专利名称：在离散多频道系统中选择最佳交换技术的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在一离散多频道(Discrete Multitone，DMT)系统中选择一最佳交换技术。
今日的电话网络(双绞线媒介(twisted pair copper media))当初并非设计为可供高速数据传输的用途。为了能提供小型企业与一般家庭高速互动服务，必须具有高速传输路径。虽然光纤是最终的选择，但是光纤网络目前尚未建构完成。为了解决此一问题，有人提出非对称数字式用户线路(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)技术以提高现有电话网络的有效频宽，允许高速网际网络连结。
离散多频道系统实施于ADSL通讯系统中，其系将双绞线媒介可以使用的频宽分割成多个子频道(sub-channels)。离散多频道系统已经被多个工业标准所采用，如ANSI T1.413。为维持在一离散多频道系统中的最佳效能，一般而言，各子频道的均方根误差(mean square errors，MSE)应该尽可能的保持相近。
已知技术的位交换技术是用以减少所有子频道中最大均方根误差(MSEmax)与最小均方根误差(MSEmin)。本技术调整对应于MSEmax与MSEmin的子频道，而不改变具有中等MSE的子频道。关于位交换的细节可以参考由Prentice Hall PTR印行且由Thomas Starr、John M.Cioffi以及Peter Silverman所著的“Understanding Digital Subscribe LineTechnology”，以及发明名称为“Method And Apparatus for Adaptive，Variale Bandwidth，High-Speed Data Transmission of a MulticarrierSignal Over Digital Subscriber Lines”的Chow等人的美国专利5479447。计算对应各子频道MSE的详细方式为公知技术，且可于任何相关的参考数据中得到。
位交换将位数据从具有MSEmax的子频道重新配置到具有MSEmin的子频道。此种方式，由于在相同增益下负载的位数据较少，所以对应于MSEmax的子频道的讯号噪声比(signal-to-noise ratio，SNR)会增加。另一方面，由于在相同增益下负载的位数据变多，所以对应于MSEmin的子频道之SNR会降低。因为SNR的增加意味着MSE的降低，而反之亦然，所以我们可以通过将位数量重新配置到各子频道中，而减低MSEmax与MSEmin的差异。根据Chow的方法，当MSEmax＞MSEmin+MSEthreshold时，则进行位交换。其中MSEthreshold通常选在3dB。
考虑如
图1所示的例子，MSEmax为6.2dB而MSEmin为3dB，而对应此两子频道的增益系数分别为gmax＝-1dB为gmin＝1.5dB。MSEmax与MSEmin间的差异为3.2dB。因为MSEmax与MSEmin的差异超过3dB，则进行位交换，最后MSEmax减小3dB，而MSEmin增加3dB。结果得到的误差程度图标于图2中。现在MSEmax与MSEmin间的差异为2.8dB。对于先前的状况，进行位交换后的改善为0.4dB。
位交换存在许多缺点。其效率不够好，无法消除MSEmax与MSEmin间的差异。在一些特例中，甚至毫无用处。考虑如图3所示的以下例子，其中MSEmax与MSEmin之间的差异为3dB。当应用位交换技术时，MSEmax减低3dB，而MSEmin增加3dB。结果MSEmax与MSEmin间的差异一样维持在3dB。进一步的位交换最终将无法减低MSEmax与MSEmin之间的差异。在图3中所示的例子中，可以看到执行位交换在这样的情形中只是浪费系统资源而已。
增益交换的概念也已经作为减低或消除所有子频道之间差异的另一种方法被提出。增益交换概念的特征在于所有子频道中的MSE都可以通过从各频道中扣除或加上增益，而维持在基本相同的水准。然而，截至目前为止，尚无人提出任何文献讨论增益交换的算法。大部分的出版物集中在位交换，而且从无任何文献显示过增益交换可以提供比位交换更好的效能。
本发明的一个目的是提供选择在一DMT系统中一交换技术的方法，使得MSEmax与MSEmin之间的差异可以有效的消除，因而达到一最佳系统效能。
本发明的的另一目的是提供一交换技术选择器，供在一DMT系统中，由包含位交换与增益交换的群组中，选择一最佳交换技术。
本发明的另一目的是提供执行增益交换的方法与相应的算法。
选择交换技术的方法，在一DMT系统中，从包含位交换与增益交换的群组中选择最佳的交换技术。此DMT系统具有多个子频道、增益系数限制、一阈值(T)、一最大均方根差(MSEmax)以及一最小均方根差(MSEmin)。本方法包含根据MSEmax、MSEmin以及增益系数限制，依照一预定的方式，决定一第一指针值(I)与一第二指针值(J)，决定I与J中的较大者是否大于T的步骤；如果I与J中较大者大于T，再决定I是否大于或等于J；以及如果I大于或等于J，则选择增益交换以作为交换技术。
交换技术选择器，在一离散多频道系统中，从包含位交换与增益交换的群组中，选择一最佳交换技术。此离散多频道系统中具有多个子系统、增益系数限制、一阈值(T)、一最大均方根差(MSEmax)与一最小均方根差(MSEmin)。交换技术选择器包含一效能改善预算器(performanceimprovement pre-calculator)，供根据MSEmax、MSEmin以及增益系数限制，依照一预定方式，决定一第一指针值(I)以及一第二指针值(J)，一阈值比较器(threshold comparator)，连结到效能改善预算器，供决定I与J中较大者是否大于T；一效能改善比较器(performanceimprovement comparator)，连结到阈值比较器，供选择性的决定I是否大于等于J；以及一交换技术选择装置(swapping technique selectiondevice)，连结到效能改善比较器，供选择增益交换或增益交换与位交换的组合以作为最佳交换技术。
执行增益交换的方法在一离散多频道系统中执行增益交换。此离散多频道系统具有多个子频率、增益系数限制、一最大均方根差(MSEmax)与一最小均方根差(MSEmin)。增益系数具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn)。gmax表示对应MSEmax之子频道的增益，而gmin表示对应MSEmin之子频道的增益。此方法包括通过将Gcm减掉gmax以得到一增益裕度值Gmv(gain margin value)的步骤、通过将gmin减掉Gcn以得到另一增益裕度值(Gmv’)的步骤、通过将MSEmax减掉MSEmin以得到一参数(P)的步骤、从包含Gmv、Gmv’、以及(0.5*P)的群组中取得最小者，以得到一值MIN的步骤、以及将等于MIN的增益加到具有MSEmax的子频道中，并将等于MIN的增益由具有MSEmin的子频道中减除的步骤。
在本发明中，提出一方法与一交换技术选择器，供选择一最佳交换技术。同时，本发明亦提供一算法以供执行增益交换。此方法与装置可以解决各子频道中增益系数限制的问题，将(MSEmax)与(MSEmin)间的差异最小化。通过最小化MSEmax与MSEmin间的差异，可以使系统的效能最佳化，并实现最佳频宽使用率。
本领域的技术人员，通过以下结合附图对较佳实施例的详细叙述，将会清楚地了解本发明的这些与其它的目的与优点。
图1为在一例子中显示MSEmax与MSEmin之间误差程度的示意图。
图2为当对图1中的例子执行位交换技术后MSEmax与MSEmin之间误差程度的示意图。
图3为在一情况中位交换技术毫无作用的MSEmax与MSEmin间误差程度的示意图。
图4为对图1所示之例子执行如本发明所述的增益交换技术后，MSEmax与MSEmin间误差程度的示意图。
图5为根据本发明较佳实施例的选择一交换技术的方法的流程图。
图6为在一例子中，当增益交换尚未进行时，MSEmax与MSEmin的误差程度的示意图。
图7为对图6所示例子进行增益交换后，MSEmax与MSEmin的误差程度差异与MSEmax与MSEmin之误差程度的示意图。
图8为对图6所示例子进行位交换后，MSEmax与MSEmin的误差程度的示意图。
图9为对图8所示例子再实施依照本发明之增益交换技术后，MSEmax与MSEmin的误差程度的示意图。
图10为一表格，供图示由于子频道位减少所引致的增益变化。
图11为在一例子中，位交换已经实施后，MSEmax与MSEmin的误差程度的示意图。
图12为对图11所示例子执行增益交换后，所造成的MSEmax与MSEmin的误差程度的示意图。
图13为根据本发明一实施例的一交换技术选择器的方块图。
图14为对图2所示例子执行依据本发明一实施例的增益交换技术，MSEmax与MSEmin的误差程度的示意图。
本发明提供一方法与一交换技术选择器，以选择一最佳交换技术。本发明亦提供执行增益交换的方法与配合的算法。
根据本发明，增益交换根据一增益表，将增益加到对应MSEmax的子频道，或将增益从对应MSEmin的子频道中减除。对应MSEmax的子频道中的增益加大，会减低均方根差。相反的，对应MSEmin的子频道的增益减低，会增大均方根差。在图1的例子中，增加1.6dB到gmax，并从gmin中减除1.6dB，结果所得的误差程度示意图如图4所示。在应用增益交换之后，所得的MSEmax与MSEmin皆为4.6dB，而其之间的差值是零。从图2与图4之比较中我们可以看到，增益交换比位交换提供更佳的效能。
鉴于增益交换较位交换优越，本发明最佳交换技术将从包含增益交换以及增益交换与位交换的组合中选择。位交换不再是独立运作，而是扮演协助增益交换的角色，以在增益系数限制下，使增益交换的效能最佳化。相关的算法将叙述于后。
现在请参考图5，图5是根据本发明较佳实施例的选择交换技术的方法流程图。
步骤501监控本系统各个子频道的均方根差。步骤502从步骤501的结果中决定MSEmax与MSEmin。接着在步骤503中，根据一预定方法计算一第一指针值I与一第二指针值J，此预定方法将于后面的段落中说明。I代表使用增益交换时改善的幅度，而J代表采用先进行位交换紧跟着进行增益交换时改善的幅度。在步骤504中，将I与J中较大者与一阈值T相互比较，以决定较大者。此阈值是选择最大且不会实质降低系统效能的均方根值差异值。如果步骤504中的比较结果是否定的，此系统效能并未实质降低，并不需要执行任何交换技术，则会再一次执行步骤201，以持续监控各个子频道中的均方根差。
如果步骤504的比较结果是肯定的，则在步骤505中，比较I与J，以决定哪一种技术或技术组合可以提供较佳的效能。如果I比较大，则进行到步骤506以选择增益交换以作为所要的交换技术。如果J较大，则进行到步骤507以选择位交换与增益交换的组合，以作为想要的交换技术。
I与J的计算叙述如下，对于每一运算均将提供其物理意义。后面，最大增益系数限制与最小增益系数限制将分别记为Gcm与Gcn。举例来说，在ANSI T1.413标准中，Gcm为2.48dB而Gcn为-2.5dB，在G.DMT或G.Lite标准中，Gcm为2.48dB且Gcn为-14.42dB。
见图6中所示的例子，通过从Gcm扣除对应到MSEmax的子频道的增益值(gmax)以得到一第一增益裕度值，Gmv1(如下面式1所示)。Gmv1代表在增益系数限制下可以加到gmax的增益量，以减低MSEmax与平均均方根差(MSEavg)间的差值。MSEavg代表MSEmax与MSEmin的算数平均数。
Gmv1＝Gcm-gmax式1以相同的方式，通过从对应MSEmin子频道的增益值gmin减除Gcn以得到一第二增益裕度值Gmv2。Gmv2代表在增益系数限制下，可以从gmin扣除的增益量，以减低MSEmin与MSEavg之间的差异。
Gmv2＝gmin-Gcn式2为了维持MSEmax与MSEmin的总增益在执行增益交换后不变，在增益交换后，在MSEmax以及MSEavg之间的一第一差异值D1可以由以下的式3得到。
D1＝MSEmax-min[(MSEmax-MSEmin)/2，abs(Gmv1)，abs(Gmv2)]-MSEavg式3min[x，y，z]代表x、y以及z中最小者，而abs(x)代表x的绝对值。如果(MSEmax-MSEmin)/2的值，其等于(MSEmax-MSEaxg)，较abs(Gmv1)与abs(Gmv2)两者皆小的话，可以将数量相当于(MSEmax-MSEmin)/2的增益加到对应MSEmax的子频道，或从对应MSEmin的子频道中减除相当于(MSEmax-MSEmin)/2的增益。另一方面，如果Gmv1与Gmv2皆小于(MSEmax-MSEmin)/2的话，只有相当于Gmv1与Gmv2中较小者的增益量会被加到对应MSEmax的子频道，或从对应MSEmin的子频道中扣除。由上面叙述可知，本发明所谓最佳交换技术须符合经济效益，将系统资源做最有效的应用。
从包含(MSEmax-MSEmin)/2、abs(Gmv1)与abs(Gmv2)的群组中选出的最小值代表当执行增益交换时，分别加到对应MSEmax的子频道中，或从对应MSEmin的子频道中扣除的增益量。此即为执行增益交换时所需要的基本算法。任何为了细节调整所加的额外元素，都可以在学习上述基本算法后，为熟悉本技术的人员所清楚了解。
同样地，为了维持执行增益交换后MSEmax与MSEmin的总增益不变，在增益交换后，可根据式4得到MSEavg与MSEmin间的一第二差异值D2。
D2＝MSEavg-(MSEmin+min[(MSEmax-MSEmin)/2，abs(Gmv1)，abs(Gmv2)])式4
须注意D1与D2的值是一样的。
请参考图7，其示出了执行增益交换后所造成的误差程度示意图。式5为第一指针值I，其代表使用增益交换时改善的幅度。
I＝MSEmax-MSEmin-(D1+D2)式5当将式5中的D1与D2换乘以式3以及式4带入，I会变成如下之式6。
I＝2 min[(MSEmax-MSEmin)/2，abs(Gmv1)，abs(Gmv2)]式6现在考虑第二指针值J，其代表先进行位交换再进行增益交换时的改善幅度。当执行位交换时，从对应MSEmax的子频道中移除一位，当此位移除后，MSEmax变成MSEmaxbs，其代表执行位交换后的MSEmax。当执行位交换时，一位加到对应MSEmin的子频道中，MSEmin因此变成MSEminbs，其代表执行位交换后的MSEmin。虽然MSEmax的误差程度在执行位交换前系在MSEavg的误差程度之上，然而有可能在执行位交换后，MSEmaxbs会下降到低于MSEavgbs的程度。MSEavgbs代表MSEmaxbs与MSEminbs的平均均方根差值。因此，必须考虑两种可能的情形。
第一种情形 MSEmaxbs＜MSEavgbs图8所示为执行位交换后的一误差程度示意图。在此例中，MSEminbs上升到MSEavgbs之上而MSEmaxbs落到MSEavgbs之下。同理于第一指针值的计算，可通过从gmax扣除Gcn以得到一第三增益裕度值Gmv3。由Gcm扣掉gmin，可以得到一第四增益裕度值Gmv4。
Gmv3＝gmax-Gcn式(7)Gmv4＝Gcm-gmin式(8)对图8所示例子进行增益交换后所得到的误差程度示意图标于图9。为了维持增益交换前后MSEmaxbs与MSEminbs的总增益值不变，进行位交换与增益交换之组合后，MSEmaxbs与MSEavgbs间的差异值D3可由式9得到。
D3＝MSEavgbs-(MSEmaxbs+min[(MSEminbs-MSEmaxbs)/2，abs(Gmv3)，abs(Gmv4)])式9min[x，y，z]代表x、y与z中之最小者，而abs(x)代表x的绝对值。如果(MSEminbs-MSEmaxbs)/2的值，较abs(Gmv3)与abs(Gmv4)两者皆小的话，可以将数量相当于(MSEminbs-MSEmaxbs)/2的增益从对应MSEmaxbs的子频道中扣除，或加到对应MSEminbs的子频道中。另一方面，如果Gmv3与Gmv4皆小于(MSEminbs-MSEmaxbs)/2的话，只有相当于Gmv3与Gmv4中较小者的增益量会被加到对应MSEminbs的子频道，或从对应MSEmaxbs的子频道中扣除。
同样地，为了维持执行增益交换后MSEmaxbs与MSEmaxbs的总增益不变，在执行增益交换与位交换的组合后，可根据式10得到MSEavgbs与MSEminbs间的一第四差异值D4。
D4＝MSEminbs-min[(MSEminbs-MSEmaxbs)/2，abs(Gmv3)，abs(Gmv4)]-MSEavgbs式10由于从对应MSEmax或MSEmin的子频道减少或增多一位，对增益量的改变会随着不同数据位的不同负载而变。图10为显示位从i减到i-1(bi→bi-1)时，增益的改变(Gbi→Gbi-1)。为简明起见，Gbi→Gbi-1的变化估计约为3dB。
须注意D3与D4的强度相同。第二指针值J代表当采用位交换与增益交换的组合时改善的幅度。第二指针值J可以从式11得到。
J＝MSEmax-MSEmin-(D3+D4)式11第二种情形MSEmaxbs＞MSEavgbs图11所示为执行位交换后的一误差程度示意图。在此例中，MSEminbs在MSEavgbs之下方，而MSEmaxbs在MSEavgbs之上方。同理于第一指针值的计算，可通过从Gcm扣除gmax以得到一第五增益裕度值Gmv5。由gmin扣掉Gcm，可以得到一第六增益裕度值Gmv6。
Gmv5＝Gcm-gmax式12Gmv6＝gmin-Gcn式13对图11所示之例子进行增益交换后所得到之误差程度示意图标于图12。为了维持增益交换前后MSEmaxbs与MSEminbs的总增益值不变，进行位交换与增益交换之组合后，MSEmaxbs与MSEavgbs间的差异值D5可由式14得到。
D5＝MSEmaxbs-min[(MSEmaxbs-MSEminbs)/2，abs(Gmv5)，abs(Gmv6)]-MSEavgbs式14min[x，y，z]代表x、y与z中之最小者，而abs(x)代表x的绝对值。如果(MSEminbs-MSEmaxbs)/2的值，较abs(Gmv5)与abs(Gmv6)两者皆小的话，可以将数量相当于(MSEminbs-MSEmaxbs)/2的增益从对应MSEminbs的子频道中扣除，或加到对应MSEmaxbs的子频道中。另一方面，如果Gmv5与Gmv6皆小于(MSEminbs-MSEmaxbs)/2的话，只有相当于Gmv5与Gmv6中较小者的增益量会被加到对应MSEmaxbs的子频道，或从对应MSEminbs的子频道中扣除。
同样地，为了维持执行增益交换后MSEmaxbs与MSEmaxbs的总增益不变，在执行增益交换与位交换的组合后，可根据式15得到MSEavgbs与MSEminbs间的一第六差异值D6。
D6＝MSEavgbs-(MSEminbs+min[(MSEmaxbs-MSEminbs)/2，abs(Gmv5)，abs(Gmv6)]) 式15须注意D5与D6的强度相同。第二指针值J代表当采用位交换与增益交换的组合时改善的幅度。第二指针值J可以从式16得到。
J＝MSEmax-MSEmin-(D5+D6) 式16上述方法可以通过本发明所提供的一交换技术选择器来加以实施。请参考图13，本发明的交换技术选择器13包含一均方根差监控与排序部分1299、一效能改善预算器1301、一阈值比较器1303、一效能改善比较器1305、一交换技术选择装置1307、以及一交换部分1311。
均方根差监控与排序部分1299检测各个子频道中的噪声1298，计算各个子频道中的均方根差，并从中取出最大均方根差与最小均方根差。效能改善预算器1301从均方根差监控与排序部分1299接收数据1300。此均方根差监控与排序部分1299在美国专利5,479,447中被披露，且可以由熟悉本技术的人员实现。数据1300包括MSEmax、gmax、MSEmin以及gmin等等数据，数据1300为图5所示步骤502的输出。有了这些信息后，效能改善预算器1301执行如图5中所示的步骤503，以在信号线1302中得到I、J指针值。
阈值比较器1303从信号线1302处接收I、J指针值，并执行如图5所示的步骤504，以与阈值T比较指针值中较大者。当条件符合时，阈值比较器1303，通过信号线1304传递I、J指针值到效能改善比较器1305，命令效能改善比较器1305执行如图5所示的步骤505。
交换技术选择装置1307接收一增益交换请求1308，以及一增益交换与位交换请求1309。依据信号线1306的结果，此交换技术选择装置1307从1308与1309中选择一交换请求，并将选定之交换请求1310传递到一交换部分1311。
交换技术选择装置1307如步骤506那样，选择增益交换请求，或如图5的步骤507一样，选择位交换与增益交换的组合的请求。在一较佳实施例中，如果I大于等于J，则选择增益交换，而如果I比J小，则选择位交换与增益交换的组合。
为例示增益交换以及位交换与增益交换之组合间的选择，提供如下一例子。当我们对图2中的系统进一步进行增益交换时，所造成之误差程度示意图将如图14所示。当依照ANSI T1.413标准时，MSEmax与MSEmin分别为4.18dB以及5.02dB。MSEmax与MSEmin两者间的差异现在为0.84dB，其大于单单只进行增益交换的0dB。此时，第二指针值为2.36dB，而第一指针值为3.2dB。因此，将会选择增益交换作为最佳交换技术。
须注意阈值T可以是固定的或动态产生的。一般而言，T的大小约为1dB。
在本发明中，提出了一方法与一交换技术选择器，供选择一最佳交换技术。同时，本发明亦提供一算法以供执行增益交换。此方法与装置可以解决各子频道中增益系数限制的问题，将(MSEmax)与(MSEmin)间的差异最小化。通过最小化MSEmax与MSEmin间的差异，可以使系统的效能最佳化，并达到最佳频宽使用率。
权利要求
1.一种方法，在一离散多频道系统内，从包含位交换与增益交换技术的群组中选择一交换技术，该离散多频道系统具有多个子频道、增益系数限制、一阈值(T)、以及一最大均方根差(MSEmax)与一最小均方根差(MSEmin)，该交换技术在符合该增益系数限制的前提下，将最大均方根差与最小均方根差的差异最小化，该方法包含根据MSEmax、MSEmin与该增益系数限制，按照一预定方式，决定一第一指针值(I)与一第二指针值(J)，I代表采用增益交换作为该交换技术时的改善幅度，J代表当采用一增益交换与位交换的组合作为该交换技术时的改善幅度；决定I与J中较大者是否大于T，以决定执行增益交换或该增益交换与位交户的组合是否造成实质上的改善；如果I与J中较大者大于T，也就是增益交换与该增益交换与位交换的组合其中之一造成实质上的改善，则决定I是否大于等于J；以及如果I大于等于J，则选择增益交换作为该交换技术。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包含下列步骤如果I小于J，则选择该增益交换与位交换的组合作为该交换技术。
3.如权利要求1所述之方法，其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn)，gmax代表对应MSEmax的子频道的增益，gmin代表对应MSEmin的子频道的增益，MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均值，该预定方式包含下列步骤由Gcm减去gmax，以得到一第一增益裕度值(Gmv1)，并由gmin减去Gcn，以得到一第二裕度值(Gmv2)；由MSEmax减去MSEmin，以得到一第一参数；以及将包含Gmv1、Gmv2以及(0.5*P1)三者的群组中最小者乘以两倍，以得到I，其中包含Gmv1、Gmv2以及(0.5*P1)三者的群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的值。
4.如权利要求1所述的方法，其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn)，gmax代表对应MSEmax的子频道的增益，gmin代表对应MSEmin的子频道的增益，MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均值，MSEavgbs代表进行位交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数，MSEmaxbs代表进行位交换后的MSEmax，MSEminbs代表进行位交换后的MSEmin，当MSEmaxbs小于MSEavgbs时，该预定方式包含下列步骤由gmax减去Gcn，以得到一第三增益裕度值(Gmv3)，并由Gcm减去gmin，以得到一第四增益裕度值(Gmv4)；由MSEminbs减去MSEmaxbs，以得到一第二参数(P2)；由MSEavgbs减去MSEmaxbs以及包含Gmv3、Gmv4、以及(0.5*P2)之群组中最小者，以得到一第三参数，其中包含Gmv3、Gmv4、以及(0.5*P2)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的值；以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P3)，以得到J。
5.如权利要求1所述的方法，其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn)，gmax代表对应MSEmax的子频道的增益，gmin代表对应MSEmin之子频道的增益，MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均值，MSEavgbs代表进行位交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数，MSEmaxbs代表进行位交换后的MSEmax，MSEminbs代表进行位交换后的MSEmin，当MSEmaxbs不小于MSEavgbs时，该预定方式包含下列步骤由Gcm减去gmax，以得到一第五增益裕度值(Gmv5)，并由gmin减去Gcn，以得到一第六增益裕度值(Gmv6)；由MSEmaxbs减去MSEminbs以得到一第四参数(P4)；由MSEmaxbs减去MSEavgbs以及包含Gmv5、Gmv6、以及(0.5*P4)之群组中最小者，以得到一第五参数P5，其中包含Gmv5、Gmv6、以及(0.5(P4)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的值；以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P5)，以得到J。
6.如权利要求1所述之方法，其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn)，gmax代表对应MSEmax的子频道的增益，gmin代表对应MSEmin的子频道的增益，MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均值，MSEavgbs代表进行位交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数，MSEmaxbs代表进行位交换后的MSEmax，MSEminbs代表进行位交换后的MSEmin，当MSEmaxbs小于MSEavgbs时，该预定方式包含下列步骤由gmax减去Gcn，以得到一第七增益裕度值(Gmv7)，并由Gcm减去gmin，以得到一第八增益裕度值(Gmv8)；由MSEminbs减去MSEmaxbs，以得到一第六参数(P6)；由MSEminbs减去MSEavgbs以及包含Gmv7、Gmv8、以及(0.5*P6)的群组中最小者，以得到一第七参数P7，其中包含Gmv7、Gmv8、以及(0.5*P6)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的值；以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P7)，以得到J。
7.如权利要求1所述之方法，其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn)，gmax代表对应MSEmax的子频道的增益，gmin代表对应MSEmin之子频道的增益，MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均值，MSEavgbs代表进行位交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数，MSEmaxbs代表进行位交换后的MSEmax，MSEminbs代表进行位交换后的MSEmin，当MSEmaxbs不小于MSEavgbs时，该预定方式包含下列步骤由Gcm减去gmax，以得到一第九增益裕度值(Gmv9)，并由gmin减去Gcn，以得到一第十增益裕度值(Gmv10)；由MSEmaxbs减去MSEminbs，以得到一第八参数(P8)；由MSEavgbs减去MSEminbs以及包含Gmv9、Gmv10、以及(0.5*P8)之群组中最小者，以得到一第九参数P9，其中包含Gmv9、Gmv10、以及(0.5*P8)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的值；以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P9)，以得到J。
8.一种方法，在一离散多频道系统中执行增益交换，该离散多频道系统具有多个子频道、增益系数限制、一最大均方根差(MSEmax)与一最小均方根差(MSEmin)以及(MSEmax)与(MSEmin)的一算数平均值(MSEavg)，其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)以及一最小增益系数限制(Gcn)，gmax代表对应MSEmax的子频道的增益，gmin代表对应MSEmin的子频道的增益，该方法在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin之间的差异最小化，该方法包含下列步骤由Gcm减去gmax，以得到一第十一增益裕度值(Gmv11)，并由gain减去Gcn，以得到一第十二增益裕度值(Gmv12)；由MSEmax减去MSEmin，以得到一第十参数(P10)；得到包含Gmv11、Gmv12以及(0.5*P10)之群组中的最小者的值MIN，其中MIN代表在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的值；以及将相当于MIN的增益的量加到具有MSEmax的子频道中，并将相当于MIN的增益的量从具有MSEmin的子频道中扣除。
9.一交换技术选择器，在一离散多频道系统中，从包含位交换与增益交换的群组中，选择一最佳交换技术，该离散多频道系统具有多个子频道、增益系数限制、一阈值(T)、一最大均方根差(MSEmax)以及一最小均方根差(MSEmin)，该交换技术在符合该增益系数限制的前提下，将最大均方根差与最小均方根差的差异最小化，该交换技术选择器包含一效能改善预算器，供根据MSEmax、MSEmin以及该增益系数限制，并依照一预定方式决定一第一指针值(I)与一第二指针值(J)，I代表当采用增益交换作为该最佳交换技术时之改善幅度，而J代表当采用一位交换与增益交换的组合作为该最佳交换技术时之改善幅度；一阈值比较器，该阈值比较器与该效能改善算器连接，供决定I与J中较大者是否大于T，也就是增益交换与该增益交换与位交换的组合其中之一是否造成实质上的改善；一效能改善比较器，该效能改善比较器与该阈值比较器连接，供选择性地决定I是否大于等于J；以及一交换技术选择装置，该交换技术选择装置与该效能改善比较器连接，供选择该增益交换与该增益交换与位交换之组合其中之一，以作为该最佳交换技术。
10.如权利要求9的交换技术选择器，其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn)，gmax代表对应MSEmax的子频道的增益，gmin代表对应MSEmin的子频道的增益，MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均值，该预定方式包含下列步骤由Gcm减去gmax，以得到一第一增益裕度值(Gmv1)，并由gmin减去Gcn，以得到一第二裕度值(Gmv2)；由MSEmax减去MSEmin，以得到一第一参数；以及将包含Gmv1、Gmv2以及(0.5*P1)三者的群组中最小者乘以两倍，以得到I，其中包含Gmv1、Gmv2以及(0.5*P1)三者的群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的值。
11.如权利要求9的交换技术选择器，其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn)，gmax代表对应MSEmax之子频道的增益，gmin代表对应MSEmin之子频道的增益，MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均值，MSEavgbs代表进行位交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数，MSEmaxbs代表进行位交换后的MSEmax，MSEminbs代表进行位交换后的MSEmin，当MSEmaxbs小于MSEavgbs时，该预定方式包含下列步骤由gmax减去Gcn，以得到一第三增益裕度值(Gmv3)，并由Gcm减去gmin，以得到一第四增益裕度值(Gmv4)；由MSEminbs减去MSEmaxbs，以得到一第二参数(P2)；由MSEavgbs减去MSEmaxbs以及包含Gmv3、Gmv4、以及(0.5*P2)之群组中最小者，以得到一第三参数，其中包含Gmv3、Gmv4、以及(0.5*P2)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的值；以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P3)，以得到J。
12.如权利要求9的交换技术选择器，其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn)，gmax代表对应MSEmax之子频道的增益，gmin代表对应MSEmin之子频道的增益，MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均值，MSEavgbs代表进行位交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数，MSEmaxbs代表进行位交换后的MSEmax，MSEminbs代表进行位交换后的MSEmin，当MSEmaxbs不小于MSEavgbs时，该预定方式包含下列步骤由Gcm减去gmax，以得到一第五增益裕度值(Gmv5)，并由gmin减去Gcn，以得到一第六增益裕度值(Gmv6)；由MSEmaxbs减去MSEminba，以得到一第四参数(P4)；由MSEmaxbs减去MSEavgbs以及包含Gmv5、Gmv6、以及(0.5*P4)之群组中最小者，以得到一第五参数P5，其中包含Gmv5、Gmv6、以及(0.5*P4)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的值；以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P5)，以得到J。
13.如权利要求9的交换技术选择器，其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn)，gmax代表对应MSEmax之子频道的增益，gmin代表对应MSEmin之子频道的增益，MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均值，MSEavgbs代表进行位交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数，MSEmaxbs代表进行位交换后的MSEmax，MSEminbs代表进行位交换后的MSEmin，当MSEmaxbs小于MSEavgbs时，该预定方式包含下列步骤由gmax减去Gcn，以得到一第七增益裕度值(Gmv7)，并由Gcm减去gmin，以得到一第八增益裕度值(Gmv8)；由MSEminbs减去MSEmaxbs，以得到一第六参数(P6)；由MSEminbs减去MSEavgbs以及包含Gmv7、Gmv8、以及(0.5*P6)之群组中最小者，以得到一第七参数P7，其中包含Gmv7、Gmv8、以及(0.5*P6)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的值；以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P7)，以得到J。
14.如权利要求9的交换技术选择器，其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn)，gmax代表对应MSEmax的子频道的增益，gmin代表对应MSEmin的子频道的增益，MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均值，MSEavgbs代表进行位交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数，MSEmaxbs代表进行位交换后的MSEmax，MSEminbs代表进行位交换后的MSEmin，当MSEmaxbs不小于MSEavgbs时，该预定方式包含下列步骤由Gcm减去gmax，以得到一第九增益裕度值(Gmv9)，并由gmin减去Gcn，以得到一第十增益裕度值(Gmv10)；由MSEmaxbs减去MSEminbs，以得到一第八参数(P8)；由MSEavgbs减去MSEminbs以及包含Gmv9、Gmv10、以及(0.5*P8)之群组中最小者，以得到一第九参数P9，其中包含Gmv9、Gmv10、以及(0.5*P8)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下，将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的值；以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P9)，以得到J。
全文摘要
本发明提供一方法与一装置，供在一离散多频道系统中选择一最佳交换技术。本发明亦提供执行增益交换的方法与配合的算法。本发明根据两个指针值，从增益交换以及增益交换与位交换的组合中，选出一交换技术，以在符合增益系数限制的前提下，将最大均方差(MSE
文档编号H04Q3/42GK1392718SQ01121228
公开日2003年1月22日 申请日期2001年6月14日 优先权日2001年6月14日
发明者蔡尚, 黄咸钧, 邹庆锴 申请人:矽统科技股份有限公司