專利名稱：數字切割裝置的制作方法
技術領域：
本發明有關于一種切割器，特別是指一種應用在通信系統中的數字切割器。
背景技術：
在通信系統中，為了減少位錯誤率(Mt error rate),傳送端會將要傳 送的信息經過通道編碼后再送出，如圖1所示，傳送端100將7位的信息 (ul-u3, cl-c4)經過DSQ128轉換單元10轉換成兩個4位信號xl、 x2后，再
經過調制單元ll將各個4位信號xl、xZ分別調制成具有(土l、 ±3、 ±5.....
±15}共16種電平其中一種電平的調制符號a 1 、a2,最后再轉成模擬的16-PAM 符號傳送出去。
因此，如圖2所示，當接收端200收到信號時，信號會先經由自動增益 控制器(automatic gain controller) 201適度放大,再經由低通濾波器202 濾除高頻噪聲后，送至模數轉換器203轉成數字信號(即相當于傳送端100的 調制符號)，并分別經過近端串音(near end crosstalk,簡稱NEXT)消除器 204、回音消除器205及遠端串音(far end crosstalk,簡稱FEXT)消除器206 消除調制符號中的近端串音、回音以及遠端串音后，送入向前饋入均衡器 207 (feed forward equalizer)消除前一調制符號的影響后，再經由凌t字自動 增益控制器208適度放大后，送至通道解碼器209進行通道解碼，以便從調 制符號中解出傳送端100送出的7位信息(ul-u3,cl-c4)。
同時，在接收端200會使用一切割器(slicer)211與一誤差產生器212 才艮據數字自動增益控制器208的輸出實時產生誤差(error term)供上述NEXT 消除器204、回音消除器205、 FEXT消除器206、向前饋入均衡器204、數字 自動增益控制器208以及校正模數轉換器203的時序的時序恢復電路210等 進行實時的更新。
切割器211通常以傳送端100的調制單元102所使用的調制電平，例如 {±1、 ±3、 ±5..... 土15)等共16種電平依序對每一個輸入的調制符號進
4行數值判斷。若當切割器211收到的調制符號是1. 5，切割器211根據{±1、 ±3、 ±5..... ±15}等16種電平判斷1. 5較接近電平1而輸出判斷結果為
1。 此時，連接在切割器211輸入端和輸出端之間的誤差產生器212即可根據 切割器211的輸入與輸出結果計算出誤差為0. 5。
然而，當調制信號在傳送過程中遭受嚴重的噪聲干擾，而從1變成2. 5 時，切割器211就會誤判為3，以致誤差產生器212產生錯誤的誤差-0. 5(即
2. 5-3,實際應該是2. 5-1=1. 5)，而導致根據誤差進行更新的NEXT消除器204、 回音消音器205、 FEXT消除器206、向前饋入均衡器207、數字自動增益控制 器208和時序恢復電路210不能正確工作，并使得通道解碼器209的解碼效 能受到影響而無法有效降低位錯誤率。
發明內容
因此，本發明的目的，即在提供一種可以降低位錯誤率的數字切割裝置。
于是，本發明的數字切割裝置，用以對輸入的一調制符號進行數值判斷， 以輸出一對應的符號，該數字切割裝置包括一解調制單元、 一第一切割單元 及一再調制單元。該解調制單元收集前后相鄰的兩個調制符號，再根據一調 制演算法對該二調制符號進行解調制，以產生兩個解調制符號。該第一切割 單元對該二解調制符號進行整數化處理。該再調制單元以該調制演算法對經 過整數化處理的該二解調制符號進行再調制，以輸出對應該二調制符號的兩 個再調制符號。其中，該二調制符號是同時由該調制演算法轉換所產生。
較佳地，該調制演算法是將兩個調制符號相加后除以N取余數乘以M再 減去P而得到其中一調制符號，其中另一調制符號是將后一調制符號減去前 一調制符號后除以N取余數乘以M再減去P。
較佳地，該解調制單元是將前一個調制符號加上P并除以Q后，再減去
后一個調制符號加上P并除以Q之后的結果，而得到前一個解調制符號，而 后一個解調制符號則是后一個調制符號加上P并除以Q后，再加上前一個調
制符號加上P并除以Q之后的結果。
較佳地，該再調制單元是將經過整數化處理的前一個解調制符號和后一 個解調制符號相加后除以N取余數并乘以M再減P，即得到前一個再調制符 號，并且將經過整數化處理之后一個解調制符號減去前一個解調制符號后除 以N取余數并乘以M再減P，即得到后一個再調制信號。較佳地，上述N等于16, M等于2， P等于15以及Q等于4。 較佳地，上述該二相鄰的調制符號是兩個以2進位表示的4位信息。 較佳地，上述該調制演算法是利用一 2維矩陣調制及再調制。 較佳地，上述的整數化處理為四舍五入。 較佳地，上述的乘、除法由位移器實現。
圖l是通信系統中的發送端的電路結構示意圖； 圖2是通信系統中的傳送端的電路結構示意圖3是本發明數字切割裝置的一較佳實施例應用在通信系統中的傳送端 的電路結構示意圖4是本實施例的數字切割裝置的詳細電路方塊圖；及
圖5是說明本實施例可以一除4除法器取代圖4的兩個除2除法器。
主要元件符號說明
300接收端301自動增益控制器
302低通濾波器303模數轉換器
304時序恢復電路305 NEXT消除器
306回音消除器307 FEXT消除器
308向前饋入均衡器309 數字自動增益控制器
310通道解碼器311 數字切割裝置
312向后饋入均衡器313誤差產生器
314解調制單元315 切割單元
316再調制單元
具體實施例方式
有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考附圖 的一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
請參考圖3,系繪示本發明一較佳實施例，此實施例可應用在如同 10GBase-T(IEEE802. 3an)等通信系統的接收端電路中。如圖3所示，當接收 端300接收到信號時，接收端300的自動增益控制器301會先適度放大收到 的信號，再將經過放大的信號送入低通濾波器302以去除高頻噪聲，并將經過低通濾波的信號送至模數轉換器303轉換成調制符號，隨后，由時序恢復 電路304產生時序以校正模數轉換器303的時序。除此之外，再經由NEXT消 除器305、回音消除器306以及FEXT消除器307消除調制符號中的近端串音、 回音以及遠端串音后，接著調制符號被送入向前饋入均衡器308中以消除前 一個調制符號對目前的調制符號的影響。最后，調制符號被數字自動增益控 制器309適度放大后，便可送入通道解碼器310進行解碼。
本實施例的數字切割裝置311可設置在接收端300的數字自動增益控制 器309的輸出端，用以接受由數字自動增益控制器309輸出的調制符號，并 對該調制信號進行電平分析判斷，以輸出判斷結果。數字切割裝置311的輸 出端連接向后饋入均衡器(Feed Back Equalizer) 312，其對數字切割裝置311 輸出的判斷結果進行處理后，饋入數字切割裝置311的輸入端中，用以消除 下一個調制符號對目前輸入的調制符號的影響。
在數字切割裝置311的輸入端與輸出端之間更可連接誤差產生器313， 其根據數字切割裝置311的輸入信號與輸出信號計算兩者的差值以產生誤差 以供上述時序恢復電路304、 NEXT消除器305、回音消除器306、 FEXT消除 器307、向前饋入均衡器308、數字自動增益控制器309及向后饋入均衡器 312等進行更新。
而為了提供最接近于發送端的調制符號的判斷結果給誤差產生器313, 使產生正確的誤差供上述電路進行實時且正確的更新，本實施例的數字切割 裝置311包括依序串接的解調制單元314、切割單元315及再調制單元316。
發送端要將例如圖1的7位的信息傳送出去的前，會為了避免通道受到 噪聲干擾，而將該7位的信息先經過DSQ128轉換器10轉成兩個4位的信息 xl、 x2,然后再將每個4位信息xl、 x2經過調制電i 各11,以如下所示的調
制演算法(公式1和公式2)轉換成{±1、 ±3、 ±5..... 土15)等16種電平，
并以其中一種電平表示的數字信號al、 a2,例如5和1,再轉成才莫擬的16-PAM 符號后傳送出去。
公式1<formula>formula see original document page 8</formula>
公式2
因此，當圖3的接收端300依序獲得先后傳來的兩個16-PAM符號后，則 利用自動增益控制器301、低通濾波器302、模數轉換器303,以及NEXT消 除器305、回音消除器306、 FEXT消除器307消除通道中的噪聲干擾。且經 過向前饋入均衡器308及數字自動增益控制器309處理后輸出時，該二 16-PAM 符號已被轉變成兩個數字化的調制符號sl、 s2(下稱調制符號sl、 s2)，但由 于信號傳輸通道中仍存在接收端電路所無法消除的噪聲，例如加成性白高斯 噪聲 (additive white gaussian noise,簡稱AWGN),因此，接收端300收 到的信號可能受到干擾而使得數字自動增益控制器309輸出的前、后兩個調 制符號sl、 s2分別變成錯誤的數值，例如3和1。
為使得數字切割裝置311的判斷結果較為準確，數字切割裝置311的解 調制單元314可先收集兩個輸入的調制符號sl、 s2 (以3和1為例)，然后 根據如圖1的調制電路11的調制演算法，以下列公式3的計算方式對該二調 制符號sl、 s2進行解調制。該解調制單元314可實現公式3的電路結構，如 圖4所示，亦即先將前一個調制符號sl加上15再經過兩個除2除法器(即除 4)之后，再減去后一個調制符號s2加上15，并依序經過兩個除2除法器(即 除4)之后的值，即得到解調制信號xl。而另一解調制信號x2則是將后一個 調制符號s2加上15并依序經過兩個除2除法器(即除4)之后再加上前一個 調制符號sl加上15再經過兩個除2除法器(即除4)之后的值。<formula>formula see original document page 8</formula>因此，二調制符號sl、 s2經過解調制單元314之后，可以得到對應的兩 個解調制符號xl、 x2，其分別為0. 5和8. 5。接著將解調制符號xl、 x2(0. 5 和8. 5)送進切割單元315進行整數化處理，本實施例是以四舍五入為例，使 分別輸出解調制符號xl' =1、 x2' =9后，再將解調制符號xl' =1、 x2' =9 送至再調制單元316,以相同于上述的調制演算法(公式4和公式5)對解調制 信號xl' =1、 x2' =9進行再調制，且再調制單元316可實現上述公式4及公 式5的電路結構，如圖4所示，亦即將前一個解調制符號xl，力。x2'經過 modl6除法器取余數后，再經乘2乘法器乘2后減去15，即得到前一個再調 制信號al， =5,而令解調制信號x2，減去xl'并經過modl6除法器取余數 后，再經乘2乘法器乘2后減去15,即得到后一個再調制信號a2， =1，如此 將獲得與發送端100的調制電路11相同內容的調制符號al、 a2。
當然，圖4的兩個除2除法器亦可由圖5所示的一個除4除法器取代。 且上述的乘法或除法皆可由移位器(shifting component)實現的。
<formula>formula see original document page 9</formula>…公式5
由于數字切割裝置311根據發送端100的調制電路11的調制機制，藉由 對輸入的調制符號進行解調制后再四舍五入的方式，可以有效排除輸入的調 制符號中產生誤差的部分，使輸出的結果可以更接近于發送端的調制符號， 而使得誤差產生器313可以根據數字切割裝置311的輸入端及輸出端的信號 產生正確的誤差供上述時序恢復電路304、 NEXT消除器305、回音消除器306、 FEXT消除器307、向前饋入均衡器308、數字自動增益控制器309及向后饋 入均衡器312等進行實時更新，如此則接收端便得以有效降低位錯誤率。于 此領域中具有通常知識者可利用同樣原理應用于N個調制符號，此時矩陣R 及R-1將從二維矩陣改為N維矩陣，其相對應變化將不另進行贅述。
雖然本發明已以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發明。任何 所屬技術領域中的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，可進行各種更動與修改。因此，本發明的保護范圍以所提出的權利要求的范 圍為準。
權利要求
1、一種數字切割裝置，用以對輸入的一調制符號進行數值判斷，以輸出一對應的符號，該數字切割裝置包括一解調制單元，收集前后相鄰的兩個調制符號，再根據一調制演算法對該二調制符號進行解調制，以產生兩個解調制符號；一第一切割單元，對該二解調制符號進行整數化處理；及一再調制單元，以該調制演算法對經過整數化處理的該二解調制符號進行再調制，以輸出對應該二調制符號的兩個再調制符號；其中，該二調制符號是同時由該調制演算法轉換所產生。
2、 如權利要求1所述的數字切割裝置，其中該調制演算法是將兩個調 制符號相加后除以N取余數乘以M再減去P而得到其中一調制符號，其中另 一調制符號是將后一調制符號減去前一調制符號后除以N取余數乘以M再減 去P。
3、 如權利要求2所述的數字切割裝置，其中該解調制單元是將前一個 調制符號加上P并除以Q后，再減去后一個調制符號加上P并除以Q之后的 結果，而得到前一個解調制符號，而后一個解調制符號則是后一個調制符號 加上P并除以Q后，再加上前一個調制符號加上P并除以Q之后的結果。
4、 如權利要求3所述的數字切割裝置，其中該再調制單元是將經過整 數化處理的前一個解調制符號和后一個解調制符號相加后除以N取余數并乘 以M再減P，即得到前一個再調制符號，并且將經過整數化處理之后一個解 調制符號減去前一個解調制符號后除以N取余數并乘以M再減P,即得到后 一個再調制信號。
5、 如權利要求1所述的數字切割裝置，其中該調制演算法利用一 2維 矩陣調制及再調制。
6、 如權利要求1所述的數字切割裝置，其中所進行的整數化處理為四 舍五入。
7、 如權利要求4所述的數字切割裝置，其中乘除皆由位移器實現的。
8、 一種數字切割裝置，用以對輸入的一調制符號進行數值判斷，以輸出 一對應的符號，該數字切割裝置包括一解調制單元，收集前后相鄰的N個調制符號，再4艮據一調制演算法對該N個調制符號進行解調制，以產生N個解調制符號；一第一切割單元，對該N個解調制符號進行整數化處理；及 一再調制單元，以該調制演算法對經過整數化處理的該N個解調制符號進行再調制，以輸出對應該N個調制符號的N個再調制符號；其中，該N個調制符號同時由該調制演算法轉換所產生，且N大于2。
9. 如權利要求8所述的數字切割裝置，其中該調制演算法利用一 N維矩 陣調制及再調制。
10. 如權利要求8所述的數字切割裝置，其中所進行的整數化處理為四 舍五入。
全文摘要
一種數字切割裝置，用以對輸入的調制符號進行數值判斷，以輸出對應的符號，該調制符號和與其鄰接的另一調制符號是兩個相鄰的數字信號同時經過調制演算法轉換所產生；該數字切割裝置的解調制單元收集前后相鄰的兩個調制符號后，再根據該調制演算法對該二調制符號進行解調制，以產生兩個解調制符號，并以切割單元對該二解調制符號進行四舍五入后，由再調制單元以該調制演算法對經過四舍五入的該二解調制符號進行再調制，以輸出對應該二調制符號的兩個再調制符號。以此，使輸出的再調制符號最接近于發送端的調制符號。
文檔編號H03M1/12GK101453217SQ200710197008
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月4日 優先權日2007年12月4日
發明者施至永, 郭協星, 黃亮維 申請人:瑞昱半導體股份有限公司