Адаптивное рекурсивное устройство фильтрации комплексных сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТВИЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

<п>890544 (61) Дополнительное к авт; сеид-ву (53) . К .3 (22) Заявлено 210379 . (2! ) 2739492/18-09 с присоединением заявки 89

Н 03 Н 21/00

Гоеударстаенмый коммтет

СССР мо. делам мзобретеммй м открытмй (23) Приоритет

Опубликованб 15,1281;Áþëëåòâíü N9 46

Дата опубликования описания 151281

М ДК 621.391., . 81 (088. 8) (72) Автор изобретения

С.A. Курицын

Ленинградский электротехнический институт-:связи им. проф.М.A.Áoí÷-Бруевича (71) Заявитель (54) АДАПТИВНОЕ РЕКУРСИВНОЕ УСТРОЙСТВО

ФИЛЬТРАЦИИ КОМПЛЕКСНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к электросвязи и может быть испольэовайо в высокоскоростных адаптивных приемниках комплексных сигналов, в системах обнаружения слабых сигналов и в системах подавления сильных сигналов.

Известен адаптивный комплексный фильтр с нелинейной обратной связью, содержащий фильтры синфазного и квадратурного каналов, состоящих из лийий задержки с отводами, весовых бло-; ков устройств управления к ннм, сумматоров и решающего блока, а также вычислителей частных производных каналов, синфаэного и квадратурного, включающие в себя многоотводные линии задержки, весовые блоки и устройства управления (11.

Цель изобретения — повышение точности коррекции сигнала.

Цель достигается тем, что в адаптивном рекурсивном устройстве фильтрации комплексных сигналов, содержащем два канала, один из которых сии= фазный,а другой — квадратурный, каждый из которых состоит из фильтра, выполненного иэ многоотводной линии задержки, отводы которой подключены ко входам четырех. групп весовых блоков, причем управляющие входы каждого весового блока первой группы фильтра синфаэного канала объединены с управляющим входом соответствующего весового блока первой группы фильтра квадратурного канала и через соответствующий накопитель первой группы соединен с выходом сумматора первой группы, первый вход которого подключен к выходу перемножителя первой группы фильтра синфазного канала, а второй вход — к выходу перемножителя первой группы фильтра квадратурного канала, управляющий вход каждого весового блока второй группы фильтра синфаэного канала объединен с управляющим входом соответствующего весового блока второй группы фильтра квадратурного канала

20 и через соответствующий накопитель второй группы соединен с выходом сумматора второй групйы, первый уход которого соединен с выходом перемножителя второй группы фильтра синфаэного канала, а второй вход - с выходом перемножителя второй группы фильтра квадратурного канала, выходы весовых блоков первой группы в каждом фильтре подключены к первому

30 входу выходного сумматора своего

890544 канала, второй вход которого соединен с выходами весовых блоков второй группы Фильтра другого канала, а выход каждого выходного сумматора подключен ко входам решающего блока, первый выход которого соединен с первыми входами перемножителей первой группы фильтра синфаэного канала, второй вход каждого иэ которых объединен с первым входом перемножителя второй группы фильтра синфаэного канала и подключен к соответствующему отводу многоотводной линии задержки фильтра синфаэного канала и с первыми входами перемножителей второй группы фильтра квадратурного канала, второй вход каждого иэ которых объединен с первым входом перемножителя первой группы фильтра квадратурного канала и подключен к соответствующему отводу многоотводной линии эадержки Фильтра квадратурного канала, и вычислителя частных производных, состаящего иэ многоотводной линии задержки, к отводам которой подключены первые входы соответствующих весовых блоков и первые входы соответствующих перемножителей, второй вход каждого иэ которых соединен с выходом решающего блока, а выход через последовательно соединенные соответствующие сумматор и накопитель — с управляющим входом весового блока и с управляющими входами весовых блоков третьей группы фильтров синфаэного и квадратурного каналов, на входе многоатводной линии задержки фильтра каждого канала включен входной сумматор, второй вход которого соединен с выходами весовых блоков третьей группы фильтра своего канала, а третий вход — с выходами весовых блоков четвертой группы фильтра другого канала, а в каждом вычислителе частных проиэводных между выхода1 ми весовых блоков и входом многсотьодной линии задержки включен первый дополнительный сумматор, другой вход которого подключен к выходу выходного сумматора соответствующего Фильтра, к выходу которого подключены последовательно соединенные второй дополнительный, сумматор и дополнительная многоотводная линия задержки к отводам которой подклю-, чены соответствующие дополнительные, весовые блоки, выходы которых подключены ко второму входу второго дополнительного сумматора и один иэ входов соответствующих дополнчтельных перемножителей, другие входы которых соединены со вторым выходом вмещающего блока, к выходам дополнительных перемножителей вычислителей частных производных обоих кайалов подключены соответствующие дойолнительные последовательно включенные сумматор и накопитель, выход которого соединен с управляющими входами соответствующих дополнительных ве совых блоков н с управляющими входами соответствующих весовых блоков четвертой группы фильтров синфазного и квадратурного каналов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема адаптивного

40 ми@уютСя в сумматорах 15 и 16„ на бО которых через весовые блоки 7 и 12 поступают сигналы со всех отводов

Я рекурсивного устройства фильтрации комплексных сигналов.,Устройство состоит из двух каналов, на вход 1 которого подается синфазная составляющая корректируемого сигнала, а на вход 2 — квадратурная составляющая корректируемого сигнала, а также входные сумматоры

3 и 4, многоотводные линии задержки

5 и 6 с весовыми блоками, соответственно 7 — первой группы, 8 — второй группы, 9 - третьей группы и 10 четвертой группы синфазного канала, 11 — первой группы, 12 — второй группы, 13 - третьей группы и 14 - четвертой группы квадратурного канала, выходные сумматоры 15 и 16, перемножители 17 первой группы и 18 второй группы синфазного канала, перемножители 19 первой группы и 20 второй группы квадратурного канала, сумматоры 21 и накопители 22 первой группы, сумматоры 23 и накопители 24 второй группы, рещающий блок 25, многоотводиые линии задержки 26 и 27 с весовыми блоками 28 и 29, дбполйительные миогоотводиые линии задержки 30 и 31 с дополнительными весовыми блоками 32 и 33, сумматоры 34, накопители 35, перемножители 36 синфазиого канала и 37 квадратурного канала, дополнительные сумматоры 38 и 39 синфазного канала, 40 и 41 квадратуриого канала, дополнительные последовательно включенные сум- матор 42.и накопитейь 43 и дополнительные перемножители 44 син4аэного канала и 45 квадратурного канала.

Комплексный сигнал, подлежащий коррекции (оптимальной Фильтрации) в виде двух составляющих Ь (1) и g (1) поступает на входные сумматоры 3 и

4 и далее на линии задержки 5 и б соответственно синфазного и квадратурного каналов. Иа вторые sxopg ii этих сумматоров 3 и 4 через весовые блоки 9 и 13 поступают сигналы обратных связей Х (1 - п Т) и Т (1-и Т ) с отводоэ соответствующих линий задержки 5 и б. Одновременно на третьи входы этих сумматоров 3 и 4 через весовые блоки 10 и 14 постУпеют также сигналы обратнЫх связей. Выходные сигналы фильтра сйн-." фаэного и квадратурного каналов форлиний задержки 5 и 6 синфаэного и квадратурного каналов.

Откорректированные составляющие

Е (i), Ее(1) двумерного сигнала

890544

40 значения и-ых коэффициентов усиления на (i+1)-ом и i-ом шагах ,оптимизации соответственно, p - постоянный коэффициент,,опреде. ляющий скорость сходимостн алгоритма.

С 4 0 соответствующих отводов линий задержки обратного фильтра 30 и 31 сигналы поступают на 4 N соот ветствующих перемножителей 44 и 45, 36 и 37. На вторые входы этих перемножителей поступают составляющие

;ве«тора ошибки Ез(1) и Eg(i). Резуль,таты перемножителей объединяются в

2 N сумматорах 34 и 42 и через 2 N накопителей 35. и 43 поступают в весовые блоки 9 и 10, 13 и 14.

Регулировка. весовых коэффициентов осуществляется в соответствии с алгоритмом

50

ЬО (Э2 (1 ), аг ц)

65 поступают н решающий блок 25, на входах которого вырабатываются оцен-, ки принимаемых сигналов ЦЗ (i), Е <(i), кроме того, составляющие ошибки коррекции

Е9(1) = Ез (1) — g (1)

ge(i) = Ее(1) - Ее(1)

Одйовременно составляющие вектора откорректированного сигнала поступают в вычислители частных производных

Эе (i) аее(1),ае,(я.) z (i) а „ э„аь эъ, для чего составляющая ЕЗ (i) подается на сумматоры 38 и 39, а составляющая

ЕЕ ii ), на сумматоры 40 и 41, на вторйе входы которых поступают сигналы 1$ со всех отводов соответствующих линий задежки.

На каждом и -ом отводе линии задержки 26 и 27, 30 и 31 формируются соответствующие частные производные 20 д Еа (i),эйв (i) 32m (i) 32 (i) ., Л»»».1,»,. А «2 А

ЭЬ(т

Сигналы с 4 (N + 1) соответствующих (отводс в линий задержки 5 и 6 фнльтров синфаэного и квадратурного

«авралов затем поступают на 4 (И41) перемножители 17 - 20. На вторые входы этих перемножителей поступают сос;тажаяющие вектора ошибки fq (1) и ЯЕ (q) .Соответствующие результаты умноаений поступают на входы 21н+1) 30 сумматоров 21 и 23 и через накопители

22 и 24 на весовые блоки 7 и 8.

Регулировка весовых коэффициентов осуществляется в соответствии с алгоPN T1(CO14 35

d (1Ì) M„()-РЕ И(НЕТ2% (1)+УМ-nz)QU)) ((»((+(1 =((» (((-х4»1х((-»т) х ((>-т(1-»т >е ((>), .:ГДЕ с4.ф, (Л.+1),(1,(1), фут(1. + 1), ф1,(1) где Ми (1 + 1) ("-1и(1) Щ i + 1) т Ьи(1) значения и -ых коэФфициентов усиления на (i + 1) -Ом н i-ом шагах (Оптимизации соответственно.

Формула изобретения

Адаптивное рекурсивное устройство фильтрации комплексных сигналов, содержащее два канала, один из которых синфаэный, а другой - квадра гуриый, каждый;иэ которых состоит иэ фильтра, выполненного из много-. отводной линии задержки, отводы которой подключены ко входам четырех групп весовых блоков причем управляющие входы каждого весового блока первой группы фильтра синфаэного канала объединены с..управляющим входом соответствующего весового блока первой группы фильтра квадратурного канала и через соответствующйй накопитель первой группы соединен с выходом сумматора первой группы,. первый вход которого подключен к выходу перемиожителя первой группы фильтра синфаэного канала, а второй вход— к выходу перемножителя первой группы фильтра квадратурного канала, управляющий вход каждого весового блока второй группы Фильтра синфазного канала объединен с управляющим входом соответствующего весового блока второй группы фильтра квадратурного канала и через соответствующий накопитель второй группы соединен с выходом сумматора второй группы, первый вход которого соединен с выходом перемножителя второй группы фильтре синфазного к 1нала, а второй вход— с выходом перемножителя второй группы фильтра квадратурного канала, выходы весовых блоков первой группы в каждом фильтре:подключены1 к первому входу выходного сумматора своего канала, второй вход которого соединен с выходами весовых блоков второй группы фильтра другого канала, .а выход каждого выходного сумматора подключен ко входам решающего блока, первый выход которого соединен с первымн входами перемножителей йервой групйы фильтра синфаэного канала, второй вход каждого из которых объединен. с первым входом перемножителя второй группы фильтра синфазного канала н подключен к соответствующему отводу многоотводной линии задержки фильтра синфаэного канала и с первыми входами перемножителей.второй группы фильтра квадратурного канала, второй вход каждого из которых объединен с первым входом перемножйтеля первой группы Фильтра квадратурного канала и подключен к соответствующему отводу многоотводной линИи за1(ержки фильтра квадратурного канала, и вычислителя частных проиэ890544 водных, состоящего иэ многоотводной линии задержки, к отводам которой подключены первые входы соответствующих весовых блоков и первые . входы соответствующих перемножителей, второй вход каждого из которых соединен с выходом решающего блока, а выход через последовательно соединенные соответствующие сумматор н накопитель - c управляющим входом весового блока и с управляющими входами весовых блоков третьей группы фильтров синфазного и квадратурного каналов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности коррекции сигналов, на входе многоотводной линии задержки фильтра каждого канала включен входной сумматор, второй вход которого соединен с выходами весовых блоков. третьей группы фильтра своего канала, а третий вход - с выходами весовых блоков четвертой группы фильтра другого канала, а в. каждом вычислителе частных производных между выходами весовых блоков и входом многоотводной линии задержки включен первый дополнительный сумматор, другой вход которого подключен к выходу выходного сумматора сббтйеуст-. .вующего фильтра, к выходу которого подключены, последовательно соединенные второй дополнительный сумматор н дополнительная многоотводная линия задержки, к отводам которой подключены соответствующие дополнительные весовые блоки, выходы которых подключены ко второму входу второго дополнительного сумматора и один нз входов соответствующих дополнительных перемножителей, другие входы которых соединены со вторым выходом решающего блока, к выходам дополнительных перемножителей вычислителей,частных производных 66оих каналов подключены соответствующие дополнительные последовательно включенные сумматор и накопитель, 35 выход которого соединен,с управляющими входами соответстйуе®их дополнительных весовых блоков н с управ- ляющими входами соответствующих весовых блоков четнертой группы

2О фнльтРОВ бинфазиого и кнадРатУрного каналов.

Источники информации, :принятые -so внимание при экспертизе

1. 8choIImåier О.Carrier and timing recovery in date receivers with |

adaptive equaIisation . ХСС-77-Xnter, СопК. Coaanuns.: Соиипипв.-TechnoI.

better tomorrme- ° СЫсадо, ХХХ, 1977, U.2, Nev Jork, 96-99 (прототип).