专利名称：多信道接收机系统的信道训练的制作方法
背景技术：
本发明涉及数据通信系统，特别涉及在不同信道上接收发送的数据信号的不同部分和组合该不同部分以便构成原始数据信号的系统。
例如，在高比特率数字用户线(HDSL)系统中，希望将发送的高速率数据流划分为两部分以便启动较高的有效传输率。发送的原始单个数据流首先在发射机中划分为两部分。然后，发射机经过一个发送信道(例如信道A)发送一部分和经过第二发送信道(例如信道B)发送另一部分。如在这里所用的，“发送信道”或“通信信道”定义为从发射机到其接收机的路径或环路。但是，由该接收机接收的信号的两个不同的发送部分必须在该接收机再组合。再组合两个接收的部分构成原始高速率数据流信号是有问题的，因为两个发送信道的特性可能显著地不同。即，两信道可能遭受不同程度和等级的失真，该失真包括不同的传播延迟，不同相移和不同数量的噪声。
特别是，由于在一条信道上接收的数据可能相对于在另一信道上接收的数据延迟了，由两条接收机信道接收的两个不同数据部分必须对准和同步以便恰当地组合为对应于该原始单个数据流的单个高速率数据流。
为便于说明，假定HDSL系统具有两条接收机信道和该数据信号的一部分经过发送信道A发送给对应“接收机信道A”，而数据信号另一个不同的部分经过发送信道B发送给对应的“接收机信道B”。在这里所用的术语“接收机信道”是指从其输入端延伸到其均衡器网络的输出的接收机信道部分，它在该信道上接收发送的信号，该均衡器网络输出则馈送给组合该接收机的各个信道的汇合电路。每个接收机包括处理接收的数据信号的电路，以便相互对准和同步两个不同数据部分使得它们能再组合构成原始单个数据流。接收机信道的处理和调整以补偿发送信道失真和对准它到接收机的另一信道在这里和在所附的权利要求中一般称为接收机信道“训练”。因此，在建立发射机及其相关接收机之间的通信中首先有一个“开始”或“训练”阶段，后接“通信”或“实际数据发送”阶段。
训练双信道HDSL系统的目前已知技术包括在开始周期期间将特定训练序列同时地加到两个接收机信道的装置。该序列包括用于“调节”接收机信道和发射机序列的准确“时间标记”和训练信号。一旦训练这两条接收机信道，用户数据从该发射机发送给两条接收机信道。
被“训练”之后，如果任何信道出现故障，在恢复工作之前它必须被“再训练”。现有训练方案的问题是如果两信道之一出现故障，则两信道(即已有故障的信道和仍然工作的信道)必须“拆开”和在发射机-接收机完全恢复之前可建立再训练的两信道。其缺点在于，它中断工作信道的工作和减慢该系统的操作，因为需要再训练两信道。
发明概要在采用本发明的多信道接收机系统中，“已训练的”接收机信道可用于训练任何其它接收机信道。根据本发明，已训练的接收机信道可继续操作和传播数据信号，同时它被用于训练开始使用或恢复使用的另一条接收机信道。在训练另一条信道时，这不需要如现有技术中那样中断工作的接收机信道。而且，使用已经训练的和工作的接收机信道训练另一条接收机信道，缩短了所要求训练时间，因为训练序列比现有技术中更简单(例如它可不要求“时间标记”序列)。
采用本发明的接收机包括至少两条接收信道，每条接收信道有一个输入和一个输出，每个输入用于接收原始数据信号的不同部分。接收信道的输出接到汇合电路，用于组合接收数据信号的不同部分和再构成原始数据信号。每条接收信道包括耦合在其输入与其输出之间的一个自适应滤波器装置，用于传播在其输入接收的信号到其输出。每个自适应滤波器装置可调节用于补偿失真和沿其相关发送信道的延迟。根据本发明，第一条已经“训练”的接收机信道通过耦合第一接收机信道的输出到第二接收机信道可用于训练第二接收机信道，以便训练第二接收机信道的自适应滤波器装置。为了完成第二接收机信道的训练，发送给第一接收机信道的相同数据信号被发送给第二接收机信道的输入。
在本发明的一个实施例中，该接收机包括一个转换装置，将“已训练的”接收机信道的输出耦合到“被训练的”接收机信道。相关的发射机包括一个转换装置，用于发送相同的数据信号给已训练的接收机信道和正被训练的接收机信道。
在本发明的实施例中，每个接收机信道包括一个自适应前馈滤波器(FF)和一个自适应反馈滤波器(FB)，FF的输入耦合到该接收机信道的输入，而FB的输入接到该接收机信道的输出。FF和FB的输出提供给加法器，该加法器产生加到限幅电路的输入的差信号。当接收机信道处于数据发送阶段时，限幅电路的输出接到其接收机信道的输出。当接收机信道处于训练阶段时，限幅电路输出从其接收机信道输出断开，相反，给此限幅电路输出加上训练信号。被训练和有效的第一接收机信道(即，它接收数据信号和其限幅电路的输出接到其接收机信道输出)可用于通过将第一接收机信道输出接到第二接收机信道的输出来训练进入训练模式的第二接收机(即，它的限幅输出从其信道输出断开)。同时，发送给第一接收机信道的数据也发送给第二接收机信道。
在采用本发明的接收机信道中，限幅电路的输入和接收机信道输出加到一个加法器以产生差错信号，该差错信号加到(a)第一乘法器，其输出用于适应前馈(FF)滤波器；和(b)第二乘法器，其输出用于适应反馈(FB)滤波器。
附图简要说明在附图中，相同的参考字符表示相同的部件；和
图1A是采用本发明的接收机系统的方框图；图1B是本发明的发射机的方框图；图2是用于耦合信号到和在两条接收机信道之间的多路复用装置的方框图；图3是在训练期间构成的接收机信道的自适应均衡器的一部分的方框图；图4是在用户数据传输期间构成的接收机信道的自适应均衡器的一部分的方框图；和图5是根据本发明由另一条接收机信道训练的一条接收机信道的自适应滤波器的方框图。
发明的详细说明图1A表示采用本发明适用于示例的双重双工系统中的双重双工接收机100的一部分，而图1B表示实现本发明与接收机100一起使用的发射机。在图1A中，在导线101上接收到接收机信道A数据和在导线102上接收到信道B数据。在导线101和102上的信号分别通过模数(A/D)变换器103a和103b耦合以便分别形成在导线105a和105b上的输入样值A和B。每个A/D变换器103a和103b利用由定时恢复发生器107加在线路1071上的公共取样时钟信号选通。可能包括主时钟源和定时恢复电路的定时发生器107提供相同的取样时钟信号给A/D 103a，103b和接收机信道A和B。加到A/D变换器103a和103b的取样时钟信号的速率使这些变换器的每个变换器以每秒n/T样值产生线路样值，这里的n是等于或大于1的预定整数。线路105a的信道A输入样值加在时间标记检测器180、载波检测器CDA及其相关的自适应滤波器10a的输入(FFIA)。线路105b上信道B输入信号样值加到时间标记检测器180、载波检测器CDB其相关自适应滤波器10b的输入(FFIB)。
已现有技术已知的，对于变化程度，码间干扰(ISI)总是出现在数据通信系统中。ISI是通信信道传输特性的结果，即“信道响应”，而且一般地讲，使在传输序列中相邻数据码元扩展和互相干扰。
在图1A中，在数据传输期间构成每一个自适应滤波器10a、10b以形成一个自适应判定反馈均衡器(DFE)，它起着消除接收机中的ISI的作用。每个滤波器10a和10b包括一个自适应前馈滤波器部分(FFA、FFB)、一个判定电路(DECA，DECB)、一个自适应反馈滤波器部分(FBA、FBB)、第一加法器(15a，15b)和第二加法器(16a，16b)。
每个前馈滤波器接收和处理每个码元间隔的n个输入；因而每个均衡器可称为部分间隔均衡器，更准确地讲称为T/n型部分间隔均衡器，因为每个均衡器接收和处理每个码元间隔n个样值。每个码元间隔一次地产生滤波器FFA和FFB的输出并且分别通过判定电路DECA和DECB耦合。
每个判定电路DECA和DECB可能是多个“限幅”电路的任一个限幅电路，限幅电路起着量化其耦合的均衡器输出为多个可允许的发送信号电平的最接近电平。因此，判定电路(DECA和DECB)在这里和在所附权利要求书中称为限幅器。
每个前馈(FFA、FFB)和反馈(FBA、FBB)滤波器有助于消除ISI的一部分。这些滤波器的每个滤波器包括多个可调节的系统，分别补偿传输信道A和B中的失真。由于传输信道中的失真随时间变化，这些滤波器最好是自动的或自适应型而且它们的系数具有可变化的值。
每个前馈滤波器的输出(A01，B01)加到其相关第一加法器(15a，15b)的一个输入。每个反馈滤波器(FBA、FBB)的输出(A03和B03)加到其相关的第一加法器电路(15a，15b)的第二输入。每个第一加法器(15a，15b)的输出(E1a，E1b)加到对应判定电路(DECA，DECB)的输入和对应第二加法器(16a，16b)的输入。
在接收机信道A中，判定电路DECA的输出(A02)连接到端子117。加法器16a的第二输入和反馈滤波器FBA的输入接到开关S1A的滑动臂。在接收机信道B中，判定电路DECB的输出(B02)接到端子118。加法器16b的第二输入和反馈滤波器FBB的输入接到开关S1B的滑动臂。
输出线117、118和119经过开关S1A选择地耦合到线123a和经过线123a耦合到加法器16a的第二输入和FBA的输入。类似地，输出线117、118和119经过开关S1B分别耦合到线123b和经过线123b耦合到加法器16b的第二输入和FBB的输入。利用控制电路140，开关S1A和S1B转换到它们的各个位置(线117、118、119)，控制电路140又响应由该接收机的控制器(例如微处理器或未示出的其它控制代理)产生的控制信号SCI。信号SCI确定在各个操作阶段期间接收机信道的互连和结构。
对于信道A，当其用户数据正被处理时，开关S1A接到端子117和DECA的限幅输出加到加法器16a的第二输入和FBA的输入。对于信道B，当其用户数据正被处理时，开关S1B接到端子118，而DECB的限幅输出加到加法器16b的第二输入和FBB的输入。在用户数据传输期间，如图4所示那样构成每个均衡器10a、10b。
当信道A和B使用理想的基准发生器182训练时，开关S1A和S1B接到线119。在训练阶段期间均衡器10a、10b的结果配置示于图3中。
如在下面讨论的，根据本发明，当信道A使用信道B训练时，开关S1A接到线118，和当信道B使用信道A训练时，开关S1B接到线117。图5中示出由另一条接收机信道(例如A)训练的一条接收机信道(例如，B)的均衡器的得到的结构。开关S1A和S1B可使用多路复用门或任何合适的逻辑门装置实现，以提供所要求的开关功能。图2示出典型的实施例，开关S1A和S1B表示为利用三输入多路复用器(MUXA，MUXB)实现。
参见图1A，加法器16a起着从导线127a上的比较器15a的输出(E1a)减去导线123a上的信号(REFA)以便在导线129a上产生一个误差A(eA)信号的作用。误差A信号用于适应(即更新和调节该系数)滤波器FFA和FBA。以类似的方式，加法器16b起着从导线127b上的输出(E1B)中减去导线123b上的信号(REFB)以便在导线129b上产生误差B(eB)信号的作用。误差B信号用于适应(即更新和调节该系数)滤波器FFB和FBB。
在图1A中，误差信号eA加在乘法器111a，在线136a上提供的结果信号用于适应FFA。误差信号eB加在乘法器111b，而在线136b上提供的结果信号用于适应FFB。乘法器111a与111b和131a与131b将它们相应的误差信号乘以一个常数或步长(a1，a2)。通常最好加快该自适应滤波器的“训练”。这需要使用提供较高速度但以精度为代价的大的步长。在数据传输期间，通常最好使用较小的步长，提供较大的精度，但降低速度。因此在训练阶段，选择a1和a2步长大小使得该电路响应更快(但较不精确地)以便调节前馈和反馈滤波器FFA、FFB、FBA和FBB的系数。在用户数据传输操作阶段，选择a1和a2的步长大小以提供较小步长，使得响应速度降低，但是精度增加以驱动误差电平趋于零。
有关线105a、105b上取样信号的时间标记加在时间标记检测器180，在检测时，该时间标记检测器180提供开始信号给理想基准(IDR)产生器182，它开始训练序列。响应开始信号，IDR发生器182在线119上产生用于训练自适应均衡器10a和10b的IDR信号。开始信号还起作用使IDR发生器与由IDR信号的发射机200的产生和传输一致地开始其操作。IDR发生器182可能是伪随机码元发生器，它起作用产生类似于由该发射机产生的信号序列的信号序列(称为“理想”)。发送的IDR信号和接收机产生的IDR信号加在该接收机信道，以便在标准训练周期训练自适应均衡器的系数。
分别由DECA和DECB产生的在线123a和123b上的数据输出加在数据汇合电路190，该数据汇合电路190起着组合它们的输出和在线192上重新构成原始数字数据的作用，好象在其划分并经过两条传输信道传输之前它已存在。
参见图1B，发射机200包括一个数据库201，用于以一个预定速率产生高速数字数据比特流(可包括基带或通带信号)和划分该数据比特流为两部分部分“A”或用户数据A和部分“B”或用户数据B。部分A和B提供给相应电路202a，202b，电路202a、202b起着扰频该数据。变换它为码元和映射它的作用。
构成发送给接收机的用户A数据(CDA)的电路202a的输出提供给发送开关STA和STB的端子P1。以类似的方式，构成用户B数据(CDB)的电路202b的输出加到开关STA和STB的端子P2。理想基准发生器204产生加给开关STA和STB的端子P3的基准信号。时间标记发生器206产生加给开关STA和STB的端子P4的时间标记信号。而且，载波信号发生器208提供载波指示信号给开关STA和STB的端子P5。
开关STA和STB可以是多个逻辑门的任一个门或者适于选择在它们的P1至P5位置出现的任一个信号的多路复用器。每一个开关STA和STB表示为具有一条输出线(210a，210b)，该输出线选择地耦合给(和连接到)其对应P1至P5输入端的任一端。STA和STB利用发射机开关控制电路209控制，发射机开关控制电路209确定哪一个输入端接到开关的输出(210a，210b)。然后每个开关STA，STB的输出(210a，210b)接到发射机滤波器(212a，212b)和每个发射机滤波器的输出加到数模变换器(D/A)214a，214b。D/A 214a的输出经过传输信道A发送给接收机信道A，和D/A 214b的输出经过传输信道B发送给接收机信道B。链接发射机200到接收机100的传输信道A和B可能是用于发送数据的任何已知类型环路或链路。
每个传输信道A和B典型地是双向的，但是为了简化起见，下面的叙述只讨论一个传输方向中的信号处理。每条传输信道具有相关的信号传播延迟和相移，该相移一般与其它信道的相移不同并且可随时间变化。
应该懂得，本发明可应用于使用任一个合适的调制方案的传输系统以及基带系统，并且可用于实际使用任何波特或比特率的系统。
通过每个传输信道发送的信号代表以每秒1/T码元的速率发送的一系列数据码元。
假定图1B所示的发射机是位于中心局(CD)，并且假定图1A所示的接收机位于用户的房屋(CP)中或在远离发射机的任何地点。发射机和接收机之间的通信通过设定发射机开关STA和STB到它们的位置P5和经过信道A及B从发射机的载波信号发生器208发送载波信号CSG(这可以例如是伪随机特别信号序列)给接收机信道A及B而开始。载波信号在接收机由载波检测器CDA和CDB检测。当检测到载波信号时，载波检测器CDA和CDB将信号发回给发射机，指示接收机信道A和B已准备好，然后在发射机和接收机之间进行连接(出现“信号交换”)。在发射机和接收机之间连接建立之后，在它们之间发送信号，以便经过AGC和定时电路(未示出)建立定时恢复和合适的信号电平幅度。
然后，接收机信道的训练开始补偿传输信道中的“失真”(即传播延迟差、相移和噪声)。开关STA和STB设置到它们的位置P4，而由发射机时间标记发生器206产生的时间标记信号经过传输信道A与B发送给接收机信道A与B。当接收机时间标记检测器180检测时间标记信号的接收，它产生加到接收机IDR发生器182的开始(START)信号。
在开始(START)信号产生的同时，接收机开关S1A和S1B被设定连接到导线119，以便耦合由接收机IDR发生器182产生的IDR信号到加法器16a、16b和反馈滤波器FBA、FBB。
在接收机IDR发生器182的开始信号(START)产生的同时，发射机开关STA与STB被设定经过传输信道A与B启动由IDR发生器204产生的IDR信号码元序列传输到接收机信道A与B。开始信号(START)的意图是使IDR发生器182产生码元序列，该码元序列与由IDR发生器204发送的码元序列接近相同，和在接近相同时间出现。因此，类似的信号序列发送给信道A与B，好象它在接收机中产生并加给加法器16a，16b和反馈滤波器。
在接收机信道A输入接收的发送IDR码元经过A/D变换器103b和FFB耦合到加法器15a，而在接收机信道B输入接收的发送IDR码元经过A/D变换器103b和FFB耦合到加法器15b。在同时，接收机产生的IDR信号经过开关S1A和线123a耦合到加法器16a和反馈滤波器FBA，而且经过开关S1B和线113b耦合到加法器16b和反馈滤波器FBB。发送的IDR信号加到FFA和FFB的输入，而接收机产生的IDR信号加到FBA及FBB的输入以及加法器16a及16b的输入。对这个条件的均衡器10a及10b的结构如图3中所示。对于接收机信道A，在接收机信道A的输入接收的发送IDR信号和响应接收机产生IDR信号的FBA的输出加到第一加法器15a，产生第一差信号(E1a)。然后E1a和接收机产生的IDR信号加到加法器16a，产生误差A(eA)信号。eA信号用于更新和调节前馈和反馈滤波器FFA和FBA的系数以补偿传输信道A的失真。同样，在接收机信道B，在接收机信道B输入接收的发送IDR信号和响应接收机产生的IDR信号的FBB输出加到加法器15b，产生差信号E1b。然后E1b和接收机产生的IDR信号加到加法器16b，产生误差B(eB)信号。eB信号用于更新和调节FFB和FBB的系数以补偿传输信道B的失真。因此，发送的和接收机产生的IDR信号用于“训练”该系统。通过发送已知的信号序列到接收机A和B以及通过比较“已知”发射机信号与由该接收机产生的类似(“理想”)信号序列，自适应滤波器FFA、FFB、FBA和FBB的系数被更新，以便补偿两条不同传输信道中的失真和损伤。注意，在训练周期期间，乘法器111和131的步长大小可更大或更小，以便增加或降低更新滤波器系数的速度，但是增加速度降低精度。
在一致同意时间周期已过去之后，认为自适应滤波器10a、10b的“训练”完成和系统已准备发送及接收用户数据以及实际数据传输开始。(另一方案，可监视误差A和误差B信号的电平，而当误差电平低于某值时，认为训练完成)。
一旦“训练”接收机信道时，开关S1A接到导线117，该导线117连接DECA的限幅输出(A02)到线123a和数据汇合电路190，而且还经过线123a接到加法器16a的输入和反馈滤波器FBA的输入。同样，开关S1B接到导线118，导线118连接DECB的限幅输出(B02)到线123b和数据汇合电路190，而且还经过线123b接到加法器16b的输入和反馈滤波器FBB的输入。这些部件的配置和互连如图4中所示构成自适应判定反馈均衡器(DFE)。这操作之后，发射机开关STA接到其位置P1，经过传输信道A发送用户数据A，而开关STB连接到其位置P2，经过传送信道B发送用户数据B。
在数据传输阶段，开关S1A接到导线117并且耦合DECA的限幅输出给线123a，和数据开关S1B接到导线118并且耦合DECB的限幅输出(B02)到线123b。在线123a和123b上判定电路(DECA，DECB)的输出加到数据汇合电路190，数据汇合电路190再组合两个接收机信道输出为在线192上的一个同步的和排序的数据流。
从前面的叙述已清楚，接收机信道A及其自适应滤波器10a类似于信道B及其自适应滤波器10b的结构。因此，这些相应结构和功能与具有表示信道A的部件和功能的前缀或后缀“A”或“a”以及表示信道B的部件和功能的前缀“B”或“b”的类似参考字母标识。
为了更好理解均衡器(10a，10b)的操作，参见图4。
在图4中，前馈滤波器FF的输出信号加在加法器15，在理论上加法器15从FF的输出信号中减去由反馈滤波器FB消除的ISI的剩余部分。加法器15在线127上提供加在加法器16和限幅DEC上的信号。限幅DEC选择作为线127上信号变换的函数的特定数据码元给数据码元(未示出)的预定构象中的一点。限幅DEC每T秒提供一个数据码元，这里1/T是数据码元速率。这个数据码元是接收码元的估计和由线123上限幅DEC提供，由其它接收机电路(未示出)处理以恢复实际发送的数据，在这个情况该数据代表训练信号。
限幅DEC的输出还提供给(ISI)反馈滤波器FB和加法器16。反馈滤波器FB预测在接收信号中出现的ISI的数量和经过线126提供ISI预测信号给加法器15。如前所述，通过从前馈滤波器FF输出信号中减去ISI预测信号，加法器15从接收信号中消除ISI的剩余部分。
加法器16从在线127上出现的ISI减少的信号中减去由限幅DEC提供的估计的数据码元，以便在线129上提供误差信号。误差信号代表还没有由前馈滤波器FF或反馈滤波器FB的操作校正的ISI误差及信道噪声的数量。误差信号经过乘法器111和131用于适应前馈滤波器(FF)和反馈滤波器(FB)。如本领域公知的，假定前馈和反馈滤波器的自适应算法(未示出)符合使用最小均方误差(MMSE)、迫零或其偏差。乘法器111以常数或步长大小等乘误差信号。在线136上提供的结果信号用于适应前馈滤波器FF。而且，在线129上的误差信号提供给乘法器131，乘法器131以步长大小a2有效地乘该误差信号。在线141上提供的结果信号用于适应反馈滤波器FB。
在现有技术系统中，如果由于任何原因(例如线路断或过大的噪声)两传输信道之一出现故障，当故障信道操作重新开始时，中断连续有效信道的操作以便再训练和重新校准两信道。
在实施本发明的系统中，连续地有效和已训练的信道可用于训练任何其它信道，或重新训练故障的信道和使它恢复工作。根据本发明系统的操作说明如下。例如假定接收机信道A被训练和工作以及接收机信道A用于训练接收机信道B，如图5中所示的。根据本发明的教导，假定用户数据继续发送给信道A并且在接收机信道B由信道A进行训练的整个时间期间经过接收机信道A进行处理。
为了完成信道B的训练，发射机和接收机系统操作和/或起作用如下经过传输信道A发送的相同用户数据也经过传输信道B发送。即，发射机开关STB设置到位置P1，因此在信道A上传播的用户数据也经过传输信道B发送给接收机信道B。接收机信道A如前那样继续工作。但是，使用用户A数据和接收机信道A的限幅A确定的输出A02，对信道B进行训练和校准循环。对于信道B的训练，信道A用户A数据在线102上发送和接收。同时，开关S1B接到导线117，因此信道A判定电路DECA的限幅输出A02加到反馈滤波器(FBB)和加法器16b的输入，如图5所示。信道B也最好转移到训练模式，其中乘法器单元111b和131b被设置允许信道B的前馈和反馈滤波器对由接收机信道A产生的“训练”信号更快的响应。因此在DECA输出的信道A数据起着信道B的16b和FBB的参考输入信号的作用以适应(调节)FFB和FBB的系数。
对于上述STB和S1B的情况，在传输信道A上发送的信道A用户数据也在传输信道B上发送。因此在102收到信道A数据并且在A/D103b中变换之后提供给FFB的输入。FFB的输出与FBB的输出比较。这时响应发送信道A数据的FFB输出在加法器15b从由被均衡和调节的数据驱动的FFB输出中减去，如上所讨论的，并且代表经过信道A的电路校正的发送信道A数据。然后加法器15b的输出E1b也在加法器16b中与A02数据比较而产生误差B信号，误差B信号耦合到线路136b和141b以便更新和调节FFB及FBB的系数和参数。因此设定FFB及FBB的系数补偿传输信道B中的失真和信道A中的任何延迟。
在预定时间期间已过去之后，利用另一信道(例如A)的接收机信道(例如B)的训练阶段可认为完成了。另一方案，可监视进行训练的接收机信道的误差信号(例如B)，直到该误差信号低于预定的可接受电平。
应指出，在训练阶段，进行训练的接收机信道的限幅电路输出从其接收机信道输出(即线路123)断开。相反，或者(a)接收机产生的(或基于)IDR训练信号加到接收机信道输出(见图3)；或者(b)另一条有效接收机信道(例如A)的接收机信道输出(例如A02)加到该接收机信道(例如B)的输出(123b)，如图5所示。
使用其限幅输出接到其信道输出的已经训练和有效的接收机信道(如A)以提供参考信号训练另一接收机信道(例如加到线路123b的A02与从线路123b断开的限幅B输出)的重要优点在于除了适应(调节)另一接收机信道的前馈和反馈滤波器(如FFB和FBB)以补偿另一接收机信道(例如B)传输中的失真外，另一接收机信道(例如B)的自适应滤波器(FFB，FBB)补偿被训练信道(例如A)中的总延迟。为了补偿信道A中的延迟，部分间隔均衡器(FFB)必须具有足够的系数和足够长的延迟线，使得信道B的滤波器响应位置可调节为正确的信道延迟量。由于信道A(进行该训练)滤波响应集中在其延迟线，前馈滤波器大小应设定为适应最佳前馈滤波器(FF)长度和接收机信道之间的最大延迟差。
一旦信道B已进行再校准和再训练，接收机开关S1B连接到导线118(开关S1A保持与导线117连接)，因此这时判定电路B的输出馈送回到FBB的输入和加法器16b。同时，在发射机，开关STB转移到接点位置P2，以便此时经过传输信道B发送用户数据B信号。
使用对准信道B的用户信道A数据是有效的，因为有效信道接收机的误差是低的。
因此，根据本发明，当传输信道出现故障时，其对应的接收机信道可被训练和使用有效的已训练的接收机信道进行工作而不中断其操作。信号信道训练也比现有技术的方案快得多，因为它不要求理想参考时间标记或定时恢复训练。
本发明已使用两信道(A、B)说明。但是，在实现本发明的系统中可使用两条以上的发送信道和两条以上的接收信道，即可能是“N”信道，N为大于-(1)的整数。
而且本发明使用特定类型的DFE说明。而可使用任何合适的自适应滤波器安排，这是很明显的。
权利要求
1.一种组合，包括N条接收机信道，每条接收机信道有一个输入和一个输出；这里N是大于1的整数；每条接收机信道适于在其输入接收由各部分重新构成的原始信号的不同部分；用于耦合N条接收机信道的输出到汇合电路的装置，用于组合接收信号的不同部分和重新构成原始发送的信号；每条所述N接收机信道包括耦合在其接收机信道的输入和输出之间的自适应滤波装置，而该信号沿该接收机信道传播；每个自适应滤波器装置可调节以补偿在其接收机信道输入接收的信号中的失真；每条接收机信道包括转换装置，用于在训练阶段期间选择地转换其接收机信道到第一滤波器适配器结构和在数据传输阶段期间转换到第二数据处理与传播结构；以及用于选择地耦合转换到所述第二结构的接收机信道的输出到转换到所述第一结构的另一条接收机信道的输出的装置。
2.根据权利要求1的组合，其中每条接收机信道的自适应滤波装置包括一个自适应前馈滤波器、一个自适应反馈滤波器、一个限幅电路和第一及第二加法器；其中该前馈滤波器具有耦合到其接收机信道的输入的一个输入和具有耦合到第一加法器输入的一个输出；其中该反馈滤波器具有耦合到其接收机信道输出的一个输入和具有耦合到第一加法器另一输入的一个输出；其中第一加法器有一个输出，用于产生差信号，该输出耦合到该限幅电路的输入和第二加法器的输入；其中该接收机信道的输出耦合到第二加法器的输入；和其中接收机信道的限幅电路输出连接到构成所述第二结构的其接收机信道输出和从构成所述第一结构的其接收机信道输出断开。
3.根据权利要求2的组合，其中每条接收机信道的所述第二加法器产生误差信号，该误差信号(a)经过第一乘法器耦合到其接收机信道的前向滤波器以便调节它；和(b)经过第二乘法器耦合到其接收机信道的反馈滤波器以便调节它。
4.根据权利要求3的组合，其中N等于2。
5.根据权利要求1的组合，其中每个自适应滤波器装置是一个判定反馈均衡器(DFE)。
6.根据权利要求1的组合，还包括用于选择地耦合接收机产生的训练信号到转换到所述第一结构的接收机信道的输出。
7.一种组合，包括N条接收机信道，每条接收机信道有一个输入和一个输出；这里N是大于1的整数；每条接收机信道适于在其输入接收由各部分重新构成的原始信号的不同部分；用于耦合N条接收机信道的输出到汇合电路的装置，用于组合接收信号的不同部分和重新构成原始发送的信号；每条所述N个接收机信道包括耦合在其接收机信道的输入和输出之间的自适应滤波器装置，而该信号沿该接收机信道传输；每个自适应滤波器装置可调节以补偿在其接收机信道输入接收的信号中的失真；和选择地耦合N条接收机信道的第一信道输出到N条接收机信道的第二信道，用于调节所述N个接收机信道的所述第二信道的自适应滤波器装置。
8.根据权利要求7的组合，其中每条接收机信道的自适应滤波器装置包括一个自适应前馈滤波器、一个自适应反馈滤波器、一个限幅电路和第一及第二加法器；每个自适应滤波器装置有二个输入和一个输出，以及第一和第二加法器；每个加法器有两个输入和一个输出；其中前馈滤波器在其输入耦合到该接收机信道输入并且在其输出耦合到第一加法器的输入，而该反馈滤波器在其输入耦合到其接收机信道输出并在其输出耦合到第一加法器的另一个输入；其中第一加法器的输出接到第二加法器的输入和限幅电路的输入；和其中接收机信道的输出接到第二加法器的另一个输入。
9.根据权利要求8的组合，其中选择地耦合N条接收机信道的第一信道的输出到N条接收机信道的第二信道的所述装置包括选择地耦合N条接收机信道的第一信道输出到N条接收机信道的所述第二信道输出的装置。
10.根据权利要求8的组合，其中每条接收机信道的输出包括一个转换装置，用于选择地耦合该信道输出到下列之一(a)限幅电路输出；(b)产生训练信号的基于接收机的发生器输出；和(c)另一条接收机信道的输出。
11.根据权利要求10的组合，其中N等于2，和其中所述第一接收机信道的输出选择地加到第二接收机信道的输出，用于训练第二接收机信道。
12.根据权利要求10的组合，其中每个自适应前馈滤波器是一个部分间隔的均衡器。
13.一种组合，包括N条接收机信道，每条接收机信道有一个输入和一个输出；这里N是大于1的整数；每条接收机信道适于在其输入接收由各部分重新构成的原始信号的不同部分；用于耦合N条接收机信道的输出到汇合电路的装置，用于组合接收信号的不同部分和重新构成原始发送的信号；所述N条接收机信道的每条信道包括耦合在其输入与其输出之间的自适应滤波器装置；每个自适应滤波器装置包括(a)一个前馈滤波器，具有耦合到其接收机信道输入的一个输入和耦合到加法装置的一个输出；(b)一个反馈滤波器，具有耦合到该接收机信道输出的一个输入和耦合到该加法装置的一个输出；(c)一个限幅电路，有一个输入和一个输出；以及(d)提供第一差信号给该限幅电路的输入的所述加法装置，第一差信号是所述前馈和反馈滤波器输出之差的函数；以及所述N条接收机信道的每条信道包括转换装置，用于选择地耦合该接收机信道到下列之一(a)其限幅电路的输出；(b)另一条接收机信道的限幅电路输出；和(c)训练信号发生器的输出。
14.根据权利要求13的组合，其中每个自适应滤波器装置包括(a)附加的加法器装置，用于产生指示在其接收机输出的信号和第一差信号之间的差的误差信号；(b)第一乘法器，以预选的第一常数乘所述误差信号和产生耦合到该前馈滤波器的输出信号用于调整其系数；以及(c)第二乘法器，以预选的第二常数乘所述误差信号和产生耦合到该反馈滤波器的输出信号用于调整其系数。
15.根据权利要求13的组合，其中一条接收机信道的转换装置耦合其接收机信道输出到另一信道输出，使另一信道输出加到这一条接收信道的自适应滤波装置，用于训练此一条接收机信道的自适应滤波装置。
16.使用第一已经训练的和有效的接收机信道训练第二接收机信道的方法，每条接收机信道有一个输入和一个输出并且包括连接在其输入和其输出之间的自适应滤波器装置，用于补偿接收机信道的传输信道中的失真，包括步骤(a)将第一接收机信道输出加到第二接收机信道输出；和(b)发送相同的数据信号给第一和第二接收机信道。
17.根据权利要求16的方法，其中发送相同数据信号给第一和第二接收机信道的步骤包括设定发射机给第二接收机信道发送与发送到第一接收机信道的数据相同的数据的步骤。
18.一种接收机，包括各具有一个输入和一个输出的第一和第二接收机信道，而且每条接收机信道包括具有一个输入和一个输出的自适应前馈滤波器、具有一个输入和一个输出的自适应反馈滤波器、具有一个输入和一个输出的限幅电路以及加法器装置；每条接收机信道具有其前馈滤波，在其输入连接到其接收机信道输入，和其反馈滤波器，在其输入连接到其接收机信道输出，而该前馈和反馈滤波器输出已耦合到其加法器装置，用于在其限幅电路的输入产生差信号；以及选择地耦合第一接收信道的限幅电路输出到第一接收机信道的输出和第二接收机信道的输出，使第一接收机信道能够适应和训练第二接收机信道的前馈和反馈滤波器。
19.一种通信系统，包括一个发射机，通常经过第一传输信道发送数据信号的第一部分和经过第二传输信道发送该数据信号的第二部分；一个接收机，具有第一和第二接收机信道，分别从第一和第二传输信道接收该传输，每条接收机信道有一个输入和一个输出；以及每条接收机信道包括耦合在其输入和其输出之间自适应滤波器装置，使用第一接收机信道训练第二接收机信道的装置包括(a)包括在发射机中的装置，用于选择地经过第一和第二传输信道发送相同数据信号信息给第一和第二接收机信道的输入；和(b)选择地耦合第一接收机信道输出到第二接收机信道输出以便适应第二接收机信道的滤波器装置的响应的装置。
20.一种通信系统，包括一个发射机，用于(a)经过第一传输信道选择地发送数据信号的第一部分和在数据传输间隔期间经过第二传输信道发送该数据信号的第二部分；(b)在标准训练周期期间经过第一和第二传输信道选择地发送相同的训练信号；和(c)在选择的训练周期期间经过所述第一和第二传输信道选择地发送相同数据信号；以及一个接收机，具有第一和第二接收机信道，用于分别从第一和第二传输信道接收该传输；每条接收机信道有一个输入和一个输出；和每条接收机信道包括耦合在其输入与其输出之间的自适应滤波器装置，它接收的数据信号沿该信道传播；和用于选择地耦合以下的装置(a)在所述数据传输间隔期间，每条信道输出到汇合电路；(b)每条接收机信道输出到基于接收机的训练信号发生器；和(c)一条信道的输出到另一条信道的输出，使那条信道训练另一条信道。
全文摘要
在实现本发明的多信道接收机系统(100)中,有效的和传播数据信号的“训练的”接收机信道可用于训练任何其它接收机信道。系统的每条接收机信道有一个输入(105)和一个输出(123),利用每个输入接收原始数据信号的不同部分。每条接收机信道包括耦合在其输入及其输出之间的自适应滤波器装置(10),用于传播在其输入接收的信号到其输出。根据本发明,通过耦合第一接收机信道输出到第二接收机信道输出,第一训练的接收机信道用于训练第二接收机信道,以便训练第二接收机信道的自适应滤波器装置。通过发送相同数据给第一和第二接收机信道完成第二接收机信道的训练。
文档编号H04B1/00GK1209230SQ96180066
公开日1999年2月24日 申请日期1996年12月20日 优先权日1995年12月28日
发明者E·兰伯格 申请人:格罗布斯班半导体公司