TWI441488B

TWI441488B - 低等侯時間基線-偏離補償系統與方法

Info

Publication number: TWI441488B
Application number: TW096106322A
Authority: TW
Inventors: Yang Xueshi; Wu Zining
Original assignee: Marvell World Trade Ltd
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2014-06-11
Also published as: JP5010938B2; JP2007299509A; EP1833052A1; TW200742361A; CN101047676A; EP1833052B1; CN101047676B; US20070195912A1; US7974366B2; SG135118A1

Description

低等候時間基線－偏離補償系統與方法

本發明有關於一種低等候時間基線－偏離補償系統與方法。

本發明的實施例通常屬於與用於處理信號和/或資料序列的系統和方法，其中的信號和/或資料序列對應於：包括資料記錄和資料通信的應用的信號。

特別地，本發明的實施例屬於用於估計該信號基線偏離，以及在信號偵測期間對該信號基線偏離進行補償的系統和方法。

很多資料記錄和資料通信系統都包括用於對信號執行各種資料處理和/或信號處理功能的處理級。此等處理級通常是交流(AC)耦合的，其原因可以包括實際的電路設計與基本物理考慮。作為例子，AC耦合有時被用於數位電路系統中，來將具有對應於一邏輯“高(high)”的某一電壓位準的一第一數位處理級，耦合至具有對應於一邏輯“高”的不同電壓位準的一第二數位處理級，以致於可以依次使用這兩個數位處理級，以數位化地處理信號。

當該信號包括諸如直流(DC)成份這樣的低頻成份的時候，AC耦合能夠抑制或消除信號中的低頻成份，這使得該信號失真。該信號的失真能夠導致信號移動平均振幅的波動。如同在此處所使用的，一信號移動平均振幅，即通常所說的DC成份，通常被稱作信號的“基線”或“基線成份”，同時基線的波動一般被稱作信號“基線偏離”。因此，上面所述的信號失真導致了基線偏離。

除了AC耦合之外，還有其他基線偏離的來源，這些基線偏離的來源包括其他處理級、通信通道、和/或具有高通濾波器(HPF)特徵的儲存通道，其藉由抑制低頻來使信號失真，並由此導致基線偏離。

為了減少基線偏離，設計者有時會加入複數個特定編碼器。這些編碼器對資料的一輸入序列進行編碼，使得當資料的編碼序列被調變為一信號候，該信號將具有一低大小之基線。如此，基線偏離對整體信號不產生大幅影響。

然而，這些編碼器和其有關解碼器增加了發射器和接收器的結構的複雜度，並且即使當使用了這些編碼器，其典型地亦不會將信號的基線成份全部除去。因此，令人期望能夠提供改進的系統和方法，其能夠在偵測該信號的時候估計信號中的基線偏離並對這些基線偏離進行補償。較佳的是這些方法具有低等候時間，使得對該信號中的該基線偏離進行補償不會給信號的偵測增加顯著延遲。此外，較佳的是在基線偏離被偵測到的時候對該信號進行基線偏離補償，從而產生零或者接近於零的等候時間。

本發明在各種實施例中藉由提供系統和方法、用於估計一信號的基線偏離和在該信號偵測期間補償該信號中的基線偏離，來處理習知技術中的缺陷。在一觀點中，本發明包括系統和方法，其將基線偏離的估計和補償整合到一偵測器中。更特定而言，在一觀點中，系統和方法包括使用局部判定反饋來計算基線偏離估計然後在該信號偵測期間對該基線偏離進行補償的一偵測器。在一種組態中，該偵測器是一根據網格的偵測器，例如維特比(Viterbi)偵測器。在某些實施中，對於維特比偵測器的每個階段(即時脈周期)，該系統為維特比網格中通向該階段中的狀態的每個存活路徑記憶體計算基線偏離估計。該系統隨後在為這些狀態計算和比較維特比度量(即根據距離的度量)的時候對該基線偏離估計進行補償。這些維特比度量的比較被用來確定在維特比偵測中哪些路徑將會是存活路徑以及哪些路徑將會是被丟棄的路徑。系統可部分地根據在先前階段中生成的基線偏離估計來迴歸地(recursively)生成特定階段的該基線偏離估計。

在某些實施中，系統部分地根據諸如預先選擇的一第一階高通濾波器模型或一第二階高通濾波器模型這樣的一預先選擇的一通道響應模型來生成基線偏離估計。在一個特徵中，本發明包括對該通道響應模型和所實現的該通道響應之間的失配(mismatch)進行調整性補償的系統和方法。

在另一特徵中，本發明包括用於與“管道維特比”實現一起使用的系統和方法，其中關於在先前階段中被選擇為存活路徑的路徑的資訊在目前階段可能不可用。

在一觀點中，本發明提供了一種用於偵測一信號以提供一經偵測的資料序列的方法，其包括提供多個候選資料序列，計算與該候選資料序列中的各個資料序列有關的基線偏離估計，將根據該信號的度量與根據候選資料序列中的各個資料序列的度量進行比較，以及根據比較來選擇多個候選資料序列之一作為經偵測的資料序列，其中藉由基線偏離估計中的相對應估計來對比較進行補償。

在一種實施中，藉由把根據該候選資料序列中的各個資料序列的相對應度量偏移了該基線偏離估計中的各個相對應估計來補償比較。對根據所述信號的度量所進行的比較和選擇多個候選資料序列之一可包括：在一第一階段計算與候選資料序列中的各個資料序列的多個部分有關的基線偏離估計；在該第一階段，比較根據該信號的一第一度量和根據候選資料序列中的各個資料序列中的每一個資料序列的多個部分的度量，其中藉由該基線偏離估計中的各個相對應估計來補償比較；以及在該第一階段根據比較來丟棄作為經偵測的資料序列的候選者的某些候選資料序列。此方法更包括：在一第二階段，計算與在該第一階段未被丟棄的候選資料序列中的各個資料序列的附加部分有關的附加的基線偏離估計；在該第二階段，比較根據該信號的一第二度量和根據候選資料序列中的各個資料序列中的每一個資料序列的該附加部分的附加度量，其中藉由某一附加基線偏離估計中的各個相對應估計來補償該第二階段的比較；以及在該第二階段，根據該第二階段的比較來丟棄作為經偵測的資料序列的候選者的附加候選資料序列。。

在一個實施例中，候選資料序列對應於一維特比網格的路徑記憶體。與候選資料序列中的各個資料序列有關的該基線偏離估計包括根據與先前階段的一路徑記憶體有關的一基線偏離估計而在一目前階段計算出的單一個基線偏離估計，該先前階段是在該目前階段之前的多個階段。

對根據該信號的度量和根據候選資料序列中的各個資料序列的相對應度量的比較包括：計算根據該信號的度量與根據候選資料序列中的各個資料序列的相對應度量中的每一個度量之間的一距離測量。該距離測量可能是根據一歐幾里德距離測量。

在一個實施中，對多個候選資料序列之一的選擇包括：選擇具有與根據該信號的度量最接近的相對應度量的候選資料序列。

此方法可包括：在一第一階段，計算與候選資料序列中的各個資料序列的多個部分有關的一第一多個基線偏離估計；以及在一第二階段，至少根據該第一多個基線偏離估計來反覆地計算一第二多個基線偏離估計。

對基線偏離估計的計算可包括：根據一基線偏離來源模型來計算基線偏離估計。該基線偏離來源模型可包括一高通濾波器模型。

對基線偏離估計的計算可包括：部分地根據雜訊估計來計算調整性基線偏離估計。對調整性基線偏離估計的計算包括低通濾波雜訊估計。可根據相對應的先前計算的調整性基線偏離估計、相對應的候選資料序列的一個元素以及先前接收到的信號元素來計算雜訊估計中的至少一個。對基線偏離估計的計算可更包括：根據預先選擇的基線偏離來源模型來計算至少一個根據模型的基線偏離估計，以及將該至少一個根據模型的基線偏離估計加到該至少一個調整性基線偏離估計。

在另一觀點中，本發明包括用於一偵測信號以提供一經偵測的資料序列的一系統，其包括：一偵測器，其中儲存了多個候選資料序列；以及一基線偏離估計器，其用於計算與候選資料序列中的各個資料序列有關的基線偏離估計，其中該偵測器被進一步組態為：將根據該信號的度量與根據候選資料序列中的各個資料序列的度量進行比較，其中藉由基線偏離估計中的各個相對應估計來補償此比較；以及根據比較，選擇多個候選資料序列之一作為該經偵測的資料序列。

該偵測器可被進一步組態為：把根據候選資料序列中的各個資料序列的相對應度量偏移了該基線偏離估計中的各個相對應估計來補償此比較。

在一個實施中，該基線偏離估計器被組態為：在一第一階段，計算與候選資料序列中的各個資料序列的多個部分有關的基線偏離估計，並且該偵測器被組態為：在該第一階段，比較根據該信號的一第一度量和根據候選資料序列中的各個資料序列中的每一個資料序列的多個部分的度量，其中藉由基線偏離估計中的各個相對應估計來補償此比較；以及在該第一階段，根據比較來丟棄作為該經偵測的資料序列的候選者的某些候選資料序列。該基線偏離估計器可被進一步組態為：在一第二階段，計算與在該第一階段未被丟棄的候選資料序列中的各個資料序列的附加部分有關的附加的基線偏離估計，並且該偵測器被進一步組態為：在該第二階段,比較根據信號的一第二度量和根據候選資料序列中的各個資料序列中的每一個資料序列的附加部分的附加度量，其中藉由附加基線偏離估計中的各個相對應估計來補償該第二階段的比較；以及在該第二階段，根據該第二階段的比較來丟棄作為該經偵測的資料序列的候選者的附加候選資料序列。

候選資料序列可對應於一維特比網格的路徑記憶體。與候選資料序列中的各個資料序列有關的該基線偏離估計可包括根據與一先前階段的一路徑記憶體有關的一基線偏離估計而在一目前階段計算出的單一個基線偏離估計，該先前階段是在該目前階段之前的多個階段。

該偵測器可被進一步組態為：藉由計算根據該信號的度量與根據候選資料序列中的各個資料序列的相對應度量中的每一個度量之間的一距離測量來對信號和候選資料序列中的各個資料序列中的每一個資料序列進行比較。該距離測量可根據一歐幾里德距離測量。該偵測器可被組態為藉由選擇具有與根據所述信號的度量最接近的相對應度量的候選資料序列來選擇所述多個候選資料序列之一。

所述基線偏離估計器可被組態為藉由以下步驟計算基線偏離估計：在一第一階段，計算與所述候選資料序列中的各個資料序列的多個部分有關的一第一多個基線偏離估計；以及在一第二階段，至少根據所述第一多個基線偏離估計來迴歸地計算一第二多個基線偏離估計。

在一個實施中，所述估計器被組態為根據一基線偏離來源模型來計算所述基線偏離估計。所述基線偏離來源模型可包括一高通濾波器模型。

所述基線偏離估計器可被組態為：部分地根據雜訊估計來計算調整性基線偏離估計。所述基線偏離估計器可被組態為：藉由低通濾波雜訊估計來計算調整性基線偏離估計。所述基線偏離估計器可被組態為根據相對應的先前計算的調整性基線偏離估計、相對應的候選資料序列的一個元素以及一先前接收到的信號元素來計算所述雜訊估計中的至少一個。

在一個實施中，所述基線偏離估計器可被組態為藉由以下步驟計算基線偏離估計：根據一預先選擇的基線偏離一來源模型來計算至少一個根據模型的基線偏離估計，以及將所述至少一個根據模型的基線偏離估計加到所述至少一個調整性基線偏離估計上。

在一觀點中，本發明包括：藉由偵測一信號以提供一經偵測的資料序列的裝置，提供多個候選資料序列的裝置，計算與所述候選資料序列中的各個資料序列有關的基線偏離估計的裝置，將根據所述信號的度量與根據所述候選資料序列中的各個資料序列的度量進行比較的裝置，其中藉由所述基線偏離估計中的相對應估計來補償所述比較，以及根據所述比較來選擇所述多個候選資料序列之一作為該經偵測的資料序列的裝置。

在一個實施中，藉由把根據所述候選資料序列中的各個資料序列的相對應度量偏移了所述基線偏離估計中的各個相對應估計來補償所述比較。用於對根據所述信號的度量進行比較的裝置和用於選擇所述多個候選資料序列之一的裝置可包括：在一第一階段，計算與所述候選資料序列中的各個資料序列的多個部分有關的基線偏離估計的裝置；在所述第一階段比較根據所述信號的第一度量和根據所述候選資料序列中的各個資料序列中的每一個資料序列的多個部分的度量的裝置，其中藉由所述初始基線偏離估計中的各個相對應估計來補償所述比較；以及在所述第一階段根據所述比較來丟棄作為所述經偵測的資料序列的候選者的某些候選資料序列的裝置。所述系統可更包括：在一第二階段，計算與在所述第一階段未被丟棄的所述候選資料序列中的各個資料序列的附加部分有關的附加的基線偏離估計的裝置；在所述第二階段，比較根據所述信號的第二度量和根據所述候選資料序列中的各個資料序列中的每一個資料序列的附加部分的附加度量的裝置，其中藉由所述附加基線偏離估計中的各個相對應估計來補償所述第二階段的比較；以及在所述第二階段，根據所述第二階段的比較來丟棄作為所述經偵測的資料序列的候選者的附加候選資料序列的裝置。

在一個實施例中，所述候選資料序列對應於一維特比網格的路徑記憶體。與所述候選資料序列中的各個資料序列有關的該基線偏離估計可包括根據與一先前階段的一路徑記憶體有關的基線偏離估計而在目前階段計算出的單一個基線偏離估計，所述先前階段是在所述目前階段之前的多個階段。

用於將根據所述信號的所述度量和根據所述候選資料序列中的各個資料序列的各個相對應度量進行比較的裝置可包括：用於計算根據所述信號的所述度量與根據所述候選資料序列中的各個資料序列的相對應度量中的每一個度量之間的一距離測量的裝置。所述距離測量可能是根據一歐幾里德距離測量。

在一個實施中，用於選擇所述多個候選資料序列之一的裝置包括用於選擇具有與根據所述信號的度量最接近的相對應度量的候選資料序列的裝置。

所述系統可包括：在一第一階段，計算與所述候選資料序列中的各個資料序列的多個部分有關的一第一多個基線偏離估計的裝置；以及在一第二階段，至少根據所述第一多個基線偏離估計來迴歸地計算一第二多個基線偏離估計的裝置。

用於計算基線偏離估計的裝置可包括根據一基線偏離來源模型來計算基線偏離估計的裝置。所述基線偏離來源模型可包括一高通濾波器模型。

用於計算基線偏離估計的裝置可包括部分地根據雜訊估計來計算調整性基線偏離估計的裝置。用於計算調整性基線偏離估計的裝置可包括用於低通濾波雜訊估計的裝置。用於計算所述雜訊估計中的至少一個的裝置可包括用於計算根據一相對應的先前計算的調整性基線偏離估計、一相對應的候選資料序列的一個元素以及一先前接收到的該信號元素中的至少一個的裝置。用於計算基線偏離估計的裝置可更包括根據一預先選擇的基線偏離來源模型來計算該至少一個根據模型的基線偏離估計的裝置，以及將所述至少一個根據模型的基線偏離估計加到至少一個調整性基線偏離估計的裝置。

在另一觀點中，本發明可包括一電腦程式，該程式包括用於在一處理器上執行的用來偵測一信號以提供一經偵測的資料序列的指令，該程式包括用於提供多個候選資料序列的指令，用於計算與所述候選資料序列中的各個資料序列有關的基線偏離估計的指令，用於將根據所述信號的度量與根據所述候選資料序列中的各個資料序列的度量進行比較的指令，其中藉由所述基線偏離估計中的各個相對應估計來補償所述比較，以及用於根據所述比較來選擇所述多個候選資料序列之一作為經該偵測的資料序列的指令。

可藉由用於把根據所述候選資料序列中的各個資料序列的相對應度量偏移了所述基線偏離估計中的各個相對應估計的指令來補償所述比較。用於對根據所述信號的度量進行比較和選擇所述多個候選資料序列之一的指令可包括：用於在一第一階段計算與所述候選資料序列中的各個資料序列的多個部分有關的基線偏離估計的指令；用於在所述第一階段比較根據所述信號的一第一度量和根據所述候選資料序列中的各個資料序列中的每一個資料序列的多個部分的度量的指令，其中藉由所述初始基線偏離估計中的各個相對應估計來補償所述比較；以及用於在所述第一階段根據所述比較來丟棄作為所述經偵測的資料序列的候選者的某些候選資料序列的裝置的指令。所述程式可包括：用於在一第二階段計算與在所述第一階段未被丟棄的所述候選資料序列中的各個資料序列的附加部分有關的附加的基線偏離估計的指令；在所述第二階段，比較根據所述信號的一第二度量和根據所述候選資料序列中的各個資料序列中的每一個資料序列的附加部分的附加度量的指令，其中藉由所述附加基線偏離估計中的各個相對應估計來補償所述第二階段的比較；以及在所述第二階段根據所述第二階段的比較來丟棄作為所述經偵測的資料序列的候選者的附加候選資料序列的指令。

在一個實施中，所述候選資料序列對應於一維特比網格的路徑記憶體。與所述候選資料序列中的各個資料序列有關的該基線偏離估計可包括根據與一先前階段的一路徑記憶體有關的一基線偏離估計而在一目前階段計算出的單一個基線偏離估計，所述先前階段是在所述目前階段之前的多個階段。

用於將根據所述信號的所述度量和根據所述候選資料序列中的各個資料序列的各個相對應度量進行比較的指令可包括：用於計算根據所述信號的所述度量與根據所述候選資料序列中的各個資料序列的相對應度量中的每一個度量之間的距離測量的指令。所述距離測量可能是根據一歐幾里德距離測量。

在一個實施中，用於選擇所述多個候選資料序列之一的指令包括用於選擇具有與根據所述信號的度量最接近的相對應度量的候選資料序列的指令。

所述程式可包括：用於在一第一階段計算與所述候選資料序列中的各個資料序列的多個部分有關的一第一多個基線偏離估計的指令；以及用於在一第二階段至少根據所述第一多個基線偏離估計來迴歸地計算一第二多個基線偏離估計的指令。

用於計算基線偏離估計的指令可包括根據基線偏離來源模型來計算該基線偏離估計的指令。所述基線偏離來源模型可包括一高通濾波器模型。

用於計算基線偏離估計的指令可包括部分地根據雜訊估計來計算調整性基線偏離估計的指令。用於計算調整性基線偏離估計的指令可包括用於低通濾波雜訊估計的指令。用於計算所述雜訊估計中的至少一個的指令可包括用於計算根據相對應的一先前計算的調整性基線偏離估計、一相對應的候選資料序列的一個元素以及一先前接收到的信號元素中的至少一個的指令。用於計算基線偏離估計的指令可更包括根據一預先選擇的基線偏離來源模型來計算至少一個根據模型的基線偏離估計的指令，以及用於將所述至少一個根據模型的基線偏離估計加到至少一個調整性基線偏離估計的指令。

本發明之此等與其他特性與優點將由以下說明並參考所附圖式而可以更充分瞭解，其中，類似元件以類似參考號碼標示。

本發明在各種實施例中提供了用於估計信號的基線偏離，以及對信號中的基線偏離補償之系統與方法。以下對本發明的詳細描述參考所附圖式。以下詳細說明並非限制本發明。而是，本發明的範圍至少藉由所附的申請專利範圍與其等同而界定。

第1圖顯示根據本發明一說明性實施例的一產生通道輸出信號102的典範系統100，其中該信號為一通道輸入信號104的一失真版本。更特定而言，系統100包括一輸入資料序列106，對輸入資料序列106進行調變以產生通道輸入信號104的一調變器108，以及根據通道輸入信號104產生通道輸出信號102的一通道110。將該通道輸出信號102提供給一偵測器112，該偵測器偵測通道輸出信號102以產生一經偵測的資料序列114。

通道輸出信號102為通道輸入信號104的一失真版本。該失真可能由基線偏離或將在下面被詳細討論的變形的其他來源引起。偵測器112試圖產生與輸入資料序列106相同的經偵測的資料序列114。在此討論的某些其他典範系統將包括附加的成份，該成份與偵測器112協同工作以對基線偏離進行估計和補償。其他典範系統將包括用於代替偵測器112的可選偵測器，其將把基線偏離的估計和補償結合到該偵測過程中。這樣，系統100表示一基線系統，在此根據該系統描述的其他系統將提供改進的性能。

在某些實施例中，應用生成輸入資料序列106，以便能夠藉由通信通道傳送輸入資料序列106，並且能夠接著在其他地方重新獲得該資料序列。在其他實施例中，應用生成輸入資料序列106，以便可以將該輸入資料序列106儲存在諸如磁記錄媒體這樣的記錄媒體上，並且接著在別的時間重新獲得該資料序列。通常以二進位數字字或者說位元的序列(即，1和0的序列)的形式來提供輸入資料序列106。但是，在應用以另外的形式生成資料的情況下，其他的預處理元件(未示出)可把該資料編碼為位元序列。輸入資料序列106可能與各種資料源有關，這些資料源包括例如文本，音頻，圖像，和/或視頻資料。

調變器108對輸入資料序列106進行調變以產生通道輸入信號104。調變器108代表提供諸如通道輸入信號104這樣的適於在通道110上傳遞的通信或儲存信號的裝置。例如，在某些實施例中，調變器108根據輸入資料序列106，藉由對被傳輸的電磁信號的頻率、振幅，和/或相位進行操控來生成一通信信號波形。在其他實施例中，調變器108藉由將輸入資料序列106儲存到一磁性儲存媒體上來生成一磁儲存信號波形。某些典範的調變器包括一不歸零(NRZ)調變器，以及一不歸零反相(NRZI)調變器。例如，在一個NRZ調變器中，當輸入資料序列106包括一個“1”資訊位元的時候，調變器108對通道輸入信號104進行調變以包括某正向振幅A的相對應的矩形脈衝，並且在輸入資料序列106包括一個“0”資訊位元的時候，該調變器108對通道輸入信號104進行調變以包括某反向振幅－A的相對應的矩形脈衝。

通道110表示一種媒體，在其上傳輸和/或儲存通道輸入信號104。在某些實施例中，通道110對應於一通信信號承載通道，例如一無線通信通道或一有線通信通道。在其他實施例中，通道110對應於一儲存媒體，例如磁性儲存媒體(例如硬碟)、光學儲存媒體(例如CD)，或者電儲存媒體(例如隨機存取記憶體)。例如，通道110可以對應於包括磁性儲存媒體、磁碟機讀取頭和其他裝置的磁碟機的一讀通路。通道110也可表示與媒體有關的事件。比如，通道110可表示對儲存媒體和/或信號承載通信通道的物理損壞的發生。在各種實施中，本發明的系統和方法可以與任何具有符號間干擾(ISI)特徵的通道110一起使用。

此外，通道110可包括一個或多個與上述元件中的任何一個或多個按順序排列的AC耦合級。如上所述，出於例如實際電路設計或基本物理因素的考慮，AC耦合器通常被用來耦合信號或資料處理級。同樣如上所述，當通道輸入信號104包括諸如直流(DC)成份這樣的低頻成份時，所述一個或多個AC耦合級能夠抑制或消除道通道輸入信號104中的低頻成份，這引起基線偏離。

更特定而言，第2圖顯示AC耦合和相關的基線偏離對典範垂直磁記錄通道的脈衝響應的影響。實線顯示不具有任何AC耦合級的典範通道的脈衝響應10。與此相反，虛線顯示具有AC耦合級的典範通道的脈衝響應12。當與不具有任何AC耦合的通道的脈衝響應10相比時，AC耦合導致了AC耦合的通道的脈衝響應12的一個傾角(dip)，該傾角在區域14中最顯著。該傾角14代表失真。如果將數個脈衝順序地在具有AC耦合的通道上進行傳輸，則每條響應都將包含一傾角14並且各種脈衝響應的傾角14可以積累，從而引起積累的失真。

由於來自此基線偏離和/或來自其他如上所述的通道相關事件的失真，通道110可能會破壞通道輸入信號104並且由此提供可能與通道輸入信號104不同的通道輸出信號102。該信號損壞的來源這裏被稱為“雜訊”，並且其可以包括位於通道110外部和/或內部的干擾源。例如，該信號損壞的來源可能包括其他干擾性的通信信號，或者磁性儲存媒體或與此相關的讀取裝置的實體損壞。

返回第1圖，偵測器112對通道輸出信號102進行處理。偵測器112對通道輸出信號102進行採樣，並且對通道輸出信號102進行偵測來產生一經偵測的資料序列114，其中該資料序列為輸入資料序列106的估計。將在下面討論偵測器112的典範實現。理想地，偵測器112將克服由於基線偏離和/或其他上述的噪音源所帶來的任何損壞，並且經偵測的資料序列114將與輸入資料序列106完全匹配。但是，情況並不總是這樣的，並且經偵測的資料序列114的某些位元相對於輸入資料序列106可能會出錯，結果產生位元誤差率(BER)。為了減少BER，在此所描述的系統將包括用於對通道輸出信號102的基線偏離進行估計和補償的元件。

第3圖顯示當典範通道抑制了低頻(藉由例如AC耦合)但是偵測器112沒有對基線偏離進行補償時的BER的增加。實線描述了沒有高通濾波器(HPF)級的典範通道的對數標度的BER 20，將其作為通道輸入信號104的信號－對－雜訊比(SNR)的函數。與此相反，虛線22描述了具有一個或多個諸如AC耦合級這樣的HPF級的SNR。如圖所示，HPF級引起了BER的增加。

第4圖顯示與第1圖的系統100相似但是還包含用於對通道輸出信號102中的基線偏離進行補償的基線偏離估計器132的典範系統130。更特定而言，系統130包括和偵測器112通信的基線偏離估計器132。如將在下面進一步描述的，基線偏離估計器132提供反饋功能來對通道輸出信號102進行補償。在操作中，經由連接134將通道輸出信號102提供給偵測器112並且藉由連接136將通道輸出信號102提供給基線偏離估計器132。偵測器112可以是習知技術中已知的任何偵測器。例如，在通道是符號間干擾(ISI)通道的情況下，偵測器112可以是維特比偵測器。偵測器112生成早期判定資料序列146，其表示輸入資料序列106的初始估計。基線偏離估計器132藉由使用在習知技術中的已知方法來生成通道輸出信號102的一基線偏離估計。為了對該基線偏離進行補償，經由連接138從通道輸出信號102中減去基線偏離估計。接著藉由連接134將補償後的通道輸出信號傳輸給偵測器112。

在某些實施例中，偵測器112生成早期判定146和基線偏離估計器132生成基線偏離估計的步驟可能需要數個時脈周期的計算時間。由於這種等候時間，該基線偏離估計被應用於通道輸出信號102的較新部分，而不是該基線偏離估計所根據的部分。由於通道輸出信號102的較新部分可能具有不同的基線偏離，所以上述的等候時間可以產生一不準確的基線偏離估計。

第5圖顯示具有典範通道110的系統130的性能。標記有一菱形的底部實線顯示沒有任何HPF級、使用典範通道110的系統130的對數標度的BER 140，其作為SNR的函數。該BER 140表示一用於比較的基線。標記有一正方形的虛線顯示使用典範通道110但是具有HPF級並且沒有基線偏離估計和補償的系統100的BER 144。最後，標記有三角形的虛線顯示使用典範通道110並且具有HPF級和基線偏離估計器132的系統130的BER 142。如圖所示，與沒有基線偏離估計器132的系統100相比，具有基線偏離估計器132的系統130提供了較低的BER。

儘管BER有所改進，系統130也有不利的方面，例如延遲。再次參考第4圖，在基線偏離估計器132能夠估計通道輸出信號102的基線偏離之前，偵測器112必須生成早期判定資料序列146。這些步驟導致了估計延遲。在某些實施中，延遲可在大約10個符號周期和大約50個符號周期之間。該延遲對於某些延遲敏感型應用來說是個缺陷。此外，這種延遲限制了下述時間尺度，在該時間尺度上基線偏離估計器132能夠進行操作。更特定而言，基線偏離估計器132可能無法對以比與估計延遲密切相關的某上限頻率(cap frequency)更高的頻率來波動的基線偏離進行補償。雖然能夠設計附加的電路以減少來自該延遲的影響，但是這樣的附加電路會把額外的複雜性和等候時間引入系統130。

根據本發明的一個方面，第6圖顯示與第1圖的系統100類似但是具有用來替代偵測器112的改進後的偵測器150的系統154。所圖示的系統154對應於通道110是符號間干擾(ISI)通道的情況，其中符號間干擾(ISI)通道產生輸出信號，該輸出信號實際上是進入ISI通道中的信號的卷積(convolution)。因此，改進後的偵測器150包括根據網格(trellis－based)的維特比偵測器150a。如同將在下面描述的，改進後的偵測器150包括基線偏離估計器150b和用於對基線偏離進行補償的改進後的維特比偵測器150a的功能，用以產生經偵測的資料序列114。雖然改進後的維特比偵測器150a和基線偏離估計器150b在第6圖中被描述為兩個功能模組，但是它們的功能可藉由單個模組來實現。改進後的偵測器150減少，並且在某些實施中完全或者充分地消除了，結合第4圖的系統130來討論的延遲。

第7圖圖示了改進後的偵測器150中的改進後的維特比偵測器150a的一個實現的操作方法。在該典範實施中，改進後的維特比偵測器150a執行與傳統維特比偵測器相似的操作，但是其包括了某些附加的和/或替代的處理功能以對基線偏離進行估計和補償。將聯繫圖示過的維特比網格158來對改進後的維特比偵測器150a的該實現的操作方法進行描述。但是，可以預計的是本發明的技術也將應用於其他的格式結構。

網格158包括多個被描述為k＝1,...,4的階段k，以及每個階段k中的多個狀態(例如，在階段k＝3中是狀態160－163)。通常，與傳統的維特比演算法的操作中一樣，階段k表示特定的時間單位(比如時脈周期)，並且階段k中的狀態表示系統在階段k的可能狀態。網格158包括表示從階段k中的一個狀態到後續階段k＋1中的一個狀態的轉變的分支。例如，分支166c表示從階段k＝2的狀態180到階段k＝3的狀態160的轉變。這樣，網格158中的多個狀態將標誌分支的開始和結束(即，狀態180標誌分支166c的開始，並且狀態160標誌分支166c的結束)。通往一個狀態的分支序列組成了該狀態的路徑記憶體(path memory)(即，分支166a－c組成了狀態160的路徑記憶體166)。

每條分支都對應於一候選符號，其中該候選符號可能為經由通道輸入信號104傳輸的輸入資料序列106的一部分。這樣，路徑記憶體166和168對應於有時在此稱為“候選資料序列”的作為輸入資料序列106一部分的候選者的資料序列，並且由此成為經偵測的資料序列114一部分的候選者，其中改進後的維特比偵測器150a選擇了經偵測的資料序列114。

改進後的維特比偵測器150a藉由把可能是通道輸出信號102的精確解碼的某些路徑記憶體保留作為存活者並且丟棄或刪除可能不是通道輸出信號102精確解碼的其他路徑記憶體來進行操作。以這種方式，改進後的維特比偵測器150確定最可能是通道輸出信號102的精確解碼的經偵測的資料序列114。在每個階段k，為了確定哪個路徑記憶體將成為存活者以及哪個將被刪除，改進後的維特比偵測器150a藉由比較與路徑記憶體有關的維特比度量來將通道輸出信號102與候選資料序列(即路徑記憶體)進行比較。

在每個階段k計算出的維特比度量通常是部分地根據在階段k採集的通道輸出信號102的一樣本來進行確定的。可能是由例如改進後的偵測器150採集的該樣本在此表示為y(k)。樣本y(k)包括表示通道輸入信號104相對應值的被傳輸部分x(k)，以及雜訊部分n(k)(即來自基線偏離或上述其他的雜訊來源)。

(1)y(k)＝x(k)＋n(k)

將針對典範階段k＝3對改進後的維特比偵測器150a的操作以及某些路徑如何被選擇為存活路徑以及其他路徑如何被刪除進行更詳細的討論。典範的網格158用於具有通道脈衝響應長度I＝3(即，該改進後的偵測器150具有2符號的記憶體)的二進位符號間干擾(ISI)通道。因此，在每個時間k，網格包括2^I－1 ＝4個狀態。例如，階段k＝3包括4個狀態160－163。每個階段中的4個狀態的每一個與作為{00,01,10,11}中的一個元素的特定符號儲存有關。例如，典範狀態160、161、162和163分別與儲存00、01、10和11有關。

如上所述，每條分支對應於一候選符號，該候選符號可能為經由通道輸入信號104傳輸的輸入資料序列106的一部分，並且所述路徑記憶體對應於作為輸入資料序列106的一部分的候選者的資料序列。例如，路徑168開始於狀態00，並且包括相對應於一第一候選符號並且通向10狀態的第一分支168a、相對應於一第二候選符號並且通向01狀態的第二分支168b，以及相對應於一第三候選符號並且通向00狀態160的第三分支168c。由每條分支表示的該候選符號可能會取決於所使用的調變技術和/或其他可用於將輸入資料序列106映射到通道輸入信號104的編碼器而變化。作為一個例子，分支168a,168b和168c可能分別對應於資料元素1、0和0，這樣路徑記憶體168就對應於資料序列1,0,0。

更一般而言，在階段k對應於路徑166的資料序列元素將在此被稱為a(k)，同時在階段k對應於路徑168的資料序列元素將在此被稱為a’(k)。由於這些元素對應於曾在通道輸入信號104上實際傳送的內容(即，沒有任何雜訊)的候選者，所以這些元素在此有時被稱為“候選信號”。而x(k)指的是曾在通道輸入信號104上實際傳送的內容。

根據用於實現二進位調變的傳統維特比演算法的操作，在每個階段k期間，路徑記憶體被刪除和生成，使得在每個階段k，與該階段有關的4個狀態中的每一個都具有兩個輸入路徑記憶體。例如，狀態160具有兩個被描述的輸入路徑記憶體166和168。沒有描述通向階段k＝3處的其他狀態的路徑記憶體。

在狀態160，改進後的維特比偵測器150a將從網格158中刪除路徑記憶體166或168其中之一並且視情況而定選擇另一個路徑記憶體166或168作為存活路徑。其後，存活路徑將藉由分支172進行擴展來形成通向階段k＝4中狀態176的路徑記憶體，並且還將藉由分支174進行擴展來形成通向階段k＝4中狀態178的路徑記憶體。與網格158中的其他分支一樣，分支172和174將對應於各自相對應的候選符號(例如，0或1)。

如同所描述的，改進後的維特比偵測器150a使用維特比度量來選擇階段k＝3處的存活路徑。在階段k＝3使用的維特比度量是以階段k＝2使用的維特比度量為基礎的。更特定而言，一旦已經在階段k＝2的狀態中選擇了存活路徑，這些狀態就被與對應於所選擇的存活路徑的相對應維特比度量有關。這些維特比度量在此被表示為u _ij,k ，其中k 表示狀態的階段並且ij 是{00,01,10,11}中的對應於與該狀態有關的儲存的一個元素。例如，在所描述的狀態180中，選擇包括分支166a和166b的路徑記憶體作為存活路徑。因此，狀態180與對應於該路徑記憶體的維特比度量u_00,2 有關。相似地，在狀態182中，選擇包括分支168a和168b的被描述的路徑記憶體作為存活路徑，並且狀態182與對應於該路徑記憶體的維特比度量u_01,3 有關。

除了根據階段k＝2的維特比度量之外，路徑記憶體還根據通道輸出信號102的樣本y(3) 而被刪除或被選擇作為存活者。如上所述，樣本y(3) 包括一表示通道輸入信號104的相對應值的被傳輸部分x(3)，以及一雜訊部分n(3) (即來自於基線偏離或其他上述的雜訊來源)。但是，從該偵測器的角度來看，該偵測器知道y(3) 的值但是不知道x(3) 和n(3) 的值。

(2) y(3)＝x(3)＋n(3)

簡短地回到第2圖，將對不包括基線偏離估計和偵測的偵測器112進行討論，並且接著將討論對第6圖中的改進後的偵測器150的演算法改進，所述演算法改進使改進後的偵測器150能夠對基線偏離進行估計和補償。使用傳統維特比演算法的偵測器112(即不包括基線偏離估計和補償的偵測器)可以在階段k＝3以如下方式進行操作：(3)如果u _00,2 ＋(y(3)－a(3)) ² <u _01,2 ＋(y(3)－a’(3)) ² ，則選擇166作為存活路徑。

(4)如果u _00,2 ＋(y(3)－a(3)) ² >u _01,2 ＋(y(3)－a’(3)) ² ，則選擇168作為存活路徑。

(5)如果u _00,2 ＋(y(3)－a(3)) ² ＝u _01,2 ＋(y(3)－a’(3)) ² ，則在166或168中隨機地選擇(或者根據預定的規則來選擇)一個作為存活路徑。

(6)設置u_00,3 ＝min{u _00,2 ＋(y(3)－a(3)) ² ,u _01,2 ＋(y(3)－a’(3)) ² }

因此，該實施例藉由計算維特比測量來對根據通道輸出信號102(在這種情況下是通道輸出信號102的信號樣本)的度量與根據路徑記憶體(在這種情況下是路徑記憶體的侯選樣本)的度量進行比較，其中所述維特比度量通常是通道輸出信號102的採樣到對應於路徑記憶體的候選信號之間的歐幾里德距離的連續計量(running tally)。在各種實施例中，根據路徑記憶體的度量可能是一維或多維歐幾里德空間中的集群(constellation)的一點，並且根據通道輸出信號102的度量可能為歐幾里德空間中的另一點。該實施例選擇對應於與來自通道輸出信號102的樣本序列在歐幾里德距離上最接近的資料序列的存活路徑(參看公式(3－5))。除了選擇存活路徑之外，該實施例將維特比度量u_00,3 與狀態160有關(參看公式(6))，使得階段k＝4中的狀態176和178能夠在確定存活路徑的時候利用該度量。

為了容易說明，在下面描述的一些情況裏，對根據信號的度量與根據路徑記憶體或候選資料序列的度量進行的比較將簡單地被稱為一信號與一路徑記憶體的比較，或一信號與一候選資料序列的比較。

如上面結合第4圖所述，在某些實施例中，在通道輸出信號102被偵測器112處理之前，對其執行基線偏離的補償。這樣，上面的公式(3－6)中的項y(3) 可能是已經對基線偏離進行補償的項。但是，在第4圖的實施例中，藉由相同的基線偏離估計對項y(3)中的每一個進行補償，並且該基線偏離估計可能會由於如上所述的基線偏離估計的計算的等候時間而不準確。

與第2圖中的偵測器112的實施例相比，並且根據本發明的一個方面，第6圖中的改進後的偵測器150包括了基線偏離估計和上述方法中的基線偏離計算。更特定而言，基線偏離估計器150b為每個路徑記憶體生成一基線偏離估計，並且這些基線偏離估計被改進後的維特比偵測器150a使用。但是，如上所述，可藉由單個模組來實現基線偏離估計器150b和改進後的維特比偵測器150a的功能。在此將沿著路徑記憶體166並結束於階段k 的相對應的路徑記憶體的基線偏離估計表示為B(k) 。例如，基線偏離估計器150b為包括分支166a－b並且結束於階段k＝2中的狀態180的路徑記憶體產生一基線偏離估計B(2) 。類似地，存在用於包括分支166a－c並且結束於狀態160的路徑記憶體的基線偏離估計B(3) 。此外，在此將沿著路徑記憶體168並結束於階段k的路徑記憶體的基線偏離估計表示為B’(k) 。例如，存在基線偏離估計B’(2) ，其對應於包括分支168a－b並且結束於階段k＝2中的狀態182的路徑記憶體。類似地，改進後的偵測器150為包括分支168a－c並且結束於狀態160的路徑記憶體產生一基線偏離估計B’(3) 。

將在下面更加詳細地討論用於計算基線偏離估計的方法。為了對階段k＝3 處的基線偏離估計B(3) 和B’(3) 進行補償，對改進後的維特比偵測器150a來說，對上面描述的公式(3－6)的計算進行了如下的改進：(7)如果u _00,2 ＋(y ₃ ＋B(3)－a ₃ ) ² <u _01,2 ＋(y ₃ ＋B’(3)－a ₃ ’) ² ，則選擇166作為存活路徑。

(8)如果u _00,2 ＋(y ₃ ＋B(3)－a ₃ ) ² >u _01,2 ＋(y ₃ ＋B’(3)－a ₃ ’) ² ，則選擇168作為存活路徑。

(9)如果u _00,2 ＋(y ₃ ＋B(3)－a ₃ ) ² ＝u _01,2 ＋(y ₃ ＋B’(3)－a ₃ ’) ² ，則在166或168中隨機選擇(或根據預訂的規則來選擇)其一作為存活路徑。

(10)設定u _00,3 ＝min{u _00,2 ＋(y(3)＋B(3)－a(3)) ² ,u _01,2 ＋(y ₃ ＋B’(3)－a’(3)) ² } 。

因此，改進後的維特比偵測器150a藉由將接收到的信號樣本y(3)偏移基線偏離估計B(3)和B’(3)來對基線偏離估計B(3)和B’(3)進行補償。在某些實施例中，基線偏離估計B(3)和B’(3)與公式(7－10)中一樣被加入到所接收到的信號樣本y(3)中，而在其他實施例中它們被從所接收到的信號樣本y(3)中減去。它們被加上還是減去將通常取決於在計算基線偏離估計B(3) 和B’(3) 時所使用的符號規約(正或負)，如將在下面進行討論的。

現在將參考對應於路徑記憶體160的典範基線偏離估計B(3) 來說明用於計算基線偏離估計的典範方法，其中的路徑記憶體160如上所述對應於序列a(1),a(2),a(3) 。

根據本發明的一個方面，並且如同將要在下面進行描述的，基線偏離估計器150b通常根據預先選定的、用於通道110的高通濾波器成份的模型來計算基線偏離估計。對預先選定的模型的分析將產生迴歸公式，該迴歸公式用於根據來自先前階段k－1 的基線偏離估計B(k－1) 來計算階段k處的基線偏離估計B(k) 。更特定而言，如同將要在下面所示出的，根據某些典範模型的公式採用了下面的通式：(11)B(k)＝(1－β)B(k－1)＋βa(k－1)

在某些實施例中，將β選為較小的常數，例如0.01，並且每個基線偏離估計B(k) 都是先前的基線偏離估計B(k－1) 和先前的候選碼元a(k－1) 的加權平均值。雖然下面描述的公式可能會與該公式相似，但是也可包括用於項B(k) ，(1－β)B(k－1) ,和/或βa(k－1) 中的一個或多個其他比例因數。

正如所述的，基線偏離估計器150b計算基線偏離估計所使用的特定方法，將取決於為通道110的高通濾波器成份而選擇的模型類型而變化。這些模型可以是根據無限脈衝響應(IIR)濾波器的模型、根據有限脈衝響應(FIR)濾波器的模型，或一個或多個IIR濾波器和一個或多個FIR濾波器的卷積。在某些實施例中，FIR和/或IIR濾波器中的一個或多個包括了近直流極(near－DC poles)來模仿通道110的AC耦合和/或高通濾波。

一個典範的基線偏離估計方法是以根據IIR濾波器的通道模型的族為基礎的；也就是說，單極(即，一階)高通濾波器(HPF)模型。一單極高通濾波器(HPF)可具有S域轉移函數的特點。

參數α表示HPF的局部拐角頻率，並且f _c 表示通道串列傳輸速率。模型建立者可以對參數進行選擇，例如在對通道110進行試驗之後。對應於H(s) 的離散時間轉移函數H(z) 能夠藉由使用雙線性變換來獲得，所述雙線性變換藉由如下給出：

以獲得離散時間轉移函數：

其中(15)，並且在其他典範的技術中，公式(13)的雙線性變換中的因數2f _c 可能會被另一個因數替換。該因數可能部分地根據與改進後的偵測器150有關的採樣周期。

現在將通道110理想通道響應的z變換表示為T(z) 。T(z) 表示沒有高通濾波器成份的通道110的響應，其中高通濾波器成份引起基線偏離。在某些實施例中，系統154包括等化器(未示出)，並且理想通道響應T(z)可表示在沒有引起基線偏離的高通濾波器成份的情況下的通道110和等化器的組合響應。

以下給予改進後的偵測器150所見的通道輸出信號102的總響應，

令x(z) 表示通道輸入信號104的z變換。然後，藉由下式在z－域中給出通道輸出信號102：

在公式(17)中的一般項g 為可由增益控制電路系統來進行調整的比例因數。這樣，除了該比例因數g 之外，項x(z)T(z)對應於希望的通道輸出(“候選信號”)，並且項

對應於我們希望從通道輸出信號102中刪除的基線偏離。更特定而言，運算式(18)表示系統和方法將要從通道輸出信號102中刪除的基線偏離的負數，並且由此將根據運算式(18)計算的基線偏離估計加入到接收到的信號y(3) 中，而不是從接收到的信號y(3) 中減去。

如上所述，正被計算的基線偏離估計B(3) 與具有資料序列a(1),a(2),a(3) 的路徑記憶體166有關。藉由下式給出該序列的z域表示：

由於路徑記憶體166對應於如上所述的“候選信號”，所以該候選信號的z變換能夠被表示為：(20)A(z)＝x(z)T(z)

因此，藉由在運算式(18)中使用公式(20)，基線偏離估計B(k) 在z域中寫入的時候能夠被表示為：

該z域的表示能夠使用下列迴歸時間域表示法來等價地表示：(22)B (k )＝(1－△)B (k －1)＋△a (k －1)

因此，路徑記憶體166在時間k＝3 時的典範基線偏離估計B(3)能夠被表示為：(23)B (3)＝(1－△)B (2)＋△a (2)

類似地，用於路徑記憶體168在時間k＝3 時的基線偏離估計B’(3)能夠被計算為：(24)B '(3)＝(1－△)B '(2)＋△a '(2)

然後，可以由改進後維特比偵測器150a，在結合公式(7－10)進行的如上所述對存活路徑的選擇中，使用這些基線偏離估計。

如上所述，存活路徑166或168在下個階段期間藉由分支172和174而被擴展，以形成兩個路徑記憶體，其中一個通向狀態176並且另一個通向狀態178。這些路徑記憶體的基線偏離估計將是相等的，並且能夠視情況而定在存活路徑166或168的基線偏離估計B(3) 或B’(3) 的基礎上迴歸地進行計算。更特定而言，例如如果路徑記憶體166被選為存活路徑，那麽包括分支166a－c和分支172的路徑記憶體在狀態176處的基線偏離估計以及包括分支166a－c和分支174的路徑記憶體在狀態178處的基線偏離估計可以被表示為：(25)B (4)＝(1－△)B (3)＋△a (3)

在其他實施例中，各種其他的比例因數可被用於公式(22)中的項。所述比例因數可以部分的根據對上述計算方法中的任意一個中的z－域響應的近似。

此外，可以使用各種從s域到z域的映射。雖然在上面描述了雙線性變換，但是可以使用其他諸如脈衝不變(impulse invariant)轉換或匹配的z變換這樣的變換而不偏離本發明的範圍。

如上所述，用於計算基線偏離估計的上述方法是根據特定的預先選擇的用於通道110的模型；即，單極HPF。用於通道110模型的可替換類型的模型是二階HPF，其可例如藉由如上面所描述的兩個單級HPF的級連來實現。二階HPF的參數可能包括通道串列傳輸速率f _c ，以及與被級連的兩個相對應的單級HPF相對應的兩個局部拐角頻率α₁ 和α₂ 。與上面所述的單級HPF一樣，這些參數能夠根據例如對通道110進行的實驗來預先選擇。

使用了一二階HPF模型的路徑記憶體166的基線偏離B(k)將包括三個成份：由該第一單級HPF引起的一第一基線偏離成份B ₁ (k) ，由該第二單級HPF引起的一第二基線偏離成份B ₂ (k) ，以及由該兩個單級HPF的相互作用引起的一第三基線偏離成份B ₃ (k) 。

更特定而言，藉由使用如結合該單級HPF模型來描述的相似計算，用於計算該第一基線偏離成份B ₁ (k) 的一個典範方法可以迴歸地表示為：

相似地，該第二基線偏離成份B₂ (k)能夠被表示為：

最終，該第三基線偏離成份B₃ (k)能夠被表示為：

其中．表示標量乘法。

總的基線偏離估計B(k)能夠然後被表示為：(29)B (k )＝B ₁ (k )＋B ₂ (k )－B ₃ (k )

這些更新的公式是根據為通道110預先選擇的HPF模型的。但是，在實踐中，所實現的通道110的響應可能與該預先選擇的模型的HPF響應有偏差。另外，所實現的通道110的響應可能是隨時間變化的(即，隨著時間偏離)，這樣在該預先選擇的模型的響應和所實現的響應之間增加了額外的失配。這樣，根據本發明的一個方面，基線偏離估計器150b包括調整性估計電路以對模型的失配進行補償。

第8A圖顯示同時包括根據模型的基線偏離估計器152和調整性基線偏離估計器190的一個實施例中的典範基線偏離估計器150b的方塊圖，並且第8B圖顯示調整性基線偏離估計器190。根據模型的基線偏離估計器152根據諸如如上所述的高通濾波器模型這樣的模型來生成基線偏離估計B(k) 。此外，基線偏離估計器150b包括計算調整性基線偏離估計B _A (k) 的調整性基線偏離估計器190，其中如同在第8A－B圖中以及在下面公式中所示B_A (k)被加入到上面討論過的根據模型的基線偏離估計B(k) 中以確定總的基線偏離估計B _T (k) ：(30)B _T (k )＝B (k )＋B _A (k )

如第8B圖中所示，調整性基線偏離估計器190根據階段k處的雜訊n(k) 的估計來確定路徑記憶體166在階段k的調整性基線偏離估計B _A (k) 。雜訊n(k) 的估計是根據對應於路徑記憶體166的分支166c的候選信號元件a(k) 、已經計算出的根據模型的基線偏離估計B(k－1) ，以及所接收到的信號樣本y(k) 。更特定而言，在具有接收到的信號樣本y(k) 的情況下，用於生成對應於通道記憶體166的雜訊估計n(k) 的典範方法是藉由求解以下公式來獲得n(k) 的：(31)y(k)＝a(k)－B(k)＋n(k)

因此，雜訊估計n(k) 是根據路徑記憶體166對應於真實輸入資料序列106的假設下的接收到的信號y(k) 的噪音成份的估計。

調整性基線偏離估計器190被組態為具有根據參數c 和d 的截止頻率的低通濾波器，並且相對應地對雜訊估計n(k) 進行處理。更特定而言，調整性基線偏離估計器190將雜訊估計n(k) 乘以常數標量因數c 。接著，將該量加到來自被乘以常數標量因數d 的調整性基線偏離估計器190的輸出B _A (k) 的反饋上。然後將得到的量延遲了延遲192。

可以將該低通濾波器的計算寫成：(32)B _A (k )＝dB _A (k －1)＋cn (k )

其中c是一個小常數。在某些典範實施例中，d＝1－c，故B _A (k) 是B _A (k－1) 和n(k) 的加權平均值。

在使用調整性基線偏離估計器190的實施例中，對上述維特比公式(參看公式(7－10))進行了修改，以藉由根據代替了只有根據模型的基線偏離估計B(k)的總的基線偏離估計B_T (k)進行補償來反映調整性基線偏離估計項B_A (k)。更特定而言，所述公式可被表示為：(33)如果u _00,2 ＋(y(3)＋B _T (3)－a(3)) ² <u _01,2 ＋(y(3)＋B’ _T (3)－a’(3)) ² ，則選擇166為存活路徑。

(34)如果u _00,2 ＋(y(3)＋B _T (3)－a(3)) ² >u _01,2 ＋(y(3)＋B’ _T (3)－a’(3)) ² ，則選擇168為存活路徑。

(35)如果u _00,2 ＋(y(3)＋B _T (3)－a(3)) ² ＝u _01,2 ＋(y(3) ＋B’ _T (3)－a’(3)) ² ，則在166和168中隨機選擇(或根據預定的規則來選擇)其一作為存活路徑。

(36)設定u _00,3 ＝min{u _00,2 ＋(y(3)＋B _T (3)－a(3)) ² ，u _01,2 ＋(y(3)＋B’ _T (3)－a’(3)) ² }

如上所述以及結合公式(22)可見，在此描述的對於一階段k 的典範基線偏離估計是以先前階段k－1 的基線偏離估計和來自存活路徑a(k－1) 的資料元素為基礎的。但是，在某些實施例中，關於哪些路徑在階段k－1 處被選為存活者的資訊在階段k 可能不可用。其中的一個例子就是當偵測器112執行管道維特比演算法的時候。

取決於處理器速度、記憶體規格，和/或其上實現了改進後的偵測器150的處理器的物理空間的可用性，和/或即將到來的應用的延時要求，管道的維特比實現可能會有用。

在管道的維特比實施中，由於電路等候時間和演算法的管道結構，關於哪些路徑在階段k－1 處被選為存活者的資訊在階段k 可能不可用。更特定而言，在階段k，關於存活路徑的資訊可能只有直到時間k－D 時才可用，其中D 是大於1的正整數，並且在一些情況下可能會遠大於1。

為了在這種情況下執行基線偏離估計和補償，本發明的典範實施例使用所有狀態下的所有存活路徑中的最低的維特比度量，來計算與時間k－D 時的存活路徑相對應的基線偏離估計B _T (k－D＋1) 。以與公式(22)的迴歸計算相似的計算方法的方式來迴歸地計算基線偏離估計B _T (k－D＋1) ：(37)B _T (k －D ＋1)＝(1－△)B _T (k －D )＋△a (k －D )

其中a(k－D) 對應於在時間k－D 時具有最低維特比度量的路徑記憶體的候選信號。藉由對如上所述的每條存活路徑計算維特比度量並比較這些維特比度量來確定具有最低維特比度量的存活路徑。

接著，一旦計算出基線偏離估計B _T (k－D＋1) ，就使用該估計作為在時間k時進行的所有維特比度量計算的基線偏離估計。例如，同時參考第7圖，如果路徑記憶體166在時間k＝1 時具有最低維特比度量，那麽在時間k＝3時偵測器112可能根據下列公式來選擇存活路徑。

(38)如果u _00,2 ＋(y(3)＋B _T (1)－a(3)) ² <u _01,2 ＋(y(3)＋B’ _T (1)－a’(3)) ² ，則選擇166作為存活路徑。

(39)如果u _00,2 ＋(y(3)＋B _T (1)－a(3)) ² >u _01,2 ＋(y(3)＋B’ _T (1)－a’(3)) ² ，則選擇168作為存活路徑。

(40)如果u _00,2 ＋(y(3)＋B _T (1)－a(3)) ² ＝u _01,2 ＋(y(3)＋B’ _T (1)－a’(3)) ² ，則在166和168中隨機選擇(或根據預定的規則來選擇)其中之一作為存活路徑。

性能表現範例

第9－13圖顯示典範的性能結果。更特定而言，第9圖顯示具有通道密度1的典範垂直磁記錄通道的性能結果。在垂直軸上的對數標度上表示不具有HPF級和基線偏離估計或補償的典範通道的BER 202，並將其相對於通道輸入信號104的SNR來進行繪製，同時使用菱形來標記該曲線。具有HPF級並且不具有基線偏離估計或補償的典範通道具有BER 204，同時使用正方形來標記該曲線，其中的HPF級具有一拐角頻率α＝0.05%。具有使用第4圖(具有基線偏離估計器132)中的系統130的HPF級的典範通道具有BER 206，同時使用三角形來標記該曲線。如圖所示，當與一不具有基線偏離補償的系統相比較的時候，系統130在BER方面提供了改進。最終，具有使用第6圖中的改進後的偵測器150的HPF級的典範通道具有BER 208，同時使用交叉來標記該曲線。如圖所示，改進後的偵測器150產生與完全不存在使低頻成份變形的HPF級的情況基本上等效的BER。

在第9圖的例子中，改進後的偵測器150所使用的通道的模型使用與實際通道相同的參數，例如α＝0.05%，因此模型和通道之間不存在失配。我們的經驗顯示出被提議的演算法對中等的模型失配不敏感。

第10圖顯示一個性能表面實例，其中典範的波形是從一Toshiba 1.8英寸驅動器中捕獲的並且是用組態有結合第4圖中的系統130和第6圖中的系統154來討論的該基線偏離估計和補償方法的通道來進行處理的。各種通道組態被用於該實驗，並且都產生了與第10圖中圖示的那些性能曲線相同或者基本上相似的性能曲線。在與第4圖中的系統130的BER 220進行比較時，第6圖中的系統154具有改進的BER 222。

因此，到此為止所描述的內容是用於對基線偏離進行估計和補償的系統和方法。可以藉由使用數位硬體、類比硬體，和/或具有可編程指令的處理器體系結構來實現附圖中的元件。

現在參考第11A－11G圖，顯示本發明的各種典範實施例。

現在參考第11A圖，本發明可以被實現在一硬碟驅動器1000中。本發明可實現信號處理和/或控制電路中的一個或全部，其中信號處理和/或控制電路通常被標示於第11A圖的1002處。在一些實施例中，該信號處理和/或控制電路1002和/或HDD 1000中的其他電路(未示出)可處理資料、執行編碼和/或加密，執行計算，和/或對輸出到磁性儲存媒體1006的資料和/或從磁性儲存媒體1006接收到的資料進行格式化。

HDD 1000可經由一條或多條有線或無線通信連接1008與諸如電腦這樣的主機裝置(未示出)、諸如個人數位助理、蜂巢式電話、媒體或MP3播放器等這樣的移動電腦裝置和/或其他裝置進行通信。HDD 1000可被連接到諸如隨機存取記憶體(RAM)這樣的記憶體1009、諸如快閃記憶體這樣的低等候時間非揮發性記憶體、唯讀記憶體(ROM)和/或其他適合的電子資料儲存體。

現在參考第11B圖，本發明可以被實現在一數位多功能碟(DVD)驅動器1010中。本發明可實現通常被標示於第11B圖的1012處的信號處理和/或控制電路中的一個或全部，和/或DVD驅動器1010的大量資料儲存體。信號處理和/或控制電路1012和/或DVD驅動器1010中的其他電路(未示出)可處理資料、執行編碼和/或加密、執行計算，和/或對從光學儲存媒體1016中讀取的資料和/或寫入到一光學儲存媒體1016中的資料進行格式化。在一些實施例中，DVD驅動器1010中的信號處理和/或控制電路1012和/或其他電路(未示出)也能夠執行諸如編碼和/或解碼和/或與DVD驅動器相關的任何其他信號處理功能這樣的其他功能。

DVD驅動器1010可經由一條或多條有線或無線通信連接1017與諸如電腦、電視機或其他裝置這樣的輸出裝置(未示出)進行通信。DVD驅動器1010可與以一非揮發性方式儲存資料的大量資料儲存體1018進行通信。大量資料儲存體1018可包括一硬碟驅動器(HDD)。該HDD可具有第11A圖中所示的結構。該HDD可以是包括一個或多個碟片的所具有的直徑小於大約1.8英寸的微型HDD。DVD驅動器1010可被連接到諸如RAM、ROM這樣的記憶體1019、諸如快閃記憶體這樣的低等候時間非揮發性記憶體和/或其他適合的電子資料儲存體。

現在參考第11C圖，本發明可被實現在一高解晰度電視(HDTV)1020中。本發明可實現通常被標示於第11C圖的1022處的信號處理和/或控制電路中的一個或全部、一WLAN介面和/或HDTV 1020的大量資料儲存體。HDTV 1020以一有線或無線的方式接收HDTV輸入信號,並為顯示器1026生成HDTV輸出信號。在一些實施例中，信號處理電路和/或控制電路1022和/或HDTV 1020中的其他電路(未示出)可處理資料，執行編碼和/或加密，執行計算，對資料進行格式化和/或執行可能需要的任何其他類型的HDTV處理。

HDTV 1020可與諸如光學和/或磁儲存裝置這樣的以非揮發性方式儲存資料的大量資料儲存體1027進行通信。至少一個HDD可具有第11A圖中所示的組態並且/或者至少一個DVD驅動器具有第11B圖中所示的組態。該一HDD可以是包括一個或多個碟片的所具有的直徑小於大約1.8英寸的微型HDD。HDTV 1020可被連接到諸如RAM、ROM這樣的記憶體1028、諸如快閃記憶體這樣的低等候時間非揮發性記憶體和/或其他適合的電子資料儲存體。HDTV 1020也可支援經由一WLAN網路介面1029與一WLAN進行連接。

現在參考第11D圖，本發明可以被實現在車輛1030的一控制系統、一WLAN介面、和/或車輛控制系統的大量資料儲存體中。在一些實施例中，本發明可實現動力系控制系統1032，該系統從諸如溫度感測器、壓力感測器、旋轉感測器、空氣流感測器和/或其他任何合適的感測器這樣的一個或多個感測器接收輸入，並且/或者生成諸如引擎操作參數、傳動操作參數和/或其他控制信號這樣的一個或多個輸出控制信號。

本發明也可被實現在車輛1030的其他控制系統1040中。控制系統1040同樣可以接收來自輸入感測器1042的信號並且/或者輸出控制信號到一個或多個輸出裝置1044。在一些實施例中，控制系統1040可以是一防鎖死煞車系統(ABS)、一導航系統、一遠端資訊系統、一車輛遠端資訊系統、一車道偏離系統、一調整性巡航控制系統和諸如身歷聲系統、DVD、光碟等這樣的一車輛娛樂系統等的一部分。其他實現仍可預期。

動力系控制系統1032可與以一非揮發性方式儲存資料的大量資料儲存體1046進行通信。大量資料儲存體1046可包括光學和/或磁性儲存裝置，例如硬碟驅動器(HDD)和/或DVD驅動器。至少一個HDD可具有第11A圖中所示的組態並且/或者至少一個DVD驅動器具有第11B圖中所示的組態。該HDD可以是包括一個或多個碟片的所具有的直徑小於大約1.8英寸的一微型HDD。動力系控制系統1032可被連接到諸如RAM、ROM這樣的記憶體1047、諸如快閃記憶體這樣的低等候時間非揮發性記憶體和/或其他適合的電子資料儲存體。動力系控制系統1032也可支援經由一WLAN網路介面1048與一WLAN進行連接。控制系統1040也可包括大量資料儲存體、記憶體和/或WLAN介面(都沒有示出)。

現在參考第11E圖，本發明可以被實現在可包括一蜂巢式天線1051的一蜂巢式電話1050中。本發明可實現通常被標示於第11E圖的1052處的信號處理和/或控制電路中的一個或全部，WLAN介面和/或蜂巢式電話1050的大量資料儲存體。在一些實施例中，蜂巢式電話1050包括一麥克風1056、諸如揚聲器和/或音頻輸出插座這樣的一音頻輸出1058、一顯示器1060和/或諸如小鍵盤、點擊裝置、語音致動和/或其他輸入裝置這樣的一輸入裝置1062。該信號處理和/或控制電路1052和/或蜂巢式電話1050中的其他電路(未示出)可處理資料，執行編碼和/或加密，執行計算，對資料進行格式化和/或執行其他蜂巢式電話的功能。

蜂巢式電話1050可與諸如光學和/或磁儲存裝置這樣的以一非揮發性方式儲存資料的大量資料儲存體1064進行通信，其中所述光學和/或磁儲存裝置例如是硬碟驅動器HDD和/或DVD。至少一個HDD可具有第11A圖中所示的組態並且/或者至少一個DVD驅動器具有第11B圖中所示的組態。該HDD可以是包括一個或多個碟片的所具有的直徑小於大約1.8英寸的一微型HDD。蜂巢式電話1050可被連接到諸如RAM、ROM這樣的記憶體1066、諸如快閃記憶體這樣的低等候時間非揮發性記憶體和/或其他適合的電子資料儲存體。蜂巢式電話1050也可支援經由一WLAN網路介面1068與一WLAN進行連接。

現在參考第11F圖，可以在一機上盒1080中實現本發明。本發明可實現通常被標示於第11F圖的1084處的信號處理和/或控制電路中的一個或全部，一WLAN介面和/或機上盒1080的大量資料儲存體。機上盒1080從諸如寬帶源這樣的來源接收信號並且輸出適於諸如電視機和/或監視器和/或其他視頻和/或音頻輸出裝置這樣的顯示器1088的標準和/或高清晰音頻/視頻信號。信號處理和/或控制電路1084和/或機上盒1080的其他電路(未示出)可處理資料、執行編碼和/或加密、執行計算、格式化資料和/或執行任何其他機上盒功能。

機上盒1080可與以一非揮發性方式儲存資料的大量資料儲存體1090進行通信。大量資料儲存體1090可包括諸如硬碟驅動器(HDD)和/或DVD驅動器這樣的光學和/或磁性儲存裝置。至少一個HDD可具有第11A圖中所示的組態並且/或者至少一個DVD驅動器具有第11B圖中所示的組態。HDD可以是包括一個或多個碟片的所具有的直徑小於大約1.8英寸的一微型HDD。機上盒1080可被連接到諸如RAM、ROM這樣的記憶體1094、諸如快閃記憶體這樣的低等候時間非揮發性記憶體和/或其他合適的電子資料儲存體。機上盒1080還可支援經由一WLAN網路介面1096與一WLAN進行連接。

現在參考第11G圖，本發明可被實現在一媒體播放器1100中。本發明可實現通常被標示於第11G圖的1104處的信號處理和/或控制電路中的一個或全部，一WLAN介面和/或媒體播放器1100的大量資料儲存體。在一些實施中，媒體播放器1100包括一顯示器1107和/或諸如小鍵盤、觸摸板等這樣的一使用者輸入1108。在一些實施中，媒體播放器1100可以採用一圖形使用者介面(GUI)，圖形使用者介面一般採用利用顯示器1107和/或使用者輸入裝置1108的選單、下拉選單、圖像和/或指點介面。媒體播放器1100更包括諸如一揚聲器和/或一音頻輸出插座這樣的音頻輸出1109。信號處理和/或控制電路1104和/或媒體播放器1100的其他電路(未示出)可處理資料、執行編碼和/或加密、執行計算、格式化資料和/或執行任何其他媒體播放器功能。

該媒體播放器1100可與以一非揮發性方式儲存諸如壓縮音頻和/或視頻內容這樣的資料的大量資料儲存體1110進行通信。在一些實施中，壓縮音頻文件包括與MP3格式或其他合適的壓縮音頻和/或視頻格式相容的文件。大量資料儲存體可包括諸如硬碟驅動器(HDD)和/或DVD驅動器這樣的光和/或磁儲存裝置。至少一個HDD可具有第11A圖中所示的組態並且/或者至少一個DVD驅動器具有第11B圖中所示的組態。HDD可以是包括一個或多個碟片的所具有的直徑小於大約1.8英寸的一微型HDD。媒體播放器1100可被連接到諸如RAM、ROM這樣的記憶體1114、諸如快閃記憶體這樣的低等候時間非揮發性記憶體和/或其他合適的電子資料儲存體。媒體播放器1100還可支援經由一WLAN網路介面1116與一WLAN進行連接。可以設想除了上述以外之其他實施方式

因此，截至目前為止所說明者為、用於估計與補償基線偏離之系統與方法。可以使用裝置例如數位電路、類比電路、及/或具有可程式化指令之一處理器，以執行所揭示電路、組件、以及方法。此外，此儲存資訊或承載信號之組件及/或方法可以根據電性、光學及/或磁性技術操作，且可以包括此等裝置，例如：正反器、閂鎖、隨機存取記憶體、唯讀記憶體、CD、DVD、磁碟機或其他儲存體或記憶體裝置。此等所揭示之實施例與說明僅為典範，其並不限制此由以下申請專利範圍所界定本發明所揭示範圍。

10．．．脈衝響應

12．．．脈衝響應

14．．．傾角

20．．．位元誤差率

22．．．虛線(訊號對雜訊比)

100．．．典範系統

102．．．通道輸出信號

104．．．通道輸入信號

106．．．輸入資料序列

108．．．調變器

110．．．通道

112．．．偵測器

114．．．資料序列

130．．．系統

132．．．基線偏離估計器

134．．．連接

136．．．連接

138．．．連接

140．．．位元誤差率

142．．．位元誤差率

144．．．位元誤差率

146．．．資料序列

150．．．偵測器

150a．．．維特比偵測器

150b．．．基線偏離估計器

152．．．基線偏離估計器

154．．．系統

158．．．網格

160．．．狀態

161．．．狀態

162．．．狀態

163．．．狀態

166．．．路徑

166a．．．分支

166b．．．分支

166c．．．分支

168．．．路徑

168a．．．第一分支

168b．．．第二分支

168c．．．第三分支

172．．．分支

174．．．分支

176．．．狀態

178．．．狀態

180．．．狀態

182．．．狀態

190．．．調整性基線偏離估計器

192．．．延遲

202．．．位元誤差率

204．．．位元誤差率

206．．．位元誤差率

208．．．位元誤差率

220．．．位元誤差率

222．．．位元誤差率

1000．．．硬碟驅動器

1002．．．信號處理和/或控制電路

1006．．．磁性儲存體

1008．．．有線或無線通信連接

1009．．．記憶體

1010．．．DVD驅動器

1012．．．信號處理和/或控制電路

1016．．．光學儲存媒體

1017．．．有線或無線通信連接

1018．．．大量資料儲存體

1019．．．記憶體

1020．．．高解晰度電視

1022．．．信號處理和/或控制電路

1026．．．顯示器

1027．．．大量資料儲存體

1028．．．記憶體

1029．．．WLAN網路介面

1030．．．車輛

1032．．．動力系控制系統

1036．．．感測器

1038．．．輸出

1040．．．其他控制系統

1042．．．感測器

1044．．．輸出裝置

1046．．．大量資料儲存體

1047．．．記憶體

1048．．．WLAN網路介面

1050．．．蜂巢式電話

1051．．．蜂巢式天線

1052．．．信號處理和/或控制電路

1056．．．麥克風

1058．．．音頻輸出

1060．．．顯示器

1062．．．輸入裝置

1064．．．大量資料儲存體

1066．．．記憶體

1068．．．WLAN網路介面

1080．．．機上盒

1084．．．信號處理和/或控制電路

1088．．．顯示器

1090．．．大量資料儲存體

1094．．．記憶體

1096．．．WLAN網路介面

1100．．．媒體播放器

1104．．．信號處理和/或控制電路

1107．．．顯示器

1108．．．使用者輸入裝置

1109．．．音頻輸出

1110．．．大量資料儲存體

1114．．．記憶體

1116．．．WLAN網路介面

第1圖顯示產生通道輸出信號之典範系統，其通道輸出信號為通道輸入信號之失真版本；第2圖顯示AC耦合和其相關基線偏離、對典範垂直磁記錄通道的脈衝響應的影響；第3圖顯示當典範通道抑制低頻但該偵測器並未補償基線偏離時、位元誤差率之增加；第4圖顯示典範系統，其類似於第1圖之系統、但亦包括補償基線偏離之一基線偏離估計器；第5圖顯示具有典範通道110的第4圖之系統之性能表現；第6圖顯示類似於第1圖系統、但具經一修正檢測器之系統；第7圖顯示維特比網格、用於說明第6圖經該修正偵測器之實施例之操作方法；第8A圖顯示一個典範基線偏離估計器；圖8B顯示一個調整性基線偏離估計器；第9與10圖顯示典範的性能表現結果；第11A圖為可以使用本發明揭示技術之典範硬碟驅動器之方塊圖；第11B圖為可以使用本發明揭示技術之典範數位多功能碟之方塊圖；第11C圖為可以使用本發明揭示技術之典範高畫質電視之方塊圖；第11D圖為可以使用本發明揭示技術之典範車輛之方塊圖；第11E圖為可以使用本發明揭示技術之典範蜂巢電話之方塊圖；第11F圖為可以使用本發明揭示技術之典範機上盒之方塊圖；以及第11G圖為可以使用本發明揭示技術之典範媒體播放器之方塊圖。