DE2215537A1

DE2215537A1 - Automatisch anpassender Entzerrer zusatz, geeignet fur MOS

Info

Publication number: DE2215537A1
Application number: DE19722215537
Authority: DE
Inventors: Earl Doyle Huntington Beach Calif Gibson, (V St A ) P
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1971-04-01
Filing date: 1972-03-30
Publication date: 1972-10-26
Also published as: JPS5413742B1; DE2215537B2; GB1347944A; US3699321A; FR2136131A5

Description

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28. Marx 1972 Gzs/goe

NORTH AMERICAN ROCKWELL CORPORATION

Automatisch anpassender Entzerrerzusatz, geeignet für MOS.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf einen verbesserten anpaßbaren Entzerrer, der ein erstes Schieberegister besitzt', um aufgenommene Signalabtastungen zu speichern, und ein zweites Schieberegister, um die Gewinneinstellungen zu speichern. Der serielle Ausgang von dem ersten Schieberegister wird parallel multipliziert mit den Gewinneinstellungen, die in dem zweiten Register gespeichert sind, um eine Entzerrung der aufgenommenen Digitaldatenübertragungssignale zu erreichen. Die Gewinneinstellungen in dem zweiten Schieberegister werden auf den neuesten Stand gebracht, um automatipch zu entzerren, indem ein Stufensteuersignal verwendet wird, das von dem Eingangssignal des Systems abgeleitet wird, und von den empfangenen Digitaldaten, in denen Kreuzkorrelation iterativ angewendet wird.

Anpaßbare Entzerrer wurden in der Vergangenheit mit einer vielfach angezapften Verzögerungsleitung und einer Vielzahl von Amplitudenanpaßvorrichtungen konstruiert, die mit unte-rschiedli*» chen Anzapfungen verbunden waren, um die Amplitude der an diesen Anzapfungen erscheinenden Signale einzustellen. Eine Sum-

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_ J mm

miereinrichtung wird dann verwendet, um die Ausgänge der Vielzahl der Anpcißmittel zu addieren, um ein Gesamtsignal zu schaffen. Das Gesamtsignal wird dann mit einem bekannten oder berechneten Pegel verglichen, um die Bits der Information zu decodieren, die tatsächlich abgeschickt wurden. Dieser» zusammengesetzte Signal wird auch verwendet, um ein Steuersignal zur Anpassung der Amplitude der Anpaßvorrichtung zu schaffen.

Die Vorrichtung dieser Anmeldung ist eine einzigartige Verbasserung der bekannten anpaßbaren Entzerrer, indem ein System geliefert wird, das die Amplitudeneinstellungen konvergiex~t, und das eine verbesserte Gesamtwirkung des Empfängers zeigt, während eine Konvergenz über einen mehrfach grüUeren Zustandsbereich geschaffen wird. Das vorliegende erfindungsgemäße System ist ebenfalls an die verschiedenen Arten der Signalisierung anpaßbar und liefert schnelles anfängliches Lernen zusammen mit genauer nachfolgender Verfolgung der Kanaleigenschaften.

Die vorliegende Erfindung ist auf einen verbesserten anpaßbaren Entzerrer gerichtet, der ein erstes rezirkulierendes Schieberegister zur Aufnahme eines abgetasteten digitalen Datensignals verwendet, und einen ersten Multiplikator für die serielle Aufnahme des Ausgangs des ersten Schieberegisters« Eine /vkkumulatoreinrichtung wird verwendet, um den Ausgang des Multipli-

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kators aufzunehmen. Ein Signal, das proportional zur Hauptabtastung der Impulsantwort des gesamten Übertragungssystems ist, zusammen mit einem Signal, das proportional zum geschätzten Wert des empfangenen Digitalzeichens ist, wird einer produktbildenden Vorrichtung zugeführt, die ein Ausgangssigna], liefert, das proportional dem Produkt der beiden aufgenommenen Signale ist. Ein erster Comperator wird dann verwendet, um ein Ausgangssignal zu liefern, das proportional ist zu der Vorzeichendifferenz zwischen dem gelieferten Produktsignal und dem Akkumulatorausgangssignal. Das proportionale Vorzeichendif.fe* renasignal wird dann mittels eines zweiten Vergleichers mit einem Signal verglichen, dessen Vorzeichen proportional ist zu den am kürzlichsten aufgenommenen abgetasteten Digitaldatensignal, um ein.Incrementsignal zu liefern, das ein Vorzeichen besitzt, das von den verglichenen Signalen bestimmt wird, üin zweites rezirkulierendes Schieberegister wird verwendet, um die Gewinnfaktoren zu speichern, die dem Multiplikator für jede Stufe des ersten Schieberegisters entsprechen. Die Ausgangssignale von dem zweiten Schieberegister werden parallel multipliziert in dem ersten Multiplizierer mit den Signalen von dem ersten Schieberegister mittels des ersten Multiplizierers, wobei die gespeicherten Gewinnfaktoren schrittweise mittels des Signeils von dem zweiten Vergieicher eingepaßt werden; Diese einfache schrittweise Anpassungstechnik ergibt in Wahrheit iterativ

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eine künstliche Kreuzkorrelationsfunktion für jeden Entzerrergewinnfaktor, wodurch größere Vorteile in den Convergenzfähigkeiten und bei Betrieb unter Rauscheinfluß geschaffen werden. -

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten anpaßbaren Entzerrer zu schaffen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Entzerrer zu liefern, der mit einem mehrfach größeren Berexbh von Eigenschaften konvergiert, als es mit herkömmlichen automatischen Anpassungsalgorxthmen möglich war.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Entzerrer zu schaffen, der auf Einstellungen convergiert, die zu viel besseren» Gesaratverhalten des Empfängers führen, als bekannte Algorithmen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Entzerrer zu schaffen, der auf verschiedene Arten der Signalisierung anpaßbar ist. ·

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Weitere Vorteile und Anwendungsinöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels sowie aus der folgenden Beschreibung.

Es zeigen: .

Fig. 1 ein Blockdiagramm der vorzugsweise!! Ausführungsform der Erfindung; ·

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Ermittlung von £ , die mit der vorzugsweisen Ausführungsform verwendet werden "kann; und

Fig. 3 eine giaphische Darstellung einer Systemimpulsantwort für ein Verfahren einer Teilantwortsignalisierung.

In Fig. 1 wird ein aufgenommenes Signal 12 von einem Abtaster und einem analog-zu-digital Converter einem Schalter 14 zugeführt. Das aufgenommene Signal wurde einmal pro Baud abgetastet und jede Abtastung ist typischerweise mit einer lo-Bit-Genauigkeit quantisiert. Ein rezirkulierendes Schieberegister 2o wird verwendet, um die digitalisierten Abtastungen, die mit χ bezeichnet sind, aufzunehmen, und die Abtastungen seriell von dem Ausgang des Schieberegisters zurück zum Eingang durch den Schal-

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ter 14 'zu verschieben. Die grundlegende Operation/ die von dem System auszuführen ist, ist die Berechnung einmal pro Baudzeit der Größe

Y₁ = I g_k x_±._k (D

k= -m

wobei die "x" die digitalisierten Abtastungen des Signals 12 am Entzerrereingang sind, und wobei das Entzerrersystem m + η + 1 Stufen besitzt. In Betrieb befinden sich zu der Zeit, zu der die Signalabtastungen x. am Eingang des x-Registers 2o erscheinen, die Signalabtastungen x.₊ _, bis x._ in dem Register. Während des i ^en Baudintervalls läuft die Signalabtastung x. in das x-Register und die Signalabtastungen X^_n, Tals x.₊ laufen seriell aus dem x-Register hinaus in einen Multiplikator 21 hinein. Ebenso werden alle die Abtastungen, mit Ausnahme x-_„/ zurück in das x-Register durch den Schalter 14 geleitet. Während des (i + I)-ten Baudintervalls läuft dann die neu empfangene Signalabtastung x.₊ ,, in das x-Register und die Signalabtastungen ^x.j__n+i bis ^xi+ +ι laufen seriell aus dem x-Register hinaus und in den Multiplikator 21 hinein. Bei der gezeigten vorzugsweisen Ausführungsform ist das x-Register 2o ein loo-Bit-MOS-Schieberegister, Da dieses x-Register zehn χ und ein zusätzliches χ pro Baudeinführung halten hann, wird ein 11-stufiger Entzerrer angonom-

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men. Dies sind genug Stufen für einige Anwendungen, aber wenn mehr Stufen gewünscht werden, können zusätzliche Abschnitte tandemartig zugefügt werden. Die zusätzlichen Abschnitte können eine niedrigere Quantisierungsgenauigkeit aufweisen.

Alle Gewinnfaktoren, die normalerweise mit einem Entzerrer verbunden sind, mit Ausnahme des Gewinnfaktors g , werden in einem g-Register 4o gespeichert,· das bei der vorzugsweisen Ausführungsform 120-¹StUfiges Schieberegister ist. Zehn "g" rezirkulieren durch das Schieberegister einmal pro Baudzeit in Übereinstimmung mit der Zirkulation der χ in dem x-Register 2o. Wenn jedes g das g-Register verläßt, wird es durch eine Suiamenvorrichtung 41 zum Eingang des g-Registers und ebenso zu einem Ausgangsregister 5o geführt, das jedes g parallel in den Multiplikator 21 ablädt. Während jedes g das g-Ausgangsregister 5o verläßt, multipliziert der Multiplikator 21 diesesg mit dem entsprechenden x, wobei das x-Register in einem Zustand belassen wird, um die Multiplikationen durchzuführen, die von der Gleichung (1) für das i ^eBaudintervall gefordert werden. Jedes die-r sei: g's ist eine 12-Bit-Zahl, die zu einer 8-Bit-Zahl abgerundet ist, wenn sie in das g-Ausgangsregister 5o gebracht wird. Der Grund der Verwendung von 12 Bits und dann die 7-ibrundung auf .8 Bits ist, einen Mittelungseffekt zu schaffen, um die Effekte von Datensignalvariationen und Geräusch zu vermindern, wie im folgenden noch verdeutlicht wird.

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Das g-Register 4o beendet die Verschiebung während der Zeit, in der g verwendet werden soll, da g getrennt behandelt wird.

Der Gewinnfaktor g ist in der vorzugsweisen Ausführungsform

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festgelegt, g - 2 auf der Skala, auf der jede Stufengröße eins ist, bevor die Abrundungen der g's vorgenommen worden sind. Da jedoch die unwichtigen 4 Bits von jedem g bei der Abrundung beseitigt werden, werden für die Speicherung von g nur Io Bits benötigt. Da g fest und = 2 ist, brauchen wir nicht" den Multiplikator für die Multiplikation von g mal x.,sondern können diese Multiplikation durch geeignete Verschiebung von x. in einen Akkumulator 24" erhalten. Dies wird erreicht, indem die g -Verschicbuncjssteuerung 25 und die Schalter 26 und 27 verwendet werden. Durch Verwendung dieser Technik plus

der Abrundung können wir unseren größten Gewinnfaktor g = 2 machen, obwohl der Multiplikator nur einen achtstelligen Paralleleingang annimmt. Da die anderen g's normalerweise kleiner sind als 1/4 g , und da die vier letzten unbedeutendsten Bits beim Runden beseitigt werden, können wir g =2 setzen und doch nur acht Bits für die g's verwenden, die den Multiplikator 21 betreten. Die Summiereinrichtung 28 erhält die x-Werte von dem Schieberegister 2o direkt durch den Schalter 27 und den g_Q-Wert von der g -Schiebesteuerung 25 duxh den Schalter 26 und liefert ein Signal, die dann die Summe oder das Produkt

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der zwei Werte ist, direkt zu dem Akkumulator 24, Die Summenvordchtung 28, die auch als Eingangssignal den Ausgang des Akkumulators 24 erhält, arbeitet mit dem Akkumulator 24, um die Ausgänge des Multiplikators 21 zusammen mit dem g mal x-Wert für ein Baudintervall zu akkumulieren, um das Signal zu erhalten, das mit y. bezeichnet ist, wie es von der Gleichung (1) gegeben wird» - ". " .

Ein zweiter Multiplikator 45 erhält als Eingänge die Signale

\a A₁ .

^ und D./ die miteinander multipliziert werden, um ein drit—

A .

tes Signal y. zu bilden. Bei herkömmlichen binären ader vielstufigen Signalisierungen und bei Annahme, daß alle Abtastraten gleich der Baudrate sind, ist 0 ein Schätzwert von e , der gewöhnlich die Haupt-(oder größte)-abtastung der Gesamtübertragungssystemimpul'santwort ist, gesehen am Ausgang des

Λ .Λ

Entzerrers und D. ist das gleiche wie d., der Schätzwert des

ζ t "^ '

Empfängers des i ^en übertragenen Digitalwertes, dem d.. Bei verschiedenen Verfahren für Teilantworten und zugehörigen Schematas ist & die erste Hauptabtastung der Pulsantwort, gesehen am Entzerrerausgang (die erste Abtastung, die als ein Signal wirkt, keine Zwischensymbolinterferenz) und D. ist eine vorgewählte Kombination der übertragenen pigitalwerte d. Unter · der Annahme, daß die Größen t- und D. schon in digitaler Form von der äußeren Ausrüstung dem Entzerrer zugänglich sind, mul-

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- Io -

Λ A tipliziert dann der Multiplikator 45 I und D. , um das Signal

^iD= K ^Di

zu erhalten. Das Signal y_>D wird dann einem Digitalvergleicher 46 zugeführt. Der Vergleicher 46 vergleicht die zwei digitalen Zahlen y. und y._D und erzeugt ein einzelnes binäres üigitalzeichen, um anzuzeigen, welche der zwei Zahlen größer ist. Diesos binäre Ausgangsdigitalaeichen ist Sgn Y-, wobei

Λ Λ

Y₁ = Y₁-Y₁₀- Ο)

Das Ausgangssignal von dem Digitalvergleicher 46 wird dann einem Eingang eines Exklusiv-ODER-Gatters 52 zugeführt. Der andere Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 52 wird von dem Schalter 15 genommen, der periodisch mit dem Eingang des x-Registers 2o verbunden wird. Die Zeitsteuerung des Schalters 15 ist so angeordnet, daß dieser Schalter das Vorzeichenbit Sgn x. , einer jeden Gruppe von Bits, die das x-Register 2o betreten, herauszieht (weiterleitet), wobei jede Gruppe von Bits eine digitalisierte Signalabtastung darstellt. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 52 ist mit einem Schalter 54 und mit einem Zähler 55 verbunden, der bis 16 zählt. Der Ausgang des Zählers 16 ist auch mit einem Anschlußschalter 54 verbunden_r so daß abhängig

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von der Richtung des Schalters 54 entweder der Ausgang des Exklusiv-ODER-GaLters direkt der-Summiereinrichtung 41 zugeführt wird, oder von deni Zähler 55 genommen wird. Wenn g am

Jc

Eingang, der Sur.iiniereinrichtung 41 ankommt, erreichen Sgnx.

i—κ

und Sgn Y. z.B_c den Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 52. Mit Schalter 5 4 in der Α-Stellung erhält das Exklusiv-OüER-Gatter das Produkt Sgn Y. (Sgn x. , ), durch die die Summiereinrichtung 41 veranlaßt wird, g, in positiver oder negativer Richtung zu erhöhen, abhängig davon, ob Sgn Y Sgn x. , eine Markierung oder ein Leerraum ist. Auf einer Skala, wo g - 2 '^k

ist, wird jedes g, durch A_ = ±i einmal pro Baudzeit erhöht.

■K· g

Diese Veränderung von jedem g, durch nur eine sehr kleine £rhöhung während eines jeden Baudintervalls ergibt eine Ausmittelung der meisten der Effekte von pseudozufälligen JJ a tonkomponenten und von Rauschen bei der /Anpassung von jedem g, .

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Da g = 2 ist, kann jedes g, um eine Erhöhung von dem optimalen Wert abweichen, bevor sich ein Fehler von o,l% von g ergibt. Diese kleine ErhöhungsgröJ3e dient der genauen Anp.as-.·.· ■-·.-.-;. sung der g's nach einem anfänglichen Lernen. Während des anfänglichen Lernens wird der Schalter 54 in die B-Stellung gebracht. Dann verursacht jeder Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 52 eine Zählung von -16, die zu dem g_k addiert wird, das die Summiereinrichtung 41 betritt. Nach dem anfänglichen Lernen

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schaltet der Schalter 54 zurück zur Α-Stellung, wo jeder Ausgang von dem Exklusiv-ODER-Gatter eine Zählung von -1 verursacht, die zu jedem g, hinzuaddiert wird, das die Summiereinrichtung 41 betritt.

Das System der Fig. 1 paßßt automatisch den Entzerrer an, der ungleich bekannten automatischen Entzerreranpassungssohemata, den Entzerrer auf Anzapfeinstellungen anpaßt, die sowohl die Zwischensymbolinterferenz als auch das Rauschen bekämpft,
was zu einer weitaus besseren Gesaintempfängerwirkung führt,
verglichen mit bekannten Systemen.

Bei einigen Anwendungen kann die Größe ,, die den Multiplikator 45 betritt, ein fester, vorberechneter und vorher festgelegter Wert sein. Die. meisten Empfänger besitzen eine automatische Gewinnsteuerung, AGC, die sich vor dem Entzerrer befindet. Wenn diese AGC den Effektivsignalpegel ausreichend konstant hält, so daß ein vorher festgelegter Wert von ti ausreichend genau ist, kann C fixiert werden. Für Anwendungen, bei r,

denen (i nicht mit ausreichender Genauigkeit vorher bekannt
ist, kann die Anordnung gemäß Fig. 2 mit herkömmlicher, linearer binärer oder vielpegeliger Signalisierung verwendet werden. '

Die Signalabtastungen des Entzerrerausganges gelangen zur Entscheidungsvorrichtung 6o. Die Entscheidungsvorrichtung 6o ver-

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■■..-- 13 - - ■ ■ . ■■ ■■ . " .

gleicht jede Signalabtastung γ.- mit vorbestimmten Schwellenpegeln t um die entsprechende empfangene Digitalzahl D. zu ermitteln. Man nehme %.B» an, daß die möglichen Werte einer jeden übermittelten Digitalzahl D. die-Werte -1 und-<3 sind. Idealerweise ist y, = ^ ö. und die EntscMdungsVorrichtung muß den Wert D. von y. bestimmen. Diese Entscheidungsvorrichtung

■;■""" A

vergleicht y. mit drei Schwellwerteinstellungen 0,-2 F. und

+2 K_Q und bestimmt D^ entsprechend der Amplitude von .y. relativ zu den Schwellwerten« Da l selbst dem Empfänger unbe-

kannt ist, wird der geschätzte Wert $_o anstatt $ verwendet* Die folgende Tabelle zeigt den ausgewählten Viert von D.

(die Digitalentscheidung) als Funktion der Amplitude von y..

Amplitude von y. Digitalentscheiäung D.

-z e_o£ Y₁ < ο -i

y, > 2 (7_O +3

Die Digitalentscheidung von der Entscheidungseinrichtung So

läuft zvm Multiplikator■ 45₍ der diese Digitalentscheidung mit Λ -..■■-"" 4 λ

5f iuultipliz.iert» Das sich -ergebende. Produkt ist ^D. und die:

y, betretön den Digitalvergleicher 46« der

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das Vorzeichenbit bestimmt, Sgn Y. , wobei Y. - y. -^B. 1st, Die Entscheidungsvorrichtung erzeugt zusätzlich zur Ermittlung

A.

jeder Digitalzahl D. auch ein Vorzeichen-Bitsignal Sgn D,. Die zwei Vorzeichen-Bit-Signale Sgn D, und Sgn Y, betreten das Exklusiv-ODER-Gatter 61, das einen Impuls (eine Zählung) zu den Schätzwert #_o addiert oder subtrahiert, der in dein Akkumulator 62 gespeichert ist» Der Schätzwert Ί wird um eine Stufe

Λ
erhöht, wenn Sgn Y. Sgn D. negativ ist, und sonst um eine Stuff. erniedrigt. Auf diese Weise wird die Summe in dein Akkumulator 52 stufenweise auf einen genauen Schätzwert von .'■-' gebracht.

Der automatische Entzerrer kann mit einem weiten Bereih von Signalisierungsschemata verwendet v/erden, wie z.B. die verschiedenen "Verfahren von teilweisen Antworten". Als Beispiel sei ein Datenübertragungssystem in Betracht gezogen, bei dem die Gesamtübertragungsimpulsantwort (oder Einzeldigitalantwort) die in Fig. 3 gezeigte Form aufweist. Mit Abtastungen an den Zentren der Baud- (oder Digital)-Intervalle, besitzt die Folge von Abtastungen dieser Impulsantwort idealerweise die folgenden relativen Amplituden: ...O, O, 0, 1, 0, -1, O, O, 0. Mit nichtperfekter Entzerrung ist die Folge dieser Abtastamplituden

9 ) ■? 0 ■% il &

Die Amplitude des i ^en übertragenen Impulses stellt die i übertragene Digitalzaiil dar. Wegen der Art, wie sich die

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te empfangenen Impulse zeitlich überlappen, wenn die i über-

te

tragene Digitalstelle d. ist, ist die i empfangene Signalabt as t amplitude idealerweise

Y₁ -Z₀D₁ (4)

D. = d. - d_±_₂ (5)

Man denke sich z.B. Vier-Pegel-Signalisierung bei diesem Verfahren der Teilantworten, bei dem die möglichen Werte für jedes' übertragene Digitalzeichen d. -3, -1, +1 und +3 sind. Dann besitzt jedes D. die folgenden sieben möglichen Werte: 0, -2, +4 und + _c - ■

Die Entscheidungseinrichtung 6ο unternimmt eine Berechnung D. der siebenpegeligen Größe D. von der i ^en Entzerrerausgangsabtastung y". . Die einzige Differenz in der Ausführung der Entscheidungseinrichtung ist die, daß wir nun sechs En.tscheidungsschwellwerteinstellungen verwenden, um zwischen den möglichen sieben Werten von D. zu unterscheiden, wobei in dem vorigen Beispiel der herkömmlichen Signalisierung 3 Entscheidungsschwelleinstellungen benötigt wurden (-2i. 0 und +2/, ), um zwi· den 4 möglichen Werten von ΰ. zu unterscheiden.

Eine andere Offenbarung beschreibt Einrichtungen für die automatische und genaue Erkennung der richtigen Entscheidungsschwellwerteinstellungen für verschiedene Verfahren von Teilantworten. Jedoch können bei einigen Anwendungen feste Entscheidungsschwellwerte verwendet werden, indem eine herkömmliche automatische Verstärkungssteuerung in dem Empfänger vor der automatischen Entzerrung angeordnet wird. -'-

Die sechs Entscheidungsschwellwerteinstellungen bei dieser

+ " +
speziellen Methode der Teilantworten können - t- , ™3 _υ und

-5 Ί seh. Mit Ausnahme für* nichtperfekte Entzerrung sind

diese Einstellungen äquivalent zu +( . - ) , +3( , - „)

— ο ^ — ^o λ

₂ - —j

und +5(5 ~ j„ ) . Bei richtig definierton Größen J und D. - ο _£_ ο χ

und bei Bestimmung durch eine äußere Einrichtung gemäß Fig. 1 ist die gesamte in Fig. 1 gezeigte Anordnung auf die verschiedenen Verfahren der Teilantworten anwendbar, unabhängig von der Anzahl der Signalisierungspegel, die mit der jeweiligen Methode verwendet werden.

Das folgende ist eine kurze Erklärung, wie dieser automatische Entzerrer die zwei Hauptziele erreicht:

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.- 17 - ■

optimale* Bekämpfung der kombinierten Effekte der 2wisehgngymfe&lifttörfer"eiig und d©s Rauschens; und (2}KonvergianM dös aufcömatigehen Anpaasungsprozesses bei einem weiten Bereich von Zuständen lediglieh unter Verwendung der empfangenen psisudogufälligen Datensignale * Aufgrund ausgedehnter Analysen wurde gefunden* daß diese Ziele erreicht werden können _t indem dear Gewinnfaktor einss jeden Entzerrers, g^, auf den Viert getrieben wird, der die abgetastete 2<reuzkorrelations£unktion mögliehst klein mäßhts '

^Gk -

(6)

wobei h,^ die (J-Ic)-Le Abtastung der Systemimpulsantv/ört ist_# gesehen vom Entzerrereingang aus» und i-i., die j-te Abtastung der Syistemitapulsäntwort_# gesehen vom Ehtzerreräusgang» 2u bemer* ken ist* daß eine untersehiediiOhe Kreü2korre1atiönsfunktion für jeden Äftgapfgewinn» jedes g^, benötigt wird*

lingleieh 8ü den ffieisten bekannten äutömatiöehen verv^öftdet dieser Entzerrer niöht nur jede ÖGWinnanpassung daz\i» eine öftfespröGhende Abtastung der Systemijupulsaivtwort auf Müll i\l treiben» üei starker 2wisciiens.y«ibt)liat'erf'e££;ns reiöh% die öinfache^ wohlbekannte 'fechnik des ,auf Null

nicht die zwei Ziele, die oben genannt wurden. Nun ist die ±-te Abtastung des Entzeriareingangssignals gleich

L· _hpd±__p (7)

alle ρ
und die jrte Ausgangssignalabtastung gleich

= Σ *j^d±-j (8)

alle j

Wenn wir das Produkt y.x.__v über viele Signalabtastungen mitteln müßten, würden wir KC, erhalten, wobei C. die Kreuzkorrelationsfunktion ist, .ausgedrückt durch die Gleichung (6), amwobei K eine Konstante ist. Diese Tatsache kann erkannt werden, indem tatsächlich y. x. , mal multipliziert wiru, und incieiu man bemerkt, daß die Terme der Form d.d. sich zu Null mitteln, wenn i j* j ist, und daß das Mittel eine Konstante ist, wenn i *s j ist.

Wir erreichen jedoch das Äquivalent dieses Multiplikationsund Mittelungsprozesses durch einfache Geräte, wenn man das folgende bedenkt. Der Fehler bei y^, ausschließlich des Rauschens» ist

^l~ alte j 3 i-3

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_ vg —

Ί
wobei C. gleich der Fehler in ο . ist. Zu jeder gegebenen Ab- .· tastzeit jät das Produkt S.gn Y. Sgn x. , ein Anzeichen dafür, ob die Kreuzkorrelationsfunktion C, positiv oder negativ ist. Daher kann dieses einfache binäre Produkt verwendet werden/ um den Gewinnfaktor g, in. der Richtung zu erhöhen, die C, auf Null treibt. Einige der Erhöhungen v/erden in derfakhen Richtung erfolgen. Aber wegen der statistischen Mittelung v/er den die meisten Erhöhungen richtig sein. Indem die Erhöhungen sehr klein gehalten werden, wird jeue Gewinnanpassung genau zum gewünschten Wert gebracht. Nach einer anfänglihen Konvergenz fluktuiert jede Anpassung zu/ällig um den richtigen Wert. Aber diese Fluktuation beschränkt sich im allgemeinen auf einen Bereich von zahn oder zwanzig Erhöhunysstufen, und diese Erhöhungsstufon können sehr klein gemacht v/erden. Bei der rezirkulierenden Anordnung, die in Fig. 1 gezeigt ist, werden alle für einen vielstufigen Entzerrer notwendigen Kreuzkorrelationen im Effekt iterativ von der glochen einfachen Schal-,tung durchgeführt, die auf einem Exklusdv-OüER-Gatter 52 und der Summiereinrichtung 41 besteht.

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Claims

- 2ο -

sprüche

I./ Automatischer Entzerrer, gekennzeichnet durch ein erstes rezirkulierendes Schieberegister zur Aufnahme eines abgetasteten Digitaldaten-Übertragungssignals; durch einen ersten Multiplikator zur seriellen Aufnahme des Ausganges des ersten Schieberegisters; einen Akkumulator zur Aufnahme des Produktsignals von dem ersten Multiplikator und der Ausgangssignalzurückführung von dem Akkumulator; durch Einrichtungen zur Lieferung eines Signals, was proportional ist der größeren Abtastung der Impulsantwort des Gesamtübertragungssystems; durch Einrichtungen zur Schaffung eines Signals, das proportional ist dem Schätzwert des empfangenen üigitalzeichens; durch Einrichtungen für die Bildung des Produkts der genannten zwei Signale zur Schaffung eines Ausgangssignals, das proportional dem Produkt ist; durch Vergleichseinrichtungen zur Aufnahme des Produktsignals und des Ausgangssignals des Akkumulators, um ein Vorzeichendifferenzsignal zu erzeugen; durch ein zweites rezirkulierendes Register zur Speicherung der den Gewinneinstellungen entsprachenden Digitalzeichen; durch Erhöhungseinrichtungen zur Aufnahme ■ der Vorzeichendiffercnzsignale von dem Vergleicher und der Vorzeichensignale, die Vorzeichen der Signale anzeigen,

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-" 21-

in die /das erste rezirkülierende Schieberegister eintreten, um ein Erhöhungssignal dem zweiten rezirkulierenden Schieberegister zu liefern, um so die den Gewinneinstellungen entsprechenden Digitalzeichen in -eine Richtung zu erhöhen, die proportional ist im Vorzeichen des Produktes aus dem Vorzeichendifferenzsignal und dem Vorzeichen" des Signals von dem ersten rezirkulierenden Schieberegister; und. durch ein Ausgangsregister für die serielle Aufnahme des Ausgangssignals von dem zweiten rezirkulierenden Register -und zur Lieferung des seriell aufgenommenen Signals als ,Parallelausgang dem ersten Multiplikator zur Multiplikation mit dem Ausgang des ersten rezirkulierenden Schieberegisters. .
2. Automatischer Entzerrer nach Anspruch 1, g e k e η η zeichnet durch Einrichtungen für die Schaffung eines Signals, das einen festen Gewinnfaktor anzeigt; durch Schalteinrichtungen, die zwischen dem Ausgang des ersten Multiplikators und dem Eingang des Akkumulators angeordnet sind, um den Ausgang des Multiplikators von dem . Akkumulatoreingang abzuschalten und die Einrichtungen zur Schaffung des Akkumulatorein-gangs zu einer Zeit miteinander zu verbinden, die der Stellung des festen Gewinnfaktors mit Bezug auf den seriellen Ausgang des ersten Schieberegisters entspricht.

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3. Erfindung nach Anspruch 2, wobei die Erhöhungseinrichtung gekennzeichnet ist durch ein Exklusiv-ODER-Gatter zur Aufnahme eines ersten Eingangs des Vorzeichendifferenzsignals und des Vorzeichensignals, daß das Vorzeichen des Signals anzeigt, das das erste rezirkulierende Schieberegister betritt; und durch eine Summiereinrichtung zur Aufnahme als einen Eingang den Ausgang des zweiten rezirkulierenden Registers und als einen anderen Eingang den Eingang von dem Exklusiv-ODER-Gatter.
4. Erfindung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Zähleinrichtungen, verbunden mit eiern Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters; durch Schalteinrichtungen, die zwischen dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters und einem Eingang der Summiereinrichtung angeordnet ist, um den Ausgang des Exklusiv^AODER-Gatters mit dem Eingang der Summiereinrichtung zu verbinden, oder den Ausgang des Zählers mit dem Eingang der Summiereinrichtung zu verbinden.
5. Erfindung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung, die zwischen dem Eingang zu dem ersten rezirkulierenden Schieberegister und einem Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters angeordnet ist, zur Ver-

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bindung des ODER-Gattex~eingangs mit dem Schieberegistereingang nach Ankunft einer rezirkulierten Abtastung am
Eingang des ersten rezirkulierenden,Schieberegisters.

nach Anspruch 1
6. Automatischer Entzerrer/', gekennzeichnet

durch ein erstes rezirkulierendes Schieberegister
zur Aufnahme eines abgetasteten digitalen Datenübertragungssignals; durch einen ersten Multiplikator zur seriellen Aufnahme des Ausgangs des ersten Schieberegisters;
durch einen Akkumulator zur Aufnahme des Produktsignals
von dem ersten Multiplikator und der Ausgangssignalzurück führung von dem Akkumulator, durch eine Entscheidungseinrichtung zur Aufnahme als ein Eingang den Ausgang, des Akkumulators, wobei die Entscheidungseinrichtung den ungefähren Digitalpegel des Signals von dem Akkumulator verglichen mit einem geschätzten Viert der größeren Abtastung der Systemeingangsantwort bestimmt, und zusätzlich ein
Vorzeichensignal des angenäherten Digitalpegels liefert;
durch einen Multiplikator zur Multiplikation des geschätzten Signalpegels der Entscheidungseinx'ichtung mit dem geschätzten Wert der größeren Abtastung der Systemimpulsantwort; durch einen digitalen Vergleicher zum Vergleich des multiplizierten Signals mit dem Ausgangssignal des Akkumulators, um ein Vorzeichendifferenzsignal zu bilden; durch

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ein Exklusiv-ODER~Gatter zur Aufnahme des Vorzeichensignals von der Entscheidungseinrichtung als ein Eingang, und des Vorzeichendifferenzsignals des Digitalkomperators als den anderen Eingang; und durch einen Akkumulator, der zur Aufnahme des Ausgangs von dem Exklusiv-ODER-GatLer verbunden ist, um diesen Ausgang zu akkumulieren, um einen Schätzwert der größeren Abtastung der Systemimpulsantwort zu liefern? durch ein zweites rezirkulierendes Register für die Speicherung von den Gewinneinstellungen entsprechenden Digitalwerten; durch Erhöhungseinrichtungen zur Aufnahme der Vorzeichendifferenzsignale von der Vergleichseinrichtung und der Vorzeichensignale, die das Vorzeichen der Signale anzeigen, die das erste rezirkulierende Schieberegister betreten,· um ein Erhöhungssignal dom zweiten rezirkulierenden Schieberegister zuzuführen, um die den Gewinneinstellungen entsprechenden Digitalwerte in eine Richtung zu erhöhen, die dem Vorzaichen des Produkts des Vorzeichendifferenzsignals und des Vorzeichens des Signals von dem ersten rezirkulierenden Schieberegister; und durch ein Ausgangsregister für die .serielle Aufnahme des Ausgangssignals von dem zweiten rezirkulierenden Register und zur Lieferung dier ser seriell erhaltenen Signale als Parallelausgang an den ersten Multiplikator zur Multiplikation mit dem Ausgang von dem ersten rezirkulierenden Schieberegister.

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7» Automatischer Entzerrer nach Anspruch 6, g e k e η nzeichnet durch Einrichtungen für die Schaffung eines Signals, das einen festen Gewinnfaktor anzeigt; durch Einrichtungen, die zwischen dem Ausgang des ersten Multiplikators und dem Eingang des Akkumulators angeordnet sind, um den Ausgang des Multiplikators von dem Akkumulatoreingang abzutrennen, und um die Einrichtungen zur Schaffung des festen Gewinnfaktors mit dem Akkumulatoreingang zu verbinden zu einer Zeit, die der richtigen Stellung des festen Gewinnfaktors mit Bezug- auf den seriellen Ausgang des ersten Schieberegisters entspricht.
8. Erfindung nach Anspruch 6, wobei die Erhöhungseinrichtung g e k e η η ze lehnet ist durch ein zweites Exklusiv-ODER-Gatter zur Aufnahme des Vorzeichendifferenzsignals und des Vorzeichensignals an ihren Eingängen, das dem Vorzeichen des Signals entspricht, das das erste rezirkulierende Schieberegister betritt; und durch eine Summiereini"ichtung zur Aufnahme des Ausgangs von dem zweiten rezirkulierenden Register als ein Eingang und des Ausgangs von dem zweiten Exklusiv-ODER-Gatter als einen anderen Eingang,

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9. Erfindung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Zähleinrichtungen, die mit dem Ausgang des zweiten Exklusiv-ODER-Gatters verbunden sind; und durch Schalteinrichtungen, die zwischen dem Ausgang des zweiten Exklusiv- ODER-G at te rs und einem Eingang der Summiereinrichtung angeordnet ist, um den Ausgang des zweiten ODER-Gatters mit dem Eingang des zweiten rezirkulierenden Schieberegisters zu verbinden, oder um den Ausgang des Zählers mit dem Eingang des zweiten rezirkulierenden Schieberegisters zu verbinden.■
10, Erfindung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung, die zwischen dem Eingang des ersten rezirkulierenden Schieberegisters und einem Eingang des zweiten Exklusiv-ODER-Gatters aivjecrdnet ist, um den Eingang des zweiten ODER-Gatters mit dem Schieberegistereingang zu verbinden, wenn eine rezirkulierte Abtastung an dem Eingang des ersten rezirkulierenden Schieberegisters eintrifft.

nach Anspruch 1
11. Automatisch anpaßbarer Entzerrer/, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Abtasten eines empfangenen Signals, um ein Signal x. zu liefern, das eine aiyitalisierte Abtastung des empfangenen Signals ist, genommen

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IL Ii) i> J 7

eiramal pro Baudzeit;- durch ein m+n+1-stufiges Register zur Aufnahme des χ.-Signals, so daß während des i-terf Baudintervalls die Signalabtastung x. in das Register eingeführt wird, und die Signalabtastun£pix. bis x. seriell aus dem x-Register herausgeführt v,^reivlen,unä daß alle Abtastungen mit Ausnahme x-__n zurück zum Eingang des Registers rezirkuliert v/erden; durch Multiplikatoreinrichtungen, die den Serienausgang des Schieberegisters aufnehmen; durch eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern und Rezirkulieren der Gewinnfaktoren g, einmal pro Baudzeit in Synchronisation mit der Zirkulation der x's in den ersten genannten Register; durch eine Suminationseinrichtung zur Aufnahme der rezirkuliorenden Gewinnfaktoren und zur Addition eines Incrementsignals A = +1 und zur Zuführung des Summensignals zum Eingang der-zweiten Speichereinrichtung; durch ein g-Ausgangsregister für die serielle Aufnahme der Gewinnfaktoren g von der zweiten Speichereinrichtung und zur Lieferung der Gev/innfaktoren parallel zum Multiplikator zur Multiplikation mit dem Serienausgang des Registers; Einrichtungen zum Akkumulieren des Ausgangs von dem Multiplikator, um den Entzerrerausgang y. zu liefern,

wobei γ

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Einrichtungen für die Lieferung eines geschätzten Signals y.Q des Wertes des Signals y. bei beseitigter Zwischensymbolinterfcrenz; durch Vergleichseinrichtungen, die ein

A
Signal'Sgn. y. liefern, das das Vorzeichensignal der Größe Y , wobei Y. ein Schätzwert des Fehlers am Entzerreraus·- gang ist und durch die Gleichung Y. = y. - y. "definiert wird; und durch Einrichtungen zur Aufnahme des. Signals Sgn Yj_ ui.d eines Signals Sgn x · i_ von dem Eingang des m-t-n+1-stufigen Registers zur Bildung des Produkts davon, (Jessen Vorzeichen die Richtung bestimmt, in der'-·'·■ g der Summiereinrichtung zugeführt wird.

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