CN1020144C - 数字传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过分开的导线对将多个二进制数字信号同时传输的数字信号传输系统。将一个干扰值预测器(1)附加于众所周知的阈值检测器(SD)上，其采样数据由尼奎斯特校正信号(Ki-1)和检测信号，(Vi)的差信号导出，从而显著地提高了对串音的抗干扰性。

Description

本发明涉及一种数字传输系统，该系统用于通过设置于一个多对导线的电缆中分开的导线对、同时传输多个二进制数字信号，其中，将二进制的数字信号经代码转换变成四进制的，其中，接收信号经尼奎斯特校正，在传输途径中丢失的低频信号部分由定量化的反馈装置重新获得，其中，对产生的信号进行阈值检测（德刊“NTG专业报告第88卷，1985年，第66-73页）。
实现多对对称NF电缆多重使用的具有最大位速率为2兆位/秒（Mbit/s）的数字信号传输系统已经譬如由上述德刊所公开。其主要是通过导线对的尼奎斯特校正通路（der    nyquistentzerrte    Kanal）进行AMI代码或HDB3代码传输信号的传输和由阈值检测器探测。这些惯用的方法非常容易受到并行运行的、在同一个电缆中的相同类型的传输系统的串音干扰，以及由电气机械选择系统信号传输所引起的脉冲干扰。这些干扰一方面限制了连接的最大跨度长度，另一方面也限制了在固定跨度长度场合下，设置在一个电缆中相同类型传输系统的数目。
本发明的任务在于：改进文内开头所述的数字传输系统，以便显著提高对串音的抗干扰性。按照发明，完成这一任务的技术方案在于，数字传输系统，它用于通过设置于一个多对导线的电缆中的分开导线对对多个二进制数字信号进行同时传输，其中，将二进制的数字信号经代码转换变成四进制的，其中，接收信号经尼奎斯特校正，在传输途径中丢失的低频信号部分由定量化的反馈装置重新获得，其中，对产生的信号 进行阈值检测，其特征在于：将一个干扰值预测器（1）附加于阈值检测器（SD）上，该干扰值预测器的输出信号（mi）由经检测的信号（Vi）和滞后一个符号周期的、经尼奎斯特校正的信号（Ki-1）之间的差信号（ri）导出;为具有大于3个幅度等级的数字信号应用了由一个高通滤波器（HP），一个线性校正器（2），一个判定反馈校正器（3）和一个干扰值预测器（1）构成的一个接收器结构。
通过这种数字传输系统，把二进制的数字源信号经码转换变为无冗余的四进制发送信号，按照公知的尼奎斯特准则，对接收信号作自适应性的、符号不受干扰的校正，并且通过一个定量反馈（判定反馈校正）对传输路径中损失的低频信号部分进行恢复补偿。由一个阈值检测器对通过无干扰校正的信号进行判定。通过减运算，从一个在最佳检测时刻得到的接收信号值和基于判定被评价的接收信号有效值之差、来对干扰进行评价。借助于前面的估计值与现时实际的干扰评价值，譬如通过线性滤波器在下一检测时刻时进行一干扰预测。为了达到降低起作用的干扰功率，在下一检测时刻从信号值中减去该预测值。这个干扰值的预测是可能的，因为基于串音频率特性以及通过校正在干扰过程中形成了线性统计关系，该干扰过程主要是由于在多对导线的电缆中同样类型的信号串音形成的。同样地，为将残余的剩余干扰功率减少到最低程度，对干扰值预测器进行自适应跟踪。
从而，该接收器的原理在应用阈值检测条件下达到对串音干扰尽可能大的抗干扰性，然而，即使与一个最佳检测（所有可能符号序列的相关接收器）相比较，信噪比的损失（Storabstandsvertluste）也是很微小的。
发明的数字传输系统的优点在于，对用于线性和判定反馈校正以及用于干扰值预测的滤波器具有分开调节的可能性。从而能选择这些滤波器的不同调节算法和用于校正及干扰值预测的不同适应速度。一个与校 正相比缓慢的干扰预测调节使得传输特性（电缆长度，芯线直线，干扰种类）范围明显扩大，在该特性范围内，在相同的数字滤波器系统数目条件下，有可能产生有效的自适应性。此外，通过这些具有校正器（零强制算法）和干扰值预测器（最小均方算法）的分开调节算法结构，在稳定的运行情况下，比在选择对所有滤波器通用的调节方法时能更有效地抑制干扰。
另外，该传输系统的优点还在于：为了减少自适应数字校正器的线性部分和判定反馈部分的系统数目，采用模拟协调预校正。它是这样设计的，即作为要素包含有如在以下文献中所述的变白匹配滤波器（Whitened-Matched-Filter），该文献为：“Huber，J著、带有脉冲干扰数字信号的检测和最佳滤波器，第一部分和第二部分，频率41（1987），第161至167页及189至196页。”并从而保证了从时间连续信号到时间不连续采样数据的信息无损耗的过渡。因此，该协调补偿器相当于平均期望的电缆衰耗和串音尼奎斯特传递函数的最佳尼奎斯特滤波器。其中，主要为协调补偿器的脉冲形成部分（频率响应衰减系数“roll-off    factor”）产生了值，这些值选择得小于1，并且在0.3至0.6的范围内导致最佳信噪比增益。
数字传输系统的再一优点在于：借助于在线性自适应补偿器中调整系数，使检测时刻时佳化，并且该最佳化同样自适应地进行。从而补偿了由电缆特性或接收器中节拍恢复振荡器的长期波动。
数字传输系统的有利之处表现在：实现了在地方终端线路网络中提高了跨度长度，例如是一个2.048兆位/秒和传输系统的场合。因此，没有中间再生器就能到达绝大多数用户。基于对串音干扰和脉冲干扰的高抗干扰性，在相对较长跨度长度下，使具有相同类型的2.048兆位/秒系统的地方终端接线电缆能够实现较高的接线率。通过对用于校正和干扰值预测的不同调节算法的周密选择会完全有效地对非稳定脉冲干扰 进行高通滤波。
附图是描述本发明的一个实施例，该实施例将在下文中作详细地说明。
通过一个多对导线的电缆中的一导线对传输一个无冗余的4级（4-stufig）线路信号。其按传输功能在至接收器的路线上产生严重失真和衰减，并作为有用信号e（t）到达接收器的输入端。该有用信号e（t）被串音干扰，例如被同样类型的在相邻芯线中运行的传输系统，以及被不稳定的电气机械选择系统的脉冲干扰覆盖。
在接收器输入端处使用高通滤波器既对有用信号e（t）也对全部干扰进行衰减。这个高通滤波器HP减少了低频脉冲干扰。模拟协调校正部件KE，线性校正器2和判定反馈校正器3根据第一尼奎斯特判据，去除了有用信号e（t）中的脉冲干扰。由线性校正器2分配，在模拟协调校正器KE和一可调数字校正器DE中减少校正器DE的必要系数CO至CL的数目。
在符号周期中对固定调节的模拟校正器的输出信号采样。产生不连续的采样数据（ei）序列，它用不连续校正器的横向滤波器根据系数CO至CL的调节进行求值，得到时间不连续的序列（di）。由检测信号Vi通过判定反馈修正器3根据系数bO至bM得出一补偿信号dQRi。该补偿信号dQRi会消除由高通滤波器HP造成的失真。通过减法形成具有其采样数据的修正信号Ki，Ki＝di-dQRi。
系数CO至CL和bO至bM的自适应调节根据零强制算法进行。该修正信号部分Ki包括一个有用信号和干扰信号部分。
具有系数P1至PN的干扰值预测器1的自适应性是完全独立于校正调节实现的。这里应用了最小均方算法。预测器输入信号采样数据ri＝Ki-1-Vi，它是由从延迟了一个符号周期的被补偿和校正的信号Ki中减去检测信号Vi形成的，Ki由一带色的（farbig）、尤其是由串音造成的干扰所覆盖。该差值信号ri的采样数据通过干扰值预测器1的横向滤波器 TF1这样地进行求值，即在检测器前从采样数据Ki中减去干扰的可预报部分mi。这样在阈值检测器的输入处仅还有不带统计结合的有用信号部分和干扰部分Xi。因此生产了具有由抗相关引起的较高抗干扰性的判定过程。

Claims (1)

1、数字传输系统，它用于通过设置于一个多对导线的电缆中的分开导线对多个二进制数字信号进行同时传输，其中，将二进制的数字信号经代码转换变成四进制的，其中，接收信号经尼奎斯特校正，在传输途径中丢失的低频信号部分由定量化的反馈装置重新获得，其中，对产生的信号进行阈值检测，其特征在于：
将一个干扰值预测器(1)附加于阈值检测器(SD)上，该干扰值预测器的输出信号(mi)由经检测的信号(Vi)和滞后一个符号周期的、经尼奎斯特校正的信号(Ki-1)之间的差信号(ri)导出；
为具有大于3个幅度等级的数字信号应用了由一个高通滤波器(HP)，一个线性校正器(2)，一个判定反馈校正器(3)和一个干扰值预测器(1)构成的一个接收器结构。
CN90101166A 1989-02-24 1990-02-24 数字传输系统 Expired - Fee Related CN1020144C (zh)

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