CN113824659B - 位于数字域之讯号处理电路及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及位于数字域之讯号处理电路及方法。一种位于数字域之讯号处理的方法包括：将一随机数序列讯号加入至一时间域输入讯号来产生一时间域处理后输入讯号；对该时间域处理后输入讯号进行傅立叶变换以产生一频率域处理后输入讯号；根据均衡器参数来对该频率域处理后输入讯号进行运算以产生一频率域输出讯号；对该频率域输出讯号进行反向傅立叶变换以产生一时间域输出讯号；根据该时间域输出讯号来产生一决策输出讯号以及一时间域误差讯号；以及根据该时间域误差讯号以及该频率域处理后输入讯号来产生一特定参数讯号以决定该均衡器之该均衡器参数。

Description

位于数字域之讯号处理电路及方法

技术领域

本发明系关于一种数字讯号处理架构，尤指一种位于数字域之讯号处理电路及方法。

背景技术

一般而言，在高速数据传输的***(例如以太网络2.5G/5G/10G***)，通常会采用一频率域区块式最小均方(Frequency-domain Block Least mean squares，FBLMS)的***架构，而在实际的***中使用定点数(fixed point)的有限字长度(finite word length)的运算。然而，一个采用定点数运算之频率域区块式最小均方算法的实际***中，会引入量化噪声至一傅立叶变换电路的运算操作中，如果该傅立叶变换电路所采用之位个数较少，则其输出极容易产生噪声。由于傅立叶变换电路是一***中最占用电路面积与耗能的部分，因此实际上无法通过不断增加所采用之位个数来压制量化噪声所产生的影响。当为了节省电路面积或为了达到节能的目的而使傅立叶变换电路之位个数较少时，如果字长度不够，则在傅立叶变换电路之运算及反向傅立叶变换电路之运算的过程之间会产生一个特定的噪声型样(colored noise pattern)，而影响到决策回授均衡器的运算，进而影响均衡器的回授控制，最差的情况是使均衡器系数发生漂移而令整个***不稳定而无法收敛。

发明内容

因此本发明的目的之一在于提供一种位于数字域之讯号处理电路，以解决传统架构的难题。

根据本发明之实施例，其系揭露了一种位于数字域之讯号处理电路。该讯号处理电路包含有一处理单元、一第一傅立叶变换电路、一均衡器、一第一反向傅立叶变换电路、一决策电路以及一回授电路。该处理单元用以接收一时间域输入讯号，以及将一随机数序列讯号加入至该时间域输入讯号来产生一时间域处理后输入讯号。第一傅立叶变换电路耦接于该处理单元，并用以接收该时间域处理后输入讯号，对该时间域处理后输入讯号进行一第一傅立叶变换以产生一频率域处理后输入讯号。均衡器用以接收该频率域处理后输入讯号，根据一均衡器参数来对该频率域处理后输入讯号进行运算以产生一频率域输出讯号。第一反向傅立叶变换电路耦接至该均衡器，并用以接收该频率域输出讯号，以对该频率域输出讯号进行一第一反向傅立叶变换以产生一时间域输出讯号。决策电路耦接于该第一反向傅立叶变换电路，并用以根据该时间域输出讯号来产生一决策输出讯号，以及根据该决策输出讯号与该时间域输出讯号来产生一时间域误差讯号。回授电路耦接于该决策电路与该均衡器，并用来根据该时间域误差讯号以及该频率域处理后输入讯号来产生一特定参数讯号以决定该均衡器之该均衡器参数。

根据本发明之实施例，只另揭露了一种位于数字域之讯号处理电路。讯号处理电路包含有一随机数序列产生电路、一第一加法单元、一第一傅立叶变换电路、一第一均衡器、一第一反向傅立叶变换电路、一第二加法单元、一第二傅立叶变换电路、一第二均衡器、一第二反向傅立叶变换电路以及一决策电路。随机数序列产生电路用以产生一第一近端随机数序列讯号与一第一远端随机数序列讯号，该第一近端随机数序列讯号对应于一第一传送导线，该第一远端随机数序列讯号对应于一第一接收导线，该第一传送导线与该第一接收导线为一对传送/接收导线。第一加法单元用以接收该第一近端随机数序列讯号与该第一传送导线所对应之一数字域传送讯号，将该第一近端随机数序列讯号与该第一传送导线所对应之该数字域传送讯号相加，以产生一第一时间域处理后传送讯号。第一傅立叶变换电路耦接于该第一加法单元，并用来将该第一时间域处理后传送讯号转换为一第一频率域处理后传送讯号。第一均衡器耦接于该第一傅立叶变换电路，并用来对该第一频率域处理后传送讯号进行一第一均衡补偿，以产生一第一均衡后传输讯号。第一反向傅立叶变换电路耦接于该第一均衡器，并用来根据该第一均衡后传输讯号来产生一时间域均衡后传输结果讯号。第二加法单元耦接于一模拟数字转换器所输出之该第一接收导线所对应之一数字域接收讯号以及耦接于该第一反向傅立叶变换电路，用来将该时间域均衡后传输结果讯号与该第一远端随机数序列讯号加入至该数字域接收讯号，以产生一第一时间域处理后接收讯号。第二傅立叶变换电路耦接于该第二加法单元，并用来将该第一时间域处理后接收讯号转换产生一第一频率域处理后接收讯号。第二均衡器耦接于该第二傅立叶变换电路，并用以对该第一频率域处理后接收讯号进行一第二均衡补偿，以产生一第一均衡后接收讯号。第二反向傅立叶变换电路耦接于该第二均衡器，并用以根据该第一均衡后接收讯号来产生一时间域输出讯号。决策电路耦接于该第二反向傅立叶变换电路，并用来根据该时间域输出讯号产生一决策输出讯号，以及根据该决策输出讯号与该时间域输出讯号来产生一时间域误差讯号，以回授决定该第二均衡器之一均衡器参数。

根据本发明的实施例，其另揭露一种位于数字域之讯号处理的方法。该方法包含：接收一时间域输入讯号，将一随机数序列讯号加入至该时间域输入讯号来产生一时间域处理后输入讯号；接收该时间域处理后输入讯号，对该时间域处理后输入讯号进行一第一傅立叶变换以产生一频率域处理后输入讯号；接收该频率域处理后输入讯号，根据一均衡器参数来对该频率域处理后输入讯号进行运算以产生一频率域输出讯号；接收该频率域输出讯号，以对该频率域输出讯号进行一第一反向傅立叶变换以产生一时间域输出讯号；根据该时间域输出讯号来产生一决策输出讯号，以及根据该决策输出讯号与该时间域输出讯号来产生一时间域误差讯号；以及根据该时间域误差讯号以及该频率域处理后输入讯号之一共轭讯号来产生一特定参数讯号以决定该均衡器之该均衡器参数。

附图说明

图1是本发明一实施例之位于数字域之讯号处理电路之简要方块示意图。

图2是图1所示之讯号处理电路之电路示意图。

图3是虚拟噪声序列产生电路的示意图。

图4是图1所示之讯号处理电路之不同实施例示意图。

图5是图1所示之讯号处理电路之不同实施例示意图。

图6是本发明实施例将图1所示之处理单元之操作应用于一数据传输装置之架构的部分的电路方块示意图。

具体实施方式

在一高速数据传输***，例如以太网络(Ethernet)2.5G/5G/10G的***，为了避免过长的信道响应(channel response)，本案系采用一频率域区块式最小均方(FBLMS)的***架构。本案系通过在傅立叶变换电路之输入之前加入一人工产生的噪声至原先的数字输入讯号中来稳定***，例如实作上该噪声可以是一随机数序列(在频谱上为一白噪声，但不限定)，使用该随机数序列之数据讯号，令该随机数序列之数据讯号之频谱功率/能量高于所测量到之特定的噪声型样的频谱功率/能量，以遮盖住特定的噪声型样之能量，避免傅立叶变换电路之输出中发生在某一特定频率上累加特定的噪声型样之能量的状况。此外，实作上也可以采用将该原先的数字输入讯号的部位位数据(例如一或多个最低有效位(LeastSignificant Bit，LSB))进行屏蔽(mask)来等效达到实现加入一人工产生的噪声至原先的数字输入讯号的效果。此外，本发明亦可应用于具有多条信道之高速传输通讯***，例如前述的以太网络(Ethernet)2.5G/5G/10G的***(但不限定)。

请参照图1，图1是本发明一实施例之位于数字域之讯号处理电路100之简要方块示意图，讯号处理电路100例如是接收机的一数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)，如图1所示，讯号处理电路100包含有一处理单元105、一傅立叶变换电路110、一均衡器115、一反向傅立叶变换电路120、一决策电路125以及一回授电路130。处理单元105系用以接收一时间域输入讯号Xn(一数字讯号)以及将一随机数序列讯号加入至该时间域输入讯号Xn来产生一时间域处理后输入讯号Xn’。傅立叶变换电路110系耦接于该处理单元105，并用以接收该时间域处理后输入讯号Xn’，对该时间域处理后输入讯号Xn’进行一傅立叶变换(例如一快速傅立叶变换运算)将时间域之讯号转换至频率域，以产生一频率域处理后输入讯号Xnf。均衡器115系耦接于该傅立叶变换电路110，并用以接收该频率域处理后输入讯号Xnf，根据本身的均衡器参数Weq来对该频率域处理后输入讯号Xnf进行均衡操作以产生一频率域输出讯号Ynf。均衡器115例如是由一有限脉冲响应(Finite ImpulseResponse，FIR)均衡器所实现并具有一特定位个数。反向傅立叶变换电路120耦接至该均衡器115，并用以接收该频率域输出讯号Ynf，以对该频率域输出讯号Ynf进行一反向傅立叶变换(例如一反向的快速傅立叶变换运算)将频率域之讯号转换至时间域，以产生一时间域输出讯号Yn。决策电路125耦接于该反向傅立叶变换电路120，用以根据该时间域输出讯号Yn来产生一决策输出讯号Do，以及根据该决策输出讯号Do与该时间域输出讯号Yn来产生一时间域误差讯号En。实作上例如采用一决策器(slicer)来产生该决策输出讯号Do，之后将决策输出讯号Do减去该时间域输出讯号Yn来得到时间域误差讯号En。回授电路130耦接于该决策电路125与该均衡器115，并用来根据该时间域误差讯号En以及该频率域处理后输入讯号Xnf之一共轭讯号来产生一特定参数讯号Wnf以决定该均衡器115之该均衡器参数Weq。回授电路130系接收傅立叶变换电路110所输出之该频率域处理后输入讯号Xnf，将该频率域处理后输入讯号Xnf进行共轭运算来得到该共轭讯号，接着根据该共轭讯号与该时间域误差讯号En来产生该特定参数讯号Wnf，以回授控制该均衡器115之该均衡器参数Weq。

应注意的是，该处理单元105所加入之该上述的随机数序列讯号之一功率谱密度(Power Spectral Density，PSD)之强度值(magnitude)，系参考该傅立叶变换电路110所输出之该频率域处理后输入讯号Xnf中所包含的第特定噪声能量所决定。如果使用定点数的有限字长度不够，则以图1来说，该特定的噪声型样在时间上会累加于回授电路130之电路元件，而影响到均衡器115的回授控制，进而使均衡器系数发生漂移而令整个***不稳定而无法收敛。因此，为了解决这个问题，本案系在该傅立叶变换电路110的输入之前设置该处理单元105，先将该时间域输入讯号Xn进行处理，以遮盖或减少该傅立叶变换电路110之输出讯号(亦即该频率域处理后输入讯号Xnf)中的特定的噪声。实作上，该特定的噪声系指出现在至少某一特定信道频率上的噪声，而本案所加入之该随机数序列讯号之功率谱密度之强度值系大于该至少某一特定信道频率上的噪声之功率谱密度之强度值。亦即，等效上加入一白噪声(white noise)至输入讯号中Xn，该白噪声的功率谱密度在所有频率上强度值具体上均一致使得可以遮盖或均匀化至少某一特定信道频率上的噪声之影响，如此一来可稳定整个***而不会发生不收敛的情况。此外，需注意的是，上述该至少某一特定信道频率上的噪声之频谱功率并不会因为信道不一样而不同，而是由一傅立叶变换电路所采用的位个数所决定。因此，当实作上在已经决定了所采用之傅立叶变换电路之后，电路设计者即可测量该傅立叶变换电路所输出之该至少某一特定信道频率上的噪声之频谱功率，来决定该处理单元105所要施加之该随机数序列讯号的频谱功率强度，且出厂后便不需要再进行测量。

请搭配参照图2及图3，图2是图1所示之讯号处理电路100之电路示意图，图3是虚拟噪声序列(Pseudo-Noise sequences)产生电路1051的示意图。如图2所示，实作上，回授电路130例如包含一傅立叶变换电路1305、一共轭运算单元1310、一乘法单元1315、一反向傅立叶变换电路1320、一系数产生单元1325以及一傅立叶变换电路1330。傅立叶变换电路1305耦接于该决策电路125，并用以接收该时间域误差讯号En，对该时间域误差讯号En进行一傅立叶变换(例如一快速傅立叶变换运算)将时间域之讯号转换至频率域，以产生一频率域误差讯号Enf。共轭运算单元1310耦接于该傅立叶变换电路110，并用以对该频率域处理后输入讯号Xnf进行一共轭运算以产生一共轭讯号乘法单元1315耦接于该共轭运算单元1310与该傅立叶变换电路1305，用以将该共轭讯号/>与该频率域误差讯号Enf进行相乘以产生一梯度讯号(gradient signal)Gf。反向傅立叶变换电路1320耦接于该乘法单元1315，用以对该梯度讯号Gf进行一反向傅立叶变换(例如一反向之快速傅立叶变换运算)将频率域之讯号转换至时间域来产生一时间域梯度讯号Gn。系数产生单元1325耦接于该反向傅立叶变换电路1320，用以根据该时间域梯度讯号Gn与一特定步长μ，产生并累计参数以产生一累计后参数讯号Wn；例如，系数产生单元1325的放大单元1326先将时间域梯度讯号Gn乘上一特定步长μ以产生一放大后的时间域梯度讯号，之后加法单元1327累计目前时间点与之前的不同时间点所产生之该放大后的时间域梯度讯号来产生该累计后参数讯号Wn。傅立叶变换电路1330耦接于该系数产生单元1325，用以接收该累计后参数讯号Wn，对该累计后参数讯号Wn进行一傅立叶变换(例如一快速傅立叶变换运算)将时间域之讯号转换至频率域，以产生该特定参数讯号Wnf来回授决定该均衡器115之该均衡器参数Weq。

此外，处理单元105例如包含一虚拟噪声序列产生电路1051与一加法单元1052。虚拟噪声序列产生电路1051用以产生一虚拟噪声序列讯号SPNS作为该随机数序列讯号，以及加法单元1052耦接于该虚拟噪声序列产生电路1051，并用以接收该时间域输入讯号Xn与该虚拟噪声序列产生电路1051所产生之该虚拟噪声序列讯号SPNS，将该虚拟噪声序列讯号SPNS加入至该时间域输入讯号Xn，以产生该时间域处理后输入讯号Xn’。而如图3所示，该虚拟噪声序列产生电路1051包含有一虚拟噪声序列产生器1055、一延迟单元1053与一减法单元1054。虚拟噪声序列产生器1055系用以产生一初步的虚拟噪声序列讯号，延迟单元1053系耦接于该虚拟噪声序列产生器1055并用以对该初步的虚拟噪声序列讯号进行一特定延迟(例如图3所示之z^-1系表示延迟一单位时间；然此并非本案的限制)，产生一延迟后的虚拟噪声序列讯号，以及减法单元1054系用以接收该初步的虚拟噪声序列讯号与该延迟后的虚拟噪声序列讯号，将该初步的虚拟噪声序列讯号减去该延迟后的虚拟噪声序列讯号，以产生该虚拟噪声序列讯号SPNS(亦即该随机数序列讯号)。

需注意的是，在图2之实施例中，该处理单元105所加入之该随机数序列讯号之功率谱密度之强度值除了参考该傅立叶变换电路110所输出之该频率域处理后输入讯号Xnf中所包含的第一特定噪声能量以外，同时也另外参考该傅立叶变换电路1305所输出之该频率域误差讯号Enf中所包含的该第二特定噪声能量的讯号频谱功率，以及参考该傅立叶变换电路1330所输出之该特定参数讯号Wnf中所包含的该第三特定噪声能量的讯号频谱功率。例如该随机数序列讯号之讯号频谱功率均大于或高于该傅立叶变换电路110所输出之该频率域处理后输入讯号Xnf中所包含的该第一特定噪声能量的讯号频谱功率、高于该傅立叶变换电路1305所输出之该频率域误差讯号Enf中所包含的该第二特定噪声能量的讯号频谱功率、以及高于该傅立叶变换电路1330所输出之该特定参数讯号Wnf中所包含的该第三特定噪声能量的讯号频谱功率，令遮盖或均匀化在所有傅立叶变换电路之运算上至少某一特定信道频率上的噪声之影响，如此一来可稳定整个***而不会发生不收敛的情况。再者，图3所示之所产生之该初步的虚拟噪声序列讯号系一该初步的随机数序列讯号，通过将该初步的随机数序列讯号延迟一单位时间后，令将该虚拟噪声序列产生器1055所产生之初步的随机数序列讯号减去延迟一单位时间之初步的随机数序列讯号，以等效产生具有二阶随机数之随机数序列讯号作为该虚拟噪声序列产生电路1051的输出，使得实际上可与输入讯号Xn更不相关，***可达到二阶随机数的稳定；然而，此并非是本案的限制。在其他实施例，该虚拟噪声序列产生器1055所产生之初步的随机数序列讯号亦可直接作为该虚拟噪声序列产生电路1051的输出，使得实际上可与输入讯号Xn不相关，***达到一阶随机数的稳定。此外，基于相同原理的操作，在其他不同实施例，亦可通过将所产生之随机数序列讯号进行多次不同的延迟与相减来达到***的n阶随机数的稳定，其中n大于或等于3。

请参照图4，图4是图1所示之讯号处理电路100之不同实施例示意图。如图4所示，该处理单元105系设置于一模拟数字转换器101与该傅立叶变换电路110之间，用以处理该模拟数字转换器101将一模拟讯号进行转换所产生之数字讯号(亦即该时间域输入讯号Xn)，该处理单元105例如包含有一屏蔽单元1056，其中该屏蔽单元1056系被采用来对该时间域输入讯号Xn之一讯号位解析度的最低有效位进行屏蔽，令所屏蔽产生的输入讯号Xn’之讯号位解析度的位个数之信息低于该时间域输入讯号Xn之一讯号位解析度的位个数之信息，以等效达到将一随机数序列讯号加入至该时间域输入讯号Xn的效果。例如，该时间域输入讯号Xn之解析度系对应于M位，M例如等于8(但不限定)，以及该处理单元305系将该时间域输入讯号Xn之该解析度中较不重要之N个最低有效位(LSB)(N例如等于2，但不限定)去除并留下其他位(亦即6个位的信息)，以等效达到将一随机数序列讯号(亦即噪声讯号)加入至该时间域输入讯号Xn来产生该时间域处理后输入讯号Xn’。另外，该N的值系参考该傅立叶变换电路110所输出之该频率域处理后输入讯号Xnf中所包含的第一特定噪声能量所决定，令均匀化该频率域处理后输入讯号Xnf中的噪声能量，以遮盖该第一特定噪声能量，以稳定***。或者在一实施例，该N的值除了参考该傅立叶变换电路110所输出之该频率域处理后输入讯号Xnf中所包含的第一特定噪声能量所决定，同时也另外参考该傅立叶变换电路1305所输出之该频率域误差讯号Enf中所包含的该第二特定噪声能量的讯号频谱功率以及参考该傅立叶变换电路1330所输出之该特定参数讯号Wnf中所包含的该第三特定噪声能量的讯号频谱功率，令均匀化该频率域处理后输入讯号Xnf、该频率域误差讯号Enf以及该特定参数讯号Wnf中的噪声能量，以遮盖噪声能量，以稳定***。

请参照图5，图5是图1所示之讯号处理电路100之不同实施例示意图。如图5所示，该处理单元105系设置于该模拟数字转换器101与该傅立叶变换电路110之间，用以处理该模拟数字转换器101将一模拟讯号进行转换所产生之数字讯号(亦即该时间域输入讯号Xn)。该处理单元105例如包含有一滤波器1057，其中该滤波器1057系用来调整所输出之该随机数序列讯号的频谱功率，以产生一调整后之随机数序列讯号，将该调整后之随机数序列讯号输出。其中该调整后之随机数序列讯号所具有之讯号频谱，系随着讯号频率增加而增加，或者该随机数序列讯号所具有之该讯号频谱功率之一增加量系随着该讯号处理电路之一工作温度的增加而增加。例如图5所示，当信道频率愈高频时，该调整后之随机数序列讯号所对应之一功率就愈高，使得可以均匀遮盖在愈高频时一或多个傅立叶变换电路之输出的特定噪声的能量。举例来说，对于应用于高速有线网络的数据传输装置，例如上述的讯号处理电路100可设置于通过以太网络802.3系列标准而连接至一个链路对端装置(linkpartner device)的一数据传输装置中，该数据传输装置例如具有一训练模式(trainingmode)与一数据传输模式(data mode)，虽然该数据传输装置可在该训练模式进行数据传输训练之后将所得到之用于回授控制的参数告知该链路对端装置，使得当切换至该数据传输模式时该链路对端装置可基于回授控制的参数来与该数据传输装置进行通讯，然而于该数据传输模式进行高速数据传输时，工作温度或***环境温度均有可能升高，而可能使得信道的均衡器参数因高温严重的***损失(insertion loss)而发生较大改变使***发生无法收敛的情况。因此，为了解决高温***发生无法收敛的问题，该讯号处理电路100将在各信道频率上具有均匀频谱功率之该随机数序列讯号进行调整，令调整后之随机数序列讯号的频谱功率会随着频率的提升而提高，藉此来遮盖住当高频运转之高温所造成的噪声能量，避免该噪声能量于特定信道频率上产生累加的效果而使得***不稳定。也就是说，为了避免该噪声能量于一特定高频信道频率上产生累加的效果，该调整后之随机数序列讯号所具有之讯号频谱于该特定高频信道频率所对应之一功率系大于该噪声能量于特定信道频率上之一功率，并且该调整后之随机数序列讯号所具有之讯号频谱在相邻信道频率之间的一功率变化量系于小该噪声能量于该特定信道频率与邻近信道频率之间之一功率变化量，令该噪声能量相对地不会过度累加于该特定信道频率，使得整个***可以稳定收敛。再者，在一实施例，所需要加入的随机数序列讯号的功率频谱之分布的形状，在其高频抬升的幅度亦可依据所需要支援的温度差异来决定，举例来说，如果想要支援的温差越大(也就表示目前***损失之高频功率的差异越大)，则功率频谱之分布的形状在愈高频时需要抬升的幅度也愈大。

请参照图6，图6是本发明实施例将图1所示之处理单元之操作应用于一数据传输装置600之架构的部分的电路方块示意图。如图6所示，数据传输装置600包含一模拟数字转换器601、加法单元602A、602B、602C、602D、609A、609B、609C、609D、605、610、傅立叶变换电路603FA、603FB、603FC、603FD、603NA、603NB、603NC、603ND、均衡器604FA、604FB、604FC、604FD、604NA、604NB、604NC、604ND、反向傅立叶变换电路606、611、决策电路607、数字模拟转换器608以及随机数序列产生电路612。应用于有线网络高速传输的数据传输装置600系通过以太网络802.3系列标准而连接至一个链路对端装置，数据传输装置600系一收发机装置并具有一接收机(receiver)架构与一传送机(transmitter)架构，并具有4对双绞线传输机制结构(例如2对导线接收、2对导线传送)。其中模拟数字转换器601、加法单元602、傅立叶变换电路603FA、603FB、603FC、603FD、均衡器604FA、604FB、604FC、604FD、加法单元605、反向傅立叶变换电路606及决策电路607系位于该接收机的接收路径上，而数字模拟转换器608位于传送机的传送路径上。

讯号TX_Ch_A系指一第一传送导线所对应之一数字域传送讯号，该传送讯号会被数字模拟转换器608转换产生模拟传送讯号，之后该模拟传送讯号会由数据传输装置600之一模拟传输电路(未显示于图6中)通过该第一传送导线而传输至相对应之一链路对端装置。讯号N_Ch_B、讯号N_Ch_C及讯号N_Ch_D系分别指的是第二、第三、第四传送导线所分别对应之不同的数字域的传送讯号。加法单元609A将第一传送导线所对应之传送讯号TX_Ch_A与第一传送导线所对应之一第一近端随机数序列讯号N_PN_A相加，以产生一第一时间域处理后传送讯号至该傅立叶变换电路603NA。该傅立叶变换电路603NA耦接于该加法单元609A，并用以将该第一时间域处理后传送讯号从时间域转换至频率域以产生一第一频率域处理后传送讯号至该均衡器604NA。该均衡器604NA耦接于该傅立叶变换电路603NA，并用以根据其均衡器参数来对该第一频率域处理后传送讯号进行均衡补偿(例如近端回音(echo)补偿消除)以产生一第一均衡后传输讯号至加法单元610。相同地，加法单元609B将第二传送导线所对应之传送讯号N_Ch_B与第二传送导线所对应之一第二近端随机数序列讯号N_PN_B相加，以产生一第二时间域处理后传送讯号至该傅立叶变换电路603NB。该傅立叶变换电路603NB耦接于该加法单元609B，并用以将该第二时间域处理后传送讯号从时间域转换至频率域以产生一第二频率域处理后传送讯号至该均衡器604NB。该均衡器604NB耦接于该傅立叶变换电路603NB，并用以根据其均衡器参数来对该第二频率域处理后传送讯号进行均衡补偿(例如近端串音(Near-End Crosstalk，NEXT)补偿消除)以产生一第二均衡后传输讯号至加法单元610。相同地，加法单元609C、609D之操作原理类似于前述内容，故在此不再赘述。接着，该加法单元610将该第一、第二、第三及第四均衡后传输讯号相加以产生一均衡后传输结果讯号至反向傅立叶变换电路611，而该反向傅立叶变换电路611耦接于该加法单元610并用来将该均衡后传输结果讯号从频率域转换至时间域以产生一时间域之均衡后传输结果讯号至该加法单元602A。

对于接收机路径来说，模拟数字转换器601系用以接收一第一接收导线所对应之一模拟接收讯号(一模拟输入讯号)以将该模拟接收讯号从模拟域转换至数字域以产生一数字域的输入讯号RX_Ch_A(对应于第一接收导线)。讯号F_Ch_B、讯号F_Ch_C及讯号F_Ch_D系分别指的是第二、第三、第四接收导线所分别对应之不同的数字域的接收讯号；该些接收讯号是通过导线从远程之该链路对端装置所接收的。

加法单元602A耦接于该模拟数字转换器601并用来将该输入讯号RX_Ch_A、该些传送导线所对应之一均衡后传输结果讯号以及一第一远端随机数序列讯号F_PN_A相加以产生一第一时间域处理后接收讯号至该傅立叶变换电路603FA。该傅立叶变换电路603FA耦接于加法单元602A，并用以将该第一时间域处理后接收讯号从时间域转换至频率域以产生一第一频率域处理后接收讯号至该均衡器604FA。该均衡器604FA耦接于该傅立叶变换电路603FA，并用以根据其均衡器参数来对该第一频率域处理后接收讯号进行均衡补偿以对信道的响应进行补偿，降低通讯***传输的错误率，以产生一第一均衡后接收讯号至该加法单元605。相同地，加法单元602B耦接于数据传输装置600之一另一模拟数字转换器(并未显示于图6中)并用来将该第二接收导线所对应之一输入讯号F_Ch_A及一第二远端随机数序列讯号F_PN_B相加以产生一第二时间域处理后接收讯号至该傅立叶变换电路603FB。该傅立叶变换电路603FB耦接于加法单元602B，并用以将该第二时间域处理后接收讯号从时间域转换至频率域以产生一第二频率域处理后接收讯号至该均衡器604FB。该均衡器604FB耦接于该傅立叶变换电路603FB，并用以根据其均衡器参数来对该第二频率域处理后接收讯号进行均衡补偿以对信道的响应进行补偿，降低通讯***传输的错误率，以产生一第二均衡后接收讯号至该加法单元605。相同地，加法单元602C、602D之操作原理类似于前述内容，故在此不再赘述。该加法单元605接着将该些第一、第二、第三、第四均衡后接收讯号进行相加以产生一均衡后接收结果讯号至该反向傅立叶变换电路606，而该反向傅立叶变换电路606耦接于该加法单元605并用以将频率域之该均衡后接收结果讯号从频率域转换至时间域以产生一时间域输出讯号至该决策电路607，而该决策电路耦接于该反向傅立叶变换电路606并用以根据该时间域输出讯号Y_A(第一接收导线所对应之接收讯号)来产生一决策输出讯号Do，以及根据该决策输出讯号Do与该时间域输出讯号Y_A来产生一时间域误差讯号En，实作上例如采用一决策器来产生该决策输出讯号Do，之后将决策输出讯号Do减去该时间域输出讯号Y_A来得到时间域误差讯号En，之后时间域误差讯号En会馈入至该数据传输装置600之一回授电路(并未显示于图6)以回授控制来产生对应于该第一接收导线之该均衡器604FA之均衡器参数，此外，该时间域误差讯号En亦可被馈入至该数据传输装置600之其他的回授电路(并未显示于图6)分别产生对应于该第二、第三、第四接收导线之该均衡器604FB、均衡器604FC、均衡器604FD的均衡器参数。

需要注意的是，第一近端随机数序列讯号N_PN_A、第二近端随机数序列讯号N_PN_B、第三近端随机数序列讯号N_PN_C、第四近端随机数序列讯号N_PN_D、第一远端随机数序列讯号F_PN_A、第二远端随机数序列讯号F_PN_B、第三远端随机数序列讯号F_PN_C及第四远端随机数序列讯号F_PN_D均是由该随机数序列产生电路612所分别产生，上述该些随机数序列讯号之数据变化均为互不相关。实作上，该随机数序列产生电路612可以先产生一初步的随机数序列讯号，接着分别对该初步的随机数序列讯号施加八种不同的单位延迟来产生八种不同的延迟后的随机数序列讯号，之后分别将该初步的随机数序列讯号减去该八种不同的延迟后的随机数序列讯号，来分别得到最终所输出之该些互不相关的随机数序列讯号。然此并非是本案的限制，在其他实施例中亦可采用不同的产生方法来产生多个互不相关的随机数序列讯号。

再者，图6所示之实施例系先分别施加第一近端随机数序列讯号N_PN_A、第二近端随机数序列讯号N_PN_B、第三近端随机数序列讯号N_PN_C、第四近端随机数序列讯号N_PN_D至不同的传送导线所对应之传送输出讯号来产生该些处理后的传送讯号，再将该些处理后的传送讯号传送至该些傅立叶变换电路603NA、603NB、603NC、603ND，如此可避免该些傅立叶变换电路603NA、603NB、603NC、603ND所分采用之位个数不够导致***无法收敛的情况，此外，通过分别施加第一远端随机数序列讯号F_PN_A、第二远端随机数序列讯号F_PN_B、第三远端随机数序列讯号F_PN_C、第四远端随机数序列讯号F_PN_D至不同的接收导线所对应之接收讯号来产生该些处理后的接收讯号，再将该些处理后的接收讯号传送至该些傅立叶变换电路603FA、603FB、603FC、603FD，如此可避免该些傅立叶变换电路603FA、603FB、603FC、603FD所分采用之位个数不够导致***无法收敛的情况。因此，上述该些随机数序列讯号的讯号频谱功率分布系用来分别均匀化所对应之傅立叶变换电路因为位个数不够所引入累加产生的特定噪声能量，使得所对应之傅立叶变换电路的输出讯号中的噪声能量相对地散布于不同的信道频率，而不会累加于某一信道频率造成***无法收敛。上述该些随机数序列讯号的讯号频谱功率分布系参考所对应之傅立叶变换电路因为位个数而决定及/或参考所对应之傅立叶变换电路的输出讯号中的特定噪声能量的功率频谱分布来决定。于上述实施例，当操作于训练模式时，本案系通过产生多个人造噪声来稳定***运作不发散，而一旦进入数据传输模式之后，亦即将回授控制均衡器系数传送给一链路对端装置之后，图6所示之随机数序列产生电路612便可以将人造噪声(亦即该些随机数序列讯号)关闭而不再将该人造噪声加入至相对应之该些数字讯号中，使***效能获得提升。

另外，应注意的是，图6之***架构之概念亦可应用于一或多对传送/接收导线的架构中。举例来说，如果一***仅采用一对传送/接收导线来进行数据传输，则随机数序列产生电路612只需要产生随机数序列讯号F_PN_A与随机数序列讯号N_PN_A，而不需要产生上述其他的随机数序列讯号，其他电路元件可依设计变化类型而被省略。相同地，如果是应用于两对传送/接收导线，则随机数序列产生电路612只需要产生随机数序列讯号F_PN_A、随机数序列讯号N_PN_A、随机数序列讯号F_PN_B与随机数序列讯号N_PN_B，而不需要产生上述其他的随机数序列讯号，其他电路元件可依设计变化类型而被省略。

综上，本案之发明可通过加入人造噪声(亦即上述的随机随机数序列讯号)至数字域之接收讯号中以避免字长度不足所导致的***系数飘移不稳定的现象，相对地可大幅减少傅立叶变换电路及/或反向傅立叶变换电路之定点数位的个数，减少电路面积并减少耗电。此外，本案之发明所采用之人造噪声无论是采用随机的随机数序列讯号或是采用对数字讯号之数据位进行屏蔽的操作均不会对***造成过大的负担。此外，本案之发明所使用之人造噪声也可以依照设计需求来改变人造噪声之功率频谱的分布形状与强度，令***在环境温度上升时避免信道大幅改变所导致的效能降低或避免数据传输的断线。

以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。

【符号说明】

100:讯号处理电路

105:处理单元

110,603FA～603FD,603NA～603ND,1305,1330:傅立叶变换电路

115,604FA～604FD,604NA～604ND:均衡器

120,606,611,1320:反向傅立叶变换电路

125,607:决策电路

130:回授电路

600:数据传输装置

601:模拟数字转换器

602A～602D,605,609A～609D,610,1052,1327:加法单元

608:数字模拟转换器

612:随机数序列产生电路

1051:虚拟噪声序列产生电路

1053:延迟单元

1054:减法单元

1056:屏蔽单元

1057:滤波器

1055:虚拟噪声序列产生器

1310:共轭运算单元

1315:乘法单元

1325:系数产生单元

1326:放大单元

Claims (10)

1.一种位于数字域之讯号处理电路，包含有：

一处理单元，用以接收一时间域输入讯号，以及将一随机数序列讯号加入至该时间域输入讯号来产生一时间域处理后输入讯号；

一第一傅立叶变换电路，耦接于该处理单元，用以接收该时间域处理后输入讯号，对该时间域处理后输入讯号进行一第一傅立叶变换以产生一频率域处理后输入讯号；

一均衡器，用以接收该频率域处理后输入讯号，根据一均衡器参数来对该频率域处理后输入讯号进行运算以产生一频率域输出讯号；

一第一反向傅立叶变换电路，耦接至该均衡器，用以接收该频率域输出讯号，以对该频率域输出讯号进行一第一反向傅立叶变换以产生一时间域输出讯号；

一决策电路，耦接于该第一反向傅立叶变换电路，用以根据该时间域输出讯号来产生一决策输出讯号，以及根据该决策输出讯号与该时间域输出讯号来产生一时间域误差讯号；以及

一回授电路，耦接于该决策电路与该均衡器，用来根据该时间域误差讯号以及该频率域处理后输入讯号来产生一特定参数讯号以决定该均衡器之该均衡器参数。

2.根据权利要求1所述之讯号处理电路，其中该处理单元包含：

一虚拟噪声序列产生电路，用以产生一虚拟噪声序列讯号作为该随机数序列讯号；以及

一加法单元，耦接于该虚拟噪声序列产生电路，用以接收该时间域输入讯号与该虚拟噪声序列讯号，将该虚拟噪声序列讯号加入至该时间域输入讯号以产生该时间域处理后输入讯号。

3.根据权利要求2所述之讯号处理电路，其中该虚拟噪声序列产生电路包含：

一虚拟噪声序列产生器，用以产生一初步的虚拟噪声序列讯号；

一延迟单元，耦接于该虚拟噪声序列产生器，用以对该初步的虚拟噪声序列讯号进行一特定延迟，产生一延迟后的虚拟噪声序列讯号；

一减法单元，用以将该初步的虚拟噪声序列讯号减去该延迟后的虚拟噪声序列讯号，以产生该虚拟噪声序列讯号作为该随机数序列讯号。

4.根据权利要求1所述之讯号处理电路，其中该处理单元所加入之该随机数序列讯号之一讯号频谱功率系参考该第一傅立叶变换电路所输出之该频率域处理后输入讯号中所包含的一第一特定噪声能量所决定，以及该随机数序列讯号之一讯号频谱功率系高于该第一特定噪声能量的一讯号频谱功率。

5.根据权利要求1所述之讯号处理电路，其中该回授电路包含：

一第二傅立叶变换电路，耦接于该决策电路，用以接收该时间域误差讯号，对该时间域误差讯号进行一第二傅立叶变换以产生一频率域误差讯号；

一共轭运算单元，耦接于该第一傅立叶变换电路，用以对该频率域处理后输入讯号进行一共轭运算以产生一共轭讯号；

一乘法单元，耦接于该共轭运算单元与该第二傅立叶变换电路，用以将该共轭讯号与该频率域误差讯号进行相乘以产生一梯度讯号；

一第二反向傅立叶变换电路，耦接于该乘法单元，用以对该梯度讯号进行一第二反向傅立叶变换来产生一时间域梯度讯号；

一系数产生单元，耦接于该第二反向傅立叶变换电路，用以根据该时间域梯度讯号与一特定步长，产生并累计参数以产生一累计后参数讯号；以及

一第三傅立叶变换电路，耦接于该系数产生单元，用以接收该累计后参数讯号，对该时间域误差讯号进行一第三傅立叶变换以产生一该特定参数讯号作为该均衡器之该均衡器参数。

6.根据权利要求1所述之讯号处理电路，其中该时间域输入讯号之一解析度系对应于M位，以及该处理单元将该时间域输入讯号之该解析度中较不重要之N个位去除并留下其他位，以等效达到将该随机数序列讯号加入至该时间域输入讯号来产生该时间域处理后输入讯号。

7.根据权利要求1所述之讯号处理电路，其中该处理单元所加入之该随机数序列讯号所具有之一讯号频谱功率系随着讯号频率增加而增加。

8.根据权利要求1所述之讯号处理电路，其中该讯号处理电路具有一训练模式与一数据传输模式，该处理单元系于该训练模式时加入该随机数序列讯号至该时间域输入讯号来产生该时间域处理后输入讯号，该随机数序列讯号之一讯号频谱功率分布系参考该均衡器于该数据传输模式下之一频率响应所决定。

9.一种位于数字域之讯号处理电路，包含有：

一随机数序列产生电路，用以产生一第一近端随机数序列讯号与一第一远端随机数序列讯号，该第一近端随机数序列讯号对应于一第一传送导线，该第一远端随机数序列讯号对应于一第一接收导线，该第一传送导线与该第一接收导线为一对传送/接收导线；

一第一加法单元，用以接收该第一近端随机数序列讯号与该第一传送导线所对应之一数字域传送讯号，将该第一近端随机数序列讯号与该第一传送导线所对应之该数字域传送讯号相加，以产生一第一时间域处理后传送讯号；

一第一傅立叶变换电路，耦接于该第一加法单元，用来将该第一时间域处理后传送讯号转换为一第一频率域处理后传送讯号；

一第一均衡器，耦接于该第一傅立叶变换电路，用来对该第一频率域处理后传送讯号进行一第一均衡补偿，以产生一第一均衡后传输讯号；

一第一反向傅立叶变换电路，耦接于该第一均衡器，用来根据该第一均衡后传输讯号来产生一时间域均衡后传输结果讯号；

一第二加法单元，耦接于一模拟数字转换器所输出之该第一接收导线所对应之一数字域接收讯号以及耦接于该第一反向傅立叶变换电路，用来将该时间域均衡后传输结果讯号与该第一远端随机数序列讯号加入至该数字域接收讯号，以产生一第一时间域处理后接收讯号；

一第二傅立叶变换电路，耦接于该第二加法单元，用来将该第一时间域处理后接收讯号转换产生一第一频率域处理后接收讯号；

一第二均衡器，耦接于该第二傅立叶变换电路，用以对该第一频率域处理后接收讯号进行一第二均衡补偿，以产生一第一均衡后接收讯号；

一第二反向傅立叶变换电路，耦接于该第二均衡器，用以根据该第一均衡后接收讯号来产生一时间域输出讯号；以及

一决策电路，耦接于该第二反向傅立叶变换电路，用来根据该时间域输出讯号产生一决策输出讯号。

10.一种位于数字域之讯号处理的方法，包含：

接收一时间域输入讯号，将一随机数序列讯号加入至该时间域输入讯号来产生一时间域处理后输入讯号；

接收该时间域处理后输入讯号，对该时间域处理后输入讯号进行一第一傅立叶变换以产生一频率域处理后输入讯号；

接收该频率域处理后输入讯号，根据一均衡器参数来对该频率域处理后输入讯号进行运算以产生一频率域输出讯号；

接收该频率域输出讯号，以对该频率域输出讯号进行一第一反向傅立叶变换以产生一时间域输出讯号；

根据该时间域输出讯号来产生一决策输出讯号，以及根据该决策输出讯号与该时间域输出讯号来产生一时间域误差讯号；以及

根据该时间域误差讯号以及该频率域处理后输入讯号来产生一特定参数讯号以决定该均衡器之该均衡器参数。