Способ адаптивной коррекции межсимвольных искажений и устройство для его осуществления

 

1. Способ адаптивной коррекции межсимвольиых искажений, основанный на задержке входного сигнала N раз, формировании копии импульсной характеристики, свертке с этой копией входных сигналов, задержанных N раз, формировании ошибки как разности между результатом свертки и оценки входного сигнала, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, копию импульсной характеристики получают путем суммирования копии импульсной характеристики предыдущего шага с произведением ошибки и входных сигналов, задержанных N раз, при этом произведение ошибки нормировано величиной, обратно пропорциональной мощности входного сигнала. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее регистр сдвига, две группы блоков умножения , каждая из которых содержит N блоков умножения, первый накапливакгщий сумматор, первый и второй блоки памяти, сумматор, пороговый блок и первый дополнительный блок умножения , при этом выходы регистра сдвига подключены к первым входам первой и второй группы блоков умножения , выходы первой группы блоков умножения подключены к входам первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому входу сумматора и входу порогового блока, выход которого подключенк 8 второму входу сумматора, выход которого подключен к первому входу первого дополнительного блока умножения , к второму входу которого подключен выход первого блока паияти , выходы второй группы блоков умножения подключены к входам второго блука памяти, выходы которого подключены к вторым входам первой О СХ) группы блоков умножения, отличающееся тем, что введены о N квадраторов и последовательно соединенные второй накапливающий сумматор , делитель, второй дополнительный блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого дополнительного блока умножения, а выход подключен к вторым входам второй группы блоков умножения, при этом выходы регистра сдвига подключены к объединенным входам соответствующих квадраторов, выходы которых подключены к входам второго .накапливающего сумматора.

„SU.„1108617 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЯ1 Н 04 В 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ь а1 щ

Н АВТОРСНСМЪ СВИЦЕТЮВСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТЪЙ (21) 3492249/18-09 ,(22) 17.09.82 (46) 15.08.84. Бюл. И- 30 (72) В.Н. Попов, В.И. Кривоцюк и А.А. Матвеев (53) 621.391.833(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 639143, кл. Н 04 В 3/04, 1979.

2. Биэин А.Т., Губарев Б.П. и Крук И. Адаптивный цифровой корректор дискретных сигналов. Изв. ВУ3ов

СССР. Радиоэлектроника, т. ХХХ, 1976, 11 4, с. 48-53 (прототип). (54) СПОСОБ АЦАПТИВНОЙ КОРРЕКЦИИ

МЕЖСИМВОЛЬНЫХ ИСКАЖЕНИЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ адаптивной коррекции межсимвольных искажений, основанный на задержке входного сигнала

N раэ, формировании копии импульсной характеристики, свертке с этой копией входных сигналов, задержанных К раз, формировании ошибки как разности между результатом свертки и оценки входного сигнала, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, копию импульсной характеристики получают путем суммирования копии импульсной характеристики предыдущего шага с произведением ошибки и входных сигналов, задержанных N раз, при этом произведение ошибки нормировано величиной, обратно пропорциональной мощности входного сигнала.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее регистр сдвига, две группы блоков умножения, каждая из которых содержит 0 блоков умножения, первый накапливающий сумматор, первый и второй блоки памяти, сумматор, пороговый блок и первый дополнительный блок умножения, при этом выходы регистра сдвига подключены к первым входам первой и второй группы блоков умножения, выходы первой группы блоков умножения подключены к входам первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому входу сумматора и входу порогового блока, выход которого подключен к второму входу сумматора, выход ко- . Я торого подключен к первому входу первого дополнительного блока умножения, к второму входу которого подключен выход первого блока памяти, выходы второй группы блоков ум- ф ножения подключены к входам второго блока памяти, выходы которого подключены к вторым входам первой группы блоков умножения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что введены и квадраторов и последовательно соединенные второй накапливающий сумма- вам тор, делитель, второй дополнитель- а 1 ный блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого дополнительного блока умножения, а выход подключен к вторым входам второй группы блоков умножения, при этом выходы регистра сдвига подключены к объединенным входам соответствующих квадраторов, выходы которых подключены к входам второго . накапливающего сумматора.

1! 08617

Изобретение относится к системам связи и системам передачи данных в АСУ.

Известен способ настройки адаптивного корректора, основанный на . 5 определении знака задержанного входного сигнала и знака сигнала ошибки, перемножении их, суммировании и настройке по знаку, полученному при суммировании упомянутых знаков, причем одновременно с определением знака задержанного входного сигнала и знака сигнала ошибки выделяют нулевые состояния этих знаков и корректируют настройку по последним(1), Однако известный способ не обеспечивает достаточной точности настройки, особенно в случае, когда передаются сигналы нестационарных случайных процессов. 20

Наиболее близким по технической сущности к изобретению являются способ адаптивной коррекции межсимвольных искажений, основанный на задержке входного сигнала И раз, 2.5 формировании копии импульсной характеристики, свертке с этой копией входных сигналов, задержанных N раз, формировании ошибки как разности между результатом свертки и оценки входного сигнала, а также устройство адаптивной коррекции межсимвольных искажений, содержащее регистр сдвига, две группы блоков умножения, каждая из которых содержит N блоков умножения, первый накапливающий сумматор, первый и второй блоки памяти, сумматор, пороговый блок и первый дополнительный блок умножения, при этом выходы ре- 40 гистра сдвига подключены к первым входам первой и второй группы блоков умножения, выходы первой группы блоков умножения подключены к входам первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому входу сумматора и входу порогового блока, выход которого подключен к второму входу сумматора, выход которого подключен к первому sp входу rrepaoro дополнительного блока умножения, к второму входу которого подключен выход первого блока памяти, выходы второй группы блоков умножения подключены к входам второго блока памяти, выходы которого подключены к вторым входам первой группы блоков умножения (23.

Недостаток указанного технического решения -. низкая корректирующая способность, поскольку известные способ и устройство не позволяют следить за изменением полезной составляющей нестационарного случайного процесса, передаваемого по каналам связи.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Для достижения цели согласно способу адаптивной коррекции межсимвольных искажений, основанному на задержке входного сигнала Я раз, формировании копии импульсной характеристики, свертке с этой копией входных сигналов, задержанных N раэ, формировании ошибки как разности между результатом свертки и оценки входного сигнала, копию импульсной характеристики получают путем суммирования копии импульсной характеристики предыдущего шага с произведением ошибки и входных сигналов, задержанных N раз, при этом произведение ошибки нормировано величиной, обратно пропорциональной мощности входного сигнала, а в устройстве адаптивной коррекции межсимвольных искажений, содержащем регистр сдвига, две группы блоков умножения, каждая из которых содержит N блоков умножения, первый накапливающий сумматор, первый и второй блоки памяти, сумматор, пороговый блок и первый дополнительный блок умножения, при этом выходы регистра сдвига подключены к первым входам первой и второй группы блоков умножения, выходы первой группы блоков умножения подключены к входам первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому входу сумматора и входу порогового блока, выход которого подключен к второму входу сумматора, выход которого подключен к первому входу первого дополнительного блока умножения, к второму входу которого подключен выход первого блока памяти, выходы второй группы блоков умножения подключены к входам второго блока памяти, выходы которого подключены к вторым входам первой группы блоков ум1 ножения, введены М квадраторов и последовательно соединенные второй накапливающий сумматор, делитель, второй дополнительный блок умножения, 3 1108617 второй вход которого соединен с выходом первого дополнительного блока умножения, а выход подключен к вторым входам второй группы блоков умножения, при этом выходы регистра сдвига подключены к объединенным входам соответствующих квадраторов, выходы которых подключены к входам второго накапливающего сумматора.

На чертеже приведена, структурная 10 электрическая схема устройства адан« тивной коррекции межсимвольных искажений.

Устройство содержит регистр 1 сдвига, две группы блоков умножения, 15 каждая иэ которых содержит N блоков умножения 2 и 3, N квадраторов

4, первый накапливающий сумматор 5, сумматор 6, пороговый блок ?, первый дополнительный блок умножения 20

8, первый блок памяти 9, второй дополнительный блок умножения 10, второй накапливающий сумматор 11, делитель 12 и второй блок памяти 13.

Сущность предлагаемого-способа 25 заключается в том, что копия импульсной характеристики, определенная на предыдущем шаге, суммируется с приращением весовых коэффициентов, определяемых по выражению 30 ьа ;1= ьн (;) o(е (jl) где 4 — коэффициент шага адаптации, H(j )- матрица вторых производных случайных функцийЕ (j), 35

H(3) = Х (3) Х т (3), (2)

Обратной матрицы для выражения (2) не существует, поскольку матрица т

H(j) Симметрическая. Поэтому вместо обращения необхоДимо воспользоваться операцией псевдообращения матв риц. Однако существующие методы псевдообращения сложны в реализации.

Поэтому предлагается искать псевдок обратную матрицу в виде

45 в

Н (j) = H(j)/Lt Н(3)3, (3) т . п где t H(j) = Х (j) Х (j) - след матрицыe

Правильность выражения (3) нес трудно проверить по выражениям, характеризующим псевдообратную по Мун ру-Пенроузу матрицу. Подставляя (3) в (1) и считая д(Е (3Ц п

= 2 8 (j) Х (j), получим следующее выражение

hW(j) = 2 Л F(j) X (j)/ (Х (j) Х

Х (j)3 (4) где Х (3) К (3) — след матрицы, H(j) полная мощность входного сигнала.

Устройство, реализукщее предлагаемый способ, работает следующим образом.

Выборки входного сигнала (или импульсные сигналы) поступают на вход регистра 1, в котором происходит задержка сигнала N раз. В результате на выходе регистра 1 формируется вектор входного сигнала Х (j) pasмерности (ИФ g. Вектор входного сигнала Х (j) поступает на входы N блоков умножения 2, на вторые входы которых поступают сигналы, соответствующие импульсной переходной характеристике для этого шага адаптации, полученных на предыцущем шаге, или начальные значения W (j), Сигналы

0 с выходов блоков умножения 2 поступают на входы первого накапливающего сумматора 5, на выходе которого получается выходной сигнал адаптивного корректора. Он получается как результат свертки копии импульсной . переходной характеристики, полученной на предыдущем шаге адаптации с вектором входного сигнала

Y (3) = W (3) Х (3) . (5)

Для получения сигнала ошибки необходимо знать передаваемый сигнал, который в общем случае неизвестен. В этом случае можно испольэовать его оценку, которая может быть получена с помощью порогового блока 7. Сигнал ошибки формируется в сумматоре 6, на входы которого посупают результаты свертки (5) и ценки входного сигнала, поступившей е.выхода порогового блока 7, на ход которого поступает сигнал У(3) с выхода первого накапливающего сумматора 5. Получившийся сигнал ошиби используется далее для формироания копии импульсной переходной характеристики. Сигнал ошибки постуает на первый вход первого дополниельного блока умножения 8, на втоой вход которого поступает сигнал выхода первого блока памяти 9. игнал с выхода первого дополннтелього блока умножения 8, соответстующий скалярной величине aE,(3), оступает на второй вход второго ополнительного блока умножения 10.

Одновременно происходит формирование величины, обратно пропорциональной мощности входного сигнала. В

11086.этом случае сигналы с выходов квадраторов 4 поступают на входы второго накапливающего сумматора 11, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный мощности входного 5 сигнала. Этот сигнал поступает на делитель 12, на выходе которого формиформируется сигнал, обратно пропорциональный мощности входного сигнала - 1/(X X). Этот сигнал поступа- 10 ет на первый вход второго дополнительного блока умножения 10, с выхода которого сигнал ошибки поступает на вторые входы N блоков умножения 3, в которых сигнал ошибки 15 умножается на вектор входного сигнала и нормируется величиной, обратно пропорциональной мощности входного сигнала. т.е.

ЛЕЦ(Х (3) /(ХЦ)тX(j)) (6

Выражение (6) есть приращение импульсной характеристики за цикл адаптации. Эти значения суммируются во втором блоке памяти 13 с предыду- 25 щим значением вектора импульсной характеристики. В данном случае

17 4 копия импульсной характеристики имеет вид

Ч (j+ 3) M(j) + 2 Л и (j)X(j) /

/(х (j) x(j)J, (7) Технико-экономический эффект предложенного технического решения заключается в том, что при использовании выражения (3) при незначительном усложнении способа значительно повышается быстродействие.

Результаты моделирования показали, что быстродействие заявляемого решения по ср внению с известным, принятым за базовый объект, иовышается примерно на 307 при использовании в качестве рабочего сигнала, по которому настраивались исследуемые корректоры, двоичный псевдослучайной последовательности с периодом 511 символов, передаваемых по каналу связи со скоростью

6200 бод. Сравнение проводипось по числу итераций, за которые достигалась заданная величина критерия качества восстановления E(j).

Заказ 5885/43 . y аа 35 Пощщсщое

Фщлщал ШШ таама ° Г.Уз:город, . ул. Проектиая, 4