DE2163247B2

DE2163247B2 - Vorrichtung zur beseitigung der in einem eingangssignal enthaltenen stoersignale

Info

Publication number: DE2163247B2
Application number: DE19712163247
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing 8191 Höhenrain Postl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-12-20
Filing date: 1971-12-20
Publication date: 1977-07-28
Also published as: DE2163247C3; DE2163247A1

Description

Auf dem Funk·· oder Drahtweg übertragene Signale sind zumeist durch überlagerte Störungen, wie Rausch-, Brumm-, Pfeif- oder Nebensprechstörungen fremder Herkunft beeintriichtigt Wir bezeichnen solche Störun

gen deshalb als Fremdstörungen.

Die gleichen Signale sind zumeist auch durch Störungen beeinträchtigt, die durch nichtlinearen Phasen· sowie nichtkonstanten Dampfungsgang des Übertragungsweges verursacht werden und gewisser· oiaßen als Überlagerung verzerrter Anteile des ursprünglichen Signals selbst gedeutet werden können. Wir bezeichnen deshalb im folgenden derartige Störungen als Eigenstörungen.

Eigenstörungen werden insbesondere von Filtern verursacht, die zur Verminderung von Fremdstörungen eingesetzt werden. Da häufig Eigen- oder Fremdstörungen oder beide in ihrer Art und Größe mehr oder weniger unbekannt oder zeitlich veränderlich sind, werden bekanntlich adaptive Filter bzw. Entzerrer verwendet, die sowohl Eigenstörungen kompensieren als auch Fremdstörungen vermindern, und zwar im Sinne eines optimalen Kompromisses zwischen der erreichten Störminderung und den zusätzlich erzeugten Eigenstörungen.

Die bekannten adaptiven Filter bzw. Entzerrer eignen sich jedoch schlecht für die Verminderung schmalbandiger oder sonstwie - in bezug auf die Kanalkapazität redundanter Fremdstörungen. Für eine wirtschaftliche adaptive Beseitigung schmalbandiger Störungen ist nämlich der Einsatz rekursiver Entzerrer erforderlich. Solche Entzerrer sind jedoch nur dann stabil (soweit bekannt), wenn ein quantisiertes oder regeneriertes Signal rückgekoppelt wird. Damit lassen sich zwar in vorzüglicher Weise Eigenstörungen kompensieren, jedoch nicht Fremdstörungen, da das rückgekoppelte Signal keinen oder keinen hinreichenden Anteil der Fremdstörungen mehr enthält

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beseitigung der in einem Eingangssignal enthaltenden Störsignale anzugeben, mit der es mit nur geringem Aufwand gelingt, redundante Fremdstörungen, insbesondere auch schmalbandige Störungen, zu beseitigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen Summierer, dem das Eingangssignal und ein Korrektursignal zugeführt wird, durch einen Regenerator, der aus dem Ausgangssignal des Summierers ein Bezugssignal erzeugt das der erwünschten Signalform des Ausgangssignals möglichst nahe kommt, durch einen Differenzbildner, dem das Bezugssignal und - gegebenenfalls über eine Verzögerungseinrichtung - das Eingangssignal zugeführt wird, und durch ein Filter, dem das Ausgangssignal des ersten Differenzbildners zugeführt wird und dessen Ausgangssignal als Korrektursignal mit Hilfe des Summierers dem Eingangssignal überlagert wird.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird somit unter Ausnutzung einer im gesendeten Signal sowie im Störsignal enthaltenen Redundanz ein Korrektursignal erzeugt das das dem Eingangssignal überlagerte Fehlersignal möglichst genau kompensiert, und dieses Korrektursignal dem Eingangssignal überlagert. Es gelingt hierdurch, redundante Fremdstörungen in besonders einfacher und wirkungsvoller Weise zu beseitigen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird als Filter ein adaptives Filter verwendet, dessen Übertragungseigenschaften durch eine Steuereinrichtung gesteuert werden, der das Ausgangssignal des Differenzbildners und das Ausgangssignil eines weiteren Differenzbildners

ziiKefQhrt wird, dessen Eingangsgrößen das Bezugssignal und das - gegebenenfalls über eine zweite Verzögerungseinrichtung geführte - Austjangssignal des Summierers sind.

Besonders vorteilhaft ist auch bei Verwendung der S erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem adaptiven Entzerrer, daß der Regenerator sowie gegebenenfalls der zweite Differenzbildner gleichzeitig zur Gewinnung eines Steuersignals für den adaptiven Entzerrer verwendet werden kann. Ober den das Eingangssignal in den Summierer gelangt.

Die Stabilität der edindungsgemäßen Vorrichtung laßt sich gegebenenfalls noch dadurch erhöhen, daß dem Filter ein Begrenzer vorgeschaltet wird.

Das verwendete adaptive Filter besteht vorzugsweise aus einem linearen Mehrpol mit einem Eingang und mehreren Ausgängen, wobei jeder der Ausgänge direkt mit je einem ersten Multiplikator und über je eine Verzögerungseinrichtung mit je einem zweiten Multiplikator verbunden ist. wobei allen zweiten Multiplikatoren außerdem das Ausgangssignal des zweiten Differenzbildners und den ersten Multiplikatoren jeweils das Ausgangssignal des zugehörigen zweiten Multiplikators über ein weiteres Filter zugeführt wird und wobei die Ausgangssignale aller ersten Multiplikatoren einem Summierer zugeführt sind, an dessen Ausgang das Korrektursignal abgenommen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur zur Beseitigung der in einem Eingangssignal enthaltenen Störsignale dienen, sie kann auch zur Approximation des Eingangssignals durch ein Signal mit bestimmten erwünschten Merkmalen verwendet werden, wobei dann der Regenerator ein Bezugssignal erzeugt, das diese Merkmale aufweist.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung mit einem nichtadaptiven Filter;

F i g. 2 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung mit einem adaptiven Filter;

Fig.3 zeigt ein adaptives Filter und Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung gelangt das gestörte Signal x(t) zum Summierer 1 und wird dort mit einem Korrcktursignal V(t) überlagert Das Ausgangssignal y(t) des Summierers 1 wird an einen Regenerator 2 weitergegeben, der hieraus ein Bezugssignal Z(I) erzeugt, das der erwünschten Signalform des Ausgangssignals möglichst nahekommt Dieses Bezugs.-signal Z(O wird dann einem Eingang eines Differenzbildners 3 zugeführt, dessen anderem Eingang das gestörte Signal x(t)übw eine Verzögerungseinrichtung 4 zugeleitet wird Am Ausgang des Differenzbildners 3 entsteht dann das Differenzsignal φ), das über einen Begrenzer 5 in ein Filter 6 gelangt. Das Filter 6 bildet aus dem Differenzsignal e(l) das Korrektursignal V(t) und gibt dieses un den Eingang des Summierers 1 weiter.

Bei der in F i g. 2 dargestellten adaptiven Schaltung bezeichnen gleiche Bezugszeichen wiederum gleiche Teile wie in Fi g. 1. An Stelle des in F i g. 1 verwendeten nichtadaptiven Filters 6 wird hier ein adaptives Filter 7 zusammen mit einer Steuereinrichtung 8 verwendet. Den beiden Eingängen der Steuereinrichtung 8 wird einerseits das Ausgangssignal eft) des Differenzbildners 3 und außerdem das Differenzsignal d(t) des Differenzbildners 9 zugeführt An den Eingängen des Differenzbildners 9 liegt einerseits das Ausgangssignal Z(t) des Regenerators 2 und andererseits über eine Verzögerungseinrichtung IO das Ausgangssignal y(t) des Summierers 1.

In Fig.3 ist eine Ausführungsform eines adaptiven Filters zusammen mit einer Steuereinrichtung dargestellt. Das adaptive Filter umfaßt einen linearen Mehrpol 11 mit einer Reihe von Ausgängen, von denen nur zwei in der Zeichnung dargestellt sind. Jeder der Ausgänge des linearen Mehrpols 11 ist mit den Eingängen von je zwei Multiplikatoren 12 und 13 bzw. 14 und 15 verbunden, und zwar ist der Ausgang 16 direkt mit dem Eingang des Multiplikators 13 und über eine Verzögerungseinrichtung 17 mit einem Eingang des Multiplikators 12 verbunden. In gleicher Weise ist der Ausgang 18 des linearen Mehrpols U direkt mit einem Eingang des Multiplikators 14 und über eine Verzögerungsanordnung 19 mit einem Eingang des Multiplikators 15 verbunden. Außerdem sind den zweiten Eingängen der Multiplikatoren 12 und 15 das Ausgangssignal des Differenzbildners 9 zugeführt. Das Ausgangssignal der Multiplikatoren 12 und 15 wird über Filier 20 bzw. 21 den zweiten Eingängen der Multiplikatoren 13 und 14 zugeführt Die Ausgangssignale der Multiplikatoren 13 und 14 sind einem Summierer 22 zugeführt, an dessen Ausgang das Korrektursignal V^ entsteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Li Patentansprache:

1. Vorrichtung zur Beseitigung der in einem Eingangssignal enthaltenen Störsignale, g e k e η η - S zeichnet durch einen Summierer (1), dem das Eingangssignal [x(t)J und ein Korrektursignal [v(t)J zugeführt wird, durch einen Regenerator (2), der aus dem Ausgangssigna! Jj(O] des Summierers ein Bezugssignal [40] erzeugt, das der erwünschten Signalform des Ausgangssignals möglichst nahe kommt, durch einen Differenzbildner (3), dem das Bezugssignal und - gegebenenfalls Ober eine Verzögerungseinrichtung (4) - das Eingangssignal zugeführt wird, und durch ein FiUer (6), dem das Ausgangssignal [φ)] des ersten Differenzbildners zugeführt wird und dessen Ausgangssignal als Korrektursignal mit Hilfe des Summierers dem Eingangssignal überlagert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (6) ein adaptives Filter (7) ist. dessen Übertragungseigenschaften durch eine Steuereinrichtung (8) gesteuert werden, der das Ausgangssignal /efrjj/des Differenzbildners (3) und das Ausgangssignal [dft)] eines weiteren Differenzbildners (9) zugeführt wird, dessen Eingangsgrößen das Bezugssignal [ζ(ή] und das - gegebenenfalls über eine Verzögerungseinrichtung (10) geleitete Ausgangssignel/jf(l/des Summierers (1) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Regenerator (2) bzw. dieser und der zweite Differenzbildner (9) gleichzeitig zur Gewinnung eines Steuersignals für einen adaptiven Entzerrer verwendet wird bzw. werden, über den das Eingangssignal [x(0] ^m den Summierer (1) gelangt

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß dem Filter (6) ein Begrenzer (S) vorgeschaltet ist

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das adaptive Filter (7) aus einem linearen Mehrpol (11) mit einem Eingang und mehreren Ausgängen besteht, wobei jeder der Ausgänge direkt mit je einem ersten Multiplikator (13,14) und über je eine Verzögerungseinrichtung (17, 19) mit je einem zweiten Multiplikator (IZ 15) verbunden ist, wobei allen zweiten Multiplikatoren außerdem das Ausgangssignal /cifrjf/des zweiten Differenzbildners (9) und den ersten Multiplikatoren jeweils das Aus- so gangssignal des zugehörigen zweiten Multiplikators über ein weiteres Filter (20, 21) zugeführt ist, und wobei die Ausgangssignale aller ersten Multiplikatoren einem Summierer (22) zugeführt sind, an dessen Ausgang das Korrektursignal [v(rjj/abgenommen ist

6. Verwendung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 zur Approximation des Eingangssignal [x(0]durch ein Signal [z(0] mit bestimmten erwünschten Merkmalen.