基于不均匀模拟数字转换器的二进制信号检测的制作方法_2

文档序号:8514403阅读:来源:国知局
可变增益放大器(VGA,variable gainamplifier) 320、一不均勾模拟数字转换器(non-uniform ADC) 330及一数字信号处理单元340。该线性均衡器310用以接收一输入信号SI及输出一个不完全的均衡信号S2 ;该可变增益放大器320用以接收该不完全的均衡信号S2及根据一增益控制信号G,输出一个振幅调整信号S3 ;该不均匀模拟数字转换器330用以接收该振幅调整信号S3及输出一数字化信号S4 ;该数字信号处理单元340用以接收该数字化信号S4及输出该增益控制信号G与一恢复比特流D。该线性均衡器310对该输入信号SI提供一初步均衡,以部分地移除其间的符间干扰,而该不完全的均衡信号S2在形式上更接近一理想的二阶(二进制)信号。该可变增益放大器320对该不完全的均衡信号S2进行振幅调整,使得该振幅调整信号S3的电平大部分落在理想电平O或理想电平I的附近。该不均匀模拟数字转换器330对该振幅调整信号S3进行模拟数字转换,以产生该数字化信号S4 ;该数字信号处理单元340对该数字化信号S4进行数字信号处理、移除残余的符间干扰及正确地检测内含于该数字化信号S4的比特流D。不同于现有的模拟数字转换器,该不均匀模拟数字转换器330的多个数字化电平皆不均匀地偏移,请参考以下几个段落的说明。
[0016]一模拟数字转换器是用来将一模拟信号转换成一数字信号的装置。假设该模拟数字转换器的精准度(precis1n)没有极限,则该数字信号将等于该模拟信号。实际上,该模拟数字转换器的精准度有极限,而该数字信号可能偏离该模拟信号。该数字信号及该模拟信号间的差异就是本领域熟知的“量化噪声(quantizat1n noise) ”,其取决于该模拟数字转换器的精准度。在图3的接收器300中,就该不均匀模拟数字转换器330而言,该振幅调整信号S3为一模拟信号而该数字化信号S4为一数字信号。利用以下数学方程式,显示S4及S3的相关性:S4 = S3+ ε (I)
[0017]其中,ε代表该量化噪声。该量化噪声是一附加噪声、一额外减损。然而,由图2Β所示,只有当该信号(在此,是S3)落在模糊区(在模糊区中,减损已经很严重且很难检测信号)时,该附加噪声才具决定性。若该信号落在置信区I或0,我们有信心可检测到该信号,在此例中,该量化噪声并不重要。因此,当实际上没有高精准度模拟数字转换的需要时,要求具有高精准度模拟数字转换就是浪费力气。据此原则,该不均匀模拟数字转换器330使用不均匀量化。在一实施例中,不均匀模拟数字转换器330的转移特性曲线,由该振幅调整信号S3至该数字化信号S4,如图4所示。为便于比较,具有理论上无极限精准度的模拟数字转换器(其没有量化噪声,故S4与S3相同)的转移特性曲线,也同时显示在图4中。当S3大于该置信临界值I时,S3位在置信区1,同时该不均匀模拟数字转换器330具较低的精准度(因为可确定该信号必定为1,故无须更高的精准度);当33小于该置信临界值O时,S3位于置信区O,同时该不均匀模拟数字转换器330也具较低的精准度(因为可确定该信号必定为0,故无须更高的精准度);当S3大于该置信临界值O且小于该置信临界值I时,S3位于模糊区,同时该不均匀模拟数字转换器330具较高精准度(因为需进一步的数字信号处理来正确检测该信号,故须要更高的精准度)。
[0018]在图4中,虽然该不均匀模拟数字转换器330在三区(即置信区0、模糊区及置信区I)的任一区中,都具有均匀的精准度,但此仅为示例而非本发明的限制。在该三区的任一区范围内,精准度未必一定要均匀。例如,可以让模糊区的精准度变细(taper),使得该中间电平附近的精准度较高,而该置信临界值O及该置信临界值I附近的精准度较低。在任一例中,在该模糊区内的平均精准度必须高于在该置信区O内的平均精准度及该置信区I内的平均精准度。同时,在图4中,虽然该不均匀模拟数字转换器330具有相对于该中间电平的反对称(ant1-sy_etrical)特性(换言之,为奇函数),但此仅为示例而非本发明的限制。该特性不必须为反对称,在另一实施例中,该置信区O内的平均精准度高于该置信区I内的平均精准度。在另一实施例中,该置信区I内的平均精准度高于该置信区O内的平均精准度。
[0019]请参考图3,该数字信号处理单元340进行自动增益控制(以产生该控制信号G)及信号检测(以产生恢复比特流D)。该自动增益控制的目的是适当地设定该增益控制信号G的值来控制该可变增益放大器320去调整S3的振幅,使得S4多数落在理想电平O或I附近。若S4多数落在理想电平I之上或位于理想电平O之下,代表该可变增益放大器320的增益太高(也即该增益控制信号G的值被设得太高)。在一实施例中,该控制信号G被初始化为一初始值,之后,该数字信号处理单元340利用以下算法来更新该控制信号G:
[0020]相对于高于理想电平O但低于理想电平1,若S4比较多地高于理想电平I或低于理想电平O,则减少G值;否则,增加G值。
[0021]例如,每100个样本,就统计S4—次。若100个样本中有60个样本高于理想电平I或低于理想电平O (而其他40个样本高于理想电平O但低于理想电平I),表示该增益控制信号G的值过高,须降低G值。另一方面,若100个样本中有45个样本高于理想电平I或低于理想电平O (而其他55个样本高于理想电平O但低于理想电平I),表示该增益控制信号G的值过小,须加大G值。请注意,上述例子仅为示例,在实际运作上,可使用其他样本数目和临界值,都属于本发明的范围。
[0022]在一实施例中,该信号检测是根据以下算法来进行:若S4大于置信临界值1,则将D设定为I。
[0023]若S4小于置信临界值0,则将D设定为O。
[0024]否则,进行决策反馈均衡以将S4均衡为S5 ;若S5大于该中间电平,则将D设定为1,否则将D设定为O。
[0025]其中,S5是一均衡信号,是在决策反馈均衡过程中产生的。决策反馈均衡技术是本技术领域技术人员所熟知的,故在此不予赘述。若对决策反馈均衡技术不熟悉的人,请参考教科书,如 -Digital communicat1ns,作者:Proakis,出版社:McGraw-Hill, Inc., NewYork0
[0026]在另一实施例中,该信号检测包括以下步骤:进行决策反馈均衡以将S4均衡为S5 ;gS5大于该中间电平,则将D设定为1,否则将D设定为O。在此实施例中,该信号检测仅取决于S5,而不管S4是否大于置信临界值I或小于置信临界值O。
[0027]在一实施例中,该置信临界值I是理想电平I和该中间电平的平均值(mean),而该置信临界值O是理想电平O和该中间电平的平均值。该理想电平、该中间电平及该置信临界值的一些示范数值,将描述如下。请注意,该些示范数值仅为示例而非本发明的限制。例如,当该振幅调整信号“足够接近”该中间电平时,该信号检测仅有较低置信度,其中,“足够接近”可能是介于二个临界电平间的一区。在另一个例子中,当该振幅调整信号“足够远离”该中间电平时,该信号检测有较高置信度,其中,“足够远离”可能是超出一临界值。换言之,“足够”可从图2B和图4图明显看出,并由至少以下的示范数值作说明。
[0028]一实施例中,该理想电平I是200mV ;该理想电平O是_200mV ;该中间电平是OmV ;该置信临界值I是10mV ;该置信临界值O是-1OOmV。
[0029]一实施例中,
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