Линейное устройство коррекции межсимвольной интерференции Советский патент 1986 года по МПК H04B3/04 

1256213

MiiTM накопителя 21 соотЬетствующего нации из Z Г1арад,п€;.чьпых дн : )ичных раз- формирователя 18. На выход устройст- рядов откорректиропанного сигнала ва поступают отсчеты Y в виде комби- Y(t). 1 ил.

Изобретение относится к технике электросвязи и может применяться в приемниках аппаратуры передачи данных при передаче информации с использованием дуобинарного (биполярного) кодирования.

Цель изобретения - повьпиение точности коррекции.

На Чертеже приведена структурная электрическая схема линейного устройства коррекции межсимвольной интер- .ференции.

Линейное устройство коррекции межсимвольной интерференции содержит (3+N-1)-отводную линию 1 задержки, первый сумматор 2, второй сумматор 3, регенератор 4, инверсный фипьтр 5, состоящий из сумматора 6, ограничителя 7 амплитуд и регистра 8 сдвига, первый регистр 9 сдвига, второй регистр 10 сдвига (К+НМ) формирователей 11 составляющей межсимвольной помехи, каждый из которых состоит из сумматора 12 по модулю два, реверсивного счетчика 13, накопителя 14 сумматора 15 (кроме первого формирователя 11) и перемножителя 16, счетчик 17 тактовых импульсов, (3+N+1) формирователей 18 составляющей выходного сигнала, каждый из которых состоит из коррелятора 19, интегратора 20, накопителя 21 и перемножителя 22, 3+N+1 перемножителей 23, амплитудный дискриминатор 24, преобразователь 25 числа, третий сумматор 26 j, четвертый сумматор 27, пороговый блок 28эМуль- гиплексоры 29, пятый сумматор 30 и цифровую линию 31 задержки.

Линейное устройство коррекции меж- символьной интерференции работает следующим образом.

Принятый сигнал x(t) преобразуется при помощи аналого-цифрового преобразователя в последовательность отсчетов х, следуемых с тактовой частотой и представляемых в виде Z параллельных двоичных разрядов. Сигнал

x(t). корректируется линейно в сумматоре -30 при помощи перемножителей 22 коэффициент передачи tX, каждого из которых определяется содержимым накопителя 21 соответствующего формирователя 18. На выход устройства поступают отсчеты Y| в виде комбинации Z параллельных двоичных разрядов откорректированного сигнала Y(t). Отсчет

YO, например этого сигнала, можно записать в виде

3

у„ z: ,

hc-N где (J-bN)T - интервал корректирования

линейного корректора; oif, - коэффициент передачи перемножителя 22.

Задача определения коэффициентов передачи otf, перемножителей 22 решается следующим образом.

Пусть импульсная реакция g(t) канала связи характеризуется К+НМ ненулевыми отсчетами, взятыми через тактовый интервал, где , причем К и М - числа отсчетов пред- действия и последействия соответственно импульсной реакции g(t).

Межсимвольную помеху, например в отсчета Х;, принимаемого сигнала,можно записать в форме.

U

ДХ - CnJ., ,

где Cf, Ь„+Ьп.р символы переданного

сигнала,

Ъ„ -(а. + Ьп-р) modm,

а - посьшки исходного сообщения алфавита т, знак +/-- соответствует дуобинарному/ биполярному кодированию;

Ь.р- посылка, задержанная отно- снтельно посылки , на р тактовых интервалов;

р - порядок кодирования;

31

Sn отсчеты приведенной импульс ной реакции канала связи равные

Ь

fg -1 при п О

ёг

при п -к, . .М, .

Межсимвольную помеху в отсчете X. можно скомпенсировать, используя вместо символов С,, оценки С, формируемые при помощи амплитудного дискриминатора 24 из отсчета Хц принимаемого сигнала, имеющегося на (J -K)-OM отводе (3+N-1)-отводной линии 1 задержки. С учетом этого отсчет KO корректируется от составляющих межсимвольной помехи нелинейно в сумматоре 2 при помощи перемножителей 16, коэффициент передачи J каждого из которых определяется содержимым накопителя 14 в первом формирователе 11, и сумматора 15 в остальных формирователях 11, Сигнал с выхода сумматора 2 имеет вид отсчетов S представляемых в виде комбинаций из Z параллельных двоичных разрядов. Отсчет Sg, например, записывается в виде

- л А

S, х - 21 qy . , .

л

где у оценки отсчетов у- , формируемые формирователями 11.

Амплитудный дискриминатор регенератор 4 формируют оценки С и С соответственно отсчета х принимаемого сигнала и отсчета S на выходе нелинейного корректора путем сравнения последних с соответствующими пороговыми уровнями. Полученные оценки С записываются в цифровую линию 31 задержки.

Из разности сигналов S и С формируется знак ошибки коррекции при помощи сумматора 3, записываемый в пер вьм регистр 9 сдвига.

Из оценки Сд при помощи инверсного фильтра 5 получается знак посылки b . Для этого сначала формируются предварительные посъшки Ь путем выполнения операции

6. с:...ь:р,где знак -/+ соответствует дуобинар- ному/биполярному кодированию.

Эта операция осуществляется при помощи сумматора 6 в инверсном фильтре 5. Из предварительных посылок Б,,

562134

при помощи ограничителя 7 амплитуд получаются оценки Ь путем формирования сигналов Ь только с разрешенными амплитудными уровнями в преде- , лах от О до т-1 (для однополярных посылок Ь). Регистр 8 сдвига инверсного фильтра 5 осуществляет задержку посылок bj, на р тактовых интервалов. На дополнительном выходе ограничите- 10 ля 7 амплитуд формируется требуемый знак посылки b в виде

Sign b Signt; - 0,5(m-1),

где Sing(O - знаковая функция. Знак 15 посылки Sign bp записьгаается во второй регистр 10 сдвига.

Для определения оценки отсчета jUj приведенной иребразованной импульсной реакции на-выходе нелинейного 20 корректора с решением на входе по символам с С необходимо выполнить усреднение J fUj- Е (е „ Ь „. при j -К,... ,М+р (1), где знак усреднения во времени; сиг- 25 нал ошибки коррекции.

Отсчеты |и„ приведенной преобразованной импульсной реакции равны

. при п 0; (f ± 1 при m р;

cpj, при ... ,М+р,, ,

где знак -/+ соответствует дуобинар- ному/биполярному кодированию. Отсчеты „ преобразованной импульсной реакции на выходе нелинейного корректора определяются в форме

Чп

q, при ,. .. ,К+р-1 ; при ,...,М; при ,...,М+р,

.P

где q отсчеты импульсной реакции на выходе нелинейного корректора; знак +/- соответствует дуобинарному/ биполярному кодированию.

Вводя приведенную импульсную реакцию fi(t) на выходе нелинейного корректора, отсчеты которой равны

В -Н

.

- 1 при п 0;

при п -К,... ,M+p,

вьфажение (1) можно доопределить .следующим образом

S

при ,...,-К+р-1; pj-jBj ±В -р при ,..., М; (tBj -рпри ,. . . ,М+р,

512562136

где знак +/- соответствует дуобинар- 11. На выходе каждого из сумматоров ному/биполярному кодированию.15 формируется в соответствии с выраСледовательно, отсчеты В приве- жением (2) требуемый отсчет приведен- денной импульсной реакции на выходе ной импульсной реакции на выходе ненелинейного корректора можно получить 5 линейного корректора, равный отсчету путем инверсной фильтрации отсчетов приведенной импульсной реакции на

входе устройства.

Полученный отсчет приведенной импульсной реакции у; в виде комби- 10 нации из Z параллельных двоичных разрядов поступает на один из входов где;знак -/+ соответствует дуобинар- соответствующего перемнояштеля 16. В ному/биполярному кодированию.перемножителях 16 осуществляется умjU i приведенной преобразовательной импульсной реакции

ц. Г при ,.. .Д+р-1; 2) ) |ш+ В- „при j -K+p5... ,М

При совпадении оценок cj с переда- ножение отсчета J.j на соответствуюваемыми символами С,, в нелинейном корректоре с решением на входе по символам Cfi полная компенсация ыеж- символьной помехи имеет место, если

15 щую оценку С; входного сигнала нелинейного корректора, содержащуюся в цифровой линии 31 задержки.

Отсчеты импульсной реакции g на входе устройства после преобразовани

В- у,- при j -К,...,М.

С учетом изложенного в формирователях 11 сначала определяются оценки |Uj и затем в соответствии с выражением (2) находятся оценкиу; .

Перемножение сигналов Sign 1„ и sign b|,j осуществляется при помощи сумматора 12 по модул1о два s формирователях 11. На входы сложения и вычитания реверсивного счетчика 13 по- ступает сигнал с выхода сумматора 12 по модулю два. В соответствии с этим сигналом содержимое реверсивного счетчика 13 изменяется на +1.

Сигнал на выходе реверсивного счетчика 13 определяет знак отсчета приведенной преобразованной импульсной реакции на выходе нелинейного корректора Sign «4;. В соответствии с полученным знаком отсчета Sign fUj всоответствующий накопитель 14 записывается приращение A|Uj d SignjH где 6 - постоянная коррекции.

Каждый из накопителей 14 в процессе работы нелинейного корректора настраивается итерационно так, что на его выходе формируется отсчет jlij приведенной преобразованной импульсной реакции на выходе нелинейного корректора в виде комбинаций из Z параллельных двоичных разрядов, ,

Отсчет приведенной импульсной реакции с выхода накопителя 14 первого формирователя 11 поступает на один из входов перемножителя 16. и в соответствии с принципом инверсной фильтрации (2) на один из входов сумматора 15 второго формирователя

ножение отсчета J.j на соответствую

щую оценку С; входного сигнала нелинейного корректора, содержащуюся в цифровой линии 31 задержки.

Отсчеты импульсной реакции g на входе устройства после преобразования

е ри о;

п I у г при п. -кМ,

центрального отсчета Уд в преобразователе 25 числа, на другой вход которо- го подан сигнал единичной амплитуды, используются для вьтолнения линейной коррекции импульсной реакции g(t) на входе линейного устройства, коррекции межсимвольной интерференции.

Для среднеквадратической коррекции сигнала g(t) необходимо вьтолнить усреднение во времени сигналов gn-j при j -J,...,N, (3) где j - отсчеты ошибки коррекции в

отсчетах h импульсной реакции на выходе линейного корректора, равные

Р °5

при ,...,. g.f - отсчеты импульсной реакции на входе устройства, формируемые формирователями 11 нелинейнот о корректора и имеющиеся на выходе соответствующего мультиплексора 29.

Импульсная реакция h(t) на выходе линейного корректора определяется сверткой импульсной реакции g(t) с :импульсной реакцией собственно линейного корректора. Математически отсчеты h этой реакции можно вычислить в соответствии с выражением

N

hj ZI.c(jgr, -для ,...,M (4)

Это выражение можно записать в матричной форме

G-. 06 h

где G - квадратная матрица размером J+1+N с элементами g, первая строка которой имеет вид

§6 g- g-2. -jg-uvi §-k Q,...,0 a первый столбец

go g ga ..,. gm 0,...r

0 - матрица-столбец коэффициентов передачи cij перемножителей 22 и перемнжителей 23 размером J+1+N, имеющий вид

-j ) oi, joi., otjj Ы .ц,,.h -матрица-столбец отсчетов hj, раз-

мером J+1+N, имеющим вид

h-j- jh.j., ,... h, ,h ,h ,,... ,h, ,Ь„

Отсчеты gn-J ; необходимые для осуществления вычислений по формулам (3) и (4), формируются следующим образом.

Счетчик 17 производит счет тактовых импульсов и работает циклами. Выходные сигналы счетчика 17 управля . ют работой мультиплексоров 29: на первом тактовом интервале цикла на выход каждого из мультиплексоров 29 поступает сигнал, записанный на пер- вьш информационный вход мультиплек- сора 29, во втором - на второй информационный вход и т.д. В соответствии с выражением (4) в первом так тсвом интервале цикла: работы счетчика 17 первый из мультиплексоров 29 должен формировать значение g , второй мультиплексор 29 g.j , . третий- и т.д.. Таким образом, в первом тактовом интервале цикла на выходах мультиплексоров 29, пронумерованных по порядку, формируются в таком же Порядке элементы g, первой строки матрицы G. Во втором тактовом интервале элементы g второй строки матрицы G и т.д.

Следовательно, на информационные входы, пронумерованные по порядку, первого мультиплексора 29 должны быть поданы в таком же порядке значения, соответствующие элементам gц, первого столбца матрицы С , на информационные входы второго мультиплексора 29 gtiвторого столбца матрицы

G И Т.Д. Ненулевые значения.элементов матрицы G являются отсчетами gn импульсной реакции g(t), формируемым при помощи формирователей 11, причем отсчет g.имеется на выходе первого формирователя 11, а отсчет g, - ка выходе последнего (К+1+М)-го формирователя 11, при этом отсчет g формируется на выходе преобразователя 25 числа.

Определение отсчетов hj, вьшолняет ся при помощи сумматора 27, осуществляющего сложение произведений, формируемых перемножителями 23, на входы каждого из которых подаются Z-pas- рядные комбинации значений tfj , поступающие с выхода накопителя 21 соответствующего из формирователей 18, и значений g, поступающих с выхода соответствующего из мультиплексоров 29, Отсчеты h, в начальном условии устанавливаются такими, что коэффициент перемножителн 23 (по центральному отводу (J+N-1) отводной линии 1 задержки) 0 равен 1, а коэффициент передачи остальных перемножителей 23 в начале работы корректора равен О, т.е, (j О при j -J,..,,N,

При помощи порогового блока 28, формирующего оценки п путем сравнения отсчётов h с нулевым пороговым уровнем, в сумматоре 26 определяется оценка с„ отсчета опшбки коррекции в отсчете Ь„, т.е.

г hn - Ь„.Осуществл яя коррекцию произведений сигналов п а „ . , при помощи корреляторов 19 и интеграторов 20 в соответствующем формирователе 18 выполняется итерационная настройка содержимого накопителя 21 (с постоянной б ),

Полученные значения ; «oijopt ходах накопителей 21 используются для выполнения линейной среднеквадрати- ческой коррекции принимаемого сигнаг- ла x(t) с корреляционными связями между символами С передаваемого сигнала.

Таким образом, имеет место повышение точности Коррекции сигнала.

Формула изобретени-я

Линейное устройство коррекции межсимвольной интерференции, содержач12

щее (+N-1 )-отвод1,ную линию задержки, вход которой является входом линейного устройства коррекции межсимвольной интерференции, первый, второй, третий, четвертый и пятый сумматоры (n+N+l) формирователей составляющей выходного сигнала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных накопителя и перемножителя, (3+N+1) перемножителей, пороговый блок, счетчик тактовых импульсов,пер- вьш мультиплексор, амплитудный дискриминатор, цифровую линию задержки, преобразователь числа, регенератор, (K-f-l+M) формирователей составляющей межсимвольной помехи, первый из которых состоит из последовательно соединенных сумматора по модулю два, пер- вьй и второй входы которого являются первым и вторым входами формирователя составляющей межсимвольной помехи, реверсивного счетчика, накопителя и перемножителя, а каждый из остальных формирователей составляющей межсимвольной помехи состоит из последова- тельно соединенных сумматора по модулю два, первый и второй входы которого являются первым и вторым вхо Дйми формирователя составляющей межсимвольной помехи, реверсивного счетчика, накопителя, сумматора и перемножителя, первый регистр сдвига, ин- версньш фильтр, состоящий из последовательно соединенных сумматора, первый вход которого является входом инверсного фильтра, ограничителя амплитуд и регистра сдвига, выход которого подключен к второму входу сумматора инверсного фильтра5 и второй регистр сдвига, вход которого соедн- нен с вторым выходом ограничителя амплитуд инверсного фильтра,вход которого соединен с выходом регенератора и с входом вычитания второго сумматора, вход с пммнровання которо- го объединен с входом регенератора . и соединен с выходом первого сумматора, вход суммирования которого соединен с -м отводом (и+М-1)-отводной линии задержки, вход, вьтход и каждьй из отводов которой подключен к Bi opo- му входу перемножителя соответствующего формирователя составляющей выходного сигнала, выход каждого из перемножителей формирователя составляющей выходного сигнала подключен к со- отвстстяующпму входу пятого сумматора, выхг Д которого является выходом

1 3I СI

линейного устройства коррекции меж- снмвольной интерференции, выход накопителя каждого из формирователей составляющей выходного сигнала подключен к первому входу соответствующего из (П+N+I) перемножителей, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом четвертого сумматора, выход которого подключен к входу суммирования третьего сумматора и входу порогового блока, выход которого подключен к входу вычитания третьего сумматора, выход амплитудного дискриминатора подключен к входу цифровой линии задержки,вход, выход и каждый из отводов которой соединен с вторым входом перегшожителя соответствующего формирователя составляющей межсимвольной помехи, вьгход перемножителей каждого из формирователей составляющей межсимвольной помехи подключен к соответствующему входу вычитания первого сумматора, выход Второго сумматора через первый регистр сдвига подключен к первому входу каждого формирователя составляющей межсимвольной помехи, вход, выход и каждый из отводов второго регистра сдвига соединен с вторым входом соответствующего формирователя составляющей межсимвольной помехи, выход накопителя первого формирователя составляющей межсимвольной помехи подключен к второму входу сумматора второго формирователя составляющей межсимвольной помехи, выход которого, как и выходы сумматоров последующих формирователей составляющей межсимвольной помехи подключен к второму входу сумматора последующего формирователя составляющей межсимвольной помехи, .при этом выход тора центрального формирователя составляющей межсимвольной помехи подключен к первому входу преобразователя incna, второй вход которого соединен с источником сигнала логической единицы, выходы сумматоров формирователей составляющих межсимвольной помехи йЗ числа подключенных к выходу и положительным отводам цифровой линии задержки соединены с соответствующими информационными входами первого мультиплексора, адресный вход которого соединен с выходом счетчика тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьшш- ния точности коррекции, в него введеII 1

ны (D +N) дополнительных мультиш1ек- соров, адресный вход каждого из кото рых соединен с выходом счетчика тактовых импульсов, и в каждый из формирователей составляющей выходного сигнала введены последовательно соединенные коррелятор и интегратор,выход которого подключен к входу накопителя этого же формирователя состав ляющей выходного сигнала, при этом выход третьего сумматора подключен к первому входу коррелятора каждого формирователя составляющей выходного сигнала, второй вход каждого из корреляторов соединен с выходом соответ ствующего мультиплексора и с вторым входом соответствующего перемножите- ля, соответствующий информационный

Редактор С. Патрушева Заказ 4837/58

Составитель Ш. Эвьян Техред И.Попович

Корректор

Тираж 624Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.. Проектная, 4

5621312

вход каждого из мультиплексоров соединен с земляной шиной, с вьгходом преобразователя числа и с первым входом перемножителя соответствующего 5 формирователя составляющей межсимвольной помехи в соответствии со значениями элементов столбца- квадратной матрицы размером (5+N+1), составленной из нулей и отсчетов импульсной реакции корректируемого канала связи, кроме того ()-й отвод (CJ+N-1)-отводной линии задержки соединен с входом амплитудного дискриминатора, где N, I, М, К - число отрицательных и положительнь Х корректируемых отсчетов импульсной реакции корректируемого канала свя - зи.

10

15

Корректор М. Пожо

Изобретение относится к технике электросвязи. Целью изобретения является повышение точности коррекции. Предлагаемое устройство содержит