DE2944686C2

DE2944686C2 - Einrichtung mit einer Gabelschaltung

Info

Publication number: DE2944686C2
Application number: DE19792944686
Authority: DE
Inventors: Gert Dr.-Ing. 7251 Hemmingen Bostelmann
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1979-11-06
Filing date: 1979-11-06
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE2944686A1; BR8006953A; CH651978A5

Description

Kompensationsschaltung 4 auf.

Die Quelle 1 ist über ein Filter 5 zur Impulsformung des Quellensignals und einen Digital/Analog-Wandler 6 mit der Gabelschaltung 3 verbunden. Wird auf eine Formung des Quellensignals verzichtet oder diese in einem LC-Filter vorgenommen, so kann auf den Digital/Analog-Wandler 6 verzichtet werden.

Die Gabelschaltung 3 ist an eine Zweidraht-Verbindungsleitung 9 angeschlossen, Hber die die Verbindung zur digitalen Duplexübertragung im Gleichlageverfahren mit anderen Einrichtungen erfolgt. Vom Senkenzweig der Gabelschaltung 3 wird ein Abtast- und Halteglied 8 gespeist, dessen Ausgang mit dem nichtinvertierenden Eingang einer aus einem Operationsverstärker aufgebauten Subtraktionsschaltung 7 in der Kompensationsschaltung 4 verbunden ist. Die Senke 1 ist an den Ausgang der Subtraktionsschaltung 7 angeschlossen.

An die Quelle 1 ist ein nichtrekursives Digitalfilter 10 mit adaptiver Koeffizienteneinstellung angeschlossen, das außerdem mit dem Ausgang eines Komparator 11 verbunden ist. Der Komparator 11 wird mit dem kompensierten Senkensignal beaufschlagt unr*- er isi daher mit der Eingangsleitung der Senke 2 verbunden. Der Komparator 11 bestimmt das Vorzeichen des Quellensignals. Das Kompensationssignal am Ausgang des Digitalfilters 10 steuert einen Digital/Analog-Wandler 12, dessen Ausgang mit dem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 7 verbunden ist.

Die Differenzbildung in der Subtraktionsschaltung 7 jo kann auch digital durchgeführt werden. Dann ist zwischen dem Abtast- und Halteglied 8 und dem digitalen Subtraktionsbaustein ein Analog/Digital-Wandler erforderlich. Der Digital/Analog-Wandler 12 und der Komparator 7 entfallen. Das Vorzeichensignal kann direkt dem Subtraktionsbaustein entnommen werden.

In Fig.2 ist in einem Blockschaltbild die Kompensationsschaltung 4 dargestellt. Das Signal der Quelle 1 gelangt auf eine Speicherkette T, die 7y'Stufen aufweist. die um je ein T^ktintervall das Quellensignal verzögern. Das Quellensignal und das verzögerte Quellensignal an den Ausgängen der einzelnen Stufen der Speicherkettc T\ bis Tjgelangen je auf eine Multiplizierschaltung Λ-/0 bis Mj. Der zweite Eingang der Multiplizierschaltung ist mit dem Ausgang des Komparator 11 verbunden. Da beide Signale am Eingang der Muliiplizierschaltung binäre Amplitudenwerte aufweisen, genügt für die Multiplikation eine Exklusiv-ODER-Schaltung. Die Multiplizierschaltungen MO bis Mj steuern Vorwärts/ Rückwärts-Zähler ZO bis Zjzur Mittelwertbildung über eine Anzahl von G Taktintervallen. Die Vorwärts/ Rückwäriszähler Z genügen in diesem Fall, da das Produktsignal ebenfalls nur zwei Ampiiludenstufen aufweist.

Bei positivem Produktweri wird der Zählerstand erhöht und bei negativem Produktwert erniedrigt. Das höchstwertige Bit gibt das Vorzeichen des Mittelwertes an. Die Erzeugung der Taktsignale ist nicht dargestellt, da dies zur Erklärung der Erfindung nicht nötig ist. Die Taktsignale müssen aber aus dem Senkensignal abgeleitet werden, da der Senken- und Quellenweg taktsychron arbeiten. Die G Taktsignale werden einmal zum Rückstellen der Zähler Z benutzt und zum anderen an UND-Schaltungen UO bis Uj angelegt, über die der Stand der Zaiiler Z in als Speicher ausgebildete Zähler CO bis Cj gelangt. Die einzelnen Koeffizienten des Digitalfilters sind als Digitalwerte in den Zählern Cj gespeichert. Nach jeweils G Taktintervallen werden entsprechend der Vorzeichen der Mittelwerte die Koeffizienten in den Zähler Cj um Eins erhöht oder erniedrigt. Die einzelnen Koeffizientenwerte sind an den Ausgängen der Zähler Q als positive — Ausgang Q — und negative — Ausgang Q — Zahlenwerte verfügbar.

Schalter SO bis Sj, gesteuert vom Quellensignal bzw. vom verzögerten Quellensigna! legen den positiven oder negativen Koeffizientenwert an eine Summationsschaltung 13. Das digitale Summensignal am Ausgang ist das Kompensationf.signal und es wird dem Analog/ Digital-Wandler 12 zugeführt. Das analoge Kompensationssignal am Ausgang des Wandlers 12 beaufschlagt die Subtraktionsschaltung 7, in dem es vom empfangenen Senkensignai subtrahiert wird.

Für Quellensignale mit z. B. drei Amplitudenstuten 0 und ± 1 kann dieses in zwei binäre Signale zerlegt werdpn. Entsprechend müssen die Speicherkette Tund die Multiplizierschaltungen M doppelt vorhanden sein. Die Schalter S sind dann dreipolig auszulegen, um über den dritten Anschluß den Wert »0« addieren zu können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung mit einer Gabelschaltung zum Anschluß einer Quelle und einer Senke an eine Zweidraht-Verbindungsleitung zur digitalen Duplexübertragung im Gleichlageverfahren und mit einer Kompensationsschaltung zur Unterdrückung eines Fehlersignals, das durch die eigenen Quellensignalanteile im Senkensignal hervorgerufen wird, die ein nichtrekursives Digitalfilter mit durch das Fehlersignal einstellbaren Koeffizienten aufweist, dem das Quellensignal zugeführt wird und dessen Ausgang mit dem einen Eingang einer Subtraktionsschaltung verbunden ist, wobei am anderen Eingang das empfangene Senkensignal anliegt, wobei die adaptive Einstellung der Koeffizienten des nichtrekursiven Digitalfilters nach einer Anzahl von Taktintervallen mit einer festen Schrittweite derart erfolgt, daß eine Minimierung des mittleren Fehlerbetrages eintrat, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalfilter aus einer Speicherkette (T) für das Quellensignal, deren Stufen (T\ ...Tj) jeweils eine Verzögerung um ein Taktintervall aufweisen, einer Anzahl Multiplizierschaltungen (MO... Mj), die jeweils an die entsprechenden Ausgänge der Speicherstufen (Ti... Tj)und an den Ausgang einer Schaltung (11) zur Bestimmung des Vorzeichens des Senkensignals angeschlossen sind, einer Anzahl Zähler (ZQ... Zj) zur Mittelwertbildung über jeweils die Anzahl (C) von Taktintervallen, die jeweils von den Multiplizierschaltungen (MO... Zj) zur Taktintervallen, die jeweils von den Multiplizierschaltungon (MO... Mj)gebteuert werden, eine Anzahl von Speichern (Cd . . Mj) gesteuert werden, eine Anzahl von Speichern (C 0... Cj) für die einzelnen Koeffizienten des Digitalfilters, wobei die Speicher jeweils über eine nach jeweils der Anzahl (G) der Taktintervalle aktivierten UND-Schaltung (UO... Uj) mit den jeweiligen Zählerschaltungen (ZO... Zj) verbunden sind, und einer Summationsschaltung (13) besteht, die über von dem Signal an den Ausgängen der Speicherstufen (TX... Tj) gesteuerten Schaltern (SO...Sj)den jeweils positiven oder negativen Koeffizientenwert aus den Speichern (C) erhält und die einen auf die Substraktionsschailung (7) wirkenden Digital/Analogwandler (1?,) speist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Muliiplizierschaltungen (MO ... Mj) am Exklusiv-ODER-Schallungen bestehen.

3. Einrichtungen nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet. daß die Zählerschaltungen (ZO... Zj) zur Mittelwertbildung aus Vorwärts/ Rückwarts-Zühlern bestehen, deren höchstwertiges Diι das Vor/eichen des Mittelwertes angibt.

4. Einrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher (C) aus Vorwärts/Rückwäm-Zählern bestehen, an deren (^Ausgängen die f>o positiven und an deren C-Ausgängcn tue negativen Zahlenwcrte der Koeffizienten anliegen.

5. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dall die Schaltung (11) zur Bestimmung des Vorzeichens mis einem von den kompensierten 6^r> Scnkerisignal gesteuerten Komparator besteht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung mit einer Gabelschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Bei der Duplexübertragung im Gleichlageverfahren über Zweidraht-Verbindungsleitungen erfolgt eine wechselseitige Informationsübertragung über richtungstrennende Gabelschaltungen. Derartige Gabelschaltungen enthalten im allgemeinen Kompromiß-Netzwerke, die nur eine unvollständige Anpassung der Endgeräte an die Vielzah! vorhandener Übertragungsleitungen gestatten. Im Empfangszweig einer Endeinrichtung sind somit dem Empfangssignal Störanteile des eigenen Sendesignals überlagert. Durch Kompensation der Störanteile kann eine verbesserte Richtungstrennung — und damit eine Vergrößerung der Übertragrngsreichweite — erzielt werden.

Aus der DE-OS 27 40 123 ist eine Kompensationsschaltung für eine Zweidraht-Zweiweg-Datenübertragungsanlage bekannt, bei der das Steuersignal für den Echo-Auslöscher (Kompensationsschaltung) dem Fehlersignal entspricht. Dieses Fehlersignal wird multiplikativ mit dem Sendesignal verknüpft und das Produktsignal steuert direkt die einzelnen Koeffizienten des nichtrekursiven Digitalfilters. Dieser Nachstellalgorithmus läßt sich mathematisch auf eine Minimierung des quadratischen Fehlers zurückführen und erfordert für eine digitale Verarbeitung eine Amplitudenquantisierung des Fehlersignils und die Verwendung von Multipliziererschaltungen oder im Fall binärer Sendesignale zumindestens Akkumulatorschaltungen. Eine direkte Steuerung der einzelnen Filterkoeffizienten in jeder Taktperiode durch den augenblicklichen Fehlerwert führt zu periodischen Schwankungen der Koeffizientenwerte, da auch im Fall vollständiger Kompensation weiterhin eine Koeffizientennachstellung durch das Empfangssignal erfolgt. Weiterhin wird für das Digitalfilter eine Taktfrequenz verwendet, die einem Vielfachen des Schrittaktes entspricht.

Aus dem Tagungsband der NTG-Fachtagung »Signalverarbeitung«. Erlangen 1973. Seren 203 bis 211. ist es bekannt (insbesondere Formel 5a auf Seite 205), den gemittellen absoluten Fehler über λ Abtastwerte oder den mittleren quadratischen Fehler (Formel 5b) als Einstellwert für die Koeffizienten zu verwenden.

Aus dem Aufsatz. »Einige Verfallen zur adaptivcn Einstellung vom Entzerren für die schnelle Datenübertragung«. NTZ. 1971. Heft 1. Seiten 18 bis 24 (insbesondere Kapitel 6). ist es bekannt, die Einstellung der Koeffizienten in Abhängigkeit vom mittleren quadratischen Fehler oder vom mittleren Fehlerbetrag vorzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die eingangs genannte Einrichtung eine Schaltungsanordnung für das Digitalfilter anzugeben.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch I angegebenen Mitteln. Vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unleranspriichen entnommen werden.

Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung weist die Schaltung zur Kompensation einen einfachen Aufbau auf.

Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen eines Atisführungsbeispiels näher erläutert. F.s zeigt

F 1 g. 1 ein Blockschaltbild der Einrichtung und

F i g. 2 ein Blockschaltbild der Kompensationsschaltung.

Die Einrichtung weist gemäß F i g. I eine Quelle 1. eine Senke 2. eine Gabelschaltung \ und eine