CH661824A5

CH661824A5 - Entzerrer zur entzerrung eines digitalen empfangssignales.

Info

Publication number: CH661824A5
Application number: CH407583A
Authority: CH
Inventors: Siegbert Hentschke
Original assignee: Alcatel Nv
Priority date: 1982-08-26
Filing date: 1983-07-26
Publication date: 1987-08-14
Also published as: ATA272983A; AT387480B; DE3231768A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Entzerrer zur Entzerrung eines digitalen Empfangssignals mit adaptiver quantisierter Rückkopplung, bei dem zur Nachstellung der Koeffizienten des digitalen Rückkopplungsfilters das Ausgangssignal des Quantisierers verwendet wird.

Ein derartiger Entzerrer ist bekannt aus W. Andexser: Untersuchung von Datenübertragungssystemen mit adaptiver quantisierter Rückkopplung, Dissertation Universität Stuttgart 1976, insbesondere Seite 112. Zur Einstellung der Koeffizienten benötigen solche Entzerrer üblicherweise ein fest vorgegebenes Testsignal, auch Trainings-Impulsfolge genannt, die zu Beginn der Übertragung vom Sender zum Empfänger übertragen wird. Durch dieses notwendige Testsignal wird die Übertragungskapazität des Übertragungskanals beeinträchtigt. Insbesondere bei Übertragungsstrecken mit Zeitmultiplexübertragung, bei denen in Zeitabständen der Rahmenperiode ein Rahmenkennungswort übertragen werden muss und dadurch Übertragungskapazität verloren geht, würde ein bekannten Entzerrer wegen seines notwendigen Testsignals eine weitere Beeinträchtigung der Übertragungskapazität bedeuten.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen neuen Entzerrer anzugeben, der bei Übertragungssystemen mit einer periodischen Übertragung eines Rahmenkennungswortes verwendbar ist und kein Testsignal zur Koeffizienteneinstellung benötigt.

Die Aufgabe wird wie im Patentanspruch 1 angegeben gelöst. Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.

Da der neue Entzerrer in periodischen Zeitabständen jeweils für die Dauer des empfangenen Rahmenkennungsworts vom Empfangssignal abgekoppelt ist, hat ein Phasennachstellrau-schen, das in diesen Intervallen auftritt, keinen fehlerverursachenden Einfluss auf den Entzerrer und ist im Entzerrerausgangssignal nicht mehr vorhanden.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemässen Entzerrer mit adaptiver quantisierter Rückkopplung ohne einen vorgeschalteten linearen adaptiven Entzerrerteil und

Fig. 2 den erfindungsgemässen Entzerrer mit adaptiver quantisierter Rückkopplung mit einem vorgeschalteten adaptiven Entzerrerteil

Fig. 3 den erfindungsgemässen Entzerrer mit adaptiver quantisierter Rückkopplung mit einem adaptiven linearen Vorentzerrer und digitalen Prädiktor.

Das digitale Empfangssignal ist das Ausgangssignal einer nicht gezeigten Abtastschaltung, die jedes Signalelement, im folgenden Zeichen genannt, einmal abtastet und die im Abtasttakt aufeinanderfolgenden Abtastwerte X(i) zur Entzerrung des digitalen Empfangssignals bereitstellt. Der dazu und im übrigen zur gesamten Signalverarbeitung im Empfänger einschliesslich der Entzerrung notwendige Abtasttakt wird in einer hier nicht gezeigten Synchronisationsschaltung vom digitalen Empfangssignal abgeleitet.

Vom Entzerrereingang gelangen die Abtastwerte X(i) über einen Addierer 1, in dem sie durch die Ausgangswerte eines Rückkopplungsfilters 2 korrigiert werden, auf den Eingang eines Quantisierers 3. Dieser Quantisierer 3, bisweilen auch Entscheider genannt, entscheidet aufgrund des jeweiligen korrigierten Abtastwertes darüber, welchen Ternärwert das gerade empfangene Zeichen hat. Zweckmässigerweise erscheint dieser Ausgangs-Ternärwert ebenfalls in digitaler Form, d.h. es erscheint derjenige Abtastwert, den man bei einem unverzerrt empfangenen Zeichen erhalten würde. Die aufeinanderfolgenden Ausgangswerte des Quantisierers 3 bilden nun, nachdem sie in einem Code-Wandler 4 in die entsprechenden binären Signale umgesetzt worden sind, das entzerrte Ausgangssignal. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Quantisierers 3 in Form seiner aufeinanderfolgenden digitalen Werte dem Rückkopplungsfilter 2 und einem Korrelator 5 zugeführt, und das Filterausgangssignal wird, wie bereits erwähnt, im Addierer 1 dem Empfangssignal additiv überlagert. Der Korrelator 5 dient dazu, durch Korrelation des Quantisiererausgangssignals mit einem Fehlersignal die Nachstell werte für die Koeffizienten des Rückkopplungsfilter 2 zu ermitteln. Das Fehlersignal e(i) liefert eine Subtrahierschaltung 6, die das Quantisiererausgangssignal von seinem Eingangssignal subtrahiert. Der bisher beschriebene bekannte Entzerrer weist nun gemäss der Erfindung eine Schalteinrichtung 7 auf, die in der Lage ist, vom Ausgangssignal des Quantisierers 3 auf das Ausgangssignal eines Speichers 9 umzuschalten, so dass während eines solchen, nicht gezeigten, Schaltzustandes das Ausgangssignal des Quantisierers 3 durch das Ausgangssignal des Speichers 9 ersetzt wird. Dieses im Speicher 9 gespeicherte Signal ist das gleiche Rahmenkennungswort wie das über den Übertragungskanal in Abständen einer Rahmenperiode übertragene Rahmenkennungswort. Im Gegensatz zum übertragenen Rahmenkennungswort ist das im Speicher 9 gespeicherte Rahmenkennungswort jedoch frei von jeglichen Verzerrungen. Die Zeitpunkte, zu denen vom Ausgangssignal des Quantisierers 3 auf das empfangsseitig gespeicherte Rahmenkennungswort umgeschaltet wird, bestimmt eine Rahmenerkennungsschaltung 8, welche die Umschaltung der Schalteinrichtung 7 für die Dauer des Empfangs eines Rahmenkennungs-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

661 824

Wortes und das gleichzeitige Auslesen des Speicherinhalts 9 steuert. Die Rahmenerkennungsschaltung 8 ist keine zusätzliche Schaltung des Entzerrers, sondern sie ist empfangsseitig zur Ableitung des Abtasttaktes aus dem Empfangssignal und zur Bestimmung des Zeitmultiplexrahmens notwendig.

Da das Rahmenkennungswort bisweilen auch als Rahmensynchronwort bezeichnet wird, kann der neue Entzerrer auch als synchronisierter Entzerrer mit adaptiver quantisierter Rückkopplung werden.

Während der Verwendung des Rahmensynchronworts anstelle des Quantisiererausgangssignals sind Entscheidungsfehler des Quantisierers 3 ausgeschlossen, so dass das Fehlersignal e(i) für die Dauer des Rahmenkennungsworts eine zuverlässige Information über die Verzerrung des Übertragungskanals darstellt. Somit entfällt eine durch Entscheidungsfehler bedingte Fehlerfortpflanzung bei der Koeffizientennachstellung, die aufgrund der Erfindung ohne eine der Übertragung vorausgehende Trainings-Impulsfolge rasch konvergiert. Zweckmässigerweise wird im Korrelator ein stochastisches Gradientenverfahren angewendet.

Der in Fig. 2 gezeigte Entzerrer unterscheidet sich nur dadurch von dem in Fig. 1 gezeigten, dass beim Entzerrer mit adaptiver quantisierter Rückkopplung ein linearer adaptiver Entzerrerteil vorgeschaltet ist. Dieser lineare Entzerrerteil besteht aus einem Filter 10 und aus einem Korrelator 11, wobei der Korrelator 11 zur Ermittlung von Nachstell werten für die Koeffizienten des Filters 10 das Eingangssignal X(i) mit dem vom Addierer 6 abgegebenen Fehlersignal e(i) korreliert. Ein solcher Entzerrer, der aus einem linearen Teil und einem entscheidungsrückgekoppelten Teil besteht, ist insbesondere für ein Empfangssignal mit starken Verzerrungen vorteilhaft. Wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Entzerrer wird zur Bildung des Fehlersignals, das hier für den Korrelator 5 und den Korrelator 11 verwendet wird, zu Zeitpunkten des Empfangs eines Rahmen-5 kennungsworts das empfangsseitig gespeicherte Rahmenkennungswort anstelle des Ausgangssignals des Quantisierers 3 verwendet.

Der Entzerrer nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem in Fig. 2 gezeigten in erster Linie dadurch, dass der vorgeschaltete line-io are adaptive Entzerrerteil ausser dem Filter 10 und dem Korrelator 11 zur Filterkoeffizientennachstellung einen digitalen Prädiktor 12 enthält, der unter Verwendung eines hier näher beschriebenen Schätzalgorithmus aus den Signalen X(i) und dem Fehlersignal e(i) die Signalelemente (Zeichen) des Empfangs-15 signais schätzt und als Eingangssignal für das Filter 10 bereitstellt. Die Vorausschätzung der Zeichen erfordert de Verwendung zweier Verzögerungsglieder 13 und 14, die um so viele Zeichen verzögern, wie der digitale Prädiktor vorausschätzt. Ebenso wie beim Rückkopplungsfilter 2 wird nun auch bei die-20 sem Filter 10 zu Zeitpunkten des Empfangs des Rahmenken-nungswortes vom «normalen» Eingangssignal des Filters auf das Ausgangssignal des Speichers 9 umgeschaltet, in dem das dem Rahmenkennungswort gleiche, jedoch unverzerrte Wort gespeichert ist.

25 Diese Umschaltung besorgt eine von der Rahmenerkennungsschaltung 8 gesteuerte Schalteinrichtung 15, die zu den genannten Zeitpunkten den Ausgang des Speichers 9 mit den Eingängen des Filters 10 und des Korrelators 11 verbindet. Im «normalen» (gezeigten) Schaltzustand empfängt der Korrelator 30 11 an diesem zweiten Eingang kein Eingangssignal.

v

1 Blatt Zeichnungen

Claims

661 824

1. Entzerrer zur Entzerrung eines digitalen Empfangssignals mit adaptiver quantisierter Rückkopplung, bei dem zur Nachstellung der Koeffizienten des digitalen Rückkopplungsfilters (2) das Ausgangssignal des Quantisierers (3) verwendet wird, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (7), eine Rahmenerkennungsschaltung (8) und einen Speicher (9) zur Speicherung eines Rahmenkennungsworts, um bei einem Empfangssignal, das in periodischen Zeitabständen ein bestimmtes Rahmenken-nungswort enthält, zu Zeitpunkten des Empfangs dieses Rah-menkennungswortes den Eingang des Rückkopplungsfilters auf den Speicher umzuschalten, um aus diesem ein gleiches, verzerrungsfreies Rahmenkennungswort statt des Ausgangssignales des Quantisierers an das Filter auzulegen.

2. Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass er einen vorgeschalteten linearen adaptiven Entzerrerteil (10, 11) aufweist, zu dessen Koeffizientennachstellung ebenfalls das Ausgangssignal des Quantisierers (3) und zu Zeitpunkten des Empfangs des Rahmenkennungsworts das diesem gleiche empfangsseitig gespeicherte Wort verwendet wird.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass der vorgeschaltete lineare adaptive Entzerrerteil ausser einem Filter (10) und einem zur Filterkoeffizientennachstellung dienenden Korrelator (11) einen digitalen Prädiktor (12) enthält, der die Eingangssignale liefert für dieses letztgenannte Filter (10), und dass zu Zeitpunkten des Empfangs des Rahmen-kennungswortes das diesem gleiche, empfangsseitig gespeicherte Wort als Filtereingangssignal statt des Prädiktorausgangssignals und als zweites Eingangssignal des Korrelators (11) verwendet wird.

4. Entzerrer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass er ausser der genannten Schalteinrichtung (7) zur Umschal-tung vom Ausgang des Quantisierers (7) auf den Ausgang des Speichers (9) eine zweite Schalteinrichtung (15) zur Verbindung des Ausgangs des Speichers (9) mit den Eingängen des Filters (10) und des Korrelators (11) des vorgeschalteten Entzerrerteils aufweist, und dass der Speicher (9) und die Schalteinrichtungen (7, 15) von einer Rahmenerkennungsschaltung (8) gesteuert werden.