均衡器装置及其软决策方法与流程

本发明关于一种均衡器机制，尤指一种均衡器装置及对应的软决策方法。

背景技术：

一般而言，传统通讯系统的接收端的均衡器架构所采用的是硬决策机制(harddecision)，该硬决策机制系通过一决策边界来判断所接收的信号为哪一个符元并输出相对应的信号准位，然而硬决策机制有其严重的缺点，当一旦发生决策错误时(例如因为信道噪声过大或多路径衰减效应)，误判的错误量累计会较多而影响到后续的决策，这使得整个系统较易崩溃而不稳定。

技术实现要素：

因此，本发明的目的之一在于提供一种执行软决策的均衡器装置及对应的软决策方法，以解决传统使用硬决策机制而造成一旦决策错误的错误量过多的问题。

根据本发明的实施例，其揭露了一种均衡器装置，该均衡器装置包含前馈控制滤波器、软决策电路及回授滤波器，前馈控制滤波器用以处理一输入信号，软决策电路用以前馈控制根据前馈控制滤波器的输出信号及回授滤波器的回授信号，执行软决策操作以产生决策结果信号，回授滤波器用以根据决策结果信号产生回授信号。

根据本发明的实施例，另揭露了一种运作在该均衡器装置的软决策方法，该软决策方法包含有：使用前馈控制滤波器，处理一输入信号；前馈控制根据前馈控制滤波器的输出信号及回授滤波器的回授信号，执行软决策操作以产生决策结果信号；以及使用回授滤波器，根据决策结果信号产生回授信号。

附图说明

图1为本发明实施例的通讯系统的概念示意图。

图2为图1所示的通讯系统内位于信号接收端的均衡器装置的一实施例示意图。

图3为16-qam正交载波振幅调变的对应星座图与16个星座点的示意图。

图4为本案执行软决策操作的实施例的示意图。

符号说明

100通讯系统

105传送器

110信道

115接收器

120信道估测电路

125均衡器装置

130解码电路

302、401a、401b、401c、401d16-qam的星座点

402a、402b、402c决策边界

403a、403b、403c软决策区间

302a、302b信号z(n)的位置点

1051编码电路

1251前馈控制滤波器

1252软决策电路

1253回授滤波器

具体实施方式

请参照图1，图1是本发明实施例的通讯系统100的概念示意图。通讯系统100包括传送器105、信道110及接收器115，接收器115包括信道估测电路120、均衡器装置125、解码电路130，传送器105利用编码电路1051对信息信号x(n)进行编码保护(例如可采用前向错误更正码编码)以产生编码后的信号y(n)，传送编码后信号y(n)至信道110，信号y(n)受到信道110的多路径衰弱效应(multipathfading，表示为h(n))以及外加的噪声w(n)所影响，接收 器115实际所接收的信号为z(n)，由于多路径衰弱现象的复杂性(于无线通信环境中尤其严重)，无法直接基于信号z(n)来获取信息信号x(n)，因而使用信道估测电路120根据信号z(n)进行信道估测来估计信道脉冲响应(channelimpulseresponse)、输出信道估计结果至均衡器装置125，均衡器装置125根据该信道估计结果对信号z(n)进行多路径衰弱现象的响应补偿以降低传送错误率，之后解码电路130对补偿后的信号进行解码(例如前向错误更正码的解码)以产生或回复解码后的信息信号x’(n)。本案的实施例系于均衡器装置125中采用软决策方法(softdecision)，使进行回授响应补偿时，降低传统硬决策机制的错误传播问题(errorpropagation)，避免一旦某一次硬决策错误时造成更多错误传播影响至下一次的决策，因此相较于硬决策机制，本案采用软决策方法的均衡器装置125具有更高的稳定性，同时亦可提升系统决策效能。

请参照图2，图2是图1所示的通讯系统100内位于信号接收端的均衡器装置125的一实施例示意图，本案的均衡器装置125所采用的是决策回授的均衡器架构(decisionfeedbackequalizer)，其可适用于多种通讯架构中，例如有线数字视频广播(digitalvideobroadcastovercable，简称dvb-c)、美国的先进电视系统委员会(advancedtelevisionsystemcommittee，简称atsc)、地面数字多媒体广播(terrestrialmultimediabroadcast，简称dtmb)等等。均衡器装置125包括前馈控制滤波器(feedforwardfilter)1251、软决策电路(softslicer)1252及回授滤波器1253，前馈控制滤波器1251用以接收并处理自信道110所实际接收的信号z(n)，信号z(n)理想上对应于传送端的一调变后的符元信号而于传送时受到多路径衰弱与噪声影响，例如符元可以是传送端经由16-qam的正交载波振幅调变所产生，而信号z(n)的信号准位理想上会对应于该调变后的符元信号的正交载波振幅的振幅大小。软决策电路1252耦接至前馈控制滤波器1251的输出端并用以接收前馈控制滤波器1251的输出信号(亦即经由前馈控制滤波器1251处理后的信号z’(n))以及回授滤波器1253的回授信号fb，根据前馈控制滤波器1251的输出信号z’(n)及回授滤波器1253的回授信号fb，执行软决策操作以产生一决策结果信号sd，实施上，信号z’(n)会扣掉回授信号fb后再传送至软决策电路1252，组成软决策电路1252的输入信号(亦即z’(n)-fb)，或是软决策电路1252可先接收信号z’(n)及回授信号fb，利 用其内部电路运作将信号z’(n)扣掉回授信号fb再执行软决策操作。回授滤波器1253耦接至软决策电路1252的输出端并用以根据决策结果信号sd产生回授信号fb给软决策电路1252，例如，软决策电路1252根据经由前馈控制滤波器1251处理后的信号z’(n)的实际信号振幅与回授信号fb的准位，判断信号z(n)所对应的符元信号为何，输出该符元信号理想上所对应的正交载波振幅大小。需注意的是，本案的均衡器装置125可适用于不同的调变机制，并非仅限定于16-qam的正交载波振幅调变。

请参照图3，图3是16-qam正交载波振幅调变的对应星座图与16个星座点的示意图，16-qam调变是以两个正交载波的振幅调变方式传送信息/数据，信号在数学上以i+jq的形式来表示两个不同的正交载波，如图3所示，i轴代表星座图的实数轴，q轴代表虚数轴，星座图上形成16个候选符元的星座点，实际接收信号z(n)的理想振幅大小的位置点应落在其中一个星座点，然而，由于多路径衰弱与噪声的影响，信号z(n)的正交载波上的信号振幅的位置点实际上不一定落在16个星座点中某个星座点的位置，而可能会位于某个星座点的附近(如果多路径衰弱与噪声的影响较小)，或位于两个星座点的中间(如果多路径衰弱与噪声的影响过大)，图3中的虚线标示出各星座点的决策边界(decisionboundary)，如果信号z(n)的i轴、q轴上的信号振幅(或准位)的位置点相对靠近某一星座点，则本案的均衡器装置100的软决策电路1252会达到判定或修正该信号z(n)的i轴、q轴的信号振幅为该星座点的信号振幅，此外，为了避免发生错误传播的问题，当软决策电路1252侦测到信号z(n)的信号振幅的位置点位于决策边界的附近，软决策电路1252会执行适应性的软决策机制，此时不将信号z(n)的信号振幅判定或修正为某一邻近星座点的信号振幅，而是产生并输出一软决策结果信号至回授滤波器1253，以避免错误传播的现象，例如，如果信号z(n)的信号振幅位于302a的位置点，软决策电路1252可达到判定或修正该信号z(n)的信号振幅为最靠近的星座点302的振幅(亦即)，而如果信号z(n)的位置点(例如302b)极靠近决策边界，则软决策电路1252不会将其判定或修正为星座点302的振幅，而改成产生输出与各星座点位置不同的信号准位/振幅；实际操作请参照图4。

图4是本案执行软决策操作的一实施例的示意图。如图4所示，横轴可以 代表实数轴i轴及/或虚数轴q轴，图上绘示了4个星座点401a、401b、401c、401d及对应的3个决策边界402a、402b、402c，任一决策边界设置于两个星座点的中间，对于每一个决策边界，软决策电路1252设置了相对应的一软决策区间(一信号准位区间)，例如软决策区间403a、403b、403c，决策边界位于软决策区间的中间，实施上，软决策电路1252于执行软决策操作时系藉由判断信号z’(n)与回授信号fb的信号组合(z’(n)-fb)的位置点，以达到判断信号z(n)的i轴、q轴上的信号振幅(或准位)的位置点，判断经由前馈控制滤波器1251处理后的信号z’(n)减去回授信号fb后的信号组合的信号振幅是否落入一决策边界所对应的一软决策区间内，来产生决策结果信号，例如判断信号振幅是否落入决策边界402a所对应的软决策区间内403a内，当信号振幅落入软决策区间403a时，软决策电路1252产生并输出软决策区间403a内所对应的一信号准位作为该决策结果信号，反之，当位于软决策区间403a外时，软决策电路1252产生并输出所对应的一邻近候选符元(亦即邻近星座点)的一载波振幅准位作为该决策结果信号，以实作来看，当信号振幅落入软决策区间403a时，软决策电路1252可输出软决策电路1252的输入信号准位(亦即前馈控制滤波器1251处理后的信号z’(n)减去回授信号fb的结果)作为决策结果信号sd至回授滤波器1253，另外，其他实作方式中，当信号振幅落入软决策区间403a时，软决策电路1252亦可改为输出软决策区间403a的中心位置所对应的一信号准位作为决策结果信号sd，亦即输出决策边界402a所对应的信号振幅准位(亦即)作为决策结果信号sd。而如果信号振幅位于软决策区间403a外而较靠近星座点401a时，软决策电路1252产生并输出一邻近候选符元(星座点401a所对应的符元)的一载波振幅准位(亦即)作为决策结果信号sd，反之，如果较靠近星座点401b时，软决策电路1252产生并输出一邻近候选符元(星座点401b所对应的符元)的一载波振幅准位(亦即)作为决策结果信号sd。软决策电路1252对于其他决策边界与对应的软决策区间的判断操作与上述相同，不再赘述。

另外，应注意的是，软决策电路1252采用上述软决策区间403a、403b、403c时，可先于星座图的横轴(实数轴i轴)执行软决策操作、接着根据实数轴i轴的软决策结果在纵轴(虚数轴q轴)执行软决策操作，以产生决策结果 信号sd，或者亦可先于星座图的纵轴(虚数轴q轴)执行软决策操作、接着根据虚数轴q轴的软决策结果在横轴(实数轴i轴)执行软决策操作，以产生决策结果信号sd，或者亦可同时在星座图的横轴(实数轴i轴)及纵轴(虚数轴q轴)执行软决策操作，以产生决策结果信号sd；以上实施变型均属本案的范畴。

因此，相较而言，当传统的硬决策机制一旦决策错误，例如将应该对应于载波振幅准位为的符元误判为振幅准位为的符元时，其误判造成的错误量有此外，传统硬决策机制当误判时也会造成回授滤波器无法适当作动，再者，错误量的累计亦可能造成错误地更新了均衡器本身的参数。反之，如果采用本案的均衡器装置125的软决策方法，发生符元误判的机率可降低，而即使发生误判其错误量可低至因而系统效能可获得提升。如此，透过本案的软决策区间的设计与决策判断，本案的均衡器装置125进行软决策的回授响应补偿时可避免或减轻发生一旦决策错误造成更多错误传播影响至下一次决策的错误传播问题，系统具有高稳定性，而不会因为多路径衰弱的影响过大而发生崩溃。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。