Адаптивное рекурсивное устройство фильтрации комплексных сигналов Советский патент 1981 года по МПК H03H21/00 

t

Изобретение относится к электросвязи и может быть использрвано в высокоскоростных адаптивных прием- киках комплексных сигналов, в системах обнаружения слабых сигна юв и в системах подавления сильных сигналов.

Известен адаптивный комплексный фильтр с нелинейной обратной связью, содержащий фильтры синфазного и квадратурного каналов, состоящих из задержки с отводами,весовых бло-; ков устройств управления к ним, сумматоров и решающего блока, а также вычислителей частных производных каналов, синфазного и квадратурного, включающие в себя многоотводные линии згщержки, весовые блоки и устройства управления 1.

Цель изобретения - повышение точности коррекции сигнала.

Цель достигается тем, что в адаптивном рекурсивном устройстве фильтрации комплексных сигналов, содержащем два канала, один из которых син-, ;фазный,а другой - квадратурный, из которых состоит из фильтра, выполненного из многоотводной линии задержки, отводы которой подключены ко входам четырех, групп весовых блоков, причем управляющие входы, каждого весового блока первой группы фильтра синфазного 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

10 подключен к выходу перемножителя первой группы фильтра синфазного канала, а второй вход - к выходу перемножителя первой группы фильтра квадратурного канала, управляющий 15 вход каждого весового блока второй группы фильтра синфазного 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 группы, первый рход которого соединен с выходом перемножителя второй группы фильтра синфаз25ного 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

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 синфазного кангша, второй вход каждого из которых объединен с первым входом перемножителя второй группы синфазного канала и подключен к соответствующему отводу многоотводной линии задержки фильтра синфазного канала и с первыми входами перемножителей второй группы фильтра квадратурного канала, второй вход каждого из которых объединен с первым входом перемножителя первой группы фильтра квадратурного канала и подключен к соответствующему отводу многоотводной линии задержки фильтра квадратурного канала, и вычислителя частных производных, состоящего из 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 и накопитель - с управляющим входом весового блока и с управляющими входами весовых блоков третьей группы фильтров синфазного и квадратурного каналов, на входе многоотводной линии задержки фильтра калсдого 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 другог о анала, а в каждом вычислителе частных производных между выхода-

ми весовых блоков и входом многсотводной 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- . чаны соответствующие дополнительные, весовые блоки, выходы которых подклк)чены ко второму входу второго дополнительного сумматора и один из входов соответствующих дополнительных перемножителей, другие входы которых соединены со вторым выходом решающего блока, к, выходам дополнительных перемножителей вычислителей Частных производных обоих каналов подключены соответствующие дополнительные последовательно включенные сумматор и накопитель, выход которого соединен с управляющими входами

|соответствующих дополнительных весовых блоков и с управляющими входами соответствующих весовых блоков четвертой группы фильтров синфазного и квадратурного каналов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема адаптивного рекурсивного устройства фильтрации комплексных сигналов.

Устройство состоит из двух каналов, на вход 1 которого подается синфазная составляющая корректируемого сигнёша, а на вход 2 - квадра турная составляющая корректируемого сигнала, а также входные сумматоры

3и 4, многоотводные линии задержки 5 и б с весовыми блокги И| 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, решающий блок 25, многоотводные линии задержки 26 и 27 с весовыми блока1нШ 28 и 29, дополни-, тельные многоотводаые линии задержки 30 и 31 с дополнительными весовыми блоками 32 и 33, сумматоры 34, накопители 35, перетдабжители 36 синфазного канала и 37 квадратурного канала, дополнительные сукматоры 38

и 39 синфазного канала, 40 и 41 квёшратурного канала, дополяйтельные последовательно включенные сум-i матор 42 и накопитель 43 я дополнительные перемножители 44 синфазного кангша и 45 квадратурного канала. Комплексный сигнал, подлежащий коррекции (оптимальной фильтргщии) в виде двух составляющих h i) и g (1) поступает на входные суммато 3 и

4и далее на линии задержки 5 и б соответственно синфазного и квадратурного кангшов. Йа вторые входы -j. этих сумматоров 3 и 4 через весовые блоки 9 и 13 поступают сигналы обратных связей X (1 - п Т) и Y (1-п Т ) с отводов соответствующих линий задержки 5 и 6. Одновременно на третьи входы этих сумматоров 3

и 4 через весовые блоки 10 и 14 поступают также сигналы обратных связей. Выходные сигналы фильтра Сйнг фазного и квадратурного кангшов формируют 5 я- в сумматорах 15 и 16, на которых через весовые блоки 7 и 12 поступают сигналы со всех отводов линий задержки 5 и 6 синфазного и квадратурного каналов.

Откорректированные составляющие Zg(i), Ze(i) двумерного сигнала поступают в рожающий блок 25, на входах которого вырабатываются .оценки принимаемых СИГНЕШОВ Z(i.) ,Vig(i), кроме того, составляющие ошибки коррекции . s(i) Zgd)- (i) ee(i) Ze(i)- Zed) Одновременно составляющие вектора откорректированного сигнала поступают в вычислители частных производныхazg (i) ,3Zed)i z Эсм 9b для чего составляющая Zg(l)подается на сумматоры 38 и 39, а составляющая ZQ И ). на сумматоры 40 и 41, на вто рые входы которых поступают сигнашы со всех отводов соответствующих линий эгшежки« На каждом п -ом отводе линии эаде1мкки 26 и 27, 30 и 31 формируются соответствующие частные производные azfijil ,айв{1) aaed) t,z -А асГм 9 Т«7 Ж Сигналы с 4 (N 1) соответствую щих «отводов ЛИВИИ задержки 5 и б фильтров синфазного и квадратурного каналов затем поступают на 4 (N-fl) первмножители 17 - 2б. На вторые вх Ifiu этих перемножителей поступают сос , вектора ошибки д (i) и ) .Соответствующие результаты ум ножен ни поступают на входы 2{N+1) сумматоров 21 и 23 и через накопите 22 я 24 на гесовые блоки 7 и В. Регулировка веоошлх коэффициенто осуйввствляётся в соответствии с алг ритмом fltj, )- JlEJxU- т)€sC) ) )J р(1И) -f ()(0-пТ)Щ,1))дС1) ;raeoL,(i-n),oth(i) ,ph(i + i),) значения n-ых коэффициентов усиления на (i+l)-OM и i-OM шагах оптимизации соответственно, Дл - постоянный коэффициент,,определяющий скорость сходимости ал; горитма. С 4 N соответствующих отводов лииий 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 ;веНтора ошибки g(i) и ie(i) . Резуль.таты перемножителей объединяются в 2 N сумматорах 34 и 42 и через 2 Ы накопителей 35 и 43 поступают в весовые блоки 9 и 10, 13 и 14. Регулировка, весовых коэффициентов осуществляется в соответствии с алгоритмомa«(M)-a,(),c. Ъ,и.)Ь, j fgf es)j гдес(у1(1 + 1),с1и(1), i + l),t)h(i)значения п -ых коэффициентов усиления на (1 + 1)-ом и i-OM шагах эптимизации соответственно. Формула изобретения Адаптивное рекурсивное устройство фильтрации комплексных сигналов, содержащее два канала, один из которых синфазный, а другой - квадрагурный, каждый, из которых состоит из фильтра, выполненного из многоотводной линии Зсщержки, отводы которой подключены ко входам четырех f групп весовых блоков причем управляющие входы, каждого весового блока первой группы фильтра синфазного канала объединены с управляющим входом соответствующего весового блока первой группы фильтра квещратурного канала и через соответствукяцйй 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 Кё1ждого весового блока второй группы фильтра синфазного канала объединен с управляющим входом соответствующего весового блока второй группы фильтра квадратурного ;к нала и через соответствующий накопитель второй группы соединен с выходом сумматора второй группы, первый вход соторОгО соединен с выходом перемножителя второй группы фильтра синфазного канала, а второй вход с выходом перемножителя второй группы фильтра квадратурного канала, выходы весовых блоков первой группы в каждом фильтре :подключены1 к первому входу исходного сумматора своего канала, второй вход которого соединен с выходами весовых блоков вто-. рой группы фильтр а другого канала, .а выход каждого выходного сумматора подключен ко входам решающего блока, первый выход которого соединен с первыми входами перемножителей первой группы фильтра синфазного канала, второй вход каждого из которых объединен с первым входом перемножителя второй группы фильтра синфазного канала и подключен к соответствующему отводу многоотводной линии задержки фильтра синфазного канала и с первыми входами перемножителей.второй группы фильтра квадратурного канала, второй вход каждого из которых объединен с первым входом перемножителя первой группы фильтра квгщратурного и подключен к соответствующему отводу многоотводной линии задержки фильтра квадратурного каН€ша, и вычислителя частных производных, состоящего из многоотводНой линии задержки, к отводам которой подключены первые входы соответствующих весовых блоков и первые : . входы соответствующихперемножителей, второй вход каждого из которых соединен с выходом риыающего блока, а выход через последовательно соединенные соответствующие сумматор и накопитель - с J пpaвляющим BxojtOM весового блока и с управляю;щими входами весовых Ълоков третьей группы фильтров синфазного и квадратурного каналов , отличающееся 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 s каждом вычислителе частных производных между -выходами весовых блоков и входом многоотводной линии задержки включен первый дополнительный сумматор, другой вход которого подключён к выходу выходного сумматора сОвт ётст.вующего фильтра, к выходу которого подключены,последовательно соединенные второй дополнительный сумматор и дополнительная многоотводная линия. задержки, к отводам которой подключены соответствующие дополнительные весовые блоки, выходы которых подключены ко второму Входу второго дополнительного сумматора и один rfs входов соответствующих дополнительных перемножителей, другие входы которых соединены со вторым выходом решающего блока, к выходам

дополнительных перемножителей вычислителей .частных производных обоих каналов подключены соответствуюсЕЙе дополнительные последа&атбльМо включенные cyNOttaTop и накопитель,

выход которого соединен ,с уйравляпощими входами соочввг&е ук/а х дополнительных весовых блоков и с управляющими входами соответс вуюцих весовых блоков четвертОЙ группы

фильтров Синфазного и квадратурного каналов. .

Источники информации, ПрийгятЫе-Ео внимание при экспертизе 1. Scholimeier G.Carrier and timing recovery In date receivers with j adaptive equalizatilon. «ICCr77-Inter. Conf. С(Яптип8.: CoimnuDs .-Technol. better tomorrow. Chicago, 111, 1977, V.2, New Joirk, 96-99 (прототип).