发明名称 在离散多频道系统中选择最佳交换技术的方法与装置
摘要 本发明提供一方法与一装置,供在一离散多频道(Discrete Multitone,DMT)系统中选择一最佳交换技术。本发明亦提供执行增益交换 (gain-swapping)的方法与配合的演算法。本发明根据两个指标值 (index value),从增益交换以及增益交换与位元交换 (bit swapping)的组合中,选出一交换技术,以在符合增益系数限制 (gain factorconstraint)的前提下,将最大均方差(MSEmax)与最小均方差(MSEmin)之间的差异最小化。
申请公布号 TW510088 申请公布日期 2002.11.11
申请号 TW090112827 申请日期 2001.05.28
申请人 矽统科技股份有限公司 发明人 蔡尚澕;黄咸钧;邹庆锴
分类号 H04B1/00 主分类号 H04B1/00
代理机构 代理人 蔡玉玲 台北巿大安区敦化南路二段二一八号五楼A区
主权项 1.一种供在一离散多频道系统内从包含位元交换与增益交换技术的群组中选择一交换技术之方法,该离散多频道系统具有复数个子频道、增益系数限制、一门槛値(T)、以及一最大均方根差(MSEmax)与一最小均方根差(MSEmin),该交换技术在符合该增益系数限制的前提下,将最大均方根差与最小均方根差的差异最小化,该方法包含:根据MSEmax、MSEmin与该增益系数限制,按照一预定方式,决定一第一指标値(I)与一第二指标値(J),I代表采用增益交换作为该交换技术时的改善幅度,J代表当采用一增益交换与位元交换的组合作为该交换技术时的改善幅度;决定I与J中较大者是否大于T,以决定执行增益交换或该增益交换与位元交户的组合是否造成实质上的改善;如果I与J中较大者大于T,也就是增益交换与该增益交换与位元交换的组合其中之一造成实质上的改善,则决定I是否大于等于J;以及如果I大于等于J,则选择增益交换作为该交换技术。2.如申请专利范围第1项所述之方法,进一步包含下列步骤:如果I小于J,则选择该增益交换与位元交换的组合作为该交换技术。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn),gmax代表对应MSEmax之子频道的增益,gmin代表对应MSEmin之子频道的增益,MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均値,该预定方式包含下列步骤:由Gcm减gmax,以得到一第一增益余裕値(Gmv1),并由gmin减Gcn,以得到一第二余裕値(Gmv2);由MSEmax减MSEmin,以得到一第一参数;以及将包含Gmv1.Gmv2以及(0.5*P1)三者的群组中最小者乘以两倍,以得到I,其中包含Gmv1.Gmv2以及(0.5*P1)三者的群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的値。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn),gmax代表对应MSEmax之子频道的增益,gmin代表对应MSEmin之子频道的增益,MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均値,MSEavgbs代表进行位元交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数,MSEmaxbs代表进行位元交换后的MSEmax,MSEminbs,代表进行位元交换后的MSEmin,当MSEmaxbs小于MSEavgbs时,该预定方式包含下列步骤:由gmax减去Gcn,以得到一第三增益余裕値(Gmv3),并由Gcm减去gmin,以得到一第四增益余裕値(Gmv4);由MSEminbs,减去MSEmaxbs以得到一第二参数(P2);由MSEavgbs减去MSEmaxbs以及包含Gmv3.Gmv4.以及(0.5*P2)之群组中最小者,以得到一第三参数,其中包含Gmv3.Gmv4.以及(0.5*P2)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的値;以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P3),以得到J。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn),gmax代表对应MSEmax之子频道的增益,gmin代表对应MSEmin之子频道的增益,MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均値,MSEavgbs代表进行位元交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数,MSEmaxbs代表进行位元交换后的MSEmax,MSEminbs,代表进行位元交换后的MSEmin,当MSEmaxbs不小于MSEavgbs时,该预定方式包含下列步骤:由Gcm减去gmax,以得到一第五增益余裕値(Gmv5),并由gmin减去Gcn,以得到一第六增益余裕値(Gmv6);由MSEmaxbs减去MSEminbs,以得到一第四参数(P4);由MSEmaxbs减去MSEavgbs,以及包含Gmv5.Gmv6.以及(0.5*P4)之群组中最小者,以得到一第五参数P5,其中包含Gmv5.Gmv6.以及(0.5*P4)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的値;以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P5),以得到J。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn),gmax代表对应MSEmax之子频道的增益,gmin代表对应MSEmin之子频道的增益,MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均値,MSEavgbs代表进行位元交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数,MSEmaxbs代表进行位元交换后的MSEmax,MSEminbs代表进行位元交换后的MSEmin,当MSEmaxbs小于MSEavgbs时,该预定方式包含下列步骤:由gmax减去Gcn,以得到一第七增益余裕値(Gmv7),并由Gcm减去gmin,以得到一第八增益余裕値(Gmv8);由MSEminbs,减去MSEmaxbs,以得到一第六参数(P6);由MSEminbs,减去MSEavgbs以及包含Gmv7.Gmv8.以及(0.5*P6)之群组中最小者,以得到一第七参数P7,其中包含Gmv7.Gmv8.以及(0.5*P6)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的値;以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P7),以得到J。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn),gmax代表对应MSEmax之子频道的增益,gmin代表对应MSEmin之子频道的增益,MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均値,MSEavgbs代表进行位元交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数,MSEmaxbs代表进行位元交换后的MSEmax,MSEminbs,代表进行位元交换后的MSEmin,当MSEmaxbs不小于MSEavgbs时,该预定方式包含下列步骤:由Gcm减去gmax以得到一第九增益余裕値(Gmv9),并由gmin减去Gcn,以得到一第十增益余裕値(Gmv10);由MSEmaxbs减去MSEminbs,以得到一第八参数(P8);由MSEavgbs减去MSEminbs以及包含Gmv9.Gmv10.以及(0.5*P8)之群组中最小者,以得到一第九参数P9,其中包Gmv9.Gmv10.以及(0.5*P8)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的値;以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P9),以得到J。8.一种供在一离散多频道系统中执行增益交换之方法,该离散多频道系统具有复数个子频道、增益系数限制、一最大均方根差(MSEmax)与一最小均方根差(MSEmin)以及(MSEmax)与(MSEmin)的一算数平均値(MSEavg),其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)以及一最小增益系数限制(Gcn),gmax代表对应MSEmax之子频道的增益,gmin代表对应MSEmin之子频道的增益,该方法在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax与MSEmin之间的差异最小化,该方法包含下列步骤:由Gcm减去gmax,以得到一第十一增益余裕値(Gmv11),并由gmin减去Gcn,以得到一第十二增益余裕値(Gmv12);由MSEmax减去MSEmin,以得到一第十参数(P10);得到包含Gmv11.Gmv12以及(0.5*P10)之群组中的最小者的値MIN,其中MIN代表在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的値;以及将量相当于MIN的增益加到具有MSEmin的子频道中,并量将相当于MIN的增益从具有MSEmin的子频道中扣除。9.一种交换技术选择器,供在一离散多频道系统中,从包含位元交换与增益交换的群组中,选择一最佳交换技术,该离散多频道系统具有复数个子频道、增益系数限制、一门槛値(T)、一最大均方根差(MSEmax)以及一最小均方根差(MSEmin),该交换技术在符合该增益系数限制的前提下,将最大均方根差与最小均方根差的差异最小化,该交换技术选择器包含:一效能改善预算器,供根据MSEmax、MSEmin以及该增益系数限制,并依照一预定方式决定一第一指标値(I)与一第二指标値(J),I代表当采用增益交换作为该最佳交换技术时之改善幅度,而J代表当采用一位元交换与增益交换的组合作为该最佳交换技术时之改善幅度;一门槛比较器,该门槛比较器与该效能改善算器连接,供决定I与J中较大者是否大于T,也就是增益交换与该增益交换与位元交换的组合其中之一是否造成实质上的改善;一效能改善比较器,该效能改善比较器与该门槛比较器连接,供选择性地决定I是否大于等于J;以及一交换技术选择装置,该交换技术选择装置与该效能改善比较器连接,供选择该增益交换与该增益交换与位元交换之组合其中之一,以作为该最佳交换技术。10.如申请专利范围第9项之交换技术选择器,其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn),gmax代表对应MSEmax之子频道的增益,gmin代表对应MSEmin之子频道的增益,MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均値,该预定方式包含下列步骤:由Gcm减gmax,以得到一第一增益余裕値(Gmv1),并由gmin减Gcn,以得到一第二余裕値(Gmv2);由MSEmax减MSEmin,以得到一第一参数;以及将包含Gmv1.Gmv2以及(0.5*P1)三者的群组中最小者乘以两倍,以得到I,其中包含Gmv1.Gmv2以及(0.5*P1)三者的群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的値。11.如申请专利范围第9项之交换技术选择器,其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn),gmax代表对应MSEmax之子频道的增益,gmin代表对应MSEmin之子频道的增益,MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均値,MSEavgbs代表进行位元交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数,MSEmaxbs代表进行位元交换后的MSEmax,MSEminbs,代表进行位元交换后的MSEmin,当MSEmaxbs,小于MSEavgbs时,该预定方式包含下列步骤:由gmax减去Gcn,以得到一第三增益余裕値(Gmv3),并由Gcm减去gmin,以得到一第四增益余裕値(Gmv4);由MSEminbs减去MSEmaxbs,以得到一第二参数(P2);由MSEavgbs减去MSEmaxbs以及包含Gmv3.Gmv4.以及(0.5*P2)之群组中最小者,以得到一第三参数,其中包含Gmv3.Gmv4.以及(0.5*P2)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的値;以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P3),以得到J。12.如申请专利范围第9项之交换技术选择器,其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn),gmax代表对应MSEmax之子频道的增益,gmin代表对应MSEmin之子频道的增益,MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均値,MSEavgbs代表进行位元交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数,MSEmaxbs代表进行位元交换后的MSEmax,MSEminbs代表进行位元交换后的MSEmin当MSEmaxbs不小于MSEavgbs时,该预定方式包含下列步骤:由Gcm减去gmax,以得到一第五增益余裕値(Gmv5),并由gmin减去Gcn,以得到一第六增益余裕値(Gmv6);由MSEmaxbs减去MSEminbs,以得到一第四参数(P4);由MSEmaxbs减去MSEavgbs以及包含Gmv5.Gmv6.以及(0.5*P4)之群组中最小者,以得到一第五参数P5,其中包含Gmv5.Gmv6.以及(0.5*P4)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的値;以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P5),以得到J。13.如申请专利范围第9项之交换技术选择器,其中该增益系数限制其有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn),gmax代表对应MSEmax之子频道的增益,gmin代表对应MSEmin之子频道的增益,MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均値,MSEavgbs代表进行位元交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数,MSEmaxbs代表进行位元交换后的MSEmax,MSEminbs,代表进行位元交换后的MSEmin,当MSEmaxbs小于MSEavgbs时,该预定方式包含下列步骤:由gmax减去Gcn,以得到一第七增益余裕値(Gmv7),并由Gcm减去gmin,以得到一第八增益余裕値(Gmv8);由MSEminbs减去MSEmaxbs,以得到一第六参数(P6);由MSEminbs减去MSEavgbs以及包含Gmv7.Gmv8.以及(0.5*P6)之群组中最小者,以得到一第七参数P7,其中包含Gmv7.Gmv8.以及(0.5*P6)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的値;以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P7),以得到J。14.如申请专利范围第9项之交换技术选择器,其中该增益系数限制具有一最大增益系数限制(Gcm)与一最小增益系数限制(Gcn),gmax代表对应MSEmax之子频道的增益,gmin代表对应MSEmin之子频道的增益,MSEavg代表MSEmax与MSEmin的一算数平均値,MSEavgbs代表进行位元交换后MSEmax与MSEmin的一算数平均数,MSEmaxbs代表进行位元交换后的MSEmax,MSEminbs代表进行位元交换后的MSEmin,当MSEmaxbs不小于MSEavgbs时,该预定方式包含下列步骤:由Gcm减去gmax,以得到一第九增益余裕値(Gmv9),并由gmin减去Gcn,以得到一第十增益余裕値(Gmv10);由MSEmaxbs减去MSEminbs,以得到一第八参数(P8);由MSEavgbs减去MSEminbs以及包含Gmv9.Gmv10.以及(0.5*P8)之群组中最小者,以得到一第九参数P9,其中包含Gmv9.Gmv10.以及(0.5*P8)之群组中最小者代表在符合该增益系数限制的前提下,将MSEmax,与MSEmin两者分别与MSEavg之间的差异最小化所需的値;以及由MSEmax减去MSEmin与(2*P9),以得到J。图式简单说明:图1系为在一例子中显示MSEmax与MSEmin之间误差程度的示意图。图2系为当对上述图1中例子执行位元交换技术后MSEmax,与MSEmin之间误差程度的示意图。图3系为在一情形中位元交换技术毫无作用之MSEmax与MSEmin间误差程度的示意图。图4为对图1所示之例子执行如本发明所述之增益交换技术后,MSEmax与MSEmin间误差程度的示意图。图5系为根据本发明较佳实施例之选择一交换技术之方法的流程图。.图6系为在一例子中,当增益交换尚未进行时,MSEmax与MSEmin之误差程度的示意图。图7系为对图6所示之例子进行增益交换后,MSEmax与MSEmin之间误差程度差异与MSEmax与MSEmin之误差程度的示意图。图8系为对图6所示之例子进行位元交换后,MSEmax与MSEmin之误差程度的示意图。图9系为对图8所示之例子再实施依照本发明之增益交换技术后,MSEmax与MSEmin之误差程度的示意图。图10系一表格,供图示由于子频道位元减少所引致之增益变化。图11系为在一例子中,位元交换已经实施后,MSEmax与MSEmin之误差程度的示意图。图12系为对图11所示之例子执行增益交换后,所造成的MSEmax与MSEmin之误差程度的意图。图13系为根据本发明一实施例之一交换技术选择器的方块图。图14系为对图2所示之例子执行依据本发明一实施例之增益交换技术,MSEmax与MSEmin之误差程度的示意图。
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