DE4016947A1

DE4016947A1 - METHOD FOR DETERMINING THE INITIAL VALUES OF THE COEFFICIENTS OF A TRANSVERSAL EQUALIZER

Info

Publication number: DE4016947A1
Application number: DE19904016947
Authority: DE
Inventors: Kjell Oestman
Original assignee: Nokia Data Systems Oy
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1990-05-25
Publication date: 1990-12-06
Anticipated expiration: 2010-05-26
Also published as: FI892604A0; FI82337B; SE9001888L; SE512594C2; FI82337C; GB2233863B; FR2647609A1; GB9011829D0; SE9001888D0; FR2647609B1; DE4016947C2; GB2233863A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zur Be stimmung der Anfangswerte der Koeffizienten eines Transversalentzerrers in einem Empfänger eines Daten übertragungssystems.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for loading matching the initial values of the coefficients of a Transverse equalizer in a receiver of a data transmission system.

In synchronen Datenübertragungssystemen befin det sich eine zu übertragende Information in der Form einer Bitfolge. In einem Sender (z.B. Modem) werden die Bits in Signalisierungssymbole umgewandelt, die dann mit einer bestimmten Signalisierungsgeschwindig keit 1/T in einen Datenübertragungskanal gesendet werden, wobei T der Symbolabstand ist. In einem Emp fänger (z.B. Modem) werden die empfangenen Symbole erkannt und zurück in eine Datenbitfolge umgewandelt. In dem Datenübertragungskanal verschlechtert sich das gesendete Signal unter der Einwirkung verschiedener Störungsquellen, wie z.B. einer linearen Verzerrung (Amplituden- und Laufzeitverzerrung) und eines Rauschens.In synchronous data transmission systems there is information to be transmitted in the form a bit string. In a transmitter (e.g. modem) the bits are converted into signaling symbols that then with a certain signaling speed speed 1 / T sent in a data transmission channel where T is the symbol spacing. In an emp The symbols received are catchers (e.g. modem) recognized and converted back into a data bit sequence. This deteriorates in the data transmission channel transmitted signal under the influence of various Sources of interference, e.g. a linear distortion (Amplitude and transit time distortion) and one Noise.

Zum Beschränken dieses Problems kann das System mit einem anpassungsfähigen Entzerrer versehen sein, der z.B. ein digitaler Transversalfilter mit verän derlichen Anzapfkoeffizienten und einem Anzapfungs abstand T′ ist, der gleich groß wie oder kleiner (fraktionierter Entzerrer) als der Symbolabstand T des Signals ist.The system can limit this problem be equipped with an adaptable equalizer, e.g. a digital transversal filter with variable tapping coefficients and a tap distance T 'is the same size as or less (fractional equalizer) as the symbol spacing T of the signal.

Ein Verfahren zur Berechnung der Anfangswerte der Koeffizienten eines solchen fraktionierten Trans versalentzerrers ist im Artikel "Rapid Training of a voiceband datamodem receiver employing an equalizer with fractional-T spaced coefficients", IEEE Transac tions on Communications, Vol. COM-35, S. 869 bis 876, Oktober 1987, angeführt worden.A method of calculating the initial values the coefficients of such a fractional trans versalentzerrers is described in the article "Rapid Training of a voiceband datamodem receiver employing an equalizer with fractional-T spaced coefficients ", IEEE Transac tions on Communications, Vol. COM-35, pp. 869 to 876, October 1987.

In diesem bekannten Verfahren geht einer in den Übertragungskanal gesendeten Information eine voraus bestimmte, periodische Symbolfolge vorher, die Trai ningsfolge genannt wird und in der jede Periode N Symbole enthält. Die Übertragungsfunktion U(k) des Kanals wird so geschätzt, daß zuerst die DFT, d.h. die diskrete Fourier-Transformation, R(k) einer Pe riode oder mehrerer Perioden eines empfangenen Trai ningssignals berechnet wird und sie durch die DFT S(k) der gesendeten Trainingsfolge geteilt wird. Die Übertragungsfunktion C(k) des Entzerrers wird aus dem Verhältnis C(k) = B(k)S(k)/R(k) erhalten, wobei B(k) das Referenzspektrum ist, d.h. die erwünschte Über tragungsfunktion des Systems (die gemeinsame Übertra gungsfunktion des Übertragungskanals und des Entzer rers). Die Koeffizienten des Entzerrers werden durch inverse DFT aus C(k) erhalten. Die Zeitspanne oder -verzögerung des Entzerrers ist dabei gleich groß wie die Längs-NT der Trainingsfolge.In this known method one goes into the Transmission channel sent information ahead certain, periodic symbol sequence beforehand, the trai sequence is called and in which each period N Contains symbols. The transfer function U (k) des Channel is estimated so that the DFT, i.e. the discrete Fourier transform, R (k) of a Pe period or several periods of a received trai ningssignals is calculated and it by the DFT S (k) of the sent training sequence is divided. The Transfer function C (k) of the equalizer is from the Ratio C (k) = B (k) S (k) / R (k) obtained, where B (k) is the reference spectrum, i.e. the desired over supporting function of the system (the common transfer function of the transmission channel and the equalizer rers). The coefficients of the equalizer are given by Obtained inverse DFT from C (k). The period of time or equalizer delay is the same as the longitudinal NT of the training sequence.

Eine von einer Laufzeitverzerrung, d.h. Grup penlaufzeit, verursachte Störung zwischen Symbolen ist das hauptsächliche Problem, das durch Anfangs entzerrung gelöst werden muß. Laufzeitverzerrung be deutet, daß der Datenübertragungskanal verschiedene Frequenzen in verschiedenem Maße verzögert. In einer Telefonverbindung bildet die Laufzeit als Funktion der Frequenz eine typisch parabolische Funktion, wo bei die Laufzeit beim Verschieben von der Mitte eines Frequenzbandes des Kanals auf die Kanten zu zunimmt.One of a runtime distortion, i.e. Grup Pen runtime, caused interference between symbols is the main problem caused by the beginning equalization must be solved. Runtime distortion be indicates that the data transmission channel is different Frequencies delayed to different degrees. In a Telephone connection forms the runtime as a function the frequency a typical parabolic function where at the runtime when moving from the middle of a Frequency band of the channel increases towards the edges.

Die Dauer eines Impulsverhaltens eines Lauf zeitverzerrung verursachenden Kanals ist im großen ganzen gleich lang wie die größte Laufzeitdifferenz zwischen den verschiedenen Frequenzen. Im allgemeinen erfordert die Entzerrung eines solchen Kanals einen Entzerrer, dessen Impulsverhalten gleich lang wie oder vorzugsweise länger als das Impulsverhalten des Kanals ist.The duration of a run's impulse behavior channel causing time distortion is large all the same length as the largest maturity difference between the different frequencies. In general equalization of such a channel requires one Equalizer, whose impulse behavior is as long as or preferably longer than the impulse behavior of the Channel is.

Eine Voraussetzung für eine erfolgreiche Funk tion des obenbeschriebenen Verfahrens ist, daß wenig stens 1,5 bis 3 Perioden der periodischen Trainings folge gesendet werden, denn eine Erhöhung der Anzahl der Perioden macht es leichter, andere von dem Kanal verursachte Verschlechterungen des Signals, wie Rau schen, Frequenzverschiebung und Phasenzittern, zu reduzieren. Die erforderliche Länge der Trainingsfol ge ist somit 2 bis 3 mal die größte mögliche Lauf zeitverzerrung.A prerequisite for a successful radio tion of the method described above is that little at least 1.5 to 3 periods of periodic training be sent because an increase in the number of the periods makes it easier for others from the channel caused signal degradation, such as Rau frequency shift and phase jitter to reduce. The required length of the training session ge is 2 to 3 times the largest possible run time distortion.

Bei mehreren Anwendungen brauchen die Koeffizi enten des Entzerrers nur am Anfang einer Sendung be rechnet werden. Weil dies ziemlich selten geschieht, hat der von der Trainingsfolge verursachte Zeitauf wand (overhead) im Vergleich zu der Gesamtzeit der Verschiebung keine Bedeutung. Bei den übrigen Anwen dungen, besonders in Mehrpunktnetzen mit zyklischem Abfragen, besteht die Datenübertragung aus kurzen Informationen. Weil jeder Information eine Trai ningsfolge vorhergehen muß und die Effektivität des Systems als Verhältnis der zum Senden der Information erforderlichen Zeit zu der Zeit, während deren der Kanal besetzt ist, bestimmt werden kann, ist es klar, daß eine Minimierung der Länge der Trainingsfolge äußerst wichtig ist.The Koeffizi need for several applications equalizer only at the beginning of a program be counted. Because this happens fairly rarely has the time caused by the training sequence wall (overhead) compared to the total time of the Shift no meaning. For the other users applications, especially in multi-point networks with cyclical Queries, the data transmission consists of short Information. Because every information is a trai sequence must precede and the effectiveness of the Systems as a ratio of the to send the information required time at the time during which the Channel is occupied, can be determined, it is clear that minimizing the length of the training sequence is extremely important.

Das obenbeschriebene Verfahren zum Berechnen der Koeffizienten des Entzerrers ergibt einen perio dischen Entzerrer, dessen Periode eine Länge NT auf weist. Wenn die Länge der Periode der Trainingsfolge so verkürzt wird, daß er kürzer als das Impulsverhal ten des Kanals ist, so folgt eine Überfaltung (Alias ing) der Entzerrerperioden in der Zeitebene. Dies verschlechtert die Arbeitsleistung des Entzerrers be deutend. Eine entsprechende Erscheinung kann bei einem schweren Übertragungskanal vorkommen, dessen Impulsverhalten länger als NT ist.The calculation method described above the equalizer's coefficient gives a perio equalizers whose period is a length NT points. If the length of the period of the training sequence is shortened so that it is shorter than the impulse behavior ten of the channel, there follows a convolving (alias ing) the equalizer periods in the time plane. This deteriorates the performance of the equalizer interpreting. A corresponding appearance can occur at a heavy transmission channel occur Impulse behavior is longer than NT.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zustandezubringen, mittels dessen die Koef fizienten des Entzerrers durch Verwendung einer sehr kurzen, periodischen Trainingsfolge berechnet werden können.The invention is based on the object Bring about procedures by means of which the Koef efficient of the equalizer by using a very short, periodic training sequence can be calculated can.

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrun de, ein Verfahren zustandezubringen, das trotz der kurzen Trainingsfolge die Koeffizienten des Entzer rers so berechnen kann, daß eine große Reduzierung der gegenseitigen Wirkung der Symbole erreicht wird.The invention is further based on the object de to bring about a procedure which, despite the short training sequence the coefficients of the equalizer rers so that a large reduction the mutual effect of the symbols is achieved.

Noch eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Ver fahren zustandezubringen, das rechnerisch schnell und effizient ist, so daß es geeignet ist, mittels eines digitalen Signalprozessors ausgeführt zu werden.Another object of the invention is a ver drive to accomplish that computationally fast and is efficient, so that it is suitable by means of a digital signal processor to be executed.

Dies wird mittels des erfindungsgemäßen Verfah rens so erreicht, daß nach der Bestimmung der DFT des Kanals oder des Entzerrers Zwischenkomponenten durch Interpolation zwischen die ursprünglichen Spektral komponenten des Spektrums des Kanals oder des Entzer rers berechnet werden, wobei durch Berechnung der in versen DFT des dadurch erhaltenen, interpolierten Entzerrerspektrums ein Entzerrer erhalten wird, der länger als die Trainingsfolge ist.This is achieved using the method according to the invention rens achieved so that after determining the DFT of the Channel or the equalizer intermediate components Interpolation between the original spectral components of the spectrum of the channel or the equalizer rers can be calculated, by calculating the in verse DFT of the interpolated Equalizer spectrum an equalizer is obtained which is longer than the training sequence.

Die praktische Bedeutung davon ist, daß die Länge einer Periode der Trainingsfolge beinahe um die Hälfte der früheren verkürzt werden kann, ohne daß die Arbeitsleistung des Entzerrers abgeschwächt wird.The practical meaning of this is that the Length of a period of the training sequence almost by that Half of the previous ones can be shortened without the equalizer's performance is weakened.

Wenn die Länge der Periode der Trainingsfolge aber nicht verkürzt wird, so wird ein zweimal länge rer Entzerrer als früher erhalten, mittels dessen sogar die von einem schweren Kanal verursachten Ver zerrungen effizient entzerrt werden können.If the length of the period of the training sequence but not shortened, one will be twice length received equalizer than before, by means of which even the ver caused by a heavy channel strains can be rectified efficiently.

Die Erfindung wird jetzt mit Hilfe von Ausfüh rungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen aus führlicher erläutert, wobeiThe invention is now carried out with the aid of tion examples with reference to drawings explained in more detail, whereby

Fig. 1 eine Trainingsfolge zeigt, die aus einem in Abständen von NT zu sendenden Impuls be steht, Fig. 1 shows a training sequence which is a be at intervals of NT to be transmitted pulse,

Fig. 2 einen in einem Empfänger erhaltenen Realteil des Verhaltens eines Kanals für eine Im pulsreihe der Fig. 1 zeigt, wenn das Impulsverhalten des Kanals länger als NT ist, FIG. 2 shows a real part of the behavior of a channel obtained in a receiver for a pulse train of FIG. 1 if the pulse behavior of the channel is longer than NT,

Fig. 3 und 4 Phasen- und Gruppenlaufzeitver halten des Kanals und Fig. 5 und 6 Gruppenlauf zeitverhalten des Realteils des mittels des Grundver fahrens berechneten Impulsverhaltens des Entzerrers zeigen, FIGS. 3 and 4 phase and Gruppenlaufzeitver keep the channel, and Figs. 5 and 6 group delay characteristic of the real part of the driving means of the calculated basic Regu impulse response of the equalizer show

Fig. 7 ein Amplitudenspektrum des berechneten Entzerrers zeigt, wenn der Abstand zwischen den Spek tralkomponenten 1/NT ist, Fig. 7 shows an amplitude spectrum of the calculated equalizer when the distance between the spotting tralkomponenten 1 / NT is

Fig. 8 das Amplitudenspektrum des Kanals gemäß Fig. 7 zeigt, wenn darin Zwischenkomponenten in Ab ständen von 1/2NT interpoliert sind, FIG. 8 shows the amplitude spectrum of the channel according to FIG. 7 when intermediate components are interpolated at intervals of 1 / 2NT,

Fig. 9 den periodischen Realteil des Impuls verhaltens des aus dem interpolierten Spektrum be rechneten Entzerrers zeigt und Fig. 9 shows the periodic real part of the pulse behavior of the equalizer calculated from the interpolated spectrum and shows

Fig. 10 das dem interpolierten Spektrum der Fig. 9 entsprechende, entzerrte Gruppenlaufzeitver halten ist. FIG. 10 is the equalized group delay time corresponding to the interpolated spectrum of FIG. 9.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Koeffizienten eines Transversalentzerrers in einem Empfänger eines Datenübertragungssystems so bestimmt, daß die diskrete Fourier-Transformation des Impuls verhaltens des Entzerrers mittels einer durch einen Kanal gesendeten Trainingsfolge entweder direkt oder durch die DFT des Kanals bestimmt wird. Die Koeffizi enten des Entzerrers werden durch inverse DFT aus der DFT des Entzerrers erhalten. Die Neuheit des erfin dungsgemäßen Verfahrens bezieht sich auf eine Behand lung der DFT oder des Spektrums des Entzerrers oder des Kanals vor der Berechnung der Koeffizienten.In the method according to the invention, the Coefficients of a transversal equalizer in one Receiver of a data transmission system so determined that the discrete Fourier transform of the pulse behavior of the equalizer by means of one by one Training sequence sent either directly or is determined by the DFT of the channel. The Koeffizi equalizers are removed from the Equalizer DFT obtained. The novelty of the invent The method according to the invention relates to a treatment the DFT or the spectrum of the equalizer or of the channel before calculating the coefficients.

Die allgemeine Struktur und Funktion des ei gentlichen Übertragungssystems und des Transversal entzerrers sind bekannt für den Fachmann, und dabei wird zum Beispiel auf den obenerwähnten Artikel und auf die US-Patentschrift 41 52 649 hingewiesen. Die Erfindung kann auf die darin angeführten Entzerrer oder auf andere geeignete Entzerrer angewendet wer den.The general structure and function of the egg transmission system and transversal equalizers are known to those skilled in the art, and so are is for example on the article and referred to US Patent 41 52 649. The Invention can be applied to the equalizers listed or applied to other suitable equalizers the.

Im obigen Artikel sind auch die Prinzipien des Grundverfahrens zur Bestimmung der Koeffizienten eines Transversalentzerrers beschrieben. Zur leich teren Verständlichkeit der Erfindung wird im folgen den jedoch über Grundprinzipien des Verfahrens be richtet, bevor der eigentliche erfinderische Teil beschrieben wird.In the article above are also the principles of Basic procedure for determining the coefficients described a transversal equalizer. For easy Tere intelligibility of the invention will follow However, be about basic principles of the procedure judges before the actual inventive part is described.

Basic procedure

Es wird angenommen, daß das äquivalente Basis band-Impulsverhalten des Übertragungskanals des Da tenübertragungssystems mittels eines Transversalent zerrers entzerrt werden muß, wobei der Anzapfungsab stand (M/K) · T kleiner als oder gleich groß wie der Symbolabstand T des Signals ist und die Anzahl der Anzapfkoeffizienten NK/M ist.It is believed that the equivalent base band impulse behavior of the transmission channel of the Da transmission system using a transversal talent zerrers must be equalized, the tap from stood (M / K) · T less than or equal to the size Symbol distance T of the signal is and the number of Tap coefficient NK / M is.

Anfangs wird vor der Sendung der eigentlichen Information eine periodische Trainingsfolge s(t) in einer Periodenlänge NT gesendet. Das gesendete Signal fließt durch den Kanal und wird bei einer Abtastfre quenz (M/K) · T abgetastet.In the beginning, the actual one is broadcast Information a periodic training sequence s (t) in a period length NT sent. The signal sent flows through the channel and becomes at a sampling frequency quenz (M / K) · T sampled.

Im Empfänger wird das ankommende Signal konti nuierlich zur Beobachtung der periodischen Trainings folge kontrolliert, und aus der empfangenen, perio dischen Trainingsfolge wird eine Periode r(n) gesam melt, wobei n = 0,1, . . ., NK/M.The incoming signal is continuous in the receiver necessary to observe the periodic training follow controlled, and from the received, perio The training sequence becomes a period r (n) total melts, where n = 0.1. . ., NK / M.

Durch Berechnung der DFT der empfangenen Ab tastwerte, d.h. der Periode r(n), kann die DFT, d.h. das Frequenzverhalten U(k), des KanalsBy calculating the DFT of the received Ab sample values, i.e. the period r (n), the DFT, i.e. the frequency behavior U (k) of the channel

U(k)=R(k)/S(k) (1)U (k) = R (k) / S (k) (1)

in Frequenzpunkten 1/NT in gleichen Abständen be stimmt werden, wobei R(k) die DFT der empfangenen Trainingsfolge und S(k) die DFT der gesendeten Trai ningsfolge ist.at frequency points 1 / NT at equal intervals be true, where R (k) is the DFT of the received Training sequence and S (k) the DFT of the sent trai sequence is.

Die DFT, d.h. das Frequenzverhalten C(k), des Entzerrers kann jetzt durch Berechnen des Verhält nissesThe DFT, i.e. the frequency behavior C (k), des Equalizer can now be calculated by calculating the ratio nisses

C(k)=B(k)/U(k)=B(k) · S(k)/R(k) (2)C (k) = B (k) / U (k) = B (k) S (k) / R (k) (2)

erhalten werden.be preserved.

Schließlich werden die Anzapfkoeffizienten des Entzerrers durch Berechnung der inversen DFT von C(k) erhalten. Das Resultat ist ein Entzerrer, bei dem die Laufzeit, d.h. die zeitliche Länge, des Impulsverhal tens gleich lang ist wie die Länge NT einer Periode der Trainingsfolge.Finally, the tap coefficients of the Equalizer by calculating the inverse DFT of C (k) receive. The result is an equalizer where the Term, i.e. the length of time, the impulse behavior is at least as long as the length NT of a period the training sequence.

Die genaue Weise zur Berechnung der DFT des Kanals oder des Entzerrers für eine erfindungsgemäße Interpolation ist jedoch nicht wesentlich bei der Er findung.The exact way to calculate the DFT of the Channel or the equalizer for an inventive However, interpolation is not essential in the Er finding.

Das Grundverfahren wird im folgenden graphisch veranschaulicht, und zwar wird einfachheitshalber an genommen, daß die Periode der Trainingsfolge s(t) von einem Impuls gebildet wird, und daß Impulse in Ab ständen von N Symbolen gesendet werden, wie in Fig. 1 gezeigt wird.The basic method is illustrated graphically below, for the sake of simplicity, it is assumed that the period of the training sequence s (t) is formed by a pulse and that pulses are sent in intervals of N symbols, as shown in FIG. 1.

Wenn die Länge des Impulsverhaltens des Kanals kleiner als NT ist, wird das Impulsverhalten u(t) des Kanals direkt im Empfänger erhalten. Aus der diskre ten Fourier-Transformation U(k) des Impulsverhaltens u(k) kann dann direkt ein Entzerrer berechnet werden, dessen Impulsverhalten im allgemeinen völlig inner halb der Laufzeit NT angebracht werden kann, wobei er fähig ist, auch zufällige, nicht-periodische Daten zu entzerren.If the length of the impulse behavior of the channel is less than NT, the impulse behavior u (t) of the Channel received directly in the receiver. From the discreet ten Fourier transform U (k) of the impulse behavior u (k) can then directly calculate an equalizer, whose impulse behavior is generally completely internal half of the term NT can be attached, he is also capable of random, non-periodic data equalize.

Im Fall eines sehr schweren Kanals kann das Im pulsverhalten des Kanals länger als NT sein, wobei die Verhalten nacheinanderfolgender Perioden (in die sem Fall Impulse) der Trainingsfolge sich im Empfän ger falten, wie in Fig. 2 veranschaulicht wird. Dann kann der Kanal z.B. das Phasenverhalten der Fig. 3 und das Gruppenlaufzeitverhalten der Fig. 4 aufwei sen. Das Impulsverhalten und das Gruppenlaufzeitver halten des aus dem Grundverfahren resultierenden Ent zerrers sind in Fig. 5 und 6 gezeigt. Das Impuls verhalten eines solchen Entzerrers kann nicht so ver schoben werden, daß es sich ganz innerhalb der Lauf zeit NT befinden würde.In the case of a very heavy channel, the pulse behavior of the channel can be longer than NT, the behavior of successive periods (in this case impulses) of the training sequence folding in the receiver, as illustrated in FIG. 2. Then the channel can have, for example, the phase behavior of FIG. 3 and the group delay behavior of FIG. 4. The impulse behavior and the group delay behavior of the equalizer resulting from the basic method are shown in FIGS . 5 and 6. The impulse behavior of such an equalizer cannot be shifted to the point that it would be entirely within the running time NT.

The method according to the invention

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zuerst die DFT U(k) des Kanals und/oder die DFT C(k) des Entzerrers entweder gemäß dem bekannten Grundverfah ren oder alternativ gemäß irgendeiner Modifikation davon bestimmt.In the method according to the invention, first the DFT U (k) of the channel and / or the DFT C (k) of the Equalizer either according to the known basic procedure ren or alternatively according to any modification determined by it.

Danach wird durch Interpolation zwischen die ursprünglichen Spektralkomponenten der DFT des Kanals oder des Entzerrers beispielsweise eine Zwischenkom ponente bestimmt, wobei der Abstand der Spektralkom ponenten (des Spektrums) der interpolierten DFT 1/2NT ist, wie in Fig. 7 und 8 veranschaulicht wird. Then, by interpolation between the original spectral components of the DFT of the channel or equalizer, for example, an intermediate component is determined, the distance of the spectral components (of the spectrum) of the interpolated DFT being 1 / 2NT, as illustrated in Figs. 7 and 8.

Wenn das zu interpolierende Spektrum das Ent zerrerspektrum C(k) war, werden schließlich durch inverse DFT des interpolierten Entzerrerspektrums C′(k) die Anzapfkoeffizienten des Entzerrers berech net, deren Anzahl jetzt 2N Stück ist. Die zeitliche Länge des resultierenden Entzerrers ist somit 2NT, d.h. zweimal länger als ohne Interpolation, wie auch die "Dynamik" der Laufzeit, d.h. der Entzerrer kann die Laufzeiten des Kanals im Bereich 0-2NT behandeln.If the spectrum to be interpolated is the Ent distortion spectrum C (k) was eventually through inverse DFT of the interpolated equalizer spectrum C ′ (k) calculate the tap coefficient of the equalizer net, the number of which is now 2N pieces. The temporal Length of the resulting equalizer is thus 2NT, i.e. twice longer than without interpolation, as well the "dynamics" of the term, i.e. the equalizer can treat the runtimes of the channel in the range 0-2NT.

Wenn das zu interpolierende Spektrum das Spek trum U(k) des Kanals war, so wird zuerst ein neues Entzerrerspektrum C′(k) = B(k)/U′(k) berechnet, aus dem dann die Anzapfkoeffizienten in der obenbeschrie benen Weise zu berechnen sind.If the spectrum to be interpolated is the spec trum U (k) of the channel, a new one is created first Equalizer spectrum C ′ (k) = B (k) / U ′ (k) calculated from then the tap coefficients in the above description are to be calculated.

Im folgenden werden verschiedene Interpola tionstechniken studiert. Das Spektrum des Kanals und des Entzerrers ist komplex, weshalb auch Real- und Imaginärteile für die Zwischenkomponenten zu bestim men sind. Die einfachste Weise wäre, die Real- und Imaginärteile der Zwischenkomponenten direkt aus den Real- und Imaginärteilen der ursprünglichen Spektral komponenten zu interpolieren. In dieser Weise wird auch ein Entzerrer in der Länge 2NT erhalten, aber je nach der Interpolationsweise kann das Resultat mehr oder weniger fehlerhaft sein, und dazu ist es im all gemeinen unmöglich, die richtige Phase einer Zwi schenkomponente zu folgern.The following are different Interpola studied engineering techniques. The spectrum of the channel and the equalizer is complex, which is why real and Determine imaginary parts for the intermediate components men are. The easiest way would be the real and Imaginary parts of the intermediate components directly from the Real and imaginary parts of the original spectral interpolate components. In this way also received an equalizer in length 2NT, but each the result can do more according to the interpolation method or less flawed, and that's what it's all about mean impossible, the right phase of a twos conclusion to conclude.

In der primären Ausführungsform der Erfindung werden auch zuerst die Amplitude A(k) und die Phase P(k) der Spektralkomponenten des Spektrums des Kanals oder des Entzerrers bestimmt und die Phasen der Zwi schenkomponenten mittels einer Phasenfunktion gefol gert oder die Amplitude und Phase der Zwischenkompo nenten mittels einer Amplitudenfunktion interpoliert.In the primary embodiment of the invention are also first the amplitude A (k) and the phase P (k) of the spectral components of the spectrum of the channel or the equalizer and determines the phases of the tw leg components using a phase function gert or the amplitude and phase of the intermediate compo elements interpolated using an amplitude function.

Die Amplituden der Zwischenkomponenten können direkt aus den Amplituden von zwei jeweils neben einanderliegenden, ursprünglichen Komponenten des Spektrums (vgl. Fig. 7) des ursprünglichen Entzer rers oder Kanals bestimmt werden, zum Beispiel durch Interpolation gemäß der folgenden ApproximationThe amplitudes of the intermediate components can be determined directly from the amplitudes of two adjacent original components of the spectrum (see FIG. 7) of the original equalizer or channel, for example by interpolation according to the following approximation

Das Berechnen der Phase der Zwischenkomponenten ist jedoch nicht eindeutig, denn die Phasenwerte der mittels der Arctan-Operation berechneten Spektralkom ponenten befinden sich zwischen π und -π und enthal ten diskontinuierliche Stellen. Aus den berechneten Phasenwerten ist es möglich, eine kontinuierliche Phasenfunktion zu bilden, und zwar durch Hinzufügung eines geeigneten Multiplums von 2π zu jedem Phasen wert, wenn die Abtastwerte sich so nahe einander be finden, daß die Diskontinuitäten beobachtet werden können. Wenn der Entzerrer sehr kurz und der Kanal sehr verzerrt ist, kann die Variation der Gruppen laufzeit des Kanals größer sein als die zeitliche Länge des Entzerrers. Also kann die Phasendifferenz zwischen zwei nebeneinanderliegenden Frequenzpunkten größer als 2π sein, was es im allgemeinen unmöglich macht, zu bestimmen, welches Multiplum von 2π zu dem berechneten Phasenwert hinzugefügt werden sollte. Auf der Basis der Fig. 3 ist es beispielsweise nicht möglich, sicher zu sagen, ob der richtige Wert der Phase der aus den ursprünglichen Phasen P₁ und P₂ in terpolierten Zwischenkomponente P_x oder P_y ist. Daraus folgt ein verzerrtes und überfaltetes Impulsverhalten des Entzerrers.However, the calculation of the phase of the intermediate components is not clear, because the phase values of the spectral components calculated using the Arctan operation are between π and -π and contain discontinuous points. From the calculated phase values, it is possible to form a continuous phase function by adding an appropriate multiple of 2π to each phase value if the samples are so close to each other that discontinuities can be observed. If the equalizer is very short and the channel is very distorted, the variation of the group runtime of the channel can be greater than the length of time of the equalizer. So the phase difference between two adjacent frequency points can be greater than 2π, which generally makes it impossible to determine which 2π multiply should be added to the calculated phase value. On the basis of Fig. 3, it is for example not possible to say for sure that the correct value of the phase is the phase of the original P ₁ and P ₂ in terpolierten intermediate component P _x or P _y. This results in a distorted and overfolded impulse behavior of the equalizer.

In der primären Ausführungsform der Erfindung wird somit das Gruppenlaufzeitverhalten des Kanals aus den Phasen der ursprünglichen Komponenten berech net. Die Gruppenlaufzeit G(f) wird im allgemeinenIn the primary embodiment of the invention becomes the group runtime behavior of the channel calculated from the phases of the original components net. The group term G (f) is generally

bestimmt, wobei P(f) die Phase des Spektrums des Ka nals ist. Im Fall von diskreten Frequenzpunkten kann der Wert von G(k) in verschiedenen Frequenzpunkten approximiert werdendetermined, where P (f) is the phase of the spectrum of the Ka nals is. In the case of discrete frequency points the value of G (k) at different frequency points be approximated

Beim Berechnen der Gruppenlaufzeit des Kanals können die Undeutlichkeiten gelöst werden, weil das Benehmen der Gruppenlaufzeit des Kanals mit einer gewissen Genauigkeit bekannt ist. Zum Beispiel die Laufzeit einer Telefonverbindung als Funktion der Frequenz bildet eine von ihrer Natur parabolische Funktion, die von der Mitte eines Frequenzbandes gegen die Kanten zunimmt und keine abrupten Ände rungsstellen enthält. Dazu ist der Kanal kausal, was bedeutet, daß negative Laufzeiten unmöglich sind.When calculating the group runtime of the channel the ambiguities can be resolved because that Behavior of the channel group runtime with a certain accuracy is known. For example the Duration of a telephone connection as a function of Frequency is parabolic in nature Function by the middle of a frequency band increases against the edges and no abrupt changes containment points. The channel is causal, too means that negative terms are impossible.

Durch Ausnutzung dieser bekannten Tatsachen des Kanals ist es möglich, erfindungsgemäß mittels der Formel (7) eine eindeutige Gruppenlaufzeitfunktion G(k) aus der diskreten Fourier-Transformation U(k) des Kanals zu bilden, wenn angenommen wird, daß die Gruppenlaufzeit sich zwischen zwei bekannten Fre quenzpunkten nicht mehr als ein bestimmter Höchstwert ändern kann. Durch Hinzufügung eines Multiplums von 2π zu den Werten nach der Diskontinuitätsstelle und durch Wählen des Werts, der der Kurve der angenomme nen Laufzeitfunktion am besten folgt, ist es möglich, die Laufzeit der ursprünglichen Komponenten und dar aus die Phase mit größter Wahrscheinlichkeit zu lö sen. Aus Fig. 10 ist es zum Beispiel bekannt, daß der richtige Graph der Gruppenlaufzeit die in gebro chener Linie gezeichnete Verlängerung D sein muß und nicht der in einheitlicher Linie gezeichnete Lauf zeitabschnitt E, weshalb der zwischen G₁ und G₂ inter polierte Laufzeitwert auch G_x sein muß und nicht G_y.By utilizing these known facts of the channel, it is possible according to the invention to use formula (7) to form a unique group delay function G (k) from the discrete Fourier transform U (k) of the channel if it is assumed that the group delay varies between two Known frequency points can not change more than a certain maximum value. By adding a multiplication of 2π to the values after the point of discontinuity and by choosing the value that best follows the curve of the assumed runtime function, it is possible to solve the runtime of the original components and the phase with the greatest probability. From Fig. 10 it is known, for example, that the correct graph of the group term must be the extension D drawn in broken line and not the period E drawn in a uniform line, which is why the interpolated term value between G ₁ and G ₂ also G must be _x and not G _y .

Das Berechnen der Gruppenlaufzeitfunktion wird vorzugsweise bei der DC-Frequenz oder einer anderen Frequenz angefangen, bei der die Gruppenlaufzeit klein angenommen wird, und dann wird separat gegen die beiden Kanten des Bandes fortgeschritten.The calculation of the group runtime function will preferably at the DC frequency or another Frequency started at which the group delay is assumed small, and then is opposed separately the two edges of the tape advanced.

Wenn die zu interpolierende DFT die DFT des Entzerrers ist, kann die Phase P(k) der Zwischenkom ponenten jetzt direkt gefolgert oder in jedem dis kreten Frequenzpunkt zum Beispiel gemäß der folgenden Approximation interpoliert werden.If the DFT to be interpolated is the DFT of the Is equalizer, the phase P (k) of the intermediate comm components now inferred directly or in any dis crete frequency point for example according to the following Approximation can be interpolated.

Danach werden die Real- und Imaginärteile des interpolierten Entzerrerspektrums C′(k) = 1/U′(k) berechnetThen the real and imaginary parts of the interpolated equalizer spectrum C ′ (k) = 1 / U ′ (k) calculated

re[C′(k+½)]=A(k+½) · cos[P(k+½)]right [C ′ (k + ½)] = A (k + ½) · cos [P (k + ½)]

Im[C′(k+½)]=A(k+½) · sin[P(k+½)]Im [C ′ (k + ½)] = A (k + ½) · sin [P (k + ½)]

Die Anzahl der Anzapfkoeffizienten des Entzer rers ist jetzt 2N und sie werden in einer üblichen Weise durch Berechnen der inversen DFT des inter polierten Entzerrerspektrums C′(k) erhalten. Das Re sultat ist ein Entzerrer, dessen Länge 2NT ist, wie zum Beispiel in Fig. 14 veranschaulicht wird.The number of tap coefficients of the equalizer is now 2N and they are obtained in a conventional manner by calculating the inverse DFT of the interpolated equalizer spectrum C '(k). The result is an equalizer, the length of which is 2NT, as illustrated in FIG. 14, for example.

Oben wurden die Länge des Entzerrers und die Anzahl der Koeffizienten als Beispiel verdoppelt, aber im allgemeinen kann die Anzahl der Koeffizienten auf das x-fältige erhöht werden, wobei x 0.The length of the equalizer and the Doubled the number of coefficients as an example, but in general the number of coefficients be increased to the x-fold, where x 0.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert nur eine kleine Berechnungsleistung und ist somit durch Ändern des Berechnungsprogramms der Koeffizienten schon in den existierenden Transversalentzerrern leicht ausführbar.The method according to the invention only requires a small calculation power and is therefore through Change the calculation program of the coefficients already in the existing transversal equalizers easily executable.

Obgleich einige vorteilhafte Interpolations weisen oben beschrieben worden sind, können auch an dere Interpolationsweisen verwendet werden, ohne daß von dem Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird. Die Beschreibung und die dazu gehörenden Zeichnungen sind auch nur beabsichtigt, die Erfindung zu veran schaulichen. Was die Einzelheiten betrifft, kann das erfindungsgemäße Verfahren im Rahmen der beigefügten Patentansprüche variieren.Although some beneficial interpolation instructions described above can also whose interpolation modes are used without departing from the scope of the invention. The description and the accompanying drawings are only intended to initiate the invention vivid. As for the details, it can inventive method in the context of the attached Claims vary.

Claims

1. A method for determining the coefficients of a transversal equalizer in a receiver of a data transmission system, in such a way that a known, periodic data sequence is sent through a transmission channel that the discrete Fourier transform C (k) of the equalizer by means of the received data sequence is calculated either directly or by the discrete Fourier transform U (k) of the channel and that the coefficients of the equalizer are calculated by inverse, discrete Fourier transform from the mentioned discrete Fourier transform C (k) of the equalizer, thereby ge indicates that the number of spectral components of the discrete Fourier transform of the equalizer or of the channel is increased so that intermediate components are interpolated between the original spectral components before the calculation of the inverse discrete Fourier transform mentioned.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that the number of Spectral components by interpolation of an intermediate between two side by side lying, original spectral components doubled pelt is.

3. The method according to claim 1 or 2, because characterized by that real and Imaginary parts of the intermediate components from the real and imaginary parts of the original components be interpolated.

4. The method according to claim 1 or 2, because characterized by that it is the Calculation of the phase of the original components and the solution of the phase of the intermediate components the basis of the phase of the original components contains.

5. The method according to claim 4, characterized characterized in that the process the Calculation of the amplitude and phase of the original Components, the calculation of the amplitude and phase of the intermediate components by interpolation from the original, and calculating the real and ima ginary parts of the intermediate components from interpo contains amplitudes and phases.

6. The method according to claim 4, characterized characterized in that the process the Calculation of the amplitude and phase of the original Components, the calculation of the amplitude of the Zwi components by interpolation from the original original, the calculation of group term values of the channel using the original phase values, the calculation of the phases of the intermediate components with Help of the group term values mentioned as well as the Determination of the real and imaginary parts of the intermediate components from the amplitudes and Contains phases.

7. The method according to claim 6, characterized in that the determination of the group delay of the transmission channel contains the following phases:

a) the calculation of the phase of the transfer function of the transfer channel using the arctan operation, which gives phase values between -π and π,
b) the formation of a continuous phase function from the calculated phase values by adding a suitable integer multiple of 2π to each original phase value and the calculation of the group delay values of the transmission channel using numerical derivation from the values of the continuous phase function, with the correct multiples of 2π the multiplier is selected which gives a group delay value which, together with the group delay values calculated in the preceding frequency points, best follows the assumed group delay function of the transmission channel.

8. The method according to claim 6 or 7, because characterized in that when calc the group term values in indistinct places, like at discontinuity points or at abrupt changes the value that is resolved before it frequency point opposite to be within limits or closest to them.

9. The method according to claim 7, characterized characterized that to the right one Multiplum of 2π is the multiple that is chosen Group runtime value is the least of calculate that in the previous frequency spectrum group value differs.