DE2428160B2 - Verfahren und transversal-entzerrer zum automatischen adaptiven entzerren von mehrpegeligen digitalen signalen - Google Patents

Description

Andererseits gehen die zu erwartenden künftigen .Anforderungen mehr und mehr in Richtung auf digi-" - Übertragungen hoher Geschwindigkeit zu, bei die erwähnten Entzerrer nicht verwendbar

gjper Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen yjtzerrer zu schaffen, der ein Arbeiten bei sehr hohen ffWeschwindigkeiten erlaubt und dessen ArbeitslppschWindigkeit ausreichend unabhängig von der Fre- ^&njenz der Bingangsdaten ist.

läfllitDisse Aufgabe wird, ausgehend von einem VerfahlOien der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß da-M^lrch gelöst, daß man die Filterkoeffizienten einzeln

Bf|i|cheinander nachstellt, das vom Filter geformte Si- _r._„_ö.„„„ ^^„^ „ _O~_B

%|^al abtastet und auf Grund des Fehlersignals zwi- i₅ nmg veraeTrt'wirdrdargesendeteSrgnal hat keine ^s*"?jchen dem abgetasteten und demjiieraus hergestellten klare und rechteckige Form mehr, sondern stellt eine

Welle

richtung seien zunächst einige theoretische Betrachtungen angestellt, die dem Aufbau und dem Betrieb des erfindungsgemäßen Entzerrers zugrunde liegen.

Bei einer digitalen Übertragung beruhen bei der Impuls-Rückbildung die Fehlerquellen auf Störeffekte, die entweder von äußeren Rauschen oder von gegenseitigen Störungen der Symbole erzeugt werden. Der Effekt der letzteren Störungen ist am wichtigsten und am gefährlichsten, insbesondere in Systemen mit einer hohen Bandausnutzung durch mehrpegelige Übertragung im Gegensatz zu einer binären Übertragung. Diese Systeme verwenden im allgemeinen erheblich verzerrende Träger. Fig. 1 zeigt, wie ein ursprünglicher Impuls durch die übertragungseinrich-

i. Quantisierten Signal außer der Formkorrektur auch Welle dar, die sich mit der Zeit in gedämpften

£*> «ne Korrektur der Phase de* Abtastzei'punkts sequen- Schwingungen verlängert

P 'öeil bis zur EHminierung des Fehlersignalgradienten Die Null-Bedingung für die gegenseitige Störung

\ durchführt und daß man weiterhin die Amplitude des 20 der Symbole kann erhalten werden, indem das Signal-

abgetastcten Signals durch Verstärkung, Vergleich "

des Maximums der Amplitude des abgetasteten verstärkten Signals mit einem Bezugsspannungswert und Regelung des Grads der Verstärkung auf der Grundlage der Differenz zwischen diesem Maximum der Amplitude und diesem Bezugsspannungswert korrigiert. Ein hierfür geeigneter Transversal-Entzerrer ist gemäß der Erfindung so aufgebaut, daß die Abtastschaltung in Reihe mit einem veränderbaren Verstärker zwischen das Entzerrungsfilter und den Quantisierer geschaltet ist und von einem Taktsignal gesteuert ist, das über einen Phasenschieber zugeführt ist, der in seinem Phasenverschiebungswinkel durch eine erste über ein erstes Tiefpaßfilter vom Fehlersignal gespeiste Minimumsuchschaltung gesteuert ist, daß die Koeffizienzgeberschaltungen durch eine zweite über ein zweites Tiefpaßfilter vom Fehlersignal gespeiste Minimumsuchschaltung gesteuert sind und daß an der Eingangsklemme des Quantisierers ein Maximumpegeldetektor angeschlossen ist, dessen dem maximalen Eingangspegel entsprechendes Spektrum am maßgebenden Punkt das erste Nyquistsche Prinzip erfüllt. Wird in diesem Fall mit Z (i) die Antwort auf einen einmaligen Impuls am maßgebenden Punkt bezeichnet, so erhält man

Z(O) =

Ausgangssignal zusammen mit iiner Bezugsspannung einem Komparator eingespeist ist, der über ein drittes Tiefpaßfilter ein Steuersignal für den veränderlichen Verstärker abgibt.

Der durch die Erfindung gewiesene Weg ergibt eine verbesserte Entzerrung und Wiedergewinnung der Impulsform bei einem Abgriff an der größten öffnungsweite des »binären Auges« bei gleichzeitiger wobei T die Impulswiederholungsperiode ist. Durch Auslesen mit einer Frequenz 1/Γ in einer geeigneten Phasenbeziehung zu den Eingangsimpulsen ist es möglich, die Eingangsimpulse bis zur Fehlerfreiheit zu regenerieren, da an den maßgebenden Punkten jeder Impuls mit den benachbarten Impulsen keine störende Interferenz aufweist.

Dieser Zustand kann jedoch im allgemeinen physikalisch nicht erzielt werden. In der Praxis nähert man sich diesem Zustand an, indem man versucht, die gegenseitigen Störungen der Impulse soweit als möglich zu verringern.

Die Verteilung der gegenseitigen Störung der Impulse kann an einem Oszillographen leicht abgelesen werden, indem dieser mit der Impulswiederholungsfrequenz synchronisiert wird. Es ist hierbei möglich, eine Darstellung des Verlaufs der aufeinanderfolgenden sich überlappenden Impulse zu erhalten, wobei diese Darstellung als >Augendiagramm« bezeichnet wird. Dieses Diagramm wird gewöhnlich in schematischer Form gemäß F i g. 2 wiedergegeben. Die ge-

-_o „ strichelten Bänder zeigen die Verlaufs-Hüllkurven an

Unabhängigkeit von der einlaufenden Nachrichten- 50 die sich näherungsweise in der betrachteten Fläche

geschwindigkeit, da die einmal hergestellten Entzerrer- überlappen. Die Höhe h des unteren Bands stellt die

parameter nur noch entsprechend der niedrigeren Ge- Verzerrung zum Auslesezeitpunkt, die Breite / des

schwindigkeit der Änderung der Kanaleigenschaften Auges die Zeitfehlerempfindlichkeit und die Weite r

nachgestellt werden müssen und sich nicht eine Fülle des Auges die Unterscheidung gegenüber Rauschen

von Vorgängen innerhalb des Symbolintervalls ab- 55 dar. Diese Werte erlauben es, in bekannter Weise die

Systemeigenschaften abzuschätzen

spielen muß. Durch die Einzeleinstellung der Koeffizienten entfällt die Bindung an den Dateneinlauftakt.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die von einem Einzelimpuls nach einer durch eine Übertragungsleitung erzeugten Verzerrung angenommene Verlaufsform,

Fig. 2 ein schematisches »Augendiagramm«, das durch die Überlappung vieler Impulse gegeben ist,

F i g. 3 einen Blockschaltplan eines erfindungsgemäßen Entzerrers.

Zum besseren Verständnis der Funktionen der Vor-Für einen Betrieb des Systems unter besten Bedingungen muß der maßgebende Zeitpunkt in Übereinstimmung mit der minimalen Verzerrung gesetzt wer-

den, also wenn die öffnungsweite r des Auges ihr

Maximum hat, was in F i g. 2 mit r_max bezeichnet ist.

Da sich die Übertragungseigenschaflen des Kanals

mit der Zeit ändern können, müssen Kontrollen am Empfangsende vorgesehen sein, um Kanalverzer-

rungsändemngen zu kompensieren, so daß die größte öffnung des Auges verwendet wird und der maßgebende Zeitpunkt korrekt in Übereinstimmung mit dieser maximalen öffnung gehalten wird.

Diese Regelungen werden vom erfindungsgemäßen anderfolgend eine Eingangsleitung 11 mit seiner adaptiven Entzerrer durchgeführt. Ausgangsklemmen —m...n verbindet, und zwar ir

Ein transversaler nichtrekursiver Filter EQ bekann- Befolgung eines Befehls durch ein auf einer Leitung ter Art in der Schaltung nach Fig. 3 empfängt ein 12 eingehendes Signal; aus einem Satz von Spei-SignalX(f), daß mit Koeffizienten c__m ... c„ multi- 5 ehern M__m ... M_n, die dazu dienen, auf den jeweilipliziert wird, die Charakteristiken des Filters selbst gen Ausgangsklemmen die Werte des eingehender sind; es kommt ein Signal Signals zu speichern, wenn der Selektor SEL die

nachfolgende Ausgangsklemme k(k = ~m . . . n)

η erreicht; und aus einer Minimumsuchschaltung RIl

Y (t) z= ^T CkX (t — k τ) ίο die automatisch das Minimum des Signals auf dei

~^m Leitung 10 sucht und als Ausgangssignal ein vom

Gradienten des auf der Leitung 10 eingehenden Si-

heraus, wobei c_k einer der Koeffizienten c __m ... e„ gnals abhängiges Signal abgibt, wodurch diese Schalist und τ das Zeitintervall zwischen zwei aufeinander- tung den Koeffizienten c_k bestimmt, der vom Selekfolgenden Symbolen ist. Die Wirkungsweise von sol- is tor SEL an der Ausgangsklemme k abgegeben wird chen Filtern oder von Echoentzerrern ist dem Fach- und, wie beschrieben wurde, gespeichert wird. Somann an sich bekannt. bald das Minimum festgelegt ist, gibt die Schaltung

Die Schaltung enthält weiterhin einen üblichen Si- RI2 auf der Leitung 12 ein Signal ab, das den Segnalverstärker AGV mit veränderlichem Verstär- lektor SEL um einen Schritt weiterlaufen läßt, kungsgrad, der durch ein auf einer Leitung 1 liegen- ao Bei der Schaltung RIM handelt es sich um einen des Signal gesteuert wird; einen Abtaster CA, der Detektor des Zeitpunkts des Maximums des Signals durch ein Zeitintervall auf einer Leitung 2 geeignet auf der Leitung 13, also um eine Maximumsuchgesteuert wird; eine Entscheidungseinheit DE für schaltung. Für diese Funktion geeignete Schaltungsden Signalquantisierungspegel, die einem Eingangs- anordnungen sind an sich bekannt. Die Schaltung signal den Spannungswert zuweist, der näher an as RIM gibt auf ihrer Ausgangsleitung 9 ein Signal ab, einem von verschiedenen vorbestimmten Spannungs- das jedem festgestellten Maximum entspricht. Erwerten liegt, die in dieser Einheit gespeichert sind forderlichenfalls verschiebt dieses Signal die Phase und die als Ausgangssignal auf einer Ausgangsleitung des von CK ausgehenden Signals, so daß das Aus-21 ein Signal dieses Spannungswerts abgibt. Auch lesesignal auf der Leitung 2 zum gleichen Zeitpunkt derartige Schaltungen sind an sich bekannt. 30 wie das Maximum erscheint. Die Schaltung RIM

Ein Komparator CM kann auf Leitungen 3 und 4 sendet außerdem das das festgestellte Maximum behereinkommende Signale vergleichen und auf einer treffende Signal über eine Ausgangsleitung 14 zu Ausgangsleitung 5 ein Signal abgeben, daß propor- einem Impulszähler S, der auf seiner Ausgangsleitional zur Verhältniszahl der Differenz zwischen den lung 15 nach Empfang einer festgesetzten Zahl von Eingangssignalen ist. Der Komparator CM kann bei- 35 Maximum-Impulsen ein Signal abgibt, spielsweise aus einem Substraktor ST1 und einem Von diesen Signalen auf der Leitung 15 hängt ein

Gleichrichter RA bestehen. Zwei Filter Fl und Fl Impulsfolgegenerator GP ab, der Impulsfolgen entgeben als Ausgangssignal ein Signal ab, das propor- sprechend dem durch das von der Leitung 2 komtional dem Mittelwert des Eingangssignals ist, wobei mende Zeitsignal bestimmten Rhythmus erzeugt, dieser Mittelwert mit Zeitkonstanten verarbeitet wird, 40 Zur Schaltung gehört weiterhin ein Maximumdie für die beiden Filter unterschiedlich sind, wie im pegeldetektor RM, der den Höchstpegel des mehrfolgenden noch im einzelnen bei der Beschreibung pegeligen Signals, das vom Abtaster CA ausgeht, der Wirkungsweise des Entzerrers dargelegt wird. feststellt. Diese Schalrune kann von be"ebi»er he-

Ein Phasenschieber SF vermag die Phase eines von kannter für diese Funktion geeigneter Bauart sein. CK gesendeten Zeitsignals entsprechend einem auf 45 An diesen Pegeldetektor RM schließt sich über eine einer Leitung 6 empfangenen Signal zu steuern. Der Leitung 19 ein Subtraktor STl bekannter Bauart Phasenschieber SF kann beispielsweise aus einer Sehe'- und weiterhin über eine Leitung 20 ein TiefpaßfiltungKF bestehen, die die Phase des auf einer Lei- ter F 3 an, der als Ausgangssignal ein Signal proportung 7 eingehenden Signals beeinflußt und als Aus- tional dem Mittelwert des eingehenden Signalwerts gangssignal ein in bezug zum Eingangssignal phasen- 50 abgibt. Dieser Mittelwert wird mit einer Zeitkonverschobenes Signal abgibt, dessen Phasenabweichung stante erhalten, die ein Filtercharakteristikum dareine Funktion eines über eine Leitung 8 von einer stellt und sich von den Zeitkonstanten der Filter Fl Schaltung RIl oder über eine Leitung 9 von einer und F2 unterscheidet.

später beschriebenen Schaltung RIM kommenden Si- Der Entzerrer weist zwei klar voneinander unter-

gnals ist. 55 schiedene Betriebsphasen auf: die erste, als automa-

Die Schaltung RIl ist eine übliche automatische tische Startphase bezeichnet, geht dem Beginn der Suchschaltung für das Minimum des auf der Lei- eigentlichen Datenübertragung oder deren Wiedertung 6 eingehenden Signals, die auf der Leitung 8 als beginn nach einer langen Pause voraus; die zweite, Ausgangssignal ein vom Gradienten des auf der Lei- als Anpassungsphase bezeichnet, folgt der ersten tung 6 eingehenden Signals abhängiges Signal abgibt. 60 Phase nach einer festgelegten Zwischenzeit und ar-

Zur Schaltung gehört weiterhin eine Befehlschal- beitet in kontinuierlicher Weise während der gesamtung CC, die auf das auf einer Leitung 10 hereinkom- ten Datenübertragung zum Kompensieren der mögmende Signal hin eine Gruppe von Operationen liehen zeitlichen Änderungen der von der Übertradurchführt und hierbei sequentiell die Ausgangs- gung zur Einrichtung verursachten Verzerrungen, signale modifiziert, die die Werte der Koeffizienten 65 In beiden Betriebsphasen werden die Phase des e__m...c_n des Filters £Q bestimmen. Abtastzeitpunkts, die Eingangssignalform und die

Die Befehlsschaltung CC besteht aus verschiede- Signalbreite des ausgelesenen Signals geregelt, nen Einheiten: aus einem Selektor SEL, der aufein- Während der automatischen Startohase wird eine

⁷ " ⁸

Folge bekannter Signale auf der Leitung übertragen, Abtaster CA, den Komparator CAi und das Filter

so daß die Vorrichtung die eingehenden Signale rich- Fl ein gegenüber dem vorherigen Signal unter-

tig verarbeiten kann. schiedliches Signal. Sofern die Schaltung RII fest-

Um die Vorrichtung in Gang zu setzen und die stellt, daß das neue Signal auf der Leitung 6 niedrierste Betriebsphase zu beginnen, ist es notwendig, 5 ger ist als das frühere, befiehlt sie der Schaltung RF über einen Knop)! A (Fig. 3) auf einer Leitung 16 eine zweite Phasenänderung des von CK kommenein Signal zu geben, das sämtliche Speicher M__m den Signals im selben Sinn wie vorher und so fort, so ... M_n mit Ausnahme des Speichers M₀ löscht, in lange, bis auf der Leitung 6 ein Signal eingeht, von den Speicher M_n den Wert »1« einspeichert und dem die Schaltung Rl 1 feststellt, daß es höher ist als außerdem den Wert »1« als Verstärkungsgrad im Si- io das vorhergehende Signal. An diesem Punkt befiehlt gnalverstärker AGV festlegt. Außerdem wird auf die Schaltung RIl der Schaltung RF eine Phaseneiner Leitung 17 ein Befehl zum Schalten von Schal- änderung jenes Signals im entgegengesetzten Sinn tern Bl, B 2, B 3 und B 4 abgegeben, so daß diese und sucht die Bestätigung, ob nach einer solchen Schalter in folgende Stellungen kommen: Bl und B 3 Phasenänderung auf der Leitung 6 ein niedrigeres sind offen, B 2 ist geschlossen, und B 4 stellt die Ver- 15 Signal eingeht. Durch dieses Vorgehen wird die bindung zwischen den Leitungen 3 und 18 her. Die Phase im Bereich des Minimums des Signals auf der Schaltung ist damit so angeordnet, daß sie das beste Leitung 6 festgelegt, also unter Bezugnahme auf Festlegen des Abtastzeitpunkt sucht und dessen F i g. 2 an einem Punkt /₀ von r_max. Phase entsprechend den Zeitpunkten des Maximums Für die Regelung der Form des eingehenden Sides bekannten empfangenen Signals wählt. ao gnals dient ebenfalls das vom Komparator CM auf

Die empfangenen Signale erreichen das Filter EQ, der Ausgangsleitung 5 ausgehende Signal, das über laufen unverändert durch dieses hindurch, werden das Filter F 2 und die Leitung 10 in die Steuer- und vom Signalverstärker AGV empfangen, laufen auch Befehlsschaltung CC geleitet wird und dort verarbeidurch diesen unverändert hindurch und weiter durch tet wird. Die Befehlsschaltung CC legt aufeinanderden geschlossenen Schalter B 2, und erreichen die 35 folgend die Werte der Koeffizienten C₁ (k = — m, Maximumsuchschaltung RIM; das auf der Leitung 9 . . . , n) so fest, daß der Signalgradient auf der Leiauslaufende Signal bewirkt in der Schaltung RF die tung 10 in Abhängigkeit von den Werten der Koeffi-Phasenverschiebung des Zeilsignals von der Lei- zienten zu Null wird.

tung 7. Auf diese Weise wird das das Abtasten Eine solche Regelung kann beispielsweise durch steuernde Signal, das von der Schaltung RF auf der 30 folgendes Vorgehen erhalten werden. Leitung 2 ausgeht, mit den Zeitpunkten der Maxima Es sei angenommen, daß der Selektor SEL auf des empfangenen Signals in Übereinstimmung ge- der Ausgangsleitung k (k = m, . . . , n) steht. Wenn bracht. dann ein Signal auf der Leitung 10 ankommt, bein Übereinstimmung mit den aufgefundenen Ma- fiehlt die Minimumsuchschaltung RI1 eine Ändexima erzeugt die Schaltung RlM eine Anzahl von 35 rung des Werts des Koeffizienten c_k, der im M₄ geSignalen, die über die Leitung 14 den Impulszähler S speichert ist, so daß ein neuer Wert c,.' gespeichert erreichen, der seinerseits nach einer festgelegten An- wird. Das Filter EQ erzeugt ein Signal, das über den zahl von empfangenen Impulsen ein Signal auf der Signalverstärker AGV, den Abtaster CA, den Kom-Leitung 15 abgibt, das den Impulsfolgegenerator GF parator CM und das Filter F 2 die Minimumsuchsynchronisiert. Die von diesem Impulsfolgegenerator 40 schaltung RIl erreicht. Ist das neue Signal nun GP erzeugte Folge stimmt mit der vom Senderende niedriger als das vorhergehende, so befiehlt die S:halauf die Leitung gegebenen und vom Filter EQ in ver- tung RI1 eine Änderung von c_k im gleichen Sinn zerrter Form empfangenen Signalfolge überein. usw., bis auf der Leitung 10 ein Signal eingeht, das

Das Signal auf der Leitung 15 schaltet außerdem höher ist als das vorhergehende. An diesem Punkt

die Schalter Bl, B2 und B3, die Schalter Bl und 45 befiehlt die Schaltung Ä/2 eine Änderung von c_k im

B 3 werden also geschlossen, und B 2 wird geöffnet. entgegengesetzten Sinn, womit dann der Zustand de« Es beginnt nun der Vergleich zwischen der Folge Minimumwerts des Signals auf der Leitung Uli er

von verzerrten Signalen, die den Komparator CM reicht ist.

über das Filter EQ, den Signalverstärker A GV, den Ist das zweite Signal höher als das erste, so be

Abtaster CA und die Leitung 4 erreichen, mit der 50 fiehlt die Minimumsuchschaltung RIl eine Ände Folge der gleichen Signale, die vom Impulsfolge- rung des Koeffizienten c_k in der anderen Richtung

generator GP erzeugt werden und den Komparator bis mit dem gleichen Vorgehen das Minimum ge

CAf unverzerrt über die Leitung 18, den Schalter B 4 funden ist

und die Leitung 3 erreichen. Wenn das Minimum gefunden ist, sendet die Schal

Für die Regelung der Phase des Abtastzeitpunkts 55 tung RIl auf der Leitung 12 ein Signal, das dei

wird das auf der Ausgangsleitung 5 des Kompara- Selektor SEL zur Ausgangsklemme *+l umschaltet

tors CM erscheinende Fehlersignal durch das FiI- die dem Koeffizienten c» ₊ , entspricht, und wieder

ter Fl gefiltert und auf der Leitung 6 zum Phasen- holt dann denselben Vorgang, wie er für c_k durch

schieber SF geleitet, der die Signalphase auf der Lei- geführt wurde. Diese Aussonderung wird aufein

tung 2 so einstellt, daß der Gradient des Signals auf 60 anderfolgend für alle Koeffizienten c durchgeführt,

der Leitung € in Funktion von dieser Phase elimi- Die Einstellung aller Koeffizienten c ergibt ei

niert wird. Eine solche Einstellung kann beispiels- Minimum des Signals auf der Leitung It entsprc

weise in der folgenden Weise erhalten werden. cbend der Verzerrung A (Fi g. 2) des auf der Lei

Die Schaltung RIl überträgt das Signal von der tung 4 hinausgehenden Signals (Fig. 3) im ma£ Leitung t und steuert über die Leitung S die Phasen- 65 gebenden Quantisienmgszeitpunkt Das Maximal

änderung des von CK kommenden und auf der Lei- von r, also die Augenöffnung, ist dann erreicht,

tung 2 hinausgehenden Zeitsignals. Auf Grund die- Für die Wahl der ausgelesenen Signalbreite wei

scr Phasenänderung erreicht die Leitung 6 über den den die vom Abtaster CA abgegebenen Signale zui

^Jr ίο

Maximumpegeldetektor RM geleitet, dessen auf der Signal ist das mehrpegelige Ausgangssignal, also das

Leitung 19 erscheinendes Ausgangssignal im Sub- quantisierte Signal.

traktor ST 2 mit einer Bezugsspannung Vr verglichen Über die Leitungen 21 und 3 wird dieses Signal wird. Die auf der Ausgangsleitung 20 erscheinende zum Komparator CM geleitet, der es als Bezugs-Differenz wird vom Tiefpaßfilter F3 gefiltert und be- 5 signal für die Erzeugung des Fehlersignals auf dei fiehlt eine Änderung des Verstärkungsgrads des Ver- Leitung 5 verwendet, das über die Leitung 6 zum stärkers AGV. Diese Operationen werden für auf- Phasenschieber SF für die Optimierung der Abtasteinanderfolgende Signale wiederholt, bis das Aus- phase der nachfolgenden Signale geleitet wird und gangssignal auf der Leitung 20 Null wird, Auf diese über die Leitung 10 zur Befehlsschaltung CC für die Weise hat das Signal sicher die festgesetzte Breite. io Optimierung der Koeffizienten c_k zur Korrektur dei

Diese drei Einstellungen oder Eichungen — Phase Form der folgenden Signale geleitet wird,

des Abtastzeitpunkts, Signalform und Signalampli- Die Betriebsweise des Entzerrers in der adaptiven-

tude — müssen ohne jede gegenseitige Beeinflussung oder Anpassungsphase ist gleich derjenigen in dei

durchgeführt werden. automatischen Betriebsphase, in der die verschiede-

Aus diesem Grund sind die Zeitkonstanten der 15 nen Einstellungen durch Vergleich des empfangenen

Filter Fl, F2 und F3 voneinander verschieden und Signals mit dem gleichen, jeaoch vom Impulsrolge-

zweckmäßig bemessen, so daß das System stabil ist. generator GP erzeugten Signal durchgeführt wurden,

Diese beschriebene automatische Betriebsphase jedoch besteht hier das Bezugssignal aus den quantidauert eine gegebene Zeitspanne über an, die durch sierten Datensignalen an der Ausgangsklemme dei die Charakteristiken des Übertragungskanals be- ao Entscheidungseinheit DE an Stelle der vom Impulsstimmt ist. Diese Zeitspanne kann beispielsweise folgegenerator GP erzeugten Signale,
durch einen geeigneten und üblichen (in der Figur Während der Übertragung befindet sich die Vornicht dargestellten) Zeitgeber bestimmt werden, der richtung in der adaptiven Phase, um mögliche Ändezu Betriebsbeginn durch den Knopf A in Gang ge- rungen der Kanalübertragungscharakteristiken zu setzt wird. 35 kompensieren. Diese Änderungen werden entwedei

Sobald die festgelegte Zeitspanne beendet ist, gibt in Form eines Anwachsens des Fehlersignals aul

der Zeitgeber einen Befehl zum Schalten des Schal- Grund einer größeren Differenz zwischen dem emp-

ters B 4 auf die Leitung 21 ab. Auf diese Weise ist fangenen und dem quantisierten Signal, also dem

die Entscheidungseinheit DE mit dem Komparator Eingangssignal und dem Ausgangssignal der Ent-

CM über die Leitungen 21 und 3 verbunden. 30 Scheidungseinheit DE, oder in Form einer Änderune

Es beginnt nun die zweite Betriebsphase, nämlich des den Verstärkungsgrad steuernden Signals auf dei

die adaptive Phase. Der Sender sendet die Signale Leitung 1 abgegriffen.

von zu übertragenden Daten. Sie erreichen das FiI- Das vom Komparator CM ausgehende Signal ter EQ verzerrt und werden dort auf Grund der steuert kontinuierlich, wie dargelegt wurde, die Lage Koeffizienten c_k, die während der automatischen Be- 35 der Phase des Abtastzeitpunkts und die Optimierung triebsphase geeignet korrigiert worden sind, verarbei- der Koeffizienten c_t. Das vom Subtraktor ST 2 austet. Sie erreichen dann den Signal verstärker AGV, gehende Signal steuert kontinuierlich den Verstärwo sie entsprechend dem in der vorhergehenden kungsgrad des Signalverstärkers AGV.
Phase festgelegten Verstärkungsgrad verstärkt wer- Es ist ersichtlich, daß der Betriebszyklus der drei den, werden im Abtaster CA entsprechend der in 40 Einstellungen oder Eichungen vollständig unabhänder vorhergehenden Betriebsphase festgelegten Phase gig von der Frequenz ist, mit der die Signale das des Abtastzeitpunkts ausgelesen und erreichen dann Filter EQ erreichen. Dies erlaubt eine Datenüberdie Entscheidungseinheit DE, die als Ausgangs- tragung mit hoher Geschwindigkeit, soweit der Übersignal den Schwellenspannungswert abgibt, der am tragungskanal sich im Vergleich zur Datenfolgenächsten am Wert des eingehenden Signals liegt. Das 45 periode nur sehr langsam ändert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 maximalen Eingangspegel entsprechendes AusPatentansprüche· gangssignal zusammen mit eine· Bezugsspannung (Vr) einem Komparator (ST 2) eingespeist ist, der

1. Verfahren zum automatischen adaptiven über ein drittes Tiefpaßfilter (F 3) ein Steuersignal Entzerren von mehrpegeligen digitalen Signalen 5 für den veränderlichen Verstärker abgibt,
in realer Zeit und kontinuierlichem Betrieb, wo- 4. Entzerrer nach Anspruch 3, dadurch gebei man die Form der empfangenen Signale in kennzeichnet, daß die Tiefpaßfilter (Fl, F 2, F 3) einem Transversal-Entzerrungsfilter durch Ein- voneinander verschiedene Zeitkonstanten haben, stellung und laufende adaptive Nachstellung der
Filterkoeffizienten auf Grund eines Fehlersignals io
zwischen dem im Filter geformten und dem hieraus hergestellten quantisierten Signal sequentiell

in aufeinanderfolgenden Nachstellvorgängen bis
zur Eliminierung des Fehlersignalgradienten korrigiert, dadurch gekennzeichnet, daß 15

man die Filterkoeffizienten einzeln nacheinander Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum

nachstellt, das vom Filter (EQ) geformte Signal automatischen adaptiven Entzerren von mehrpege- (Y [/]) abtastet (in CA) und auf Grund des Feh- !igen digitalen Signalen in realer Zeit und kontinuierlersignals (auf 5) zwischen dem abgetasteten lichem Betrieb, wobei man die Form der empfan-(auf 4) und dem hieraus hergestellten quantisier- ao genen Signale in einem Transversal-Entzerrungsfilter ten Signal (auf 21, 3) außer der Formkorrektur durch Einstellung und laufende adaptive Nachstelauch eine Korrektur der Phase des Abtastzeit- lung der Filterkoeffizienten auf Grund eines Fehlerpunkts sequentiell bis zur Eliminierung des Feh- signals zwischen dem im Filter geformten und dem lersignalgradienten durchführt (in 5F) und daß hieraus hergestellten quantisierten Signal sequentiell man weiterhin die Amplitude des abgetasteten 25 in aufeinanderfolgenden Nachstellvorgängen bis zur Signals durch Verstärkung (in AGV), Vergleich Eliminierung des Fehlersignalgradienten korrigiert, des Maximums der Amplitude des abgetasteten und auf einen zur Durchführung des Verfahrens dieverstärkten Signals mit einem Bezugsspannungs- nenden Transversal-Entzerrers mit einem an die Einwert (Vr) und Regelung des Grades der Verstär- gangsklemme anschließenden koeffizientengesteuerten kung auf der Grundlage der Differenz zwischen 30 Entzerrungsfilter, einem dessen Ausgangssignal auf diesem Maximum der Amplitude und diesem Be- diskrete Pegel quantisierenden Quantisierer und einem zugsspannungswert korrigiert. das Eingangssignal und das Ausgangssignal des Quan-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- tisierers zur Bildung eines Fehlersignals vergleichenkennzeichnet, daß man zum nacheinander erfol- den Komparator, dessen abgetastetes und gefiltertes genden Nachstellen der Koeffizienten den Wert 35 Ausgangssignal an Koeffizientengeberschaltungen anjedes einzelnen Koeffizienten bis zur Eliminierung gelegt ist.

des Fehlersignalgradienten ändert, nach erreich- Die adaptive Ausbildung der Entzerrer dient der

ter Eliminierung auf eine Klemme (—m, 0, n) für laufenden Anpassung an Übertragungskanäle, die sich einen nächsten Koeffizientui umschaltet und die im Vergleich zur Geschwindigkeit der Signale nur jeweiligen Endwerte der Koeffizienten für die 40 langsam ändern.

Dauer eines Zyklus der Koeffizientennachstellung Gegenwärtig verwendete automatische adaptive

speichert (in M __m, M₀, M_n). Transversal-Entzerrer (The Radio and Electronic

3. Transversal-Entzerrer zur Durchführung des Engineer, Vol.42, Nr. 11, November 1972, S. 499 Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem bis 507) vermindern die Verzerrungen durch die an die Eingangsklemme anschließenden koeffi- 45 Übertragungseinrichtungen dadurch, daß sie während zientengesteuerten Entzerrungsfilter, einem des- des Empfangs die Fehlerfunktion bei der Symbolsen Ausgangssignal auf diskrete Pegel quantisie- erkennung minimalisieren. Diese Verzerrung wird allrenden Quantisierer und einem das Eingangssignal gemein dadurch minimalisiert, daß der Algorithmus und das Ausgangssignal des Quantisierers zur BiI- der Minimalisierung des mittleren quadratischen Fehdung eines Fehlersignals vergleichenden Kompa- 50 lers zwischen dem empfangenen und dem gewünschrator, dessen ausgetastetes und gefiltertes Aus- ten Pegel ausgenutzt wird.

gangssignal an Koeffizientengeberschaltungen an- Line Schaltungsverwirklichung dieses Algorithmus

gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab- ist bisher für Datenübertragungen bei niedriger und tastschaltung (CA) in Reihe mit einem veränder- mittlerer Geschwindigkeit durchgeführt worden. Für baren Verstärker (AGV) zwischen das Entzer- 55 Übertragungen hoher Geschwindigkeit ergeben sich rungsfilter (EQ) und den Quantisierer (DE) ge- erhebliche Schwierigkeiten bei der Verwirklichung schaltet ist und von einem Taktsignal (CK) ee- solcher Schaltungen auf Grund der großen Zahl von in steuert ist, das über einen Phasenschieber (RF) jedem Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden zugeführt ist, der in seinem Phasenverschiebungs- Symbolen durchzuführenden Operationen. Im Effekt winkel durch eine erste über ein erstes Tiefpaß- 60 müßte innerhalb des Intervalls von einigen Nanofilter (F 1) vom Fehlersignal gespeiste Minimum- Sekunden ein Satz von Multiplikationen des Fehlers suchschaltung (RI 1) gesteuert ist, daß die Koef- mit den Signalwerten entsprechend den verschiedenen fizientengeberschaltungen (RI 2, SEL) durch eine Abgriffpunkten durchgeführt werden, so daß die Kozweite über ein zweites Tiefpaßfilter (F 2) vom effizienten die das Minimum ergebenden Optimal-Fehlersignal gespeiste Minimumsuchschaltung 65 werte erreichen, und zwar über aufeinanderfolgende (RI 2) gesteuert sind und daß an der Eingangs- Näherungen. Diese Folge von Operationen ist wähklemme des Quantisierers ein Maximumpegel- rend des erwähnten kurzen Intervalls praktisch undetektor (AM) angeschlossen ist, dessen dem möglich.