DE2133037C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Einstellung eines adaptiven Entzerrers - Google Patents

Description

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Verfahren nur eine unzureichende Entzerrung, da vorstehend geschilderten Schwierigkeiten möglichst der Verlauf der Kabeldampfung nur grob approxi- vollständig vermeidendes Verfahren zur selbsttätigen miert wird. Einstellung eines adaptiven Entzerrers in einem Zeit-Weiter ist aus der Veröffentlichung »An Adaptive multiplexsystem für Pulsamplituden-Modulation an-Receiver for Digital Signaling Through Channels 5 zugeben.

with Intersymbol Interference« vor J. G. P r ο a k i s Ausgehend von einem Verfahren zur selbsttätigen und JH. Miller in »IEEE Transactions on In- Einstellung eines adaptiven, der Rückgängigmachung formation Theory«, Vol. IT-5, Nr. 4, Juli 1969, linearer Verzerrungen auf einer Übertragungsstrecke S. 484 bis 497, insbesondere S. 488, ein Verfahren zur dienenden Entzerrers, insbesondere Transversalfilterautomatisrhen Einstellung eines Entzerrers bekannt, io Entzerrers, in einem Zeitmultiplexsystem für PuIsdas zur Bildung des Einstellkriteriums von einer amplituden-Modulation, bei dem neben den Nachbekannten Testsignalfolge Gebrauch macht, welche in richtensignalen ein periodisch wiederkehrendes Zusatzregelmäßigen Abständen in den zu übertragenden signal übertragen wird, bei dem empfangssseitig Informationsfluß eingeschoben wird. Diese Test- Abtastproben der Amplituden des regenerierten signalfolge kann auf der Empfangsseite fehlerfrei 15 Zusatzsignals von Abtastproben der Amplituden reproduziert werden und dient zur Minimierung des aller ankommenden Signale abgezogen werden und im Signal enthaltenen mittleren quadratischen Fehlers. bei dem aus dem Differenzsignal und dem regenerierten Dieses Einstellkriterium ist aber nicht brauchbar, wenn Zusatzsignal Einstellkriterien für Einstellglieder des eine hohe Nebensprechdämpfung zwischen benach- Entzerrers abgeleitet werden, wird diese Aufgabe harten Kanälen verlangt wird. Dies erfordert Null- 20 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Zusatzdurchgänge der Impulsantwort jedes Kanals zu den signal das Rahmensynchronisiersignal dient.
Zeitpunkten, in denen die Information in den anderen Eine besonders einfache Variante des Verfahrens Kanälen abgetastet wird. ergibt sich, wenn als Rahmensynchronisiersignal In »Computer Simulation of an Automatic Adaptive abwechselnd positive und negative, in ihrer Amplitude Equalizer for Real Telephone Channels and Free 25 gleiche und, gemessen am übertragenen Signal, Data Format« von F. Eggimann, »International Impulse mit maximaler Amplitude verwendet werden. Seminar on Digital Processing of Analog Signals«, Vorteilhaft ist es, wenn zur Bildung der Einstell-Zürich, Schweiz, 11. bis 13.3.1970, wird das Verfahren kriterien das regenerierte Zusatzsignal gegenüber dem derFinschiebungeinerbekanntenTestimpulsfolgf in die Differenzsignal schrittweise um ganzzahlige Vielfache zu übertragende Information dahingehend erweitert, 30 des zeitlichen Abstandes zweier aufeinanderfolgender daß auch ein Kriterium in Betracht gezogen wird, Abtastproben versetzt wird, wenn Produkte aus den welches Nulldurchgänge der Impulsantwort jedes Abtastproben des schrittweise verschobenen regene-Kanals zu den links und rechts vom Maximalwert rierten Zusatzsignals und des Differenzsignals gebildet dieser Impulsantwort liegenden Zeitpunkten erzwingt, werden, wenn aus den Produkten jedes Schrittes eine in denen die Information in den Nachbarkanälen 35 Summe gebildet wird und wenn diese Summen als abgefragt wird. Allerdings wird hier ein Verfahren Einstellkriterien dienen.

verwendet, bei welchem zur Einstellung der variablen Weiler ist es vorteilhaft, wenn zur Bildung der Parameter nicht die Abweichung der verzerrten von Einstellkriterien das regenerierte Zusatzsignal gegender idealen Impulsantwort, sondern die verzerrte über dem Differenzsignal schrittweise um ganzzahlige Impulsantwort zu den Abtastzeitpunkten bestimmt 40 Vielfache des zeitlichen Abstandes zweier aufeinanderwird. Wie in der Veröffentlichung von R. W. L u c k y, folgender Abtastproben versetzt wird, wenn Produkte »Techniques for Adaptive Equalization of Digital aus den Abtastproben des schrittweise verschobenen Communication Systems«, in »The Bell System regenerierten Zusatzsignals und des Vorzeichens des Technical Journal«, Februar 1966, S. 255 bis 286, Differenzsignals gebildet werden, wenn aus den gezeigt wird, ist dieses Verfahren ungünstig, denn es 45 Produkten jedes Schrittes eine Summe gebildet wird konvergiert nur langsam. Außerdem kann so der im und wenn diese Summen als Einstc'.lkriterien dienen, folgenden mit Hauptwert bezeichnete Maximalwert Vorteilhaft ist es schließlich, wenn die Einstellung der Impulsantwort nicht auf den Sollwert geregelt der Einstellglieder beim Auftreten von Störsignalen werden. Für die Korrelation der verzögerten Entzerrer- verlangsamt bzw. blockiert wird.
Ausgangssignale mit dem Referenzsignal am Ausgang 50 Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach des Referenzsignalgebers bzw. der Entschtidungs- der Erfindung sind als Einstellglieder stufenweise schaltung sind ferner Analog-Multiplizierer erforder- einstellbare Schaltungen vorgesehen, die mit Hilfe von lieh, was die Instrumentierung erschwert. Zur Ent- Digital-Analog-Wandlem oder von magnetischen zerrung der Nachschwinger dient ein rückgekoppelter Speichern, insbesondere Transfluxoren, realisiert wer-Transversalfilter. Diese Struktur kann, insbesondere 55 den.

bei Auftreten von Störungen, zu Instabilitäten und Als Einstellglieder können vorteilhaft auch Brücken-Selbsterregung führen. Als Testimpulsfolge dient ein schaltungen dienen, die einen durch Spannungsbinäres bipolares Pseudo-Zufalls-Signal, von welchem gegenkopplung linearisierten Feldeffekttransistor als in regelmäßigen Abständen ein Impuls in die Folge der steuerbares Element enthalten.

informationstragenden PAM-Sipnale eingefügt ist. 60 Vorteilhaft ist es weiter, als steuerbare Elemente Auf der Empfangsseite wird dieses Referenzsignal der Einstellglieder Photowiderstände vorzusehen,
durch einen vom empfangenen Signal in geeigneter Für die praktische Ausführung des Erfindungs-Weise synchronisierten Pscudo-Zufalls-Gcnerator feh- gegenstandes ist es vorteilhaft, feste Vorentzerrer lerfrei erzeugt. Dies erfordert einen nicht unbeträcht- vorzusehen.

liehen Aufwand, insbesondere wegen der verhältnis- 65 Im folgenden wird die Erfindung an Hand von

mäßig großen Periodendauer der binären Pseudo- Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Zufalls-Folge. Es zeigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein die F i g. 1 ein Blockschaltbild und

Fig. 2 Pulspläne zur Erläuterung des Prinzips des im Summensignal ζ sind noch nicht völlig beseitigt

bekannten Transversalfilters, Dies kommt einesteils daher, daß die Verzögerungs

Fig. 3 ein Blockschaltbild des adaptiven Entzerrers leitung im gewählten Beispiel nicht lang genug ist

gemäß der Erfindung und zum zweiten von der nicht optimalen Einstellung de;

F i g. 4 einen Pulsplan der an den Eingängen und 5 Einstellglieder. Mit jedem Korrektursignal werdei

am Ausgang des Vergleichers anliegenden Signale. neue kleine Überschwinger zum Signal addiert se

Als Entzerrerfilter wird zweckmäßig ein Transver- daß die maximale Amplitude der Überschwinger z'wa

salfilter (Echo-Entzerrer) verwendet. Dieses Filter immer kleiner wird, die zeitliche Dispersion de

kann Nulldurchgänge der Impulsantwort in Abtast- resultierenden Impulsantwort ζ dafür immer größe

Zeitpunkten links und rechts vom Maximalwert der 10 wird. Es läßt sich leicht zeigen, daß sich die Über

Impulsantwort erzwingen und minimiert daher die schwinger praktisch vollkommen beseitigen lassen

gegenseitige Beeinflussung der benachbarten Signale wenn die im Transversalfilter enthaltene Verzögerungs

und damit das Nebensprechen. F i g. 1 zeigt das leitung nur hinreichend lang gewählt wird went

Blockschaltbild eines Transversalfilters und F i g. 2 also hinreichend viele Abgriffe vorhanden sind un<

Pulspläne zur näheren Erläuterung von dessen ,₅ wenn die Verzerrungen in dem am Eingang S an

Funktion. liegenden Signal nicht extrem groß sind.

Das Transversalfilter in F i g. 1 besteht aus einer Selbstverständlich ist das beschriebene Transversal

Anzahl von in Kette geschalteten Verzögerungs- filter nicht die einzige mögliche Entzerrungsstruktur

gliedern 1, 2, 3 und 4. Jedes Verzögerungsglied 1, 2, 3 Es lassen sich, wie eingangs bereits erwähnt aucl

und 4 weist eine Verzögerungszeit τ entsprechend dem ao rückgekoppelte Filterstrukturen anwenden 'ferne!

Abstand zweier aufeinanderfolgender gesendeter Zei- entsprechende Kombinationen und Verzweigungsnetz

chen auf. Sowohl der Eingang 5 als auch jeder Ab- werke, wie sie beispielsweise in »Aufwandgünstig«

griff der durch die Verzögerungsglieder 1, 2, 3 und 4 Realisierung eines adaptiven Entzerrers für schnell«

gebildeten Verzögerungsleitung ist über je ein Einstell- Datenübertragung von« K Möhrmann »NTZ«

glied 6 bis 10 und über Leitungen 11 bis IS mit den _a5 1970, Heft 11, S. 36 bis 42, beschrieben sind D-i

Eingängen eines Summierers 16 verbunden, dessen Einfachheit halber soll die Erfindung im folgender

Ausgang 17 gleichzeitig den Ausgang des Transversal- nur an Hand des Transversalfilters beschrieben werden

filters darstellt. Es soll jedoch ausdrücklich daraufhingewiesen werden

Fur d,e Darstellung der Pulsplane in Fig. J wird daß sich die folgenden Überlegungen ohne weiter«

der Einfachheit halber angenommen, daß das Signal ₃₀ auch auf die obengenannten Entzerrungsstrukturer

am Eingang 5 des Transversalfilters mit Hilfe eines übertragen lassen.

Abtast-Halte-Kreises vorgeformt sei. Das Signal wird Im folgenden wird ein adaptiver Entzerrer für die

zu den jeweiligen Abtastzeitpunkten in den Abständen Entzerrung der Übertragungsstrecke bei einem Zeit

τ abgetastet, und der abgetastete Wert wird mit Hilfe multiplexsystem beschrieben, welches sowohl Signale

eines Speicherelementes, beispielsweise einer Kapazi- ₃₅ J_n Form reiner Pulsamplitudenmodulation als auch

tat, konstant gehalten, bis der nächste Abtastwert mehrstufiger (quantisierter) Pulsamplitudenmodula

übernommen wird. tion zu entzerren gestattet

Die Einstellglieder 6 bis 10 gestatten die Multi- Das Transversalfilter kann, da auf der Empfang*

phkation der Signale an den jeweiligen Abgriffen mit seite nur zu einzelnen Abtastzeitpunkten einzelne

einem reellen positiven oder negativen Zahlemwert. ₄₀ diskrete Amplitudenwerte abgefragt werden welch«

Ein derartiges Einstellglied kann im Prinzip aus einem die übertragene Information beinhalten als Analog

Potentiometer und einem zuschaltbaren Unikehr- Wertschieberegister ausgebaut sein. Ein Analogwert

verstärker bestehen. Natürlich erfolgt in der Praxis schieberegister stellt eine Kettenschaltung von Abtast

die Realisierung mit elektrischen Mitteln. Unter der Halte-Kreisen dar. Die einzelnen Abtastterte werdet

Annahme, daß das Einstellglied 8 auf den Wert ₄₅ von Abtast-Halte-Kreis zu Abtast-Halte-Kreis ver-

c₀ = +1 eingestellt sei, erscheint am Punkt 18 im schoben, und die Anordnune ersetzt daher eine

Transversalfilter und ebenso auf der Leitung 13 das Verzögerungsleitung. Bei einem 32-Kanal-System rnüs-

unveränderte Emgangssignal. Es weist gegenüber dem sen beispielsweise die erforderlichen Abtast-Halte-

Signal am Eingang 5 lediglich eme zeitliche Verzöge- kreise pro Sekunde bei Pulsamplitudenmodulatio«

rung ^auf · 50 32 · 8000 Abiastwerte übertragen also 2Sfi ODO Werte

D.e Funktion des Tramversalnlters wird an Hand Die VerzögmmgsSt 52^rJg^Ä™i'

der Pulsplane in Fig. 2 naher erläutert. Es ist eine daher 391 as «/sraiuigssucura

einzelne verzerrte auf der Leitung ρ anliegende Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild eines adaptive!

Impukantwort w dargestellt. Diese Impulsantwort Entzerrers gemäß der Erfindung ϋΞ EnSre,

enthalt zwei Vorschwinger und zwei Nachschvonger. _5S besteht aus mehreren Baugruppin. ΕηΞ erste Bau-

Zur Beseitigung des ersten Vorschwmgers wird das gruppe stellt wiederum eT T^nsvemSr dar.

verzerrte Signal um d,e Zeit 2 · τ früher, also am Em- Dieses kann aber auch durch eta andenTdi vor-

T^& _t^Jr°^T^n& _t •^Ung' f&B"⁵™' °^nd *" eaamiten Verzweigungsnetzwerk? c^STseS EIe-

^"ÜSK A Y »^aUf ?** _A ^deTart^^a ,^{Wirt c}^ incite, die mit den in Fi g. 1 enthaltenen Elementen

eingestellt, «^ derJHauptwert dieser Impulsantwort 60 wirkungsvoll sind, sind SFig. 3 gleich Sehnet

SSSTS tÜJSL i^fOT ί^{Γ lm}?f- ¹^ ^T™™™®&* besteht ^gwieÄ W tiS

antwort w auf der Leitung 13 ist. Wird die auf der Kette von Verzogernngsgüedeni V T 3' 4' und 19

Leitung 11 in F1 g. 1 auftretende Impulsantwort u und einer Anzahl-tfbΙΓί^ J^tJT

zur impujantwort . addier^so verwindet der 8', * „5 ^ ^

erste Vorschwmger. Entsprechend können die übrigen 65 über die V nd Nachsohwing bhdlt d d Id

ge 5 über die Leitungen irir iriiT^lttmit

Vor- und Nachsohwinger behandelt werden, und Ids EmEänissi^^f™ ' ■* ' I ■ ^
Ausgangssignal erscheint am Ausgang 17 das in bSfS IL^T*?⁸⁰¹ »"Έ"» ^U

strichelten Linien 22 und 23 weisen darauf hin, daß sind auch andere Rahmensynchronisiersignale mög das Transversalfilter noch weitere, hier nicht ge- lieh. Die Beschreibung soll sich aber im folgenden dei zeichnete Verzögerungs- und Einslellgliedcr enthalten Einfachheil halber auf das genannte Beispiel bekann, schränken.

Der Eingang 5 des TransversaJiilters iss gleichzeitig 5 Unter folgenden Umständen ist der Einsatz dieses mit dem Eingang einer Schaltung 24 verhunden, welche Signals zur Ableitung eines Einstellkriteriums möglich: der Taktwiedergewinnung aus dem im Zeitmultiplex- Die Dispersion der verzerrten Impulsantwort am signal enthaltenen Rahmcnsynchronisiersignal dient. Ausgang des Übertragungskanals muß so gering sein. Beispielsweise erscheint am Ausgang 25 der Syn- daß sich die einzelnen zeitlich aufeinanderfolgender chronisiertakt mit der Frequenz K kHz, am Ausgang 26 io Impulsantworten, die als Folge der 32. Kanal gesender Abtasttakt für das Analogwertschieberegister mit deten Impulse auftreten, nicht überlappen und daß dk der Irequenz 256 kHz und am Ausgang 27 das rege- Entzerrung dieser Impulsantworten mit Hilfe eines nenerte Rahmensynchronisiersignal, welches bei einem Transversalfilters möglich ist, ohne daß die zeitliche 30/32-K.anal-System aus dem Signal im 32 Kanal Dispersion der entzerrten Impulsantworten zu große ermittelt wurde, welcher zur Übertragung des Rahmen- ₁₅ Werte annimml. Bei Verwendungeines 30/32-Kanalsynchronisieisignals dient. Dieses Signal wird im systems sollen in jedem Falle die Nachschwinger der folgenden mit a'_k bezeichnet. Das Signal auf der Impulsantwort im 32. Kanal abgeklungen sein, bevor Leitung 27 wird vom Ausgangssignal y_k am Ausgang nennenswerte Vorschwinger bzw. der Hauptwert der 17 mit Hilfe eines Differenzverstärkers 28 abgezogen. zeitlich nächstfolgenden Impulsantwort in diesem Am Ausgang 29 erscheint daher ein Signal, welches im _ao Kanal auftreten.

folgenden als Fehlersignal e_t bezeichnet wird. Ge- Wenn diese Annahmen, die gegebenenfalls durch strichelt ist eine Entscheidungsschaltung 30 einge- feste Vorentzerrung erzwangen werden müssen, zuzeichnei, weiche an ihrem Ausgang das Vorzeichen treffen, kann als Idealsignal das regenerierte Rahmendes angelegten Eingangssignals liefert. Die Leitung 31 synchronisiersignal verwendet werden,
verbindet den Ausgang der Schaltung 30 mit dem ₂₅ Dies gilt auch dann, wenn, wie in unserem Beispiel, Eingang eines Verzögerungsgliedes 32 der Verzöge- das Rahmensynchronisiersignal ein periodisches Signal rungszeit N ■ τ. Dessen Ausgang 33 ist mit den ersten ist. Die genannten Einschränkungen bezüglich der Eingängen von Multiplizierern M, 35, 36, 37 und 38 Dispersion der Impulsantwort brauchen nicht eingeverbunden. Die Leitung 39 verbindet den Ausgang 27 halten zu werden, wenn als Rahmensynchronisiersignal mit dem Eingang einer weiteren Verzögerungsleitung, ₃₀ binärer bipolarer Pseudo-Zufallstext mil hinreichend welche aus Verzögerungsgliedern 40, 41, 42, 43 und 44 großer Periodendauer verwendet wird,
mit der Verzögerungszeit τ gebildet ist. Die Abgriffe Das Rahmensynchronisiersignal läßt sich aus der dieser Verzögerungsleitung sind mit den zweiten ankommenden Signalfolge mit Hilfe eines Spitzenwert-Eingängen der Multiplizierer34, 35, 36, 37 und 38 Detektors in der in Fig. 3 mit 24 bezeichneten verbunden. Deren Ausgänge 45, 46, 47, 48 und 49 ₃₅ Baugruppe ableiten. Die Idealsignalfolge hat in führen auf im folgenden noch näher zu beschreibende unserem Beispiel nur in den Zeitintervallen, in denen Schaltungen 50, 51, 52, 53 und 54. Deren Ausgangs- der 32. Kanal abgetastet wird, den Wert »+1« bzw. leitungen 55, 56, 57, 58 und 59 führen zu den EinsteH- »_!«, ansonsten den Wert »0« und heißt a'(r).
gliedern 6 , 7', 8', 9' und 20 und liefern die notwendige Wenn das Signal y_k zum Abtastzeitpunkt I₀ + kr Information zu deren automatischer Einstellung. ₄₀ am Ausgang des noch nicht richtig eingestellter.

Im folgenden sei, bevor näher auf den apparativen Entzerrerfilters steht, gilt

Aufbau des in Fig. 3 dargestellten Blockschaltbildes +M

eines adaptiven Entzerrers eingegangen wird, das y_k =)> fy" *(*₀ + kr - jr)

Einslellknterium an Hand einiger theoretischer y--w (\)

Erläuterungen abgeleitet. 45 _γ— . _χ

Voraussetzung für die Ableitung eines Einstell-bzw. ^{J k}~''

Fehkrkrileriums ist es, daß auf der Empfangsseite , _ώ Gleichung sind d.e c, die durch die Einstell-Schatzwerte fur d.e gesendeten nchugen S₁^aIe bzw. gegebenen Koeffizienten, die x_t_, sind die »IdealsignaK« abgeleitet werden können. Be, reiner tenagerto venmten S.gnale am j-ten Xbgriff der PulsampUtudenmodulaüon ist un allgemcmen nur ₅₀ VeraaerungsieiRing im Transversalfilter. GJekhaätig bekannt, daß die zu übertragenen Signale die Form ·.. ^ * ■* bestimmter Impulse aufweisen. Da beliebig viele ⁸^ y_k = > a, - H*o 4· kt - Hr)
Amplitudenstufen auftreten können, ist die Ableitung eines Idealsignals schwierig. Aber auch der Aufbau eines Quantisierers für Mehrstufen-Pulsamplituden- ₅₅ modulation wird sehr aufwendig, sobald mehr als vier Hierbei ist h (?) die Impulsantwort von Übertraverschiedene Amplitudenstufen übertragen werden. gungskanal und Entzerrer und ht = H (J₀ -f k τ). Der übertragene Nachrichtenfluß läßt sich deshalb Die a» enthalten die Information, geben also die Höhe nicht zur Ableitung eines Kriteriums ausnutzen, zumal der Amplitudenstufen der gesendeten Signalimpuise oft nur ein TeO der Kanäle mit Gesprächen belegt ist. 6o in des einzelnen Kanälen an. Gleichung (2) besagt, Deswegen wird hier als Idealgnal das regelmäßig daß sich das Signal am Eutzerrerausgang aus einer wiederkehrende Rahmensynchronisiersignal verwen- Summe überlagerter, zeMitcl aufeinanderfolgender, det, das bei einem 30/32-Kaaal-System im 32. Kanal mit Faktoren a_n bewertet!:*, Impulsantworten zuübertragen wird und das beispielsweise aus einem sammensetzt. k und η sowie j sind hier laufende, abwechselnd positiven und negativen Impuls mit, 65 ganzzahlige Zahlvariable.

gemessen am übertragenen Signal, maximaler Ampli- Die Abweichung der verzwrten Impulsantwort Λ (l)

tude besteht Diese Synchronisiersignalfolge weist dann von oW idealen, auf den Wert ti« normierten Impuls-

dis Grundschwingung 4 kHz auf. Selbstverständlich antwort zu den Abtastzeittiunkten ist

fiO9«23/li7

■ - -«■

A—

. IA. =

A.

/±o

A₀-I / = ο

_n,

Hierbei sei A₀ dem Hauptwer,:, d. h. dem Maximal-

WsKTff·^{desscn Sollwert}

• 10

der Schaltungen 50, 51, 52, 53 und 54. Ist Alij großer als Null, so wird q um Aq in der Richtung verändert, die eine Verringerung von Ah₁ ergibt, ist AIi₁ kleiner als Null, criolgt eine Veränderung von c<

in der nnrWn Di^,.,„„ ^:.„ _Einste||_{ung kann}

Zeitpunkt / = /₀+y_T mit dem Idealsignal a'(/) das tn F ι g. 4 dargestellt ist, das also abwechselnd aus »+1« und »-1«, gefolgt von jeweils einunddreißig Nullen, besteht, so ergibt sich ein »Fehlersignal« der Größe

Eine weitere Vereinfachung ist möglich durch Anwendung der Beziehung

Ic, ~ -

_k „ · sen e„

1A_;_„ + a, - a].

(4)

zur automatischen Einstellung von q,

Sgn <?*_„ bedeutet hierbei das Vorzeichen e_k-N, Aq die Größe der Änderung von q.

Dieses Signal ist in F i g. 4 dargestellt und mit e(t) ti ve "n^mfvln« ^Blo.^cksch.^aL^tbj^Id dargestellte adapbezeichnet. Es wird demnach nmr das Signal im 32 >. 6) beschr5ίί^nnauc _f ^h,g^emaß dem durch Gleichung Kanal mit der Idealsignalfolge a'(t) verglichen Ktnfn r " ,^Verfahren aufgebaut werden. Die wähd die Signale in den übrigen Kanälen di S da m,r T"? ^wei^hend digital erfolgen,

tritt Ai ο t^emeo ^rcine Vorzeichenkorrelation auf-

G cjchune(Mf ⁸n? ^' ^{diem die Re}ß^e!g^{röDe nach} « h"^clcllung (6). Die Große a'_k wird jeweils in dem

⁵ ?^Cllr^nki ^ne" 8^ebildet in d di Ab d

Dieses Signal ist in F i g. 4 dargestellt und mit e(t) ezeichnet. Es wird demnach nmr das Signal im 32 Kanal mit der Idealsignalfolge a'(t) verglichen während die Signale in den übrigen Kanälen die S den Synchronisierzeichen nicht korreliert sind als »Störung« betrachtet werden. Wie sich leicht 'zeigen läßt können die Größen ^b

(5)

zur Einstellung des Entzerrers herangezogen werden Der Faktor a'_k.,. _N ist in der Mehrzahl aller Fälle 5'eich Null.

Die Summenglieder, die diesen Faktor enthalten liefern also meist keinen Beitrag. Nur jedes 32 Zeichen ergibt ein Summenglied, denn hier ist a\ < v'σΐ-ich » + 1« oder —1«. Die Signale in dem 1. bis 31. Ka'nal die hier als Störung betrachtet werden, werden durch die in Gleichung (1,5) vorgenommene Summation un herausintegriert. K ist eine hinreichend groß zu wäh 40 im lende ganze Zahl. Die Verzögerung beider Größen auf η, r der rechten Seite von Gleichung (5) um N- τ ist erforderlich, um auch Vorschwinger entzerren zu können d h um Ah, für/ < 0 bestimmen z kö ße a_k wird jeweils in dem

ri ^ne" 8^ebildet, in dem die Abtastung des . Kanals erfolgt.

^UBt^ ν^{S Vorzeichens von} ^* dient die

^g ; ^{Das Vorze}'chen sgn e_k erscheint auf

ς^Γκ ¹^ ^{Und kann} J^{etzt mit HiIf}c eines digitalen ^"leberegislers,32 verzögert werden. Hierdurch wird

emahn^Ti¹-¹¹"^{11118 Stark} ^einfacht. Wie bereits „Tn rV "i Verzögerung erforderlich, wenn ge-

nnivLV, ,?"^{8 (6) 3Uch Vor}schwinger der Impuls_w!pHp ^en'^{ternt werden so}»en. Entsprechend wird oil°1 _t ^m " *Λ^Λ' ^{aus a>k durch} Verzögerung in einem GlSr_n Ä ϊΓ!ίΙ ^dig''^{taIen Schie}beregister aus firftftpn a ■ ^{Und 44} 2^ewonnen. Die beiden

und J₈ mÜS '" ^de" ^MultiP^ierern 34, 35, 36, 37 ^mul.^llP»«ert. Diese Multiplikation entspricht a- A" ^{einer Mod}"l°-Zwei-Addition, da könnp rv °^{roßen >>+le}' »-!· und »0« auftreten rein Hi»·, , „^V^orzeichenmultiplikalion kann mit weise kftm, ^ ^i ^ausg^eführt werden. Beispiels- l ° ^Sc^^a!tung^en 34 35 36 37 d 38

erforderlich, um auch Vorschwinger entzerren zu

können, d. h. um Ah, für./ < 0 bestimmen zu können weise kftm, ^ ^i ^ausg^eführt werden. Beispiels-,^f^m„!^{ß Gleichu}"g (5) können die Einstellglieder 6'" 45 direkt lh M h° ,^Sc^^a!tung^en 34, 35, 36, 37 und 38 1,8' 9' und 20 in F ig. 3 laufend so geregelt werden dL Einstellt ^e-^{Addierer aus}g<^·^ sein, daß die Verzerrungen, d. h. die Ah, für die verschiede- n« ? ? ^{VOn Cj erM}& ^auf folgende Weise: nen j, gegen Null gehen. Dieses Verfahren hat den Finirpff · ^{Produktes w}"rd im Augenblick des Vorteil, daß dw _e'_t.,._w nur die Zustände »0«, ,+ 1, _Sp_recnenden Z^ ,^{neUen Wertes a}'^ ^{am ent}" »-1« annehmen können, was die Instrumentierung ₅o sSStun«?^en _m ^M _t ^odulo-.^Zwe'-Addie_rer 37 über eine Torvereinfacht. Allerdings ist eine schnelle Multiplikation einem I T^i ^emes d Hilfk i einer analogen mit einer Vorzeichengröße notwendig S
denn e(t) kann alle möglichen Amplitudenwerte
annehmen.

An Hand von Gleichung (5) läßt sich nun leicht der resthche Tel der Schaltung in F i g. 3 beschreiben Es sa zunächst angenommen, daß die gestrichelte Schaltung 30 nicht existent sei, daß also die Leitung 29

mit der Leitung 31 direkt verbunden sei. Die Größe SSS^Sf? ^ ™^Γ<1 ^
e_k-_N laßt sich aus e_t mit Hilfe der Verzögerungs- 60 eernäß r£ί ξ™«*» zugeführt
leitung 32 gewmnen. Die einzelnen Größen «·*.,* fun?«« ^g-[^{6) biIdet Der}
Tf ΐ^Π ™Ji*^{mit Hllfeder ausden} Etenenten 4041 SfhS "^ ^die ^

baren

. über eine Tor

i ^emes eedgneten Hilfstaktes in ^SchaItun8 S enthaltenen HipHop ^blSz?™ Eintreffen des nächsten brauchwelcher nach 125 us erscheint, denn

SLhSe v/™ *" ^{GHedCTn 4}°' ⁴¹' ⁴²' ^{43 und} *·

digital« ς K^°^gemngsleitung ^durch ein einfaches S2LS *^ψ*^{Τ ersetirt} werden. Das so ™'^Γ<1 ^^erum einem Inteührt, welcher die Summe

en. Die einzelnen Größen «*.,* fun?«« ^g-[^{) biIdet Der} Abgang der Schal-Tf ΐ^Π ™Ji*^{mit Hllfeder ausden} Etenenten 40,41 eSfechS p"^ ^die ^¹^58 wilderum das 42, 43 und 44 gebildeten Verzögerangsleitung erzeugt SS ^Ει^^ε11««^ »' If
Diese kann em geeignet modifizierte digitales Schieberegister sein. Die Multiplizierer 34, 35, 36, 37 und 38 6₅
bilden d,e gemäß Gleichung (5) erforderlichen Pro-

dukte aus e_k-_N und α'*-,-*. Die notwendige Sumint η _P ??Γ ^aUftritt

üon über ÄT Produkte von Abtastwerten erfolgt mit nichi Ä · K^{g der Steue}rlogik ist im einzelnen hier

ment oeschneben, da sie nicht zur Verdeutlichung des

^¹^58 wilderum das ^^ε11««^ »'· Infolge der Zwischen- 1 Vorzeichenprodukte kann die Inte- ^^ummation langsam und gena« mit ¹^™ erfolgen, da nuz alle:125 μ8 ein

^aUftritt

erfindungsgemäßen Verfahrens beiträgt. Die Steuerimpulse können von der in F-' i g. 3 mit 24 bezeichneten Schaltung geliefert werden.

In der Praxis ist es oft günstig, nicht die durch Gleichung (5) und (6) gegebenen Beziehungen zu verwenden, da hier die Summation bzw. Integration nach A' Produkten wiederum neu beginnen muß und da die Einstellglieder 6', 7', 8', 9' und 20 imstande .-,ein müssen, die jeweils erreichte Einstellung festzuhalten, d. h. abzuspeichern, bis ein neuer Wert zur Verbesserung der Hinstellung zur Verfügung steht.

Statt dessen können die Beziehungen

Cj = - q ■ lim > _ a'_k , .._Λ■■ e_{k v} (7)

JC- β t 'I

anstalt Gleichung (5) oder

Cj ^ - q ■ lim

c_{k v} (K)

anstatt Gleichung (6) zur Einstellung der cj dienen. Mit besser werdender Entzerrung gehen nämlich die .\hj gegen Null, die durch Gleichung (7) und (8) beschriebenen Regelgrößen gehen gegen konstante Werte. Der Anfangszeilpunkt der Summation bzw. Integration kann beliebig gewählt werden, q ist ein hinreichend klein zu wählender konstanter Proportionalilätsfaktor, welcher die Geschwindigkeit des Einlaufens der Cj bestimmt.

Durch den Einfluß der Signale im 1. bis 31. Kanal bei der Bildung der durch Gleichung (5), (6), (7) und (S) gegebenen Regelgrößen tritt jeweils in diesen Gleichungen ein zusätzliches »Störglied« auf, das zu einem vorübergehenden »Auswandern« des Entzerrers, d. h. zu einer Abweichung vom gewünschten Verhalten, führen kann. Um den Einfluß von Störungen gemäß dieser Teilsumme möglichst gering zu halten, wird die Integrations- bzw. Summationszeitkonstantc hinreichend groß gewählt, d. h., der Entzerrer regelt nur langsam nach. In Gleichung (5) und ((S) wird λ' als hinreichend groß gewählt, in Gleichung (7) und (8) dagegen q hinreichend klein.

Der Einfluß von Störungen, die auf den Übertragungswegen auftreten und die ebenfalls zu einer nicht optimalen Einstellung des Entzerrers führen können, sowie der Einfluß der Signale in den übrigen Kanälen kann dadurch vermindert bzw. beseitigt werden, daß die Regelgrößen einer wiederholten Überprüfung auf Auswirkungen von in den zu korrclierenden Größen enthaltenen Störsignalen unterworfen werden. Auf Grund der aus der Überprüfung gewonnenen Ergebnisse wird über den Zeitraum des Auftretens der Störsignale die Einstellung der Einstellglieder verlangsamt bzw. blockiert. In Gleichung (5) und (6) kann K beispielsweise vergrößert werden, in Gleichung (7) oder (8) kann q verkleinert werden.

Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß zeitlich aufeinanderfolgende Werte der Regelgrößen in benachbarten Zeitabschnitten gebildet und bezüglich ihrer Vorzeichen untersucht werden.

Die technische Realisierung der Einstellglieder 6, 7, 8, 9, 6', 7', 8', 9' und 20 in den F i g.l und 3 kann durch stufenweise einstellbare Schaltungen gegeben sein, die mit Hilfe von Digital-Analog-Wandlern oder mit magnetischen Speichern, beispielweise Transfiuxnrcn, realisiert sind. Weiler sind als Einstellglieder Brückcnschaltungen möglich, die einen durch Spannungsgegcnkopplung linearisierten Feldeffekttransistor als steuerbares Element enthalten. Außerdem können als steuerbare Elemente auch Photowiderstände verwendet werden.

Die beschriebene Schaltung nach der Erfindung weist den Vorteil auf, daß keine spezielle Testsignalfolgc in den zu übertragenden Informitionsfluß eingeschoben werden muß, da bei Zeitmultiplex-Pulsamplitudenmodulationssystemen ein Rahmensynchronisiersignal bereits vorhanden ist. Als Rahmensynchronisiersignal muß nicht ein Pseudozufallstext verwendet werden, sondern es genügt in den meisten fällen, ein periodisches Signal zu verwenden, welches sich in besonders einfacher Weise auf der Empfangsseite wiedergewinnen läßt. Die beschriebenen Verfahren und Kriterien für die adaptive Einstellung des Entzerrers ermöglichen eine besonders einfache Instrumentierung und ein genaues Konvergieren der Schaltung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

«"a 1 2 dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbare EIe- Patentansprüche: mente der Einstellglieder Fotowiderstände vorge sehen sind.

1. Verfahren zur selbsttätigen Einstellung eines 9. Schaltungsanordnung zur Durchführung des adaptiven, der Rückgängigmachung linearer Ver- 5 Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Zerrungen auf einer Übertragungsstrecke dienenden dadurch gekennzeichnet, daß fest eingestellte Entzerrers, insbesondere Transversalfilter-Entzer- Vorentzerrer vorgesehen sind.

rers, in einem Zeitmultiplexsystem für Pulsamplitudenmodulation, bei dem neben den Nachrichtensignalen ein periodisch wiederkehrendes Zusatz- io

signal übertragen wird, bei dem empfangsseitig

Abtastproben der Amplituden des regenerierten

Zusatzsignals von Abtastproben der Amplituden

aller ankommenden Signale abgezogen werden

und bei dem aus dem Differenzsignal und dem 15

regenerierten Zusatzsignal EinstelLkritensn für die Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine

Finstellglieder des Entzerrers abgeleitet werden, Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Einstellung

dadurch gekennzeichnet, daß als Zu- eines adaptiven, der Rückgängigmachung linearer

satzsignal das Rahmensynchronisiersignal dient. Verzerrungen auf einer Übertragungsstrecke dienenden

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ao Entzerrers, insbesondere Transversalfilterentzerrers, zeichnet, daß als Rahmensynchronisiersignal ab- in einem Zeitmultiplexsystem für Pulsamplitudenwechselnd positive und negative, in ihrer Amplitude Modulation, bei dem neben den Nachrichtensignalen gleiche und, gemessen am übertragenen Signal, ein periodisch wiederkehrendes Zusatzsignal überImpulse mit maximaler Amplitude verwendet tragen wird, bei dem empfangsseitig Abtastproben werden. 25 der Amplituden des regenerierten Zusatzsignals von

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Abtastproben der Amplituden aller ankommenden gekennzeichnet, daß zur Bildung der Einstell- Signale abgezogen werden und bei dem aus dem kriterien das regenerierte Zusatzsignal gegenüber Differenzsignal und dem regenerierten Zusatzsignal dem Differenzsignal schrittweise um ganzzahlige Einstellkriterien für Einstellglieder des Entzerrers Vielfache des zeitlichen Abstandes zweier auf- 30 abgeleitet werden.

einanderfolgender Abtastproben versetzt wird, daß Die Vorteile der Zeitmultiplex-Übertragung von

Produkte aus den Abtastproben des schrittweise pulsamplitudenmodulierten Signalen, die in der Wirtverschobenen regenerierten Zusatzsignals und des schaftlichkeit des Aufwandes und des Bandbreitebedarfs Differenzsignals gebildet werden, daß aus den liegen, lassen sich nur dann vollständig ausnutzen, Produkten jeden Schrittes eine Summe gebildet 35 wenn die auf den Übertragungswegen entstehenden wird und daß diese Summen als Einstellkriterien linearen Verzerrungen der zu übertragenden Signale dienen. in jedem einzelnen Multiplexkanal rückgängig ge-

4. Verfahren nach Anspruch 1 ooer 2, dadurch macht werden. Lineare Verzerrungen, die zu vergekennzeichnet, daß zur Bildung der Einstell- ständlichem Nebensprechen zwischen den Einzelkriterien das regenerierte Zusatzsignal gegenüber 40 kanälen führen, lassen sich mit fest eingestellten dem Differenzsignal schrittweise um ganzzahlige Entzerrern über längere Zeit hinweg nur ungenügend Vielfache des zeitlichen Abstandes zweier aufein- beherrschen, weil beispielsweise Temperaturschwananderfolgender Abtastproben versetzt wird, daß kungen Änderungen der Übertragungseigenschaften Produkte aus den Abtastproben des schrittweise der Übertragungswege hervorrufen können, verschobenen regenerierten Zusatzsignals und des 45 Eine automatische Entzerrung mit Hilfe von Vorzeichens des Differenzsignals gebildet werden, speziellen Testsignalen zu Beginn der Übertragung daß aus den Produkten jedes Schrittes eine Summe mit anschließender Festlegung der Entzerrereinstellung gebildet wird und daß diese Summen als Einstell- ist nicht sinnvoll, da Änderungen der Übertragungskriterien dienen. eigenschaften während des Betriebes nicht mehr

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden 50 ausgeregelt werden können und da es nicht möglich Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ist, in regelmäßigen Zeitabständen die beispielsweise Einstellung der Einstellglieder beim Auftreten dreißig Übertragungskanäle gleichzeitig stillzulegen, von Störsignalen verlangsamt bzw. blockiert wird. um eine Testsignalfolge zu übertragen.

6. Schaltungsanordnung 2ur Durchführung des Für pulscodemodulierte Signale, welche nur die Verfahrens nach einem der vorhergehenden An- 55 Zustände »0«, »+1« und » — 1« annehmen können, ist sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Einstell- aus der Veröffentlichung »An Automatic Equalizer glieder stufenweise einstellbare Schaltungen vor- for Digital Repeatered Lines« in »Proceedings of the gesehen sind, die mit Hilfe von Digital-Analog- IEEE«. März 1969, S. 363 und 364, ein Verfahren zur Wandlern oder von magnetischen Speichern, automatischen Entzerrung während der Übertragung insbesondere Transfluxoren, realisiert sind. 60 bekannt. Dort wird gezeigt, daß unter gewissen

7. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Bedingungen die Maximalamplitude des entzerrten Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, PCM-Signals ein Maß für die Kabeldämpfung bei der dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellglieder »Nyquisl-Frequenz« ist. Da der typische Kabel-Brückenschaltungen vorgesehen sind, die einen dämpfungsverlauf bekannt ist, kann dieses Maß zur durch Spannungsgegenkopplung linearisierten Feld- 65 Einstellung eines automatischen Entzerrers dienen, effekttransistor als steuerbares Element enthalten. Dieses Verfahren läßt sich aber nicht auf pulsampli-

8. Schaltungsanordnung zur Durchführung des tudenmodulierte Signale mit mehr als zwei möglichen Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Amplitudenwerten übertragen.

Auch ergibt dieses