专利名称：用于块编码的数字通信的改进的分割器输入和反馈滤波器内容的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及无线通信领域，更具体地，涉及块编码的数字通信系统。
背景技术：
传统的块编码的数字通信系统一般将一帧拆分成已知的训练码元和已知的数据码元。虽然码元是已知的，即码元被包含在一张预定义的有限的码元表中，但在任意的给定帧中的具体的数据码元对于接收机是未知的。
在一帧的训练部分，已知的是运用基于由训练数据生成的误差信号的追踪环。例如，可使用时追踪环路或锁相环。可选择的或以组合形式，还可使用最小均方(“LMS”)均衡器更新程序。这些环路或程序有助于向无线通信设备的接收机提供重要信息。
在这些传统的块编码的数字通信系统中，通常需要在帧的数据部分持续自适应环路，例如对衰减信号或定时误差进行补偿。这种持续自适应的常用做法是使用有向判决(“DD”)自适应。这种方案需要接收机估计在数据流中接收的是什么码元。通常，使用分割器来获得传输的数据码元的暂定判决并确定与分割器判决相关联的噪声。传输的数据码元的最终判决基于译码器输出。
与该方案相关联的问题是信道译码中固有的延迟。因为符号是编码的，过程的效率或者由于对符号译码而降低，或者由于分割器判决不同于译码器输出的判决而产生的固有的高误差率而降低。
另外，在接收机实施判决反馈均衡器(“DFE”)以消除码间干扰(”ISI”)加剧了这一问题，因为至反馈滤波器(“FBF”)的输入包含具有较高误码率的分割器判决。因此，当送入FBF的经分割的码元是错误的(这在它们被编码时很有可能发生)，则DFE传递该错误并随后增加了分割器误差的可能性，因此削弱了性能。图1是示出传统分割器使用未修正的码元估计作为分割器输入时的误差的示意图。
因此，需要一种在块编码的通信中改进分割器输入以及相应的反馈滤波器内容的方法，以克服如上所述的这些在传统系统中发现的重要问题。
发明内容
这里将提出一种改进的有向判决自适应以及判决反馈均衡器的方法。在块编码的数字通信系统中通过采用判决反馈均衡器允许有向判决自适应以在帧的数据部分中实现时追踪以及残留频率偏移补偿，显著地提高了接收机的性能。另外，通过修正反馈滤波器的内容降低了DFE误差传递以包含更多可靠的码元估计。
当块编码的数字通信系统中接收到一列经编码的符号，判决反馈均衡器使用分割器将编码的(数据)流分割成码字码片并将它们传输给反馈滤波器。根据码字码片之间的内在相关，从分割的码片中得到一些更可靠的码元估计的实例。
由于这些更可靠的码元估计被反馈至码片分割器，就改进了判决反馈均衡器的总效率。另外，这些更可靠的码元估计被用于替换反馈滤波器中的旧内容以进一步改进经修正的分割器输入的准确性并降低DFE误差传递的效果。
通过对附图的研究可搜集到本发明的细节，包括本发明的结构以及操作，在附图中相同的附图标记代表相同的元件，其中图1是示出传统分割器使用未修正的码元估计作为分割器输入时的误差的示意图。
图2是示出根据本发明的实施例的示例性的判决反馈均衡器的方框图。
图3是示出根据本发明的实施例的基于经修正的码元估计的分割器误差数量减少的示意图。
图4是示出根据本发明的实施例的示例性的判决反馈滤波器中的码片分割器以及反馈滤波器内容的方框图。
图5是示出根据本发明的实施例的改进的反馈滤波器内容的图表。
图6A是根据本发明的实施例而列出的伪代码，用于生成最小均方和反馈滤波器追踪的更准确的分割的码片。
图6B是根据本发明的实施例而列出的伪代码，其将更准确的分割的码片用于反馈均衡器、前馈滤波器和反馈滤波器的更好的最小均方修正。
图6C是根据本发明的实施例而列出的伪代码，其将更准确的分割的码片用于改进的反馈滤波器内容。
具体实施例方式
如本文所公开的某些实施例提供了在块编码的数字通信系统中接收机使用的改进的有向判决自适应。例如，如本文所述的一种方法允许利用码字码片之间的内在相关来得到更可靠的码元估计。这些更可靠的码元估计随即通过反馈滤波器，以改进之后的码片分割器输入的准确性。另外，更可靠的码元估计替换反馈滤波器中较早的码元估计以进一步改进判决反馈均衡器的总效率。
在阅读本说明之后，以各种可选择的实施例和可选择的应用来实现本发明对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。然而，虽然本文将描述本发明的各种实施例，但可以理解的是这些实施例的提出是仅仅为了举例，而并非限制。因此，对于各种可选择的实施例的详细描述不应理解为对附加的权利要求书中提出的本发明范围或广度的限制。
图2是示出根据本发明的实施例的示例性的判决反馈均衡器(“DFE”)10的方框图。在示出的实施例中，DFE 10包括天线20、预处理器30、前馈滤波器40、码片组合器50、码片分割器60、以及反馈滤波器70。
天线20可以是任何一种为块编码的数字通信系统中的无线通信而配置的天线，正如本领域的技术人员所理解的。类似的，预处理器30较佳的执行处理任务并向前馈滤波器40提供基带采样(即，数字输入)，这也如本领域的技术人员所理解的。前馈滤波器40较佳的处理基带采样并将数字数据流结合由码片组合器50所添加或减少的信号发送至码片分割器60。在一个实施例中，反馈滤波器70可以是有限脉冲响应(“FIR”)滤波器，它处理先前的分割器60的输出以从当前的分割器60的输入中减出标后(postcursor)码间干扰(“ISI”)。
在一个实施例中，反馈滤波器的长度与码字的长度无关。例如，前馈滤波器40和反馈滤波器70的系数可以根据最小均方差(“MMSE”)标准使用任何一种自适应技术来选择，或者根据包含信道估计的计算来选择。
码片分割器60较佳的配置为提取对应于码字的单码片的一部分数据流。每个分割的码片较佳的提供至反馈滤波器70，其中处理分割的码片以确定任何与分割器判决相关联的噪声。反馈滤波器70有利地将噪声分量通过码片组合器50反馈至码片分割器60。在这种方式中，在下一个输入信号馈入码片分割器60之前，此噪声分量可以从来自前馈滤波器40的下一个输入信号中予以减去。
例如，在块编码的数字通信中，一列数字数据通过无线电波以模拟形式发送并被天线20接收。模拟电波由预处理器30解译并转换为数字形式。数字信号包括帧，帧可以分为两部分，训练部分和数据部分。在帧的数据部分中，有一列二进制数字(即1和0)被编码成代表数据有效负载的码元。这些码元可以拆分成多个码字且每个码字可以进一步拆分成多个码片。例如，如IEEE 80211b 5.5Mb/s数据率所规定的，补码调制(“CCK”)的码字为8码片长。
当编码码元送至码片分割器60时，码片分割器60较佳的识别码元中代表单个码片的子集。码片的正确识别是非常重要的，因为如果码片没有被正确的识别，那么会导致DFE误差的传递，其中反馈至反馈滤波器70的不正确的分割的码片可导致反馈滤波器70的输出没有正确地解决干扰，并因此导致进一步的有码片分割器60作出的分割器判决中的误差。
因此，在帧的训练部分，众所周知，它提供关于码片的识别的信息。然而，例如当信号强度衰减时，帧的训练部分中所提供的信息可能在帧的数据部分的处理过程中变得陈旧。为了解决在帧的数据部分中的信号的这种变化，码片分割器60将分割的码片发送至反馈滤波器70以更准确的分割下个输入码片。
有利地是，码字的结构引入了各种包含码字的码片之间的某种相关。例如，一个CCK码字8码片长并包括以下结构CCKchip(3)＝CCKchip(1)CCKchip(4)＝-CCKchip(2)CCKchip(5)＝-CCKchip(7)CCKchip(7)＝CCKchip(8)对这种结构的了解允许在帧的数据部分使用有向判决自适应，以持续地校准码片分割器60对码片的分割。因此，由码片分割器60生产的码元估计可以在百分之五十(50％)的估计中被改进，根据Improved_Estimate(3)＝Estimate(3)+Estimate(1)Improved_Estimate(4)＝Estimate(4)-Estimate(2)Improved_Estimate(7)＝Estimate(7)-Estimate(5)Improved_Estimate(8)＝Estimate(8)+Estimate(6)由于分割器60的改进的估计，可以百分之五十(50％)的时间将改进的噪声分量反馈给分割器60，导致显著改进的结果和减少的DFE误差传递。相应的，图3是示出根据本发明的实施例的基于经修正的码元估计的数量减少的分割器误差的示意图。
图4是示出根据本发明的实施例的示例性的判决反馈滤波器12中的码片分割器62以及反馈滤波器内容72的方框图。在示出的实施例中，DFE 12包括信号组合器52、码片分割器62、以及反馈滤波器72。反馈滤波器72包括一列抽头内容，每个包含来自于分割器62的判决。在图4中每个抽头内容显示为“Tc”。有利地是，DFE 12可以开关使得反馈滤波器72中的抽头内容只有在帧的数据部分才可以被更新。
对某些块编码数字通信系统，如使用CCK码字的IEEE 802.11b 5.5Mb/s的数据速率的系统，通过提高分割器判决的可靠性而降低DFE误差传递的效果，该分割器判决储存在反馈滤波器72的抽头内容中。在一个实施例中，已知每个CCK码字的码片3、4、7、和8包含更可靠的信息。因此，可选择地将这些分割器判决反馈入分割器62以提高未来的分割器判决的可靠性。
另外，一旦分割器62提供了更可靠的信息，这个信息可以存储在反馈滤波器72的抽头内容中，并且已知的码字中的码片之间的相关可用于根据该更可靠的信息修正反馈滤波器72中的较旧的抽头内容。例如，在分割出码片3、4、7以及8并将它们放入反馈滤波器72的第一抽头内容中之后，两码片前的反馈滤波器72的抽头内容可以通过修正反馈滤波器72的第三抽头内容用更可靠的值代替。适当地混合和组合抽头内容以产生新的估计用以反馈给码片分割器62。有利的是，在启动后这确保了反馈滤波器72抽头3或更高(的抽头)的内容会反映经修正的分割器输入的提高的准确性，并藉此减少DFE误差的传递。
例如，当k从1至8循环表示帧索引n的CCK的码片索引，DFE可实现If k＝3，y~[n-3]＝y~[n-1].
If k＝4，y~[n-3]＝-y~[n-1].
If k＝7，y~[n-3]＝-y~[n-1].
If k＝8，y~[n-3]＝y~[n-1].
因此，当k从1至8循环，两码片前的采样根据CCK的码字的相关属性来修正，如之前CCK码片的方程中所述的。当数个码片已被处理过，反馈滤波器72中的大多数抽头内容将有利地基于所述的更准确的分割器输入。
相应地，图5是示出根据本发明的实施例的改进的反馈滤波器内容的图表。在示出的实施例中，第三或更高的反馈滤波器内容反映了如先前所述的根据8码片CCK码字之间的相关的改进的码片估计的准确性。另外，在示出的表格中，每行对应于具体的时间从顶部移动到底部的时间索引。因此，反馈滤波器抽头9的内容直到第九行之后才被修正。
图6A-6C是示例性的代码码片，以伪代码的形式示出了改进分割器输出、在各个滤波器中使用改进的分割器输出、以及在反馈滤波器中储存改进的分割器输出以减少DFE误差传递的效果的方法。具体地，图6A是根据本发明的实施例而列出的伪代码，其生成用于最小均方和反馈滤波器追踪的更准确的分割的码片。另外，图6B是根据本发明的实施例而列出的伪代码，其将更准确的分割的码片用于反馈均衡器、前馈滤波器和反馈滤波器的更好的最小均方修正。更有，图6C是根据本发明的实施例而列出的伪代码，其将更准确的分割的码片用于改进的反馈滤波器内容。
虽然本文显示并详细描述了具体的完全能够获得本发明上述目的的实施例，可以理解的是本文的说明书和附图代表目前较佳的本发明的实施例并且代表可以被本发明所宽泛地预期的主题。另外可以理解的是本发明的范围充分包括了其它可能对本领域的技术人员变得显而易见的实施例，并且本发明的实施例仅仅相应地限制于附加的权利要求书。
权利要求
1.一种用于改进的数字通信的方法，包括在数据通信流中接收一帧，该帧具有训练部分和数据部分，其中数据部分包括编码码元，该编码码元具有多个码字，其中每个码字具有多个码片；从编码码元中分割出码片；从码片中消除干扰；根据码字中的码片间的相关性得到对于所分割码片更准确的码元估计；以及提供该更准确的码元估计作为码片分割器的输入。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收步骤进一步包括在帧的数据部分接收码元符号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，提供步骤包括在帧的数据部分中的有向判决修正。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少百分之五十的提供至码片分割器的码元估计是更准确的。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括向反馈滤波器提供更准确的码元估计；以及在反馈滤波器中存储更准确的码元估计。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，消除步骤进一步包括使用存储在反馈滤波器中的更准确的码元估计以改进从码片中消除干扰的性能。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，至少百分之五十的存储在反馈滤波器中的码元估计是更准确的。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法被重复以产生相对于已经获得的较旧的码元估计更可靠的码元估计，且其中更可靠的码元估计用于反馈滤波器以改进反馈至码片分割器的码元估计的准确性。
9.一种用于改进的数字通信的系统，包括用于从码字中提取码片的码片分割器，接收的码字作为数字通信流中的一部分编码码元；配置为从分割的码片中消除干扰的反馈滤波器，反馈滤波器具有多个内容寄存器；以及配置为获得对于分割的码片更准确的码元估计的码片组合器，其中码片组合器向码片分割器提供改进的码元估计。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，在有向判决修正中用更准确的码元估计修正一个或多个内容寄存器。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，多个内容寄存器中的大部分包含更准确的码元估计。
12.如权利要求9所述的系统，其特征在于，反馈滤波器是有限脉冲响应滤波器，即FIR滤波器，其中FIR从当前分割器输入中减出标后码间干扰。
13.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述码片组合器根据码字中的码片之间的相关获得更准确的码元估计。
14.一种用于块编码的数字通信系统中的接收机，包括用于实现信号处理任务并将基带采样提供给前馈滤波器的预处理器；用于处理基带采样并将数字数据流结合任何由码片组合器添加或减少的信号发送至码片分割器的前馈滤波器；以及用于处理先前的码片分割器输出以从码片分割器的当前输入中去除标后码间干扰的反馈滤波器。
15.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，前馈滤波器和反馈滤波器的系数是根据最小均方差标准使用任何一种自适应技术来选择，或者根据包含信道估计的计算来选择。
16.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，码片分割器配置为提取对应于码字的单码片的一部分数据流。
17.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，反馈滤波器将噪声分量通过码片组合器反馈至码片分割器，使得噪声分量可以在下一个输入信号反馈至码片分割器前从来自于前馈滤波器的下一个输入信号中减去。
18.一种用于块编码的数字通信系统的接收机，包括用于在数字通信流中接收帧的装置，该帧具有训练部分和数据部分，其中数据部分包括编码码元，该编码码元具有多个码字，其中每个码字具有多个码片；用于从编码码元中分割出码片的装置；用于从码片中消除干扰的装置；用于根据码字中的码片间的相关性得到对于所分割码片更准确的码元估计的装置；以及用于提供该更准确的码元估计作为码片分割器的输入的装置。
19.如权利要求18所述的接收机，其特征在于，所述用于从编码码元中分割出码片的装置进一步包括用于从码字中提取码片的码片分割器，接收的码字作为数字通信留中的一部分编码码元。
20.如权利要求19所述的接收机，其特征在于，所述用于从码片中消除干扰的装置进一步包括配置为从分割的码片中消除干扰的反馈滤波器，反馈滤波器具有多个内容寄存器。
21.如权利要求20所述的接收机，其特征在于，所述用于根据码字中的码片间的相关得到对于分割码片更准确的码元估计的装置进一步包括配置为获取对于分割的码片更准确的码元估计，且其中码片组合器向码片分割器提供改进的码元估计。
全文摘要
在块编码的数字通信系统中提供了一种改进的有向判决自适应和判决反馈均衡器。通过允许判决反馈均衡器在帧的数据部分中实现时追踪以及残留频率偏移补偿，显著地提高了接收机的性能。这是通过利用块编码的数字通信系统中的码字的码片之间的内在相关得到的，以识别某些实例，其中更可靠的码元估计可以从分割的码片中得到而不会引入译码中的固有延迟。由于更可靠的码元估计被反馈至码片分割器，提高了判决反馈均衡器的总效率，且更可靠的码元估计可用于替换反馈滤波器中较旧的内容以进一步提高改进的分割器输入的精度并进一步降低由判决反馈均衡器引起的误差传递的效果。
文档编号H04L25/03GK1813453SQ200480017800
公开日2006年8月2日 申请日期2004年6月23日 优先权日2003年6月24日
发明者J·E·斯密, 张海涛 申请人:高通股份有限公司