Адаптивный корректор искажений каналов передачи данных

 

АДАПТИВНЫЙ КОРРЕКТОР ИСКАЖЕНИЙ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, содержащий линию задержки с отводами, вход и отводы которой соединены через регуляторы с соответствукидими входами сумматора, выход которого через блок стробирования соединен с входом порогового блока и первым входом блока вычитания, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом порогового блока и входом регулируемого аттенюатора, выход которого соединен с входом первой дополнительной линии задержки с отводами, вход и отводы которой через соответствующие ключи соединены с управляющими входами регуляторов, причем выход блока вьщеления тактового колебания соединен с вторым входом блока Стробирования и входом распределителя импульсов, первый выход которого соединен с объединенными управляющими входами ключей, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени коррекции путемиз .менения шага настройки, введены дополнительный распределитель импуль-. сов, дополнительный блок стробирования , вторая дополнительная линия задержки с отводами, третья дополнительная линия задержки, перемножитель , детектор, первый и второй интеграторы, первый и вто)ой дополнительные ключи, делитель, дополнительрые регуляторы, дополнительный сумматор и переключатель, при этом выход линии задержки с отводами через дополнительный блок стробирования соединен с входом второй допол нительной линии задержки с отводами , вход и отводы которой соединены через дополнительные регуляторы Q S с соответствующими входами допол (/) нительного сумматора, выход которого соединен с входом детектора и первым входом перемножйтеля, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом третьей дополнительной линии задержки и с входом первого интегратора, выход которого через первый дополнительный ключ соединен с делителем, выход и второй вход которого соединены соответственно с управляющим входом регулируемого аттенюатора и выходом второго дополнительного ключа, первый вход которого соединен с выходом второго интегратора, вход которого соединен с выходом детектора, причем выход блока вычитания соединен с входом третьей дополнительной , линии задержки и первым входом переключателя , соответствующие выходы и второй, вход которого соединены соответственно с управляющими входами дополнительных регуляторов и выходом дополнительного распределите

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО4ИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1083372 A

Н 04 В 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

>О сОщщя у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11 -,, :,";,",.;„g

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3524466/18-09 (22) 20. 12.82 (46) 30.03.84. Бюл. У 12 (72) В.С. Иихальчан (71) Одесский электротехнический институт связи им. А.С. Попова (53) 621.391.833(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 559399, кл. Н 04 В 3/06, 1977.

2. Лакки P.Ó; Автоматическая коррекция для передачи цифровой информации. — "ВТУ", 1965, т. 44., с. 547-588 (прототип). (54)(57) АДАПТИВНЫЙ КОРРЕКТОР ИСКА

ЖЕНИЙ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, содержащий линию задержки с отводами, вход и отводы которой соединены через регуляторы с соответствующими входами сумматора, выход которого через блок стробирования соединен с входом порогового блока и первым входом блока вычитания, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом порогового блока и входом регулируемого аттенюатора, выход которого соединен с входом первой дополнительной линии задержки с отводами, вход и отводы которой через соответствующие ключи соединены с управляющими входами регулятороч, причем выход блока выделения тактового колебания соединен с вторым входом блока стробирования и входом распределителя импульсов, первый выход которого соединен с объединенными управляюшими входами ключей, о т л и ч а ю- шийся тем, что, с целью уменьшения времени коррекции путем из,менения шага настройки, введены дополнительный распределитель импульсов, дополнительный блок стробировайия, вторая дополнительная линия задержки с отводами, третья дополнительная линия задержки, перемножитель, детектор, первый и второй интеграторы, первый и второй дополнительные ключи, делитель, дополнительные регуляторы, дополнительный сумматор и переключатель, при этом выход линии задержки с отводами через дополнительный блок стробирования соединен с входом второй допол нительной линии задержки с отводами, вход и отводы которой соедине- ны через дополнительные регуляторы с соответствующими входами дополнительного сумматора, выход которого соединен с входом детектора и первым входом перемножителя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом третьей дополнительной линии задержки и с входом первого интегратора, выход которого через первый дополнительный ключ соединен с делителем, выход и второй вход которого соединены соответственно с управляющим входом регулируемого аттенюатора и выходом второго дополнительного ключа, первый вход которого соединен с выходом второго интегратора, вход которого соединен с выходом детектора, при-. чем выход блока вычитания соединен с входом третьей дополнительной,линии задержки и первым входом переключателя, соответствующие выходы и второй, вход которого соединены соответственно с управляющими входами дополнительных регуляторов и выходом дополнительного распределите1083372 ля импульсов, вход которого соединен; го дополнительных ключей, а выход с входом распределителя импульсов, блока выделения тактового колебания второй выход которого соединен с соединен с вторым входом дополнителЬуправляющими входами первого и второ- ного блока стробирования.

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться для компенсации межсимвольных искажений в устройствах передачи данных.

Известен адаптивный корректор 5 искажений каналов передачи данных, содержащий многоотводную линию задержки, регистр сдвига, блок формирования весовых коэффициентов, регуляторы, перемножители, блок стробирования и блок выделения тактовой частоты (1 ).

Однако данный корректор отличается низкой точностью измерения и длительным временем коррекции. !5

Наиболее близким к предлагаемому является адаптивный корректор искажений каналов передачи данных, содержащий линию задержки с отводами, вход и отводы которой соединены 20 через регуляторы с соответствующими входами сумматора, выход которого через блок стробирования соединен с входом порогового блока и первым входом блока вычитания, вто- 25 рой вход и выход которого сбединены соответственно с первым выходом порогового блока и входом регулируемого аттенюатора, выход которого соединен с входом первой дополнительной линии задержки с отводами, вход и отводы которой через соответствующие ключи соединены с управ-, I ляющими входами регуляторов, причем выход блока выделения тактово- 35 го колебания соединен со вторым входом блока стробирования и входом распределителя импульсов, первый выход которого соединен с объединенными управляющими входами ключей t 2). 40

Однако известный корректор имеет длительное время коррекции.

Цель изобретения — уменьшение времени коррекции путем изменения шага настройки. 45

Поставленная цель достигается тем, что в адаптивный корректор искажений каналов передачи данных, содержащий линию задержки с отводами, вход и отводы которой соединены через регуляторы с соответствующими входами сумматора, выход которого через блок стробирования соединен с входом порогового блока и первым входом блока вычитания, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом порогового блока и входом регулируемого аттенюатора, выход которого соединен с входом первой дополнительной линии задержки с отводами, вход и отводы которой через соответствующие ключи соединены с управляющими входами регуляторов, причем выход блока выделения тактового колебания соединен с вторым входом блока стробирования и входом распределителя импульсов, первый выход которого соединен с объединенными управляющими входами ключей, введены дополнительный распределитель импульсов, дополнительный блок стробирования, вторая дополнительная линия задержки с отводами, третья дополнительная линия задержки, перемножитель, детектор, первый и второй интеграторы, первый и второй дополнительные ключи, делитель, дополнительные регуляторы, дополнительный сумматор и переклю« чатель, при этом выход линии задержки с отводами через дополнительный блок стробирования соединен с входом второй дополнительной линии задержки с отводами, .вход и отводы которой соединены через дополнительные регуляторы с соответствующими входами дополнительного сумматора, выход которого соединен с входом детектора и первым входом перемножителя, второй вход и выход которого, соединены соответственно с выходом третьей дополнительной линии задержки и с входом первого интегра"0833

50 з тора, выход которого через первый

r дополнительный ключ соединен с делителем, выход и второй вход которого соединены соответственно с управляющим входом регулируемого аттенюатора и выхо- м второго дополнительного ключа» первый вход которого соединен с выходом второго интегратора, вход которого соединен с выходом детектора, причем выход 10 блока вычитания соединек с входом третьей дополнительной линии задерж" ки и первым входом переключателя, соответствующие выходы и второй вход которого соединены соответсвен- 15 но с управляющими входами дополнительных регуляторов и выходом дополнительного распределителя импульсов, вход которого соединен с входом распределителя импульсов, второй 20 выход которого соединен с управляющими входами первого и второго дополнительных ключей, а выход блока выделения тактового колебания соединен с вторым входом дополнительно- 25

ro блока стробирования.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого корректора.

Адаптивный корректор искажений ка ЗО налов передачи данных содержит линию 1 задержки с отводами, регуляторы 2, сумматор 3, блок 4 стробирования, пороговый блок 5, блок 6 вычитания, первую дополнительную линию З5.

7 задержки с отводами, ключи 8, блок .

9 выделения тактового колебания, регулируемый аттенюатор 10, распределитель 11 импульсов, дополнительный распределитель 12 импульсов, допол- 4g нительный блок 13 стробирования, вторую дополнительную линию t4 задержки с отводами, дополнительные регуляторы 15, дополнительный сумма тор 16, перемножитель 17, детектор 45

18, первый 19 и второй 20 интеграторы, делитель 21, переключатель

22, третья дополнительная линия 23 задержки, первый 24 и второй 25 дополнительные ключи.

Корректор работает следующим образом.

В исходном состоянии корректора перед приемом очередного и-го импульса настройки ключи 8 и первый 55 и второй дополнительные ключи 24 и 25 разомкнуты, переключатель 22 находится в положении "0", т.е.

72 4 его вход не соединен с рабочими (за-, действованными) выходами, а блоки стробирования работают от импульсов из блока 9 с интервалом времени, равным интервалу Котельникова.

Корректор с тремя отводами (тремя регуляторами) работает следующим образом.

Пусть х; = х„, х, х — дискретные значения сигйала настройки на входе корректора, С = С „, Со, 1

С „ — коэффициенты передачи регуляторов 2» К,. = R 1» RÎ » R1 коэф фициенты передачй дополнйтельных регуляторов 15; r . = r, r, r, г„, -2 .-1 ошибка отсчетов сигнала, возникающая на выходе блока 6 вычитания за счет частотных искажений канала передачи, а; = а, а „ а, а „, а — отсчетные значения на выходе корректора, Ь „ = Ь, Ь

Ь „, b — сигналы на выходе дополнйтельного сумматора 16.

Рассмотрим последовательное прохождение сигнала настройки через корректор.

На входе корректора находится отсчет х „. После перемножения на

С „, стробирования (тактовыми импульсами из блока 9) в блоке 4, вычитания в блоке 6 вычитания из искаженного отсчетного значения а и

его регенерированной оценки а на выходе блока 6 вычитания получают значение ошибки r которая поступает на вход регулируемого аттенюатора 10, умножается на его предварительно установленный по предыдущему сигналу настройки коэффициент передачи (ослабления) с и полученное значением - поступает на вход первой дополнительной линии 7 задерж ки с отводами и, кроме того, в виде

r c выхода блока 6 вычитания — на

-2 вход третьей дополнительной линии 23 задержки и на вход переключателя 22, с выхода которого данная выборка ошибки никуда не поступает, так как переключатель 22 находится в положении "0".

После прохождения выборки ошибки

12 по сигцалу из дополнительного распределителя 12 импульсов переключатель 22 устанавливается в положение "1".

На входе корректора находится хо, на первом отводе линии 1 задержких.„, .на выходе корректора после

1083372

S стробирования — а»„ = с„х + с х „, s на выходе блока 6 - r „, значение ,которой устанавливается в соответствующем регуляторе 2 R „ïî правилу

R. „ r < . Кроме того, r „ умножается на коэффициент передачи 4, регулируемого аттенюатора 10 и значение

gLr поступает на вход первой дополнительной линии 7 задержки с отводами, на первом отводе которой s 10 настоящий момент времени предыдущее значение о „ . Одновременно r „ поступает на вход третьей дополнительной линии 23 задержки.

После прохождения выборки ощиб- ки r по сигналу из дополнительного распределителя 12 импульсов переключатель 22 устанавливается во второе положение.

На входе корректора находится х., на первом отводе - x, на выходе линия 1 задержки с отводамих „, на выходе блока 6 — ro, значение которой устанавливается в соответствующем регуляторе 2 К по правилу R r . Кроме того, r умноЛ а о жается на коэффициент передачи регулируемого аттенюатора 10 и зна-. чение * поступает на вход перо в=Я дополнительной линии 7 задержки с отводами, на первом отводе которой в настоящий момент времени значениесй,, а на выходе — а4 . Одновременно r поступает на вход третьей дополнительной линии 23 задержки, на выходе которой в данный момент

35 времени значение r 2, которое поступает на вход перемножителя 17.

Сигнал х „ с выхода линии 1 задержки с отводами поступает на вход дополнительного блока 13 стробиро-„ вания, стробируется тактовыми импульсами из блока 9 и поступает на вход второй дополнительной линии 14 за- держки с отводами. Выборка сигнала . х „ умножается на коэффициент переда. чи соответствующего дополнительного регулятора 15 К»„ = г и полученное значение Ь2 х „г „поступает на вход перемножителя 17, умножается

50 на значение r, поступающее по вто- рому входу, и результат Ь г записывается s первый интегратор 19. Одновременно значение Ь поступает на вход детектора 18, возводится во и 55 вторую степень и значение Ь запи", сывается во, второй интегратор 20.

Переключатель 22 устанавливается в третье положение.

Иа первом отводе корректора нахо дится х . на выходе линии 1 задержки с отводами — ха, на выходе блока 6 — г„, значение которого устанавливается в соответствуюзем регуляторе 2 R1 по правилу R„= r

Кроме того, г„умножается йа коэффициент передачи о регулируемого аттенюатора 10 и значение Ф .„ поступает. на вход первой дополнительной линии 7 задержки с отводами, по импульсу из распределителя 11 импульсов открываются соответствующие ключи 8 и регуляторы 2 устанавливаются в соответствующие состояния по npan+< (n l вилу C C -d, а, так как в данный момент времени на первом отводе первой дополнительной линии

7 задержки значениес(го,на выходе которой значение а р „. После установки регуляторов 2 в соответствующие состояния ключи 8 размыкаются.

Одновременно г1 поступает на вход третьей дополнительной линии 23 задержки, на выходе которой в данный момент значение r „, которое. поступает:на вход перемножителя 17.

Сигнал х а с выхода линии 1 задержки с отводами поступает на вход дополнительного блока 13 стробирования, стробируется тактовыми импульсами из блока 9 и постунает на вход второй дополнительной линии 14 задержки с отводами, на первом отводе которой в настоящий .момент времени значение :» С выхода дойолнительного сумматора 16 результирующее значение Ь 1 = х,Р,+ х „ Ro поступает на вход йеремйожйтеля

17, умножается на значение r „, поступающее по второму входу, и ре- . зультат г ., Ъ„ записывается в первый интегратор 19, в котором происходит сложение с предыдущим значением, т.е. 8 = r Ь + r2b 2,.0ä- новременно значение Ь»„ поступает на вход детектора 18 возводится во вторую степень и значение Ь . суммируется во втором интеграторе

20 с предыдущим уйачением b>, S,- Ьг+ Ь„

Я

Переключатель 22 устанавливается в исходное положение.

Аналогично корректор работает до полного прохождения сигнала настройки через вторую дополнительную линию 14 задержки с отводами.

1083372 (Н+ 1) а

10

7

В результате накопления в первом и втором интеграторах 19 и 20 формируются значения S< и S Я после, про хождения всего n-ro сигнала настрой" ки через вторую дополнительную линию 14 задержки с отводами

S-r Ь+ Ь ++i Ü+ Ь Ь

1 -22 -1-) 0 o a ) 2 2 (. )

«Ь +Ъ +Ь +Ь +Ъ

2 2 Я 2

2 -2 -(о 1 2

Затем по импульсу со второго выхода распределителя 11 импульсов замыкаются первый и второй дополнительные ключи 24 и 25 и результаты накопления $„ и S> поступают на соответствующие входы делителя 21, на выходе которого формируется значение шага настройки ю (21

2 которое устанавливается в.качестве коэффициента передачи регулируемого аттенюатора 10. 25

Таким образом, по и-му сигналу настройки происходит установка коэффициентов передачи регуляторов.2 и автоматическая установка шага, .: настройки. К("1, величина которого связана с отсчетными значениями на входе корректора и с величиной ошибок на выходе первого вычитающего блока. Из формулы (1) и (2) видно, что шаг настройки уменьшается по мере уменьшения погрешности корректи. рования, так как o(()- величина, прямо пропорциональная значениям ошибок. После установки коэффициента передачи регулируемого аттенюато- 40 ра 10 корректор готов для настрой-.ки по и+1-му сигналу, по которому работает. аналогично до достижения требуемой точности коррекции.

Предлагаемый корректор оптималь- 45 но уменьшает величину среднеквадра" тичных искажений при каждом изменении коэффициентов передачи по отво дам и при представленном выборе шага настройки по каждому импульсу настройки.

Отсчетные значения на выходе корректора связаны с отсчетными значениями х на входе корректора при поступленйи и-го сигнала настройки соотношением (1+.i) (3) ..., N, k = -2N,...,2N где С . — коэффициент передачи регу1 ляторов 2;

n - номер .сигнала настройки, при этом среднеквадратичная погрешность отклонения отсчетов сигнала а на выходе блока 4 стробирования от отсчетов требуемого сигнаФЪ ла а равна (1+ ) с- (И+ ) )2 -, 2 () к " к

Коэффициенты передачи регуляторов

2 находят по правилу (51

1 . 1 1 где d. — шаг настройки; (111

r . — отклонение (ошибка) от (и

1 идеального сигнала.

Подставляя (5) в (3), .а полученный результат в (4), получают зави. симость среднеквадратичной погрешности от отклонений г Г) и поступае 1 мых отсчетов сигнала настройки х (п+4) g (п1 (ь1 (", 1

/" К! "1

Для максимальной минимизации критерии E ииреиение (6) иифференнируют по параметру о(и результат при-. (n равнивают нулю. В результате полу(р1 (1 (й)

; (п12 к или для трехотводного корректора г Ь +г Ь + Ь Ь+ 2

2 2 Ь2 Ь2 12

О 1 2

С большим количеством отводов корректор работает аналогично.

Таким образом, сравнивая выражения (1), (2) и (8) видно, что предлагаемый корректор расчитывает автоматически и- устанавливает оп" тимальный шаг настройки с точки зрения максимальной минимизации среднеквадратичной погрешности, при этом достигается минимально возможное время настройки корректора по тестовым сигналам настройки для выбранного правила установки коэф" фициентов передачи регуляторов 2 согласно выражению (5).

1083372

Жчи/

Составитель Е. Голуб

Редактор Т. Мермелштейн Техред Т.фанта Корректор Ю.Макаренко

Заказ 1777/52 Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4