Цифровой адаптивный корректор межсимвольной интерференции

 

ЦИФРОВОЙ АДАПТИВНЬЙ КОРРЕКТОР МЕЖСИМВОЛЬНОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ, содержащий последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь , блок памяти выборок и арифметический блок, а также программный блок, выход которого соединен с другим входом блока памяти выборок, с вторым входом арифметического блока и первым входом блока памяти коэффициентов , выход которого соединен с третьим входом арифметического блока, первый выход которого является выходом устройства, а второй выход соединен с первым входом блока корреляции, второй вход которого соединен с вторым выходом блокапамяти выборок, при этом входы аналого-цифрового преобразователя, программного блока и третий вход блока корреляции являются, входами устройства , отличающийся тем, что, с целью повышения точности адаптивной коррекции межсимвольной интерференции, введен формирователь сигнала управления, состоящий и: последовательна соединенных первого элемента ИЛИ, входы которого являются входами устройства, инвертора, первого элемента И, второго элемента ИЛИ, блока элементов И, выход 1 которого соединен с вторым входом блока памяти коэффициентов, второго (Л элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а второй вход соединен с вторым выводом программного блока, третий выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, при этом вькод второго элемента И соединен с эо вторым входом второго элемента ИЛИ, :о :/s второй вход блока элементов И соединен с вьгходом блока корреляции. vl

(21) 3537113/18-09 (22) 14. 12. 82 (46) 30,03.84. Бюл. Ф 12 (72) С.В.Стукалов, Л;Г.Израильсон и Л.А.Лашнева (53) 621.345.662(088.8) (56) 1. Патент США Ф 3727136, кл. 325-320, 1973.

2. Патент США 11 - 3633105, кл. 324-42, 1975 (прототип). (54)(57) ЦИФРОВОЙ AgAnTHBHbIA KOPPEKТОР МЕЖСИМВОЛЬНОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ, содержащий последовательно соединен- ные аналого-цифровой преобразователь, блок памяти выборок и арифметический блок, а также программный блок, выход которого соединен с другим входом блока памяти выборок-, с вторым входом арифметического блока и первым входом блока памяти коэффициентов, выход которого соединен с третьим входом арифметического блока, первый выход которого является выходом устройства, а второй выход соединен с первым входом блока корреляции, второй вход которого соединен с вторым выходом блока памяти выборок, при этом входы аналого-цифрового преобразователя, программного блока и третий вход блока корреляции являются. входами устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности адаптивной коррекции межсимвольной интерференции, введен формирователь сигнала управления, состоящий и последовательно соединенных первого элемента ИЛИ, входы которого являются входами устройства, инвертора, первого элемента И, второго элемента ИЛИ, блока элементов И, выход которого соединен с вторым входом блока памяти коэффициентов, второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента

ИЛИ, а второй вход соединен с вторым вводом программного блока, третий выход которого соединен с вторым

Ъ входом первого элемента И, при этом выход второго элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, второй вход блока элементов И соединен с выходом блока корреляции.

1083374

Изобретение бтносится в электросвязи и может быть использовано для коррекции межсимвольной интерференции (MCH) в модулированных сигналах„ передаваемых многопозиционными методами фазовой модуляции.

Известен цифровой адаптивный корректор межсимвольной интерференции, содержащий последовательно соединенные блок памяти выборок и арифмети- 10 ческий блок, выход которого является выходом устройства, вход которого через блок памяти полярностей и знака отклонения амплитуды сигнала от номинала подключен к блоку корре- 15 ляции, выход которого через блок памяти коэффициентов подключен к другим входам арифметического блока и блока корреляции (1 ).

Однако точность коррекции такого 20 устройства недостаточна.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой адаптивный корректор межсимвольной интерференции, содержащий послЕдовательно соединен- 25 ные аналого-цифровой преобразователь, блок памяти выборок и арифметический блок, а также программный блок, выход которого соединен с другим в одом блока памяти выборок, с вторым входом арифметического блока и первым входом блока памяти коэффициентов, выход которого соединен с третьим входом арифметического блока, первый выход которого является . выходом устройства, а второй выход соединен с первым входом блока корреляции, второй вход которого соединен с вторым выходом блока памяти выборОК при этОм ВхОды аналого-цифровс- 40 го преобразователя, программного блока и третий вход блока корреляции являются входами устройства 21, Однако известный корректор обеспечивает недостаточно высокую поме- 45 хоустойчивость приема сигнала в условиях неоптимального выделения кагерентного колебания (КК) в результате снижения точности коррекцию „

Цель изобретения — повышение точности адаптивной коррекции межсимвольной интерференции путем компенсации искажений, возникающих вследствие интегральных сдвигов КК.

Поставленная цель достигается

55 тем, что в цифровой адаптивный корректор межсимвольной интерференции, содержащий последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, блок памяти выборок и арифметический блок, а также программный блок, выход которого соединен .с другим входом блока памяти выборок, с вторым входом арифметического блока и первым входом блока памяти коэффициентов, выход которого соединен с третьим входом арифметического блока, первый выход которого является выходом устройства, а второй выход соединен с первым входом блока корреляции, второй вход которого соединен с вторым выходом блока памяти выборок, при этом входы аналого-цифрового преобразователя, программного блока и третий вход блока корре-. ляции являются входами устройства, введен формирователь сигнала управления, состоящий из последовательно соединенных первого элемента ИЛИ, входы которого являются входами устройства, инвертора, первого элемента И, второго элемента ИЛИ, бло- . ка элементов И, выход которого соединен с вторым входом блока памяти коэффициентов, второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а второй вход соединен с вторым выходом программного блока, третий выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, при этом выход второго элемента,И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, второй вход блока элементов И соединен с выходом блока корреляции.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого корректора; на фиг, 2 — векторные диаграммы.

Цифровой адаптивный корректор межсимвольной интерференции содержит аналого-цифровой преобразователь 1:, программный блок 2, блок 3 памяти выборок, блок 4 корреляции, блок 5 памяти коэффициентов, арифметический блок 6, формирователь 7 сигнала управления, инвертор 8, первый 9 и второй 10 элементы И, первый 11 и второй 1.2 элементы ИЛИ, блок элементов И 13, Устройство работает следующим образом.

На фиг. 2 изображены возможные положения вектора при различной ripoстранственной структуре сигналов.

При этом точками показаны возможные идеальные положения конца вектора

10833

74 ео и е"

I о

30 где& п»<»0 и5 с»о знаки проекций .сигналов, подверженных мешающему влиянию на

КК и !! соответственно; — знаки проекций сигналов, создающих мешающие влияния, на КК и !! соответственно; — знаки отклонения амплитуд сигнаао иао

1 .Й от номинала относительно КК и !! соответственно;

S „a, иб с» -

Т. о-о

yn o и5 el< о з принимаемого сигнала. На фиг. 28,эти положения показаны цифрами 1 — 4.

На фиг. 2el,<5 цифрами и i! показана относительная величина проекции сигнала на КК; а на фиг. 2s она 5 равна 3.

Прием сигналов данных осуществляется посредством двух демодупяторов, расположенных в приемнике (не пока аны). Корректор осуществляет кор- 10 рекцию как синфазных (собственных),, так и квадратурных (перекрестных) компонентов ИСИ. Корреляция ИСИ адаптивным корректором проводится в соответствии со следующим сгорит- 15 мом: при компенсации синфазного (собственного) мешающего влияния!

c I Z 20

Ъ. = е о»,: (») . . {31 фп; о-о о . - о.п о - фо»)(<1 1 при компенсации квадратурного (перекрестного) мешающего влияния ! ! к н е Л+ " - + фл i а p - gn 0 - gn 1 (611,

< 0 1 (i бк I ?

В

S „1; = > „е0 Я >g, ; „,<) (81

I i< а; и а - — величина проекции сигналов,создающих мешающие влияния на КК и Ii соответственно; — величина проек=, ции отклонения амплитуды сигналов ао<г и <» е о о от номинала на

КК и !! соответственно.

Для реализации алгоритма адаптивной коррекции достаточно использовать только две пары выражений: либо (1), (2), (5), (6), либо (3), (4), (6), (8) .

На основании выражений (1), (3), (5) и (7) определяется величина изменения коэффициента. передачи соответствующего регулятора отвода корректора, а на основании выражений (2), (4), (6), (8) — знак этого изменения (Q <, ) ..

Е 1

Ic <<с

Формировайие сигналов

?к «к и Ь по выражениям (1), (3), {5) и (7) осуществляется в арифметическом блоке 6. Эти сигналы поступают в блок 4 корреляции и обозначены на фиг. 1 как и;

Для формирования сигнала 5 „ h„

Т << поступают сигналы г о» < по»о <

I по», и „о<-, с выходов приемника и сигналы 5, и9 с». с выходов аh 1 блока 3 памяти выборок.

По командам программного блока 2 и в соответствии с использованным среднеквадратичным алгоритмом настройки адаптивного корректора в блоке

4 корреляции вырабатываются сигналы о величине и знаке изменения коэффициента передачи соответствующего отвода, которые в виде и -разрядных чисел хранятся в блоке 5 памяти коэффициентов. В каждом такте работы программного блока.2 из блоков 3 и

5 памяти в блок умножения арифметического блока 6 поступают два h --разрядных кодовых числа, соответствующих модулям и полярностям кодов выборки а и а <-. коэффициента пе:1

< редачи соответствующего регулятора отвода корректора.

1083374

Причем сначала в арифметический блок 6 поступает код выборки а;

I сигнала на выходе первого демодулятора а, а затем код выборки а -

1 1 сигнала на выходе второго демодулял и тора а -. приемника для умножения

1 на один и тот же код коэффициента передачи регулятора соответствующего отвода корректора. Полученные произведения двух пар чисел записываются по командам, поступающим из программного блока 2, в один из двух сумматоров (не показаны) арифметического блока 6 с целью суммирования произведений раздельно для выборок л % И сигнала а; и а -,.

В следующем такте работы программного блока 2 из блоков 3 и 5 памяти на входы арифметического блока 6 подаются кодовые числа, соответствующие операции умножения сигналов для следующего отвода корректора.

Полученные произведения алгебраически суммируются в соответствующих сумматорах арифметического блока б с произведениями, полученными в предыдущем такте работы программного .блока

2 для предыдущего отвода корректора.

Э;от процесс продолжается до тех .пор, пока в сумматорах арифметического блока 6 не будут записаны суммы, полученные в результате суммирования произведений кода выборок и коэффициентов передачи для всех отводов корректора, в результате чего на выходе корректора формируются два откорректированных цифровых сигнала а и а.- которые поступают в рео о шающий блок приемника для декодирования и формирования сигналов управления корректором. Указанный процесс продолжается до тех пор, пока не будут записаны такие коэффициенты передачи регуляторов отводов, при которых величина ИСИ в сигналах а

I и а - минимальна.

0 ! О.

Таким образом, в корректоре осуществляется регулировка всех его отводов, в том числе и центральных. Возможность изменения коэффициентов передачи регуляторов центральных отводов как по прямым, так и по перекрестным связям позволяет производ ить компенсацию искажений в сигналах а; и и Я возникающих из-за неоптимального выделения КК, например из-за его интегрального сдвига., 5 !

О

45 б

Рассмотрим компенсацию таких искажений.

Допустим, что сигнал передается методом четырехфазной модуляции, векторная диаграмма которого пред ставлена на фиг. 28.

Предположим, то вместо сигнала с индексом 1 принят сигнал с индексом 5. При этом изменение коэффициента передачи регулятора центрального отвода по прямым связям осуществляется в соответствии с выражениями (1) и (2), а коэффициента передачи регулятора центрального отвода по перекрестным связям — в соответствии с выражениями (5) и (6).

Когда же вместо сигнала с индексом 2 принят сигнал с индексом 6 для регулировки коэффициентов пере- . дачи центральных отводов по прямым и перекрестным связям используются выражения (3), (4) и (7), (8) при значении индекса 1= О. Однако по мере компенсации искажений, вызванных интегральным сдвигом КК, все менее достоверными становятся сигналы

5 де©при использовании выражения

6 (2 в первом случае и сигналы >депе при выражении (4) во втором (где

= О). Следовательно, из приемника в корректор должны поступать управляющие сигналы, ограничивающие использование выражений (1) — (4) для изменения коэффициента передачи корректора по прямым связям при недостоверных сигналах 5 пе0 и 5 „,е-" (анаТ

/ и о г логично происходит и в случае приема сигналов, имеющих на фиг. 2 индексы 7 и 8). Эти управляющие сигналы вырабатываются в зависимости от того, превышают ли проекции сигнала а 1, на КК и 31 пороговое напряжение

У пор или не

При использовании различной пространственной структуры сигнала в соответствии с фиг. 2 относительное значение Опор можно выбрать равным

0,5.

Допустим, что принимаемый сигнал вместо положения с индексом 1 (фиг.28) вследствие. интегрального сдвига КК занял положение с индексом 9. Тогда в процессе регулировки коэффициента передачи отвода по перекрестной связи в соответствии с выражениями (5) и (6) вектор сигнала занимает положение с индексом 2, что неправильно.

Аналогичное происходит и при других.1 083374 возможных положениях вектора приннмаемого сигнала. Чтобы избежать лажной настройки, необходимо запретить регулировку коэффициента передачи центрального отвода корректора по, 5 перекрестной связи при превышении . проекцией сигнала на соответствующее

КК некоторого порогового напряжения (0„ р . Для случаев, изображенных на пор вор изображенного на фиг. 25, Llnop = 1, 5.

Однако для упрощения устройства эти пороговые напряжения можно выбрать

T.e. 0nep 0Ао

Рассмотрим реализацйю в корректоре принципов компенсации сдвигов КК.. управляющие сигналы з .„Z о и

5<„z -., свидетельствующие о превьппеД нии проекции сигнала на соответствующее КК величины 0а„, поступают из приемника на первый элемент ИЛИ 11 формирователя 7 сигнала управления и далее на первый 9 и второй .10 элементы И непосредственно через нивер. тор 8. На первый элемент И 9 из программного блока 2 поступает сигнал, соответствуЮщий операции изменейия коэффициента передачи центрального. отвода корректора по перекрестной связи. На второй элемент И 10 иэ,; ЗО программного блока 2 поступает сигнал, соответствующий операции изменения коэффициента передачи центрального отвода корректора по прямой . связи. Такое построение формировате,ля 7 сигнала управления необходимодля того, чтобы при выполнении одно-. а по пор а )(0 t ) осуществлять изменение а . nop коэффициентов передачи регуляторов 4О всех отводов корректора, кроме .цен- - тральных, по перекрестным связям.

При выполнении условия ао(IUn или а - ((О„ разрешается изменение о коэффицйента передачи регуляторов всех отводов корректора, кроме центральных, по прямым связям. Для упрощения устройства можно сравнивать только один сигнал а или a -- с0 а о nop

Сигналы, запрещающие регулировку коэффициента передачи центральных отводов по перекрестным или прямым связям, с выходов элементов И 9 и 10 объединяются элементов ИЛИ 12 и далее поступают на блок элементов

И 13.

Блок 13 представляет собой набор элементов И, количество которых равно числу разрядов кодового двоичного числа- n;, поступающего из,блока 4 корреляции и отображающего величину изменения коэффициента передачи регулятора соответствующего отвода корректора. На один из входов каждого блока элементов И 13 поступает соответствующий разряд двоичного числа tl, а на другой вход— сигнал от элемента ИЛИ 12. При наличии запрещающего сигнала на выходе элемента ИЛИ 12 коэффициент передачи регулятора соответствующего отвода, хранящийся в блоке 5 памяти коэффициентов, не изменяется (не регулируется).

Технико-экойомическая .эффективность предлагаемого корректора заключается в компенсации искажений, обусловленных наличием. сдвига КК, повышении точности коррекции и благодаря этому в увеличении помехоустойчивости приема сигналов данных, что позволяет, допустив большие исходные искажения частотных характеристик канала связи, увеличить дальность передачи сигналов данных.

10833? 4

@АХ

Составитель Ш.Эвьян

Техред М.Надь Корректор Ю.Макаренко

Редактор Т.Мермелштейн

Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1777/52

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4