Двумерный адаптивный фильтр Калмана Советский патент 1982 года по МПК H03H21/00 

Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано в высокоскоростных приемниках дискретных сигналов с многопозиционной фазовой или же амплитудно фазоной модуляцией.

Известен двумерный адаптивный фильтр, содержащий фильтры .Калмана синфазного и квадратурного каналов, первые входы которых подключены к соответствующим входньм шинам, первые группы управляющих входов - к соответствующим одним управляющие выходам идентификатора, вторые группы управляющих входов - к выходам соответствующих блоков коэффициентов усиления, выхода - через решающий блок к входам идентификато ра, а управляющие выходы - к входам соответствующих весовых блоков, управляющие входы которых соединены с другими управляющими выходами идентификатора, при этом второй вхрд фильтра Калмана синфазного канала соединен с выходом весового блока квадратурного канала, второй вход фильтра Калмаиа квадратурного канала соединен с выходом весового блока синфазного канала, а выходы сумматора подключены к управляющим

входам блоков коэффициентов усиления синфазного и квадратурного кана лов 1.

Однако процесс вычисления коэффициентов усиления Кгшмана оказывается чрезвычайно сложным, что, в свою очередь, оказывает влияние на точность фильтрации.

Целью изобретения является повы10шение точности фильтрации.

Поставленная цель достигается тем, что в двумерном адаптивном фильтре Калмана содержащем фильтры Калмана синфазного и квадратурного

15 каналов, первые входы которых под-г ключены к соответствующим входным шинам, первые группы управляющих входов - к соответствующим одним управляющим выходам идентификатора,

20 вторые группы управляюпдах входов к выходам соответствующих блоков коэффициентов усиления, выходы через решающий блок к входам идентификатора, а управляющие выходы 25к входам соответствующих весовых

блоков, управляющие вхрды которых соединены с другими управляющими выходами идентификатора, при этом второй вход -фильтра Калмана синфаз30

ного канала соединен с выходом весового блока квадратурного канала, второй вход фильтра Калмана квадратурного соединен с выходом весового блока синфазного канала, а выходы сумматора подключены к управляющим входам блоков коэффициентов усиления синфазного и квадратурного каналов, в каждый канал введены линия задержки, включенная между первым входом фильтра Калмана и дополнительным управляюищм входом идентификатора, и вычислитель коэффициентов усиления Калмана, выходы которо соединены с входами сумматора., выхо ды которого подключены к дополнительным управляющим входам фильтро Калмана синфазного и квадратурного каналов, при этом дополнительный выход фильтра Калмана соединен с первым входом вычислителя коэффициентов усиления Калмана своего канала и с входом блока коэффициентов усиления.другого канала, а первый и второй выходы сигналов ошибки решающего блока подключены соответственно X вторым и третьим входам вычислителей коэффициентов усиления Калмана синфазного и квадратурного каналов. На чертеже представлена структур ная электрическая схема двумерного адаптивного фильтра Калмана. Двумерный адаптивный фильтр Калмана содержит фильтры Калмана 1 и 2 соответственно синфазного и квадратурного каналов, решающий блок 3, идентификатор 4, весовые блоки 5 и 6 соответственно синфазного и квадратурного каналов, блоки 7 и 8 коэф фициентов усиления соответственно синфазного и квадратурного каналов, сумматор 9, линии задержки 10 и 11 и вычислители 12 и 13 коэффициентов усиления Калмана соответственно синфазного и квадратурного каналов. Вход фильтра 1 синфазного канала подключен к первой входной шине и через линию задержки 10 к первому входу идентификатора 4. Аналогично вход фильтра 2 квадратурного канала подключен к второй входной шине и через линию задержки 11 к второму входу идентификатора 4. Выходы филь ров 1 и 2 синфазного и квадратурног каналов подключены к выходным шинам и через решаю1ций блок 3 - к третьем и четвертому входам идентификатора 4. Выход фильтра 1 синфазного канала соединен с первым входом вычис лителя коэффициентов усиления 12 и с входом олока; коэффициентов усиления 8, а выход фильтра 2 квадратурного ка.на.ла - с первым входом вычислителя коэффициентов усиления 13 и с входом блока коэффициентов усиления 7. Первый выход сигналов ошибок решающего блока 3 подключен к второму входу вычислителя коэффициентов усиления 12 синфазного канала и к выходу вычислителя коэффициен- тов усиления 13 квадратурного канала, а второй выход сигналов ошибок . решающего блока 3 подключен к входу блока 12 и ко входу блока 13. Управляющие входы первой группы фильтров 1 и 2 соответственно синфазного и квадратурного каналов соединены d управляющими выходами идентификатора 4. Управляющие выходы вычислителей коэффициентов усиления 12 и 13 соответственно синфазного и квадратурного каналов через сумматор 9 подключены к вторым группам соответствующих управляющих входов фильтров 1 и 2 соответственно синфазного и квадратурного каналов. Дополнительные управляющие выходы сумматора 9 через блоки коэффициентов усиления 7 и 8 подключены к управляющим входам фильтров 1 и -2 соответственно Синфазного и квадратурного каналов. Выходы фильтров 1 и 2 соответственно синфазного и квадратурного каналов соединены с входами весовых блоков 5 и 6, управляющие входы которых подключены к управляющим выходам идентификатора 4. Выход весо- , вого блока 5 соединен с вторьлл входом фильтра 2, а выход весового блока 6 - с вторым входом фильтра 1. Устройство работает следующим образом. Дискретный двумернШ сигнал в виде двух составляющих ) , ) поступает на входы фильтров 1 и 2 соответственно синфазного и квадратурного каналов. На выходах этих фильтров 1 и 2 с Зсщержкой на М-1 тактовых интерваловформируются оценки переданных символов Хдцд(1) , (i) в соответствии с известным алгоритмом Взаимные влияния между символами ) Xp(i) устраняются с помощью весовых блоков 5 и б и блоков 7 и 8. В решающем блоке 3 выносится решение о принятых сигналах, после чего разрешенные символы поступают на входы идентификатора 4. Идентификатор 4 выполненnov известной схеме в виде классического двумерного адаптивно-нерекурсивного фильтра. Эталонным сигналом для идентификатора является входной сиг.нал фильтра 1 или 2, задержанный на М-1 тактовых интервалов с помощью линий задержки 10 и 11. Установившиеся значения параметров идентификатора 4 соответствуют оптимальным значениям весовых блоков 5 и 6, а также весовых блоков, входящих в фильтры 1 и 2. Управление коэффициентами усиления Калмана блоков 7 и 8 осуществляется с помощью вычислителей коэф- . фициентов усиления 12 и 13,