设定等化器的方法与流程

1.本发明涉及通讯系统，特别是一种设定等化器的方法。


背景技术：

2.等化器(equalizer)普遍应用于积体电路传送端与接收端，用以改善信号因衰减、反射、串音干扰所导致的符码间干扰(inter-symbol interference，isi)问题。然而相关技术分别在传送端及接收端执行等化器最佳化，因而无法获得传送端及接收端的最佳设定值的组合，也无法获得最佳的信号品质。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种设定等化器的方法，包含产生未使用传送装置之前馈等化器及接收装置的连续时间线性等化器的未等化脉冲响应，将连续时间线性等化器的n个转移函数从频域转换至时域以产生n连续时间线性等化器脉冲响应，将n连续时间线性等化脉冲响应分别与未等化脉冲响应进行回旋积分运算以产生n初始等化脉冲响应，依据n初始等化脉冲响应中的每个初始等化脉冲响应及前馈等化器的m目标输出值，产生对应组抽头系数，该组抽头系数包含m抽头系数，依据每个初始等化脉冲响应及该组抽头系数，产生完整等化脉冲响应的信号品质，从对应n初始等化脉冲响应及n组抽头系数的n信号品质选定最佳信号品质，及依据最佳信号品质设定连续时间线性等化器及前馈等化器。
附图说明
4.图1为本发明实施例中一种通讯系统的方块图。
5.图2为设定图1中等化器的方法的流程图。
6.图3显示未等化脉冲响应的波形图。
7.图4显转移函数的频率响应。
8.图5显示连续时间线性等化器脉冲响应及初始等化脉冲响应的波形图。
9.图6为图1中前馈等化器的示意图。
10.图7显示图6中前馈等化器的信号波形图。
11.图8显示完整等化脉冲响应的波形图。
12.符号说明：
13.1:通讯系统
14.10:传送装置
15.100:前馈等化器
16.12:通讯通道
17.14:接收装置
18.140:连续时间线性等化器
19.200:方法
20.s202至s214:步骤
21.30,401至415,50,52,70至76,80:波形
22.601至603:延迟元件
23.621至624:乘法器
24.64:加法器
25.c(-1)至c(2):抽头系数
26.n:杂讯功率
27.p:信号功率
28.stx:传送信号
29.srx:接收信号
30.t0至t3:时间
31.v(-1)至v(2):电压
32.x(k 1):输入信号
33.x(k),x(k-1),x(k-2):延迟等化脉冲响应
34.yk:输出信号
具体实施方式
35.图1为本发明实施例中一种通讯系统1的方块图。通讯系统1包含传送装置10、通讯通道12及接收装置14。传送装置10通过通讯通道12耦接于接收装置14。传送装置10可传送传送信号stx，传送信号stx通过通讯通道12时其信号品质可能会衰减而产生接收信号srx，接收装置14可接收接收信号srx。通讯通道12可为有线通道、无线通道或其结合，及可由光纤、缆线或空气等传输媒介实现。通讯通道12可传输语音资料、影像资料及其他资料。
36.传送装置10包含前馈等化器(feed-forward equalizer，ffe)100，接收装置14包含连续时间线性等化器(continuous time linear equalizer，ctle)140。前馈等化器100可为有限脉冲响应(finite impulse response，fir)滤波器或最小均方(least mean square，lms)滤波器。连续时间线性等化器140可为主动及/或被动连续时间线性等化器。前馈等化器100及连续时间线性等化器140皆可降低符码间干扰(inter-symbol interference，isi)，提升信号品质。
37.本发明提出一种设定前馈等化器100及连续时间线性等化器140的方法200，同时考虑前馈等化器100的抽头系数的最佳化及连续时间线性等化器140的设定值的最佳化，藉以提升通讯系统1的信号品质。相较于相关技术，由于相关技术中的通讯系统分别执行前馈等化器的抽头系数最佳化及连续时间线性等化器的设定值最佳化，因此可能无法获得前馈等化器的最佳抽头系数及连续时间线性等化器的最佳设定值的组合，也无法获得最佳的信号品质。
38.图2为设定前馈等化器100及连续时间线性等化器140的方法200的流程图。方法200包含步骤s202至s214。步骤s202至s210用以同时考虑前馈等化器100及连续时间线性等化器140而产生完整等化脉冲响应的信号品质，步骤s212及s214用以依据最佳信号品质来设定前馈等化器100及连续时间线性等化器140的方法200。步骤s202至s214于电脑上使用软体进行。任何合理的技术变更或是步骤调整都属于本发明所揭露的范畴。以下说明步骤
s202至s214：
39.步骤s202:产生未使用传送装置10的前馈等化器100及接收装置14的连续时间线性等化器140的未等化脉冲响应；
40.步骤s204:将连续时间线性等化器140的n转移函数从频域转换至时域以产生n连续时间线性等化器脉冲响应；
41.步骤s206:将n连续时间线性等化脉冲响应分别与未等化脉冲响应进行回旋积分运算以产生n初始等化脉冲响应；
42.步骤s208:依据n初始等化脉冲响应中的每个初始等化脉冲响应及前馈等化器100的m目标输出值，产生对应组抽头系数；
43.步骤s210:依据每个初始等化脉冲响应及该组抽头系数，产生完整等化脉冲响应的信号品质；
44.步骤s212:从对应n初始等化脉冲响应及n组抽头系数的n信号品质选定最佳信号品质；
45.步骤s214:依据最佳信号品质设定连续时间线性等化器140及前馈等化器100。
46.在步骤s202，模拟软体使用传送装置10中未使用前馈等化器100的等效模型、通讯通道12的等效模型及接收装置14中未使用连续时间线性等化器140的等效模型，来模拟未等化脉冲响应(impulse response)。图3显示未等化脉冲响应30的波形图，其中横轴表示时间，纵轴表示信号振福。
47.在步骤s204，n转移函数可为符合各协会(如pci-sig,ieee,snia,oif-cei)规范的连续时间线性等化器转移函数预先定义于模拟软体，及利用反傅立叶变换(inverse fourier transform；ift)将n转移函数转换为n连续时间线性等化器脉冲响应。图4显示转移函数401至415的频率响应，其中横轴表示频率，纵轴表示增益。
48.接着，在步骤s206，n初始等化脉冲响应分别表示考虑连续时间线性等化器140的设定值而未考虑前馈等化器100的n设定值所产生的各个等化脉冲响应。每个连续时间线性等化器脉冲响应都可与未等化脉冲响应进行回旋积分运算以产生初始等化脉冲响应。例如，15个连续时间线性等化器脉冲响应可产生15个初始等化脉冲响应。图5显示连续时间线性等化器脉冲响应50及初始等化脉冲响应52的实施例波形图，其中横轴表示时间，纵轴表示信号振福。
49.图6显示一种4抽头前馈等化器100之示意图。前馈等化器100包含延迟元件601至603、乘法器621至624及加法器64。前馈等化器100可接收输入信号x(k 1)及产生输出信号yk。输入信号x(k 1)可为初始等化脉冲响应52。延迟元件601至603可对输入信号x(k 1)进行3次延迟以产生3延迟等化脉冲响应x(k)，x(k-1)，x(k-2)。延迟元件601至603的延迟时间可相同或不同。延迟等化脉冲响应x(k)为主标(main-cursor)，输入信号x(k 1)为前标(pre-cursor)，且延迟等化脉冲响应x(k-1)及x(k-2)为后标(post-cursor)。每个乘法器621至624各自具有可设定的抽头系数c(-1)、c(0)、c(1)及c(2)。乘法器621可将输入信号x(k 1)及抽头系数c(-1)相乘以产生乘法输出x(k 1)*c(-1)。相似地，乘法器622可将延迟等化脉冲响应x(k)及抽头系数c(0)相乘以产生乘法输出x(k)*c(0)，乘法器623可将延迟等化脉冲响应x(k-1)及抽头系数c(1)相乘以产生乘法输出x(k-1)*c(1)，且乘法器624可将延迟等化脉冲响应x(k-2)及抽头系数c(2)相乘以产生乘法输出x(k-2)*c(2)。加法器64可将乘
法输出x(k 1)*c(-1)，x(k)*c(0)，x(k-1)*c(1)及x(k-2)*c(2)相加以产生输出信号yk，如公式(1)所示:
[0050][0051]
由于前馈等化器100的输入信号x(k-1)为初始等化脉冲响应52，因此输出信号yk为同时考虑前馈等化器100及连续时间线性等化器140的完整等化脉冲响应。
[0052]
在步骤s208，可将每个初始等化脉冲响应x(k 1)进行(m-1)延迟以产生(m-1)延迟等化脉冲响应，依据每个初始等化脉冲响应、(m-1)延迟等化脉冲响应及m目标输出值产生m条公式，及依据m条公式计算对应组抽头系数的m抽头系数，m为抽头个数且m为大于1的正整数。例如，在图6的4抽头前馈等化器100中，m等于4，延迟元件601至603可将每个初始等化脉冲响应x(k 1)进行3延迟以产生3延迟等化脉冲响应，依据每个初始等化脉冲响应x(k 1)、3延迟等化脉冲响应及4目标输出值产生4条公式，及依据4条公式计算对应组抽头系数的4抽头系数。
[0053]
图7显示图6中4抽头前馈等化器100的信号波形图，其中横轴表示时间，纵轴表示信号振福，波形70至76分别表示乘法输出x(k 1)*c(-1)，x(k)*c(0)，x(k-1)*c(1)及x(k-2)*c(2)。在步骤s208，使用者可预先将前馈等化器100在时间t0至t3的4目标输出值分别设定为0，1，0，0。
[0054]
在时间t0，波形70的电压为v(0)c(-1)，波形72的电压为v(-1)c(0)，波形74及76的电压约为0，因此可依据公式(1)得到公式(2)。在时间t1，波形70的电压为v(1)c(-1)，波形72的电压为v(0)c(0)，波形74的电压为v(-1)c(1)，波形76的电压约为0，因此可依据公式(1)得到公式(3)。在时间t2，波形70的电压为v(2)c(-1)，波形72的电压为v(1)c(0)，波形74的电压为v(0)c(1)，波形76的电压为v(-1)c(2)，因此可依据公式(1)得到公式(4)。在时间t3，波形70的电压约为0，波形72的电压为v(2)c(0)，波形74的电压为v(1)c(1)，波形76的电压为v(0)c(2)，因此可依据公式(1)得到公式(5)。
[0055]
v(0)c(-1) v(-1)c(0)＝0
ꢀꢀ
公式(2)
[0056]
v(1)c(-1) v(0)c(0) v(-1)c(1)＝1
ꢀꢀ
公式(3)
[0057]
v(2)c(-1) v(1)c(0) v(0)c(1) v(-1)c(2)＝0
ꢀꢀ
公式(4)
[0058]
v(2)c(0) v(1)c(1) v(0)c(2)＝0
ꢀꢀ
公式(5)
[0059]
因此，可经由公式(2)至(5)求解各个抽头系数c(-1)、c(0)、c(1)及c(2)，得出的抽头系数c(-1)、c(0)、c(1)及c(2)即为使用连续时间线性等化器140后的各个初始等化脉冲响应x(k 1)对应的一组抽头系数。例如，15个初始等化脉冲响应x(k 1)可产生15组抽头系数。
[0060]
虽图7显示波形70至76的形状相同，在一些实施例中波形70至76的形状亦可不同。此外，虽然实施例中使用4抽头前馈等化器100说明步骤s208，熟习此技艺者亦可使用其他抽头数量的前馈等化器100依据相似的原则来执行步骤s208。
[0061]
接着在步骤s210可依据公式(1)使用初始等化脉冲响应x(k 1)及该组抽头系数产生完整等化脉冲响应yk，及依据完整等化脉冲响应yk产生信号品质。例如，15个初始等化脉冲响应x(k 1)及15组抽头系数可产生15个完整等化脉冲响应yk及15个信号品质。信号品质可由讯噪比表示，图8显示完整等化脉冲响应yk的波形图，其中横轴表示时间，纵轴表示信
号振福，波形80为完整等化脉冲响应yk。模拟软体可对预定时间区间之内的完整等化脉冲响应yk进行积分以产生信号功率p，如公式(6)所示：
[0062][0063]
在图8中，预定时间区间介于时间下限t1及时间上限t2之间。此外，模拟软体可对预定时间区间之外的第一时间区间及第二时间区间之完整等化脉冲响应yk进行积分以产生杂讯功率n，如公式(7)所示：
[0064][0065]
在图8中，第一时间区间介于最小时间t0及时间下限t1之间，第二时间区间介于时间上限t2及最大时间t3之间，最小时间t0小于时间下限t1，及最大时间t3大于时间上限t2。最后，模拟软体可依据信号功率p及杂讯功率n产生讯噪比snr，如公式(8-1)或(8-2)所示：
[0066]
snr＝p-n
ꢀꢀ
公式(8-1)
[0067]
snr＝p/n
ꢀꢀ
公式(8-2)
[0068]
在步骤s212，可从n讯噪比snr中选定最大讯噪比snr作为最佳信号品质。在步骤s214，依据该最佳信号品质判定该连续时间线性等化器140的一组最佳连续时间线性等化器设定值及前馈等化器100的一组最佳抽头系数，依据该组最佳连续时间线性等化器设定值设定连续时间线性等化器140，及依据组最佳抽头系数设定值设定前馈等化器100。例如，一组最佳连续时间线性等化器设定值设可包含直流增益设定值、低频增益设定值、零点频率设定值、极点频率设定值及/或其他设定值，一组最佳抽头系数设定值可包含抽头系数c(-1)至c(2)。
[0069]
方法200同时最佳化前馈等化器100的抽头系数及连续时间线性等化器140的设定值，藉以提升通讯系统1的信号品质。
[0070]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。