Цифровой адаптивный корректор сигнала с парциальным откликом

 

..SU„„ 10 890 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

39 Н 04 В 3 04

ГОСУ»ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3417844/18-09 соединен с выходом (jy g) -го кор(22) 02. 04.82 релятора, выход блока перекодирова(46) 15.02.84. Бюл. В 6 . ния биимпульсного сигнала через тре(72) Ю.A.Tàìì, Б.C.Äàíèëoâ, Л.Г.Из- .. тью линию задержки подключен к друраильсон, Л.А.Лашнева и М.Г.Штейнбок гим входамкорреляторов, о т л и ч а ю(53) 621.345.662(088.8) . шийся тем, что, с целью повы(56) 1-.. Патент CUR 9 3508153, шения скорости и точности настройки

:кл. 325-42, 1970.. корректора путем учета многопозицнАвторское свидетельство СССР онности амплитуды принимаемого сигнаР 936441, кл. Н 04 В 3/04, 1979 (про- ла с парциальным откликом, введены тотип) . . первый и второй элементы ИЛИ и распределитель, состоящий из элемента (54Ц57) ЮфРОВОЙ АДАПТИВНЫЙ КОРРЕК- памяти, блока сравнения и вспбмога ГОР СИГНАЛА С ПАРЦИАЛЬНЬИ4 ОТКЛИКОМ, тельного сумматора, причем первый содержащий первую в -элементную ли- выход цифрового блока анализа соедииию задержки, вход которой является нен с первыми входами первого элеменвходом корректора, а и .+1 выходов та или,элемента памяти и блока срав- = Я через соответствующие регуляторы . нения, второй вход цифрового блока подключены к входам основного сумма- анализа, вторые входы первого элетора, выход которого, являющийся вы- мента или, элемента памяти и первые

Ходом корректора подключен к входу входы вспомогательного сумматора и цифровбго блока анализа и к одному:, второго элемента ИЛИ подключены к из входов блока вычитания, выход ко« ., второму выходу цифрового блока ана- Я дорого подключен к входу второй,лиза, третий выход которого соединен (в+В) -элементной линии задержки, каж- со вторыми входами второго элемендый из (и a KJ промежуточных выходов та или и вспомогательного суммато-, котор@й подключен через последова- . pi, выход элемента памяти через блок тельно соединенные коррелятор, .допол- сравнения подключен к третьему иительный сумматор и .интегратор к уп- . входу вспомогательного сумматора, вы равляющему входу соответствующего ре- ход которого подключен к входу блогулятора, причем, вход второй (И+ g) - ка перекодирования бинмпульсного

-элементной линии задержки соединен сигнала, а выходы элементов ИЛИ соечеРез(п K 4) -й коррелятор с дру- динены с другими входами блока выгим входом первого дополнительного читания, где n lc, К = 1,2,3." °, сумматора, а другой вход каждого 1 -го где. 1 — порядковый номер дополнииз а М дополнительных сумматоров (- тельного сумматора.

1073890

Устройство относится к электросвязи и другим областям, связанным с приемом модулированных сигналов данных, передаваемым по каналам связи. Оно предназначено для коррекции межсимвольной интерференции МСИ в модулированных сигналах, передавае- мых многапозиционными методами модуляции с использованием корреляционного кодирования, в результате чего на выходе передатчика формируются 10 сигналы с парциальным откликом или . биимпульсные сигналы.

Известен цифровой адаптивный корректор сигнала с парциальным откликом содержащий первую линию за- 5 держки, вход которой через регулятор подключен к входу устройства, а выходы через соответствующие регуляторы подключены к сумматору, один из выходов которого является выходом устройства, а два других подключены к второй и третьей линиям задержки, выходы которых подключены к соответствующим корреляторам, другие входы которых соединены с выходами четвертой линии задержки, вход которой подключен к четвертому выходу . сумматора, а выходы соответствующих корреляторов подключены к соответствующим регуляторам (1) .

ЗО

Недостатком этого корректора явля-....

1 ется недостаточная точность настройки, поскольку для выработки сигналов управления коэффициентами передачи регуляторов отводов используются коррелированные зависимые сигналы. кроме того, этот корректор рассчитан на коррекцию многопозиционных сигналов с парциальным откликом.

Известен также цифровой адапатив- 49 ный корректор сигнала с парциальным откликом, содержащий первую Yl -элементную линию задержки, вход которой является входом корректора, а гг +1 выходов через соответствующие регуля-45 торы подключены к входам основного сумматора, выход которого, являющийся выходом корректора, подключен к входу цифрового блока анализа и к оДному из входов блока вычитания, выход которого подключен к входу второй (ггt К) -элементной линии задержки, каждый из tIt К промежуточных выходов которой подключен через последовательно соединенные коррелятор, дополнительный сумматор и ин- 55 тегратор к управляющему входу сОответствующего регулятора, причем вход второй иг к) -элементной линии задержки соединен через (.гг t к w 1) .-й коррелятор с другим входом первого допол- 60 нительного сумматора, а другой вход каждого . - Î из N t)c дополнительных сумматоров соединен с выходом Li.г- g) -го коррелятора, выход бло-. .ка перекодирования биимпульсного сиг-6 нала, через третью линию задержки подключен к другим входам корреляторов Я .

Однако это устройство обеспечивает недостаточно высокую cicoрость и точность настройки при коррекции МСИ в многопозиционных сигналах.с парциальным откликом с числом позиций амплитуды больше трех. 1ель изобретения — повышение скорости и точности настройки корректора путем учета многопозиционности амплитуды принимаемого сигнала с парциальным откликом.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой адаптивный корректор сигнала с парциальным откликом, содержащий первую п -элементную линию задержки, вход которой является входом корректора, а q ..+1 выходов. через соответствующие регуляторы подключены к входам основного сумматора, выход которого являющийся выходом корректора, подключен к входу цифрового блока анализа и к одному из Входов блока вычитания, выход которого подключен к входу второй (в г к) -элементной линии задержки, каждый из И < r, промежуточных выходов которой подключен через последовательно соединенные коррелятор, дополнительный сумматор и интегратор к управляющему входу соответствующего регулятора, причем вход второй (д г K) -элементной линии задержки соединен через (д + г) -й коррелятор с другим входом nepsoro дополнительного сумматора, а другой вход каждого -го из М t y дополнительных сумматоров соединен с выходом (г к) -Го коррелятора, выход блока перекодирования биимпульсного сигнала через третью линию. задержки подключен к другим входам корреляторов, введены первый и второй элементы

ИЛИ и распределитель, состоящий из элемента памяти, блока сравнения и вспомогательного сумматора, причем первый выход цифрового блока анализа, соединен с первыми входами первого элемента ИЛИ элемента памяти и блока сравненйя, второй вход цифрового блока анализа, вторые входы первого элемента ИЛИ, элемента памяти.и первые входы вспомогательного сумматора и второго элемента ИЛИ подключены к второму выходу цифрового блока анализа, третий выход которого соединен со вторыми входами второго элемента ИЛИ и вспомогательного сумматора, выход элемента памяти через 9лок сравнения подключен к третьему входу вспомогательного сумматора, выход которо-. го подключен к входу блока перекодирования биимпульсного сигнала, а выходы элементов ИЛИ соединены с другими входами блока вычитания, 1

1073890

I

Повышение скорости передачи сигналов данных может производится за счет увеличения числа позиций амплитуды передаваемого сигнала.

Допустим, что принимаемый биимпульсный сигнал имеет семь значений 60 амплитуды, относительные величины которой (фиг.3) обозначены цифрами +3,+2, -1,0, -1,-2,-3 ° Число позиций амплитуды биимпульсного сигнала может быть и другим. 65 где и > к, к=1,2,3,... j где — порядковый номер дополнитель ного сумматора.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг.2 — вид биимпульс- 5 ного видеосигнала, на фиг.3 — относительные величины принимаемого биимпульсного сигнала, на фиг.4-6 временные диаграммы работы устройства.

Цйфровой .адаптивный. корректор сигнала с парциальным откликом содержит первую И -элементную линию 1 задержки, элемент 2 первой линии за держки, регулятор 3, .основной сумматор 4, цифровой блок 5 анализа, блок 6 вычитания, блок 7 перекодирования биимпульсного сигнала, вторую р элементную линию 8 задержки, третью линию 9 задержки, элемент 10 20 второй линии задержки, коррелятор 11, дополнительный сумматор 12, интегратор 13, распределитель 14; первый элемент ИЛИ 15, второй элемент

ИЛИ 16, элемент 17 памяти, блок 18 25 сравнения, вспомогательный сумматор 19.

Цифровой адаптивный корректор с парциальным откликом работает следующим Образом.

Рассмотрение принципа работы устройства ведется на примере биимпульсного видеосигнала второго клас-. са, вид которого и отсчетные значения приведены на фи г. 2 g и 2 5 соот- . ветственно. Однако указанный принцип работы устройства распространяется и на адаптивную коррекцию МСИ в сигналах с парциальным откликом других классов.

I 40

Биимпульсный д модулированный сигнал поступает на вход корректора и далее на многоразрядную цифровую первую И -элементную линию 1 задержки, состоящую из элементов 2.

Отводы первой И элементной линии 1 45 задержки через регуляторы 3 подключены к основному сумматору 4, выход которого является выходом корректора. Кроме того, откорректированный сигнал 3к с выхода основного сум- 50 матора 4 поступает, во-первых, на цифровой блок 5 анализа, а во-вторых, на один из входов блока б вычитания.

В цифровом блоке 5 анализа осуч ществляется оценка амплитуды сигнала на выходе основного сумматора 4.

На основании этой оценки в цифровом блоке 5 анализа вырабатывается эталонный одноразрядный двоичный сигнал по соответствующей цепи. По этому сигналу в элементах ИЛИ 15 и 16 форми. руется соответствующая ему $ -разрядная.комбинация д к, причем число разрядов равно числу разрядов кодовой комбинации, .записанной в линии

1 задержки. В блоке б вычитания осуществляется формирование -разрядного сигнала ошибки 6к, получающегося как разность выходного и эталонного сигнала, поступающего на блок Ь вычитания от элементов ИЛИ 15 и 16. Сигнал ошибки Вк от блока б вычитания подается на вход второй(и к) -эЛементной линии 8 задержки, состоящей из элементов 10, отводы которой связаны со входами корреляторов 11. На вторые входы корреляторов 11 поступает перекодированный и задержанный сигнал с выхода третьей линии 9 задержки, задерживающей сигнал на время, равное половине задержки во второй(niк) -элементной линии задержки.

Возможные относительные значения модуля амплитуды откорректированного сигнала в соответствии с фиг.3 равны

0,1,2,3. Эти значения можно представить в виде многоразрядных двоичных чисел следующим образом: относительному значению амплитуды "1" соответствует такое, например девятиразрядное число 0 01000000, значению

"2" соответствует 010000000,. значению "3" соответствует 011000000. Сравнивая эти кодовые числа, видно, что единица во втором разряде появляется при наличии относительных значений "2" или "3", а,единица в третьем разряде — при наличии относительных значений "1" или "3". Рассмотренный принцип реализует первый и второй элемент ИЛИ 15 и 16. Причем на..выходе первого элемента ИЛИ 15 формируется логический сигнал в третьем разряде, на выходе второго элемента ИЛИ 16 формируется логический сигнал во втором разряде 0 -разрядного кодового числа. По остальным разрядам 3 -разрядного числа о к фбрмируется логический ноль. 2акйм образом, введение двух элементов

ИЛИ.15 и 16 позволяет осуществить преобразование одноразрядной двоичной последовательности в многоразрядную 6 -разрядную двоичную последовательность 3 к

Допустим, что идеальный неискаженный сигнал 3 к, поступающий с выхода основного сумматора 4,имеет вид,изображенный на фиг .4 a . В распределителе 14 эта последовательность

90 ного сумматора 4. Блок 7 перекодирования биимпульсного сигнала предназначен для формирования двоичного сигнала, каждый импульс которого соответстует условной поляр ности биимпульса, в качестве

1которого используют любую из

„трехпозиционных последовательностей, изображенных на фиг.4 SpS, ко торые в сумме дают исходный сигнал, изображенный на.фиг.4 O . Одна из этих последовательностей, в предложении отсутствия ошибок, изображена на фиг.5 Я . Условное разбиение сигнала на фиг.5 g на биимпульсы представлено на фиг.5, а на фиг.5 3 приведен формируемый блоком 7 перекодирования биимпульсного сигнала двоичный сигнал, соответствуищий полярности биимпульсов

{фиг.5 l) . Применительно к трехпози- ционному,сигналу принцип работы блока 7 перекодирования биимпульсного сигнала состоит в размещении на местах "нулей" исходного трехпозиционного сигнала значений, соответствующих полярности предшествующего актив ного значения сигнала.

Перекодироваяный таким образом сигнал, используемый в процессе корреляционного анализа в корреляторах

11, позволяет определить импульсную реакцию канала на воздействие в виде биимпульса, что полностью соответствует структуре корректируемого сигнала.

Процесс коррекции поясняет фиг.6, На фиг.бо изображен искаженный элементарный биимпульс на выходе распределителя 14. На фиг.6 8 соответствую. щий ему сигнал отклонений имиульс- . ной реакции от идеального значения, имеющий место на выходах .корреляторов .11. Определяемое посредством дополнительных сумматоров 12 неравенство соответствующих значениям си1нала по фиг.б 5 после интегрирования в интеграторах 13.приводит к изменению коэффициентов передачи регуляторов 3,. таким образом, чтобы задержанный посредством первой

И -элементной линии 1 задержки основной биимпульс (фиг.65 -бй) скомпенсировал обнаруженное отклонение.

10738 распределяется на две трехнозиционнще последовательности сигналов., изображенные на фиг.4 9» 5 . Иэ фиг.4 сле дует что одна иэ последовательностей (фиг.43) состоит иэ сигналов с относительным значением амплитуды, равным 1 2 и О, а другая (фиг.45)из сигналов с отйосительным значе-; нием амплитуды, равным +1 и О. При-. чем, поскольку передаются биимпульсные сигналы, то в последовательностях изображенных на фиг.4 8 .в полярность сигналов должна чередоваться ° Поэтому сигнал с относительным значением "+1" в точке A на фиг.4 ц представляется суммой двух сигналов "+2" и "-1" (фиг ° 45,Ь)

Аналогично сигнал "-1" в точке Б представляется суммой двух сигналов "-2" и "+1" (,фиг.4515) . Следовательно, для того, чтобы правиль- 29 но разделить исходную последовательность на две, необходимо помнить полярность последнего сигнала с относительной амплитудой, равной

+1. Поэтому в распределителе должен 25 быть элемент 17 памяти, осуществляющий запоминание сигналов с относительным значением амплитуды 3 и

+1, поступающих с выхода цифрового блока 5 анализа.. Кроме того, в состав распределителя 14 входит блок 18 сравнения, осуществляющий сравнение полярностей сигналов с относительной амплитудой +1 на выходе элемента 17 памяти и непосредствен-:. 35 но. на выходе цифрового блока 5 ана- лиза. В случае, если эти полярности совпадают, то сигнал с относительной амплитудой (Ц представляется в виде суммы двух сигналов: с 4О амплитудой (2) и I1), как например, это изображено на фиг.4 { точки A и Б) ° Такое представление осуществляется в вспомогательном сумматоре 19, где к двум последовательностям с амплитудами +2 и О, а так- 45 жь Д и О добавляется результат- анализа, производимого в блоке 18 сравне-, ния. Две последовательности (фиг.45 Р с выхода вспомогательного суммато) ра 19 поступают в блок 7 перекодирования биимпульсного сигнала, где каждая иэ них подвергается операции перекодирования, суть которой состоит в следующем. Трехпозиционный неискаженный сигнал, поступающий на вход 55 блока 7 перекодирования биимпульсного сигнала из распределителя 14, имеет вид, изображенный на фиг.5a .

Под действием МСИ этот сигнал ис. кажается,{фиг.5 5) . Полученные ис- 60 кажения характеризуются сигналом ошибки {фиг. 5 8), сформированным как разность сигналов по фиг.5 0lи 53. полученных иэ исходного сеьйюпозиционного сигнала dg на выходе основ- 65

Таким образом, алгоритм работы корректора при компенсации МСИ о сигналах с парциальным откликом клас-. са 2 описывается следующим выражением, аналогично можно записать выражение для алгоритма коррекции МСИ в. сигналах с парциальнымсоткликом дру- . гйх классов

1073890 где М - коэффициент передачи регулятора отвода на "р-н" шаге регулировки", р - коэффициент интеграции емкости интегра- 5 тора 13, — значение отклонения — искаженного сигнала

d от номинального значения Зу, п д — знак полярности перекодированного двоичного сигнала, соответствующей полярности .биимпульсного сиг-35 нала.

Следует иметь в виду, что для реализации алгоритма работы корректора в соответствии .с выражением (1) используется перекодированный сигнал, полученный из последовательнос:ти, изображенной на фиг.4 О .

В момент времени, соответствующий наличию логической "1" одного знака обеих перекодированных последовательностях, увеличивается "вес" (уменьшается емкость интегратора 13) при изменении коэффициента передачи регуляторов 3 отводов корректора, что позволяет сократить время его настройки.

Последовательная реализация алгоритма настройки корректора в соответствии с выражением (1) позволяет получить на выходе устройства свободный от МСИ сигнал, соответствующий реакции канала на биимпульс (фиг.бо) .

Аналогично может быть показана работа предлагаемого цифрового адаптивного корректора и при иной фор ме сигнала с парциальным отклИкоМ других классов и при другом числе значений амплитуды передаваемого сигнала.

Таким образом, в предлагаемом устройстве уменьшается время настройки и повышается точность коррекции МСИ при приеме многопоэиционных сигналов с парциальным откликом.

1073 890 рис. 3 !

lр .

1073890 е д

И

Фь к

ВНИИПИ Эакаэ 379/54 Тираж 635 . Подписное

Филиал ПИО "Патент" г.Уыород, ул.Проектная,4