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Xransversalfilter
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Die Erfindung betrifft ein Transversalfilter mit variabler Filtercharakteristik
für periodisch auftretende Digitalsignale als Bstandteil eines digitalen Echokompensators,
insbesondere in einer digitalen Teilnehnierschaltung, das ein Informationsschieberegister
als Laufzeitkette enthält, dem die zu beeinflussenden Signale zugeführt werden und
das durch die Filtrcharakteristik bestimmende Koeffizienten bewertet Ausgangssignale
lieS=t, die zu einem Filterausgangssignal aufsummiert werden.
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Die Verwendung von Transversalfiltern als Bestandteil von Echokompensatoren
ist an sich bekannt (siehe z.B.
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"Eybernetik" 11, 98-104, 1972, Seiten 98 bis 104).
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Die Aufgabe des Filters besteht in diesem Zusammenhang darin, aus
einem Eingangssignal, dessen teilweise
Reflektion beispielsweise
an einer Gabelschaltung, dem der Echokompensator zugeordnet ist, Echosignale hervorruft,
Kompensationsgrößen zu erzeugen, die von dem echobehafteten abgehenden Signal subtrahiert
werden, sodaß es zu einer Kompensation der Echo signale kommt.
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Die hierzu erforderliche dauernde VeräSerung der Filtercharakteristik
läßt sich nur durch Realisierung enes komplexen Addaptionsalgorythmus für die Bewertungskoeffizienten
des Transversalfilters erreichen, mit der Folge, daß die schaltungstechnische Ausführung
sehr aufwendig ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Transversalfilter anzugeben,
das diesbezüglich günstiger ist, wobei von der vereinfachenden Voraussetzung ausgegangen
wird, daß die Signale, deren Echo zu kompensieren ist, periodisch auftretende Digitalsignale
sind. Die Anwendung solcher Transversalfilter kommt also insbesondere bei digitalen
Teilnehmerschaltungen von Zeitmultiplex-Pernmeldeanlagen in Frage, an deren Gabelschaltungen
die zu kompensierenden Echos entstehen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Transversalfilter der
eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß es ein zweites gleich langes Schieberegister
für die Bewertungskoeffizienten aufweist, dessen Inhalt in beiden Richtungen verschoben
werden kann, daß bei diesem Schieberegister während einer Einstellbetriebsphase
nacheinander in der einen Schieberichtung die enthaltenen, während der vorangegangenen
Einstellbetriebsphase gebildeten Koeffizienten mit den Echosignalen eines in dieser
Betriebsphase gesendeten
Testimpulsss zum Zwecke der Mittelung zusammengeführt
werden, woraufhin am anderen Ende die dementsprechend korrigierten Koeffizienten
wieder eingeschrieben werden, daß in einer Kompensationsbetriebsphase zunächst ein
digitales Informationswort in die erste Schieberegisterstufe eingeschrieben wird
und danach beide Schieberegister zu einem Ring geschlossen und mit dem gleichen
Schiebetakt beaufschlagt werden, wobei beim zweiten Schieberegister das Schieben
nunmehr in der anderen Schieberichtung erfolgt und wobei die dabei an den Serienausgängen
der beiden Schieberegister auftretenden Signale in einem Multiplizierer miteinander
verknüpft werden, dessen Ausgangssignale in einem Summierer aufsummiert werden,
der dann die Kompensationsgrößen liefert.
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Beim erfindungsgemäßen Transversalfilter erfolgt also nicht eine kontinuierliche
Anpassung der Koeffizienten, es wird vielmehr diskontinuierlich während einer Einstellbetriebsphase,
die sich mit der Kompensationsbetriebsphase abwechselt, mit Hilfe eines Testimpulses
eine Aktualisierung der in einem hierfür vorgesehenen Schieberegister enthaltenen
Koeffizienten durch Mittelung der Echos dieses Testimpulses mit den aus der vorangegangenen
Einstellbetriebsphase stammenden Koeffizienten vorgenommen und daraufhin in der
eigentlichen Kompensationsbetriebsphase mit Hilfe dieser aktualisierten Koeffizienten
eine Bewertung der in einem Informationsschieberegister gespeicherten Digitalsignale
vorgenommen, deren Summensignal dann dls Filterausgangssignal darstellt, das als
Kompensationssignal von dem
Signal subtrahiert wird, dessen Echoanteile
kompensiert werden sollen.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Figur, die ein Blockschaltbld
eines ein Ausführungsbei spiel des erfindungsgemäßen Transversalfilters enthaltenen
Echokompensators darstellt, näher erläutert.
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Die auf der linken Seite der Figur dargestellten Anschlüsse CO und
CI führen gegebenenfalls über weitere Einrichtungen zu einer hier nicht dargestellten
Gabelschaltung, an der die Echosignale entstehen, bzw. kommen von dieser Gabelschaltung
her. Auf der rechten Seite der Figur sind der Sendezweig HI bzw.
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der Empfangszweig HO dargestellt, die zu einer vierdrähtigen Übertragungsstrecke
gehören. Sofern der dargestellte Echokompensator Bestandteil einer digitalen Teilnehmerstelle
in einer Zeitmultiplexvermittlungsstelle ist, stellt diese Übertragungsstrecke eine
Verbindung mit weiteren Einrichtungen einer solchen Vermittlungsstelle, insbesondere
mit dem Koppelfeld derselben,her.
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Die wesentlichen Bestandteile des erfindungsgemäßen Transversalfilters
sind ein Informationsschieberegister SRI, ein toeffizientenschieberegister SRK,
ein Multiplizierer M und ein Summierer S. Im eigentlichen Kompensationsbetrieb werden
die auf dem Sendezweig HO ankommenden Signale, die über den Zweig CI auch an die
erwähnte Gabel schaltung gelangen, über eine Einschreiblogik EL, in der auch eine
Serien-Parallel-Wandlung erfolgt, jeweils in die erste Stufe des Schieberegisters
SRI eingeschoben. Der in der Einrichtung TI befindliche
Schalter
hat dabei die dargestellte Schaltstellung.
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Auf diese Einrichtung wird nachstehend noch eingegangen.
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Das Informationsschieberegister SRI besteht aus einer Reihe von Schieberegisterstufen,
die jeweils 8 Stufenteile für die ausgesetzten 8 Bit des Digitalsignals in Form
eines PCd-Wortes umfassen. Die Länge des Schieberegisters ist von den erwarteten
Echodauern abhängig, die im Falle des Einsatzes im Zusammenhang mit einer Teilnehmerschaltung
bei den üblichen Teilnehmerleitungsschleifen etwa 3 ms betragen. Die Einschreiblogik
EL bewirkt außerdem, daß nach einem derartigen Einschreiben eines PCM-Wortes mit
der Folge, daß das in der letzten Schieberegisterstufe enthaltene PCM-Wort ausgeschoben
und nicht weiter verarbeitet wird, weitere Informationsschiebungen stattfinden,
in deren Verlauf jedoch die jeweils am Ende des Schieberegisters ausgeschobene Informationrwieder
in die erste Schieberegisterstufe eingetragen wird, das Schieberegister also während
dieses Teils der Eompensationsbetriebsphase zu einem Ring geschlossen ist.
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Das Koeffizientenschieberegister SRK ist gleich lang wie das Informationsschieberegister
SRI. Die in ihm befindlichen Informationen können in beiden Richtungen verschoben
werden. Der Informationseintrag in dieses Schieberegister erfolgt bei der hier gewählten
Darstellung am rechten Ende und zwar von einer Einrichtung KM zur Koeffizientenmittelung
aus. Dieser Einrichtung werden auf dem Ldtungszweig CO auftretende Signale, die
also beispielsweise von einer Gabelschtung herkommen und unter denen demnach auch
durch Reflektion entstandene Echosignale sind, zugeführt. Andererseits empfängt
die Einrichtung KM
die Informationen, die im Linksschiebebetrieb
am linken Ende des Koeffizientenschieberegisters SRK auftreten.
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Die durch eine solche Mittelwertbildung entstandenen neuen Koeffizienten
werden dann, wie erwähnt, am rechten Ende des Schieberegisters SRK wieder eingetragen.
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Eine solche 3triebsweise findet im Einstellbetrieb statt. Im Kompensationsbetrieb
ist das Schieberegister SRK auf Rechtsschiebebetrieb umgeschaltet und zu einem Ring
geschlossen, so daß die am rechten Ende ausgeschobenen Informationen wieder am linken
Ende eingetragen werden.
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Der Multiplizierer.M multipliziert jeweils die im Kompensationsbetrieb
am rechten Ende des Informationsschieberegisters SRI auftretenden PCM-Wörter mit
den gleichzeitig am Augang des Schieberegisters SRK auftretenden Koeffizienten.
Das Ausgangssignal des Multiplizierers wird mit Hilfe eines Summierer Sum aufsummiert,
der damit das Pilterausgangssignal liefert.
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Zu einem Echokompensator, dessen Bestandteil das erfindungsgemäße
ransversalfilter sein kann, gehört ein Subtrahierer Sub, der im Kompensationsbetrieb
von dem auf dem Leitungszweig CO, auf dem die echobehafteten Signale auftreten,
die vom Summierer Sum gelieferte Ausgangsgröße subtrahiert. Das Ausgangssignal des
Subtrahierers Sub wird dann als von Echos befreites Signal über den Leitungszweig
HI weitergeleitet.
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Die bisher geschilderten Vorgänge, insbesondere die mit der Umschaltung
vom Einstellbetrieb auf den Kompensationsbetrieb verbundenen, werden durch
eine
Ablaufsteuerung A in ihrem Zeitablauf bestimmt.
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Dieser Ablaufsteuerung werden in erster Linie ein Signal S zugeführt,
das den Einstellbetrieb einleitet, sowie ein Amtstakt T und ein der Synchronisation
dienendes Kriterium Sy. Das Signal S ist im Palle der Verwendung des erfindungsgemäßen
Transversalfilters als Bestandteil eines Echokompensators, der zu einer digitalen
Teilnehmerschaltung gehört, dasjenige Schleifenschlußsignal,das zu Beginn eines
Verbindungsaufbaus entsteht.
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Nachstehend wird noch näher auf die Funktionsweise der dargestellten
Anordnung eingegangen. Wenn das Signal S an die Ablaufsteuerung A gelangt, wird
durch diese veranlaßt, daß durch die Einrichtung T ein Testiinpuls ausgesendet wird,
der über den Leitungsabschnitt CI an diejenige Einrichtung gelangt, an der Reflektionen
auftreten, unter den hier gemachten Voraussetzungen, also an eine Gabelschaltung.
Als Folge hiervon treten auf dem von der Gabelschaltung kommenden Leitungsabschnitt
CO entsprechende Echosignale auf.
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Diese Echosignale sind gegebenenfalls durch Raumgeräusche verlagert,
entsprechen sonst aber dem gesuchten Koeffizienten für das Transversalfilter.
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Durch die Einrichtung KM zur Mittelwertbildung, der bei dem in dieser
Betriebsphase herrschenden Linksschiebebetrieb des Koeffizientenschieberegisters
SRK außer diesen Echosignalen Koeffizienten zugeführt werden, die während der vorangegangenen
Einstellbetriebsphase gebildet worden sind, wird durch die Mittelwertbildung der
Einfluß der erwähnten Raumgeräusche eliminiert.
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Im sich an den Einstellbetrieb anschließenden Eompensationsbetneb
wird die Weitergabe eines -
Testimpulses unterbunden, stattdessen
werden die auf den Leitungszweig HO ankommenden Signale, bei denen es sich um diejenigen
digitalen Signale handelt, deren Echo kompensiert werden soll, diese also auch über
den Leitungszweig CI an die erwähnte Gäbelschaltung gelangen, über die Einschreiblogik
EL in das Informationsschieberegister SRI eingeschrieben. Bei jedem Eintrag eines
PCM-Wortes im ersten Teil eines Abtastpulsrahmens wird das in der ausgangsseitigen
Stufe de Schieberegisters SRI befindliche PCM-Wort, das vorangegangenen Abtastproben
entspricht, ausgeschoben, ohne daß es bei einer der an dieser Ausgangsseite der
Schieberegisterstufe angeschlossenen Einheiten, also bei der Einschreiblogik EL
selbst, über die Ringverbindung und beim Multiplizierer M Auswirkungen haben kann,
was durch entsprechende Beeinflussung dieser Einheiten durch die Ablaufsteuerung
A gewährleistet ist.
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Im verbleibenden Teil des Abtastpulsrahmens wird das Informationsschieberegister
SRI zu einem Ring geschlossen und das Koeffizientenschieberegister SRK wird auf
Rechtsschiebebetrieb umgeschaltet, in welchem es ebenfalls einen Ring darstellt.
Da beide Schieberegister während dieses Teils des Abtastpulsrahmens vom gleichen
Schiebetakt beaufschlagt werden, gelangen jeweils gleichzeitig aus dem Informationsschieberegister
ein PCM-Wort und aus dem Koeffizientenschieberegister ein Koeffizient an den Multiplizierer
M, in welchem das jeweilige PCM-Wort durch Multiplikation mit dem oeffizienten entsprechend
bewertet wird.
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Die Ausgangssignale des Multiplizierers werden durch den Summierer
Sum aufsummiert. Das Ausgangssignal
dieses Summierers stellt damit
eine aus dem auf dem Leitungszweig HO ankommenden Signal gewonnene Kompensationsgröße
dar. Diese wird nun dem Subtrahierer Sub zugeführt und dort von dem an dessen zweiten
Eingang gelangenden, auf dem Leitungszweig CO von der Gabelschaltung G her ankommenden
Signal subtrahiert.
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Bei dem letztgenannten Signal handelt es sich um ein aus dem von der
Gegenseite her, hier von dem an die erwähnte Gabelschaltung angeschlossenen Teilnehmer
kommenden Signal und aus Echosignalen zusammengesetztem Signal. Das von dem Subtrahierer
Sub aufden Leitungszweig HI abgegebene Signal ist demnach, wie beabsichtigt, von
Echosignalen befreit.