来计算均衡误差。使用每个操作模式中计算出的均衡误差，来更新FF单元42的FIR滤波器和FB单元43的IIR滤波器的系数，以去除接收信号的多径。
如上所述，更新滤波器的系数，以便收敛多径信号的电平，用于均衡器的均衡。通常将滤波器的系数初始化为“1”用于滤波器的中心抽头，而“0”用于其它抽头。通过应用响应于每个操作模式而计算出的均衡误差来更新滤波器的系数，从而逐渐收敛。
因此，所述均衡器具有滤波器系数经过长时间收敛，并且均衡速度变慢的问题。
发明内容
本发明的一个方面在于至少解决上述问题和/或缺点，并提供一种至少一个下文中描述述的优点。
因此，本发明的一个方面在于通过提供一种用于单载波接收机的均衡器，而解决上述和/或其它问题，该均衡器包括信道估计单元，使用输入给它的接收信号和产生的场同步信号，来估计信道估计值；滤波器单元，基于所述信道估计值初始化该滤波器的系数，并过滤接收信号的前虚假信号和后虚假信号；以及误差计算单元，使用来自所述滤波单元的输出信号，来计算均衡误差。
该线性均衡器可以包括滤波器，根据均衡误差更新滤波器系数，并使用更新后的滤波器系数过滤前虚假信号和后虚假信号。
该线性均衡器可以具有这样的信道估计单元，其包括相关累积单元，计算并累积接收信号和场同步信号之间的相关值；以及估计确定单元，通过将预定阈值应用于累积的相关值，来确定信道估计值。
该线性均衡器还可包括确定单元，确定来自所述滤波器的输出信号的电平，其中，所述误差计算单元使用去往所述确定单元的输入信号和来自所述确定单元的输出信号，来计算均衡误差。
该线性均衡器可包括误差计算单元，使用来自所述确定单元的输出信号和所述场同步信号，来计算均衡误差。
上述和/或其它方面和优点通过提供一种线性滤波器的均衡方法来实现，该方法包括使用接收信号和场同步信号估计信道估计值；使用该信道估计值初始化所述滤波器的系数，以去除接收信号的前虚假信号和后虚假信号；计算均衡误差以更新所述滤波器系数；以及根据均衡误差更新所述滤波器的系数，从而过滤前虚假信号和后虚假信号。
根据该方法，估计信道估计值的步骤可包括通过使用接收信号和场同步信号之间的相关，计算并累积相关值；以及通过将预定阈值应用于累积的相关值而确定所述信道估计值。
根据本发明的另一方面，通过提供一种用于单载波接收机的判定反馈均衡器而实现上述和/或其它方面，判定反馈均衡器包括信道估计单元，使用输入给它的接收信号和产生的场同步信号，来估计信道估计值；FF单元，基于所述信道估计值初始化第一滤波器的系数，并过滤接收信号的前虚假信号；FB单元，基于所述信道估计值初始化第二滤波器的系数，并过滤接收信号的后虚假信号；以及误差计算单元，使用来自所述FF单元和FB单元的输出信号，计算均衡误差。
该判定反馈均衡器可具有FF和FB单元，根据均衡误差分别更新所述第一和第二滤波器的系数，并使用更新的第一和第二滤波器，来过滤前虚假信号和后虚假信号。
该判定反馈均衡器可具有这样的信道估计单元，其包括相关累积单元，计算并累积接收信号和场同步信号之间的相关值；以及估计确定单元，通过将预定阈值应用于累积的相关值，来确定信道估计值。
该判定反馈均衡器可还包括加法器，将来自所述FF和FB单元的输出信号相加，以输出结果信号；确定单元，确定来自所述加法器的输出信号的信号电平，并将预定电平的结果信号输入至所述FB单元，其中，所述误差计算单元使用去往所述确定单元的输入信号和来自所述确定单元的预定电平的输出信号，计算均衡误差。
该判定反馈均衡器可还包括加法器，将来自所述FF和FB单元的输出信号相加，以输出结果信号，其中，所述误差计算单元使用来自所述加法器的输出信号和所述场同步信号计算均衡误差。
根据本发明的再一方面，通过提供一种判定反馈均衡器的均衡方法而实现本发明的上述和/或其它方面和优点，该方法包括使用输入给它的接收信号和产生的场同步信号，来估计信道估计值；使用所述信道估计值分别初始化第一和第二滤波器的系数，以过滤前虚假信号和后虚假信号；计算均衡误差，以更新所述第一和第二滤波器的系数；以及根据所述均衡误差更新所述第一和第二滤波器的系数，从而过滤前虚假信号和后虚假信号。
根据该方法，估计信道估计值的步骤可包括计算并累积接收信号和场同步信号之间的相关值；以及估计确定单元通过将预定阈值应用于累积的相关值而确定所述信道估计值。
下面将描述本发明的附加优点、方面以及特征，其根据下面的描述或从本发明的实践，对本领域技术人员来说将会更加明显。本发明的各方面和优点将如所附权利要求书所具体指出的来实现和获得。
下面参考附图详细描述本发明，其中相同标号指相同元件，其中图1是传统单载波接收机的示意方框图；图2是用于单载波接收机的线性均衡器的方框图；图3是用于单载波接收机的判定反馈均衡器的方框图；图4是根据本发明实施例的线性均衡器的方框图；图5是根据本发明替换实施例的判定反馈均衡器的方框图；图6是图4和图5中的信道估计单元的详细方框图；图7是图解图4和图5中的均衡器的均衡方法的流程图；以及图8是图解图7中的信道估计操作的详细流程图。
具体实施模式将详细参考本发明的优选实施例，附图中图解的例子，其中，相同的标号指相同的元件。下面为了解释本发明，通过参考附图描述实施例。
下面的详细描述参考附图，描述根据本发明实施例的用于单载波接收机的均衡器及其均衡方法。
图4是根据本发明实施例的线性均衡器的方框图。该线性均衡器400包括信道估计单元410、滤波器420、切换单元450、确定单元460、加法器470和延迟单元490。
信道估计单元410通过使用输入至接收机的接收信号和场同步信号之间的相关，估计信道估计值，该场同步信号是发生器600所产生的用于使发射机和接收机同步的信息。
滤波器420包括有限脉冲响应(FIR)型滤波器。该滤波器420逐渐削弱接收主信号之前或之后接收的多径信号的电平，以将其去除。
滤波器420使用来自信道估计单元410的信道估计值初始化FIR滤波器的系数，并根据均衡误差更新滤波器的系数，如后面将描述，以去除接收信号的多径信号。
切换单元450根据均衡器的操作模式(盲模式或训练模式)选择性地操作。根据操作模式计算均衡误差。
当均衡器处于盲模式时，确定单元460确定来自滤波器420的输出信号的信号电平，并输出结果信号。
当均衡器处于训练模式时，延迟单元490将场同步信号延迟预定的时间段。该延迟时间和与多径信号一起接收的主信号的延迟时间相同。
加法器470通过将来自滤波器420的输出信号和响应于操作模式从切换单元450输出的信号相加，来计算响应于每个操作模式的均衡误差。
下文中将描述上述线性均衡器的操作。信道估计单元410将根据接收信号的延迟分布的信道估计值提供给滤波器420。滤波器420根据该信道估计值初始化FIR型滤波器的系数，并对接收信号进行滤波。加法器470通过使用来自滤波器420和切换单元450的输出信号，来计算均衡误差，所述切换单元450根据各操作模式而工作。
在盲模式中，切换单元450被连接至点a，而确定单元460确定来自滤波器420的输出信号的信号电平，以输出至加法器470。加法器470通过使去往确定单元460的输入信号和从确定单元460输出的预定电平的信号相加，来计算均衡误差。
在训练模式中，切换单元450被连接至点b，而加法器470通过使场同步信号和来自滤波器420的输出信号相加，来计算均衡误差。延迟单元490将场同步信号延迟，延迟的时间即与多径信号一起接收的主信号的延迟时间。
如上所述，通过使用在每个操作模式中计算的均衡误差，来更新滤波器420的FIR型滤波器的系数。通过使用信道估计值，使滤波器的系数能将多径信号的电平收敛至一定程度。随后使用均衡误差更新滤波器系数，于是其收敛至最佳。这使得滤波器系数在短时间内收敛。
图5是根据本发明可替换实施例的判定反馈均衡器400的方框图。
该判定反馈均衡器400包括信道估计单元410、前馈(FF)单元520、反馈(FB)单元430、第一加法器440、切换单元450、确定单元460、第二加法器470和延迟单元490。
信道估计单元410通过使用输入至接收机的接收信号和场同步信号之间的相关，来估计信道估计值，该场同步信号是发生器600所产生的用于使发射机和接收机同步的信息。
FF单元520包括FIR型滤波器，以去除前虚假信号，该前虚假信号是接收主信号之前接收的多径信号。即，FF单元520通过使用从信道估计单元410输出的信道估计值，将FIR滤波器的系数初始化为预定的值，然后更新滤波器系数，从而去除前虚假信号。
FB单元430包括无限脉冲响应(IIR)型滤波器以去除后虚假信号，该后虚假信号是接收主信号之后接收的多径信号。即，FB单元430通过使用从信道估计单元410输出的信道估计值将IIR滤波器的系数初始化为预定的值，然后更新滤波器的系数，从而去除后虚假信号。
第一加法器440将来自FF单元520和FB单元430的输出信号相加。
当均衡器处于盲模式时，确定单元460确定来自第一加法器440的输出信号的信号电平。
当均衡器处于训练模式时，延迟单元490将场同步信号延迟预定的时间段。延迟时间和与多径信号一起接收的主信号的延迟时间相同。
第二加法器470通过将来自第一加法器440的输出信号和响应于操作模式从切换单元450输出的信号相加，来计算响应于每个操作模式的均衡误差。
下文中，将描述上述判定反馈均衡器的操作。信道估计单元410根据接收信号的延迟分布，将信道估计值提供给FF单元520和FB单元430。该FF单元520和FB单元430基于该信道估计值，初始化FIR和IIR滤波器的系数。具有该已初始化的滤波器系数的FF单元520和FB单元430对接收信号进行滤波。第二加法器470通过将来自第一加法器440和切换单元450的输出信号相加，来计算均衡误差。
在盲模式中，切换单元450被连接至点a，于是确定单元460确定来自第一加法器440的输出信号的信号电平。第二加法器470通过使用去往确定单元460的输入信号和来自确定单元460的输出信号，来计算均衡误差。
在训练模式中，切换单元450被连接至点b，而第二加法器470通过使用场同步信号和来自第一加法器440的输出信号，计算均衡误差。延迟单元490将场同步信号延迟，延迟的时间即与多径信号一起接收的主信号的延迟时间。
如上所述，响应于每个操作模式而计算的均衡误差被输入至FF单元520和FB单元430，于是FF单元520和FB单元430更新对应于输入的均衡误差滤波器的系数。通过使用信道估计值，已经使滤波器系数能将多径信号的电平收敛至一定程度，随后通过使用均衡误差来更新滤波器系数，于是其收敛至最佳。这使得滤波器系数在短时间内收敛。
图6是信道估计单元410的详细方框图。信道估计单元410包括相关累积单元411和估计确定单元413。
相关累积单元411通过使用场同步信号和接收信号之间的相关，累积相关值。
估计确定单元413通过将自适应阈值算法或固定阈值算法应用于累积的相关值，来去除不必要的噪声。然后获得接收信号的延迟分布、或信道估计值。
将如上获得的信道估计值输入至FF单元520和FB单元430中的每一个，从而初始化滤波器的系数。
下文中，将参考图7中的流程图详细描述根据本发明的实施例的均衡器(图4和图5)的均衡方法。
信道估计单元410通过使用输入至接收机的接收信号和从发生器600产生的场同步信号之间的相关，估计信道估计值(S100)。
根据该信道估计值，FF单元520和FB单元430分别初始化FIR和IIR型滤波器的系数(S200)。
切换单元450根据每个操作模式来选择性地操作，以计算均衡误差。详细地说，在盲模式中，使用来自确定单元460的输出信号来计算均衡误差，而在训练模式中，使用场同步信号来计算均衡误差(S300)。
将响应于每个模式而计算的均衡误差输入至FF单元520和FB单元430。响应于输入的均衡误差，然后FF单元520和FB单元430分别更新FIR和IIR滤波器的系数。
更新FIR和IIR滤波器的系数，以便收敛前虚假信号和后虚假信号的电平，从而去除前虚假信号和后虚假信号(S500)。
图8是图解图7中的信道估计操作的详细流程图。下文中，将详细描述信道估计的操作。
场同步信号发生器600产生场同步信号(S110)。相关累积单元411通过使用该场同步信号和接收信号之间的相关，来计算相关值(S120)，并重复该操作多次，假定N次，以对每个同步值累积相关值(S130)。估计确定单元413通过将自适应阈值算法或固定阈值算法应用于累积的相关值来去除不必要的噪声(S140)，并计算信道估计值(S150)。
FF单元520和FB单元430通过使用来自信道估计单元410的信道估计值，来初始化其滤波器的系数。连续更新滤波器单元420和430的FIR和IIR滤波器的系数，从而使得滤波器系数在短时间内收敛。
根据本发明，可以通过估计接收信号的延迟分布，从而初始化FIR滤波器和IIR滤波器，来改善滤波器系数的收敛速度。这使得滤波器系数在短时间内收敛，从而改善均衡器的均衡的收敛速度。
尽管参考本发明确定的优选实施例示出并描述了本发明，本领域技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求书定义的本发明的精神和范围的情况下，可进行各种形式和细节上的修改。
上述实施例和优点仅用于举例，并不用于限制本发明。本教义可被容易地应用于其它类型的装置。本发明的说明书的目的在于说明而不是限制权利要求书的范围。对本领域技术人员来说，各种替换、修改和变化是明显的。权利要求书中，部件加功能的句子试图覆盖这里所述的用于执行所陈述的功能的结构，不仅是结构性等效物而且等效的结构。
权利要求
1.一种用于单载波接收机的线性均衡器，包括信道估计单元，使用输入给它的接收信号和产生的场同步信号，来估计信道估计值；滤波器单元，基于所述信道估计值初始化滤波器的系数，并过滤接收信号的前虚假信号和后虚假信号；以及误差计算单元，使用来自所述滤波器单元的输出信号，计算均衡误差。
2.如权利要求1所述的线性均衡器，其中，所述滤波器单元根据所述均衡误差更新滤波器的系数，并使用更新后的滤波器系数过滤前虚假信号和后虚假信号。
3.如权利要求1所述的线性均衡器，其中，所述信道估计单元包括相关累积单元，计算并累积接收信号和场同步信号之间的相关值；以及估计确定单元，通过将预定阈值应用于累积的相关值，来确定信道估计值。
4.如权利要求1所述的线性均衡器，还包括确定单元，确定来自所述滤波器单元的输出信号的信号电平，其中，所述误差计算单元使用去往所述确定单元的输入信号和来自所述确定单元的输出信号，来计算均衡误差。
5.如权利要求1所述的线性均衡器，其中，所述误差计算单元使用来自所述确定单元的输出信号和所述场同步信号，来计算均衡误差。
6.一种线性滤波器的均衡方法，包括使用接收信号和场同步信号估计信道估计值；使用所述信道估计值初始化滤波器的系数，以便去除接收信号的前虚假信号和后虚假信号；计算均衡误差以更新所述滤波器的系数；以及根据所述均衡误差更新所述滤波器的系数，从而过滤前虚假信号和后虚假信号。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述估计信道估计值的步骤包括通过使用接收信号和场同步信号之间的相关，计算并累积相关值；以及通过将预定阈值应用于累积的相关值，确定所述信道估计值。
8.一种用于单载波接收机的判定反馈均衡器，包括信道估计单元，使用输入给它的接收信号和产生的场同步信号，来估计信道估计值；前馈(FF)单元，基于所述信道估计值初始化第一滤波器的系数，并过滤接收信号的前虚假信号；反馈(FB)单元，基于所述信道估计值初始化第二滤波器的系数，并过滤接收信号的后虚假信号；以及误差计算单元，使用来自所述FF单元和FB单元的输出信号，计算均衡误差。
9.如权利要求8所述的判定反馈均衡器，其中，所述FF和FB单元，根据均衡误差分别更新所述第一和第二滤波器的系数，并使用更新后的第一和第二滤波器，来过滤前虚假信号和后虚假信号。
10.如权利要求8所述的判定反馈均衡器，其中，所述信道估计单元包括相关累积单元，计算并累积接收信号和场同步信号之间的相关值；以及估计确定单元，通过将预定阈值应用于累积的相关值，来确定信道估计值。
11.如权利要求8所述的判定反馈均衡器，还包括加法器，将来自所述FF和FB单元的输出信号相加，以输出结果信号；确定单元，确定来自所述加法器的输出信号的信号电平，并将预定电平的结果信号输入至所述FB单元，其中，所述误差计算单元使用去往所述确定单元的输入信号和来自所述确定单元的预定电平的输出信号，来计算均衡误差。
12.如权利要求11所述的判定反馈均衡器，其中，所述误差计算单元使用来自所述加法器的输出信号和所述场同步信号，来计算均衡误差。
13.一种判定反馈均衡器的均衡方法，该方法包括使用输入给它的接收信号和场同步信号，来估计信道估计值；使用所述信道估计值分别初始化第一滤波器和第二滤波器的系数，以过滤接收信号的前虚假信号和后虚假信号；计算均衡误差，以更新所述第一和第二滤波器的系数；以及根据所述均衡误差更新所述第一滤波器和所述第二滤波器的系数，从而过滤前虚假信号和后虚假信号。
14.如权利要求13所述的方法，其中，估计信道估计值的步骤包括计算并累积接收信号和场同步信号之间的相关值；以及估计确定单元通过将预定阈值应用于累积的相关值，确定所述信道估计值。
15.一种从接收信号中去除多径信号的方法，包括从第一信号和第二信号建立信道估计值；基于所述信道估计值初始化滤波器系数，以过滤多径信号；以及根据均衡误差更新初始滤波器系数，以去除多径信号。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述多径信号包括接收信号的前虚假信号；以及接收信号的后虚假信号。
17.如权利要求15所述的方法，其中，估计信道估计值的步骤包括将所述第一信号和第二信号相加。
18.如权利要求15所述的方法，还包括确定是否选择了盲模式；如果选择了盲模式，则从确定单元输出预定信号；以及当选择了盲模式时，选择接收信号作为所述第一信号，并选择所述预定信号作为所述第二信号。
19.如权利要求15所述的方法，还包括确定是否选择了训练模式；以及当选择了训练模式时，选择场同步信号作为所述第一信号，并选择来自具有更新后的滤波器系数的滤波器的输出信号作为所述第二信号。
20.一种从接收信号中去除多径信号电平的方法，包括根据接收信号的延迟分布，提供信道估计值；使用所述信道估计值和均衡误差，收敛关于多径信号电平的滤波器系数。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述收敛滤波器系数的步骤包括利用所述信道估计值初始化所述滤波器系数。
22.如权利要求20所述的方法，其中，所述收敛滤波器系数的步骤包括利用所述均衡误差更新所述滤波器系数。
23.如权利要求20所述的方法，其中，所述收敛滤波器系数的步骤包括收敛具有有限脉冲响应的滤波器系数。
24.如权利要求20所述的方法，其中，所述收敛滤波器系数的步骤包括收敛具有无限脉冲响应的滤波器系数。
全文摘要
本发明提供了一种能够改善均衡速度的均衡器。该均衡器包括信道估计单元，使用输入给它的接收信号和产生的场同步信号，来估计信道估计值；滤波器单元，使用该信道估计值，过滤接收信号的前虚假信号和后虚假信号，其中，该滤波器初始化其滤波器的系数，并逐渐更新该系数，从而过滤所述前虚假信号和后虚假信号；以及误差计算单元，使用来自该滤波器单元的输出信号，计算均衡误差。该滤波器根据均衡误差更新滤波器的系数，并通过这些更新的滤波器过滤前虚假信号和后虚假信号。通过估计接收信号的延迟分布，初始化该均衡器的滤波器，从而改善均衡器的均衡的收敛速度。
文档编号H04L25/03GK1479501SQ03152429
公开日2004年3月3日 申请日期2003年7月30日 优先权日2002年8月28日
发明者韩东锡, 吴海锡, 金柱延, 金正振 申请人:三星电子株式会社