BE896089R - Compensateur d'echo reglable - Google Patents

Description

  DEMANDE D'UN DEUXIEME BREVET DE PERFECTIONNEMENT AU BREVET

  
BELGE N[deg.] 893 274 DEPOSE LE 24 MAI 1982 POUR :

COMPENSATEUR D'ECHO REGLABLE

  
La présente invention revendique la priorité d'une demande de brevet déposée en Allemagne (Rép.Féd.) le 6 mars 1982 sous le N[deg.] P 32 08 214.2 au nom de : STANDARD ELEKTRIK LORENZ, Aktiengesellschaft. 

  
L'invention se rapporte à un système tel qu'établi dans le préambule de la première revendication et comprenant des moyens réglables pour compenser les échos.

  
Un tel système est connu de Frequenz, 34 (1980), No 2, février 1980, pages 40 à 45.

  
Suivant cette publication, le nombre de périodes d'horloge sur lesquelles le dispositif d'adaptation calcule les sommes de la corrélation est égal à une valeur prédéterminée G. Les coefficients des filtres sont ajustés après le calcul des sommes de corrélation, c'est-à-dire après le même nombre G

  
de périodes d'horloge. Il est signalé que le dispositif adaptateur décrit présente le désavantage d'une adaptation lente pour le filtre numérique. Comme seule possibilité d'augmenter cette vitesse, un dispositif d'adaptation est donné qui calcule également les sommes de corrélation pour

  
un nombre prédéterminé G de périodes d'horloge, mais qui ajuste les coefficients du filtre après chaque période. Cependant,

  
ce dispositif d'adaptation présente l'inconvénient de nécessiter une quantité appréciable de mémoire.

  
Il s'ensuit que le but de l'invention est de fournir un système du type mentionné en premier lieu qui est capable d'une adaptation relativement rapide sans nécessitera cette

  
fin une capacité d'emmagasinage additionnelle.

  
Ce but est atteint par les moyens établis dans la première revendication. Des développements de l'invention apparaissent des sous-revendications. 

  
L'invention sera maintenant expliquée en plus de détails par un example se référant aux dessins accompagnant

  
la description détaillée qui fait suite et dans lesquels:

  
La Fig. 1 est un diagramme sous forme de blocs montant la partie essentielle du compensateur d'écho permettant le réglage suivant l'invention;

  
La Fig. 2 montre les formes d'ondes des principaux signaux d'horloge et de commande, et

  
La Fig. 3 montre des détails du circuit de commande

  
de la Fig . 1.

  
Cette dernière montre un filtre numérique adaptatif

  
et le dispositif pour en adapter les coefficients. Dans l'exemple présent, le filtre numérique est un filtre transversal consistant en une ligne de délai 20 à 16 dérivations, un multiplexeur
21, une mémoire de coefficients22 et un accumulateur de convolution 23, qui fournit pour chaque valeur d'entrée numérique S , une valeur de sortie de filtre numérique sous la forme d'une somme de convolution

  

 <EMI ID=1.1> 


  
de la façon connue.

  
Les coefficients Ci pour constituer la somme de convolution sont emmagasinés dans la mémoire de coefficients 22; pour
16 coefficients ayant chacun 12 éléments binaires, cette mémoire de lecture/écriture a une capacité de 16 x 12 éléments

  
 <EMI ID=2.1> 

  
somme de convolution, sont les valeurs de dérivation de la ligne de délai reçues en séquence du multiplexeur 21. La séquence des éléments binaires d'entrée Sn est décalée à travers la ligne de délai 20 à deux fois le taux des éléments binaires(2/T&#65533;. Une période d'échantillonnage est ainsi égale à la moitié d'une période d'éléments binaires T et le multi-

  
 <EMI ID=3.1>  pendant chaque période d'échantillonnage. A cette fin, un signal d'horloge TM, dont la fréquence est 16 fois la fréquence d'échantillonnage, est appliqué au multiplexeur.

  
 <EMI ID=4.1> 

  
cummulateur de convolution 23 pendant une période d'échantillonnage, les 16 coefficients sont lus de la mémoire de coefficients
22 au taux d'horloge TM du multiplexeur. Ceci est accompli comme suit :

  
Les adresses de mémoire, dont chacune spécifie la position d'un coefficient Ci et qui sont appliquées à une entrée d'adresse AM (4 éléments binaires) de la mémoire de coefficients, sont augmentées au taux d'horloge TM du multiplexeur. Aussi

  
 <EMI ID=5.1> 

  
désigné par cette adresse est appliqué à travers un accumulateur d'adaptation 24 à l'entrée de coefficient de l'accumulateur

  
de convolution 24 et ré-inscrit dans la mémoire de coefficients
22 sous la même adresse à travers une ligne connectant la sortie de l'accumulateur d'adaptation 24 à l'entrée de la mémoire de coefficients 22. L'inversion nécessaire de la mémoire de coefficients 22 de "lecture" à "écriture" est effectuée par un signal de lecture,qui est appliqué à une entrée de commande de lecture TR, et un signal d'écriture appliqué à une entrée de commande d'écriture TW. Les deux signaux ont tous deux la fréquence du signal d'horloge du multiplexeur et leurs phases sont retardées de telle sorte l'une par rapport à l'autre que

  
la mémoire de coefficients est commutée d'abord sur "lecture" et ensuite sur "écriture" pendant chaque adresse appliquée.

  
Que les coefficients soient adaptés ou qu'ils demeurent les mêmes pendant leur passage à travers l'accumulateur d'adaptation
24 dépend de l'état d'un signal de commande L qui est appliqué

  
à une entrée de commande L et autorise la seconde entrée de l'accumulateur d'adaptation 24 qui est connectée à la sortie d'une mémoire de valeurs d'adaptation 25, seulement si les coefficients doivent être adaptés. Les intervalles de temps auxquels le signal de commande L cause l'adaptation des coefficients sont déterminés par le dispositif d'adaptation qui sera expliqué dans ce qui suit.

  
Tout d'abord il doit être signalé qu'à la Fig. 1,

  
les lignes qui sont des bus sur lesquels plusieurs éléments binaires sont transférés en parallèle sont marquées par un

  
trait oblique associé à un chiffre qui spécifie le nombre d'éléments binaires transférés en parallèle.

  
Suivant le principe d'un compensateur d'écho conventionnel, qui ne doit pas être expliqué ici, le système de commande automatique est calculé pour adapter les coefficients du filtre afin de minimiser la grandeur d'un signal d'erreur e (t) .

  
Un signal continu sgn e(t), qui représente l'information de signe du signal d'erreur , est échantillonné dans un dispositif d'échantillonnage et de maintien 26 et ses valeurs d&#65533;échantillonnage sgn en sont appliquées ensuite vers l'une des deux entrées de signaux d'un corrélateur 27 dont l'autre entrée de

  
 <EMI ID=6.1> 

  
provenant de la sortie du multiplexeur. De même que pour les lignes de délai 20, le dispositif d'échantillonnage et de maintien est opéré au taux d'échantillonnage TA. Le corrélateur 27 est opéré au taux d'horloge TM du multiplexeur et forme 16

  
 <EMI ID=7.1> 

  
d'échantillonnage. Avec chaque impulsion du signal d'horloge TM du multiplexeur, le corrélateur 27 fournit un produit

  
 <EMI ID=8.1> 

  
de signaux d'un accumulateur de corrélation 28 dont l'autre entrée de signal est connectée à la sortie d'un tampon 29 par l'intermédiaire d'un bus à 8 éléments binaires. Ce tampon contient 16 cellules chacune capable d'emmagasiner 8 éléments binaires et sert à emmagasiner 16 totaux intermédiaires pendant le calcul des 16 sommes de corrélation requises pour adapter les 16 coefficients. Le tampon est commandé de telle sorte que les totaux intermédiaires sont lus successivement au taux d'horloge TM du multiplexeur et transférés à l'autre entrée de signal de l'accumulateur de corrélation 28. Ce dernier ajoute

  
 <EMI ID=9.1> 

  
intermédiaire et fournit le nouveau total intermédiaire sur une ligne de sortie (bus à 8 éléments binaires en parallèle)*

  
à l'entrée du tampon 29. Là le nouveau total intermédiaire remplace le total antérieur dans la même cellule. L'augmentation nécessaire des adresses de mémoire et le transfert du tampon de "lecture" à "écriture" sont effectués par le signal de lecture TR, le signal d'écriture TW, et l'adresse appliquée

  
 <EMI ID=10.1> 

  
décrit en relation avec la mémoire de coefficients 22 . Après que tous les 16 totaux intermédiaires dans l'accumulateur de corrélation ont ainsi été augmentés ou diminués pendant chaque période d'échantillonnage, un nouveau cycle commence dans lequel

  
 <EMI ID=11.1> 

  
aux totaux intermédiaires correspondants de la même manière.

  
Ainsi, les sommes de corrélation 2: (sgn e ).S

  
n n n-i

  
sont calculées pour tous les 16 coefficients Ci sur plusieurs périodes d'échantillonnage jusqu'à ce que l'on appelle un signal d'adaptation N apparaisse à une entrée de commande de l'accumulateur de corrélation; ce signal termine le calcul

  
des sommes de corrélation et initie le processus d'adaptation.

  
Avant que l'on explique la génération du signal d'adaptation N, la séquence des opérations de l'adaptation des coefficients sera décrite. On doit déjà mentionner ici cependant que le signal d'adaptation du niveau positif N qui détermine l'instant et la durée d'adaptation, est généré de façon à coincider de façon précise dans le temps avec une période d'élément binaire . Pour la durée de la période d'élément binaire pendant laquelle le signal d'adaptation N est au niveau positif, il bloque l'entrée de l'accumulateur de corrélation connectée au corrélateur 27 et la sortie connectée au tampon 29, et ouvre une sortie connectée à un circuit logique

  
30, dont la sortie est bloquée pendant le temps restant.

  
Pendant la période d'échantillonnage suivante, c'est-à-dire pendant la première moitié de la période d'adaptation,

  
les totaux intermédiaires contenus dans le tampon 29 passent successivement à travers l'accumulateur de corrélation sans

  
être modifiés, et sont fournis delà,à travers le circuit logique
30,vers l'entrée de la mémoire de valeur d'adaptation 31.

  
Le circuit logique dérive une valeur d'adaptation à deux éléments binaires pour chaque somme de corrélation. Un des éléments indique si oui ou non le coefficient respectif doit être

  
adapté et l'autre si le coefficient doit être augmenté ou diminué d'une unité. Ce dernier élément binaire dépend du

  
signe de la somme de corrélation. Pendant la première moitié

  
de la période d'adaptation, un signal d'écriture Sch est appliqué à une entrée de commande de la mémoire de valeurs d'adaptation 31 de telle sorte que 16 valeurs d'adaptation sont incrites dans la mémoire en séquence. A cette fin, l'adresse appliquée à l'entrée d'adresse AM de cette mémoire est augmentée au taux d'horloge du multiplexeur. Pendant la seconde moitié de la période d'adaptation, c'est-à-dire pendant la période d'échantillonnage suivant le temps d'écriture, un

  
signal de lecture 1 est appliqué à une seconde entrée de commande de la mémoire 31, de telle sorte que les valeurs d'adaptation emmagasinées sont lues pendant cette période d'échantillonnage au taux d'horloge du multiplexeur. Comme mentionné ci-dessus, le signal de lecture L permet l'entrée de la valeur d'adaptation de l'accumulateur d'adaptation 24 seulement

  
pendant cette période d'échantillonnage,rendant ainsi possible l'adaptation des coefficients Ci sur base des valeurs d'adaptation. A la fin de cette période d'échantillonnage, le signal de lecture L et le signal d'adaptation N disparaissent simultanément. Comme la sortie de l'accumulateur de corrélation connectée à l'entrée du tampon 29 est bloquée pendant l'adaptation, toutes les positions de mémoire sont sur-

  
inscrites avec des valeurs zéro pendant l'adaptation, de

  
telle sorte qu'après l'achèvement de ce processus, le calcul

  
des nouvelles sommes de corrélation commence de nouveau à

  
zéro. Il continue jusqu'à ce que le signal d'adaptation

  
N retourne au niveau logique 1 et initie l'adaptation suivante.

  
Les intervalles de temps pendant les adaptations de coefficient sont déterminés par un circuit de surveillance

  
32 et un circuit de commande 33, dont l'opération sera maintenant expliquée à l'aide de la Fig. 2.

  
L'entrée du circuit de surveillance 32,de même que

  
celle du tampon 29, est connectée à la sortie de l'accumulateur de corrélation 28 et reçoit chaque total intermédiaire qui est calculé. Quant un total intermédiaire atteint une valeur prédéterminée M, le circuit de surveillance fournit une impulsion de commande ST au circuit de commande qui produit alors

  
le signal d'adaptation N au début de la prochaine période d'élément binaire . Le cycle courant pendant lequel un total intermédiaire arbitraire atteint la valeur M est ainsi achevé avant que l'adaptation ne commence. Si le circuit de surveillance ne réagit pas après un nombre prédéterminé G de périodes d'éléments binaires, c'est-à-dire si le circuit de commande

  
33 ne reçoit pas d'impulsion de commande ST, il produit le signal d'adaptation N à la fin de ces G périodes d'éléments binaires.

  
De cette manière, les intervalles de temps pour lesquels les coefficients du filtre sont adaptés dépendent du développement des sommes de corrélation. Pendant une corrélation intensive, c'est-à-dire au début du processus de contrôle, où le signal d'erreur en est toujours fortement influencé par le signal transmis s , les sommes de corrélation augmentent beaucoup plus rapidement (dans le sens positif ou négatif)

  
que pendant une faible corrélation. Le système de commande automatique des présents moyens assure par conséquent une adaptation rapide pendant une corrélation intensive et une adaptation précise pendant une corrélation faible en calculant, dans le dernier cas, les sommes de corrélation sur un grand nombre G (par exemple 4 096) de périodes d'éléments binaires.

  
Ces signaux d'horloge appliqués au circuit de commande
33 sont l'horloge du taux d'éléments binaires TB (par exemple
80 kHz, Fig. 2) et un signal de chronométrage de base TG ayant une fréquence considérablement plus élevée (par exemple

  
10,24 MHz), dont une unité de chronométrage (non montrée) dérive notamment, l'horloge du taux des éléments binaires

  
TB, le signal d'échantillonnage TA (Fig. 2), le signal de chronométrage du multiplexeur TM, le signal d'écriture TW,

  
le signal de lecture TR et les impulsions d'horloge représentant les adresses AM. Outre le signal d'adaptation N, le circuit

  
de commande 33 fournit le signal d'écriture Sch et le signal

  
de lecture L.

  
Une réalisation du circuit de commande 33 sera maintenant expliquée à l'aide de la Fig. 3.

  
Un compteur 34 qui est opéré au taux d'horloge de base TG, a son côté sortie connecté par plusieurs lignes parallèles à un circuit décodeur 35, qui est calculé pour fournir

  
des signaux de sortie pour des comptages prédéterminés correspondant à des intervalles de temps donnés à partir d'un comptage zéro. Ainsi, un signal apparaît à la sortie TO du circuit de décodage pour le comptage 0, tandis que la sortie T3 fournit

  
un signal pour un comptage correspondant à une durée de G périodes d'éléments binaires (par exemple G = 4 096). Le signal apparaissant en T3 est appliqué à travers une porte OU 36 à une entrée de remise à zéro RS du compteur 34 et rétablit ce dernier après G périodes d'éléments binaires au plus tard. Pour un comptage correspondant à la durée d'une période

  
 <EMI ID=12.1> 

  
un signal qui est appliqué à l'entrée de remise à zéro d'une bascule FF2. Cette dernière a son entrée de déclenchement connectée à TO, de telle sorte que sa sortie Q fournit un signal qui passe à l'état logique 1 chaque fois que le compteur est remis à zéro, et demeure à ce niveau pour la durée d'une période d'un élément binaire. Ceci constitue le signal d'adaptation N décrit ci-dessus. Une sortie Tl du circuit décodeur fournit un signal pour un comptage correspondant à la durée d'une demi- période d'éléments binaires. Cette sortie est connectée à l'entrée de remise à zéro d'une bascule FF1 et

  
à l'entrée de déclenchement d'une bascule FF3. La bascule FF1 est déclenchée par le signal de sortie TO, et la bascule FF3 est remise à zéro par un signal de sortie T2. Par conséquent, le signal d'écriture Sch et le signal de lecture L montrés

  
à la Fig. 2 apparaissent aux sorties Q respectives de FF1 et de FF3.

  
Pour permettre une adaptation dépendant de la corrélation, la seconde entrée de la porte OU 36 reçoit un signal

  
qui est provoqué par les impulsions de commande ST fournies

  
par le circuit de surveillance 32 (Fig. 1) comme décrit cidessus. Puisque ces impulsions , suite à leur. caractère aléatoire , ne coincident pas avec le début d'une période d'horloge, la remise à zéro du compteur 34 après l'apparition d'une impulsion de commande est retardée jusqu'au début de la période d'horloge suivante. Ceci est accompli à l'aide d'une bascule FF4 qui est déclenchée lors de lapparition d'une impulsion de commande et a sa sortie Q connectée à l'une des

  
deux entrées d'une porte ET 37. L'autre entrée reçoit l'horloge TB au taux des éléments binaires (Fig. 2) et sa sortie est couplée à une entrée de la porte OU 36. Comme montré à la Fig. 2, le compteur 34 sera ainsi remis à zéro pour initier un processus d'adaptation lorsque le flanc avant de l'horloge au taux des éléments binaires apparaît après qu'une impulsion de commande ST est survenue pendant la période d'échantillonnage précédente, ou lorsque G périodes d'éléments binaires se sont écoulées. La bascule FF4 est remise à zéro lors du flanc arrière de l'horloge TB au taux des éléments binaires.

  
Finalement, on doit signaler que l'invention décrite ci-dessus n'est pas uniquement applicable aux compensateurs d'échos ayant un dispositif d'adaptation qui est utilisé pour tous les coefficients et qui est opéré en multiplex en division dans le temps. Si le taux des éléments binaires devant être traités est tellement élevé que les composants disponibles

  
sont trop lents pour un multiplexage à division dans le temps, un système de commande séparé calculant la somme de corrélation pour plusieures périodes d'éléments binaires sera prévu pour chaque coefficient. Dans ce cas, un circuit de surveillance serait prévu pour chaque coefficient et chaque impulsion de commande pour chaque circuit de surveillance initierait l'adaptation simultanée de tous les coefficients subséquents dans les circuits d'adaptation individuels par l'intermédiaire d'un circuit logique.

  
Quoique les principes d'invention aient été décrits ci-dessus en se référant à des exemples particuliers, il est bien entendu que cette description est faite seulement à titre d'exemple et ne constitue aucunement une limitation de la portée de l'invention.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1) Système de transmission en duplex connectant une voie émission et une voie réception à une voie bidirectionnelle à l'aide d'un convertisseur 2-fils/4-fils et d'un filtre numérique adaptatif pour compenser les échos ainsi qu'un dispositif d'adaptation pour ajuster les coefficients du filtre numérique adaptatif, le dispositif d'adaptation calculant continuellement, sur base d'une corrélation d'erreur, la

somme de corrélation pour chaque coefficient de filtre pour plusieurs périodes d'horloge et adaptant subséquemment les coefficients suivant les sommes de corrélation calculées, caractérisé en ce que le dispositif d'adaptation comporte un circuit de surveillance et de commande (32, 33) qui surveille

le calcul des sommes de corrélation et termine les calculs

soit prématurément si l'une des sommes de corrélation atteint une valeur prédéterminée, ou après un temps prédéterminé dépendant du nombre des périodes d'horloge.

2) Système comme sous l,caractérisé en ce que le circuit de surveillance (32) fournit un signal de commande

(ST) au circuit de commande (33) si l'une des sommes de corrélation atteint une valeur prédéterminée, en ce que en réaction

à ceci, le circuit de commande fournit des signaux (N, Sch, L) au dispositif d'adaptation qui entraîne un ajustement des coefficients suivant les sommes de corrélation calculées jusqu'à présent, et en ce que le circuit de commande fournit

ces signaux en des intervalles de temps prédéterminés s'il

ne reçoit pas un signal de commande du circuit de surveillance pendant ces intervalles de temps.

3) Système comme sous 2, caractérisé en ce que les signaux fournis par le circuit de commande ont une relation

de phase fixe par rapport à l'horloge (TB) des données numériques (Fig. 2).

4) Système comme sous 2 ou 3, caractérisé en ce que

le dispositif d'adaptation traite les sommes de corrélation pour <EMI ID=13.1>

5) Système comme sous 2 ou 3, caractérisé en ce que

le dispositif d'adaptation traite les sommes de corrélation

en parallèle pour les coefficients individuels.

6) Système comme sous 2,3, 4 ou 5, caractérisé en ce que dans le circuit de commande, les signaux devant être fournis sont dérivés par comptage d'un compteur (34) qui est remis à zéro soit en atteignant une valeur préétablie (T3) ou lors de la réception d'un signal de commande (ST).