DE3011828A1 - Demodulation circuit for unknown channel property wave - has adaptive phase corrector in digital hilbert filter pair - Google Patents
Demodulation circuit for unknown channel property wave - has adaptive phase corrector in digital hilbert filter pairInfo
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Abstract
Description
Empfängerrecipient
Die Erfindung betrifft einen Empfänger zur Synchrondemodulation von reellen, mittels filterentstörten bzw. entzerrten Bandpaßsignalen, die mittels Hilbert-Filterpaar in analytische Signale umgewandelt werden, die mittels Phasendrehglied gedreht, schrittaktweise abgetastet und in einem Entscheider abgefragt werden.The invention relates to a receiver for synchronous demodulation of real bandpass signals that have been suppressed or equalized by means of filter filters, which are produced by means of a Hilbert filter pair are converted into analytical signals, which are rotated by means of a phase shift element, be scanned step by step and queried in a decision maker.
Solche Empfänger sind bekannt, beispielsweise aus dem Aufsatz Microprocessor Implementation of High-Speed-Data Modems" von Gerwen und anderen aus IEEE-Transactions on Communications, Vol. COM-25, Nr. 2, Febr. 77, S. 238 u. ff.Such receivers are known, for example from the article Microprocessor Implementation of high-speed data modems "by Gerwen and others from IEEE transactions on Communications, Vol. COM-25, No. 2, Febr. 77, p. 238 and ff.
oder aus "Ein Beitrag zur digitalen Entzerrung und Impuls formung bei der Datenübertragung über lineare Kanäle" von Heinrich Schenk, Dissertation an der Universität Erlangen.or from "A contribution to digital equalization and pulse shaping in data transmission over linear channels "by Heinrich Schenk, dissertation at the University of Erlangen.
Bei den Datenempfängern dieser Art sind die einzelnen Funktionen in getrennten Filteranordnungen realisiert, beispielsweise die Synchrondemodulation mit Phasentrennung in einem digitalen Hilbert-Filterpaar, die optimale Rauschunterdrückung in einem Matched-Filter und die Signalentzerrung in einem speziellen Entzerrer-Filter. Bei schnell arbeitenden Datenübertragungsgeräten sind zur Erzielung einer kleinen Bitfehlrate neben dem Hilbert-Filterpaar die genann ten anderen Filter erforderlich, so daß ein relativ hoher Schaltungsaufwand auftritt.In the case of data receivers of this type, the individual functions are in realized separate filter arrangements, for example the synchronous demodulation with phase separation in a digital Hilbert filter pair, the optimal noise suppression in a matched filter and the signal equalization in a special equalizer filter. With fast working data transmission devices are to achieve a small Bit error rate in addition to the Hilbert filter pair, the other filters mentioned are required, so that a relatively high circuit complexity occurs.
Sind die Kanaleigenschaften am Empfänger nicht bekannt, so hat die Entzerrung des Übertragungskanals adaptiv zu erfolgen, was einen zusätzlichen Aufwand hervorruft.If the channel properties are not known at the receiver, the Equalization of the transmission channel to be done adaptively, which is an additional effort evokes.
Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, einen Empfänger der obigen Art anzugeben, der mit wesentlich weniger Schaltungsaufwand auskommt. Dabei soll der Empfänger eine möglichst gute Entzerrung des Impulsnebensprechens, auch bei unbekannten Kanaleigenschaften, vornehmen. Weiterhin soll ein Empfänger angegeben werden, der zusätzlich eine optimale Rauschunterdrückung ermöglicht.The invention has therefore set itself the task of a receiver of the above type, which manages with significantly less circuit complexity. The receiver should achieve the best possible equalization of impulse crosstalk, even if the channel properties are unknown. Furthermore, a recipient should can be specified, which also enables optimal noise suppression.
Diese Aufgaben werden mit den in den Patentansprüchen an gegebenen Mitteln gelöst.These tasks are given with the in the claims Funds resolved.
Durch den erfindungsgemäßen Empfänger wird erreicht, daß der gesamte Schaltungsaufwand zur Realisierung der Filterfunktionen kleiner wird, wobei der Empfänger auch bei unbekannten Kanalverzerrungen eine optimale Entzerrung des Impulsnebensprechens liefert. In einer Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht der Empfänger außerdem eine optimale Rauschunterdrückung. Bei zeitdiskreter oder digitaler Ausführung der Filterfunktionen ist insbesondere von Vorteil, daß alle Filterbaugruppen mit dem niedrigen Schrittakt ar- beiten können und zur Multiplikation nicht den hohen Abtasttakt benötigen.The receiver according to the invention achieves that the entire Circuitry for realizing the filter functions is smaller, with the Receiver an optimal equalization of the impulse crosstalk even with unknown channel distortions supplies. In one embodiment of the invention, the receiver also enables an optimal noise reduction. With discrete-time or digital execution of the Filter functions is particularly advantageous that all filter assemblies with the low step act ar- can work and not for multiplication need the high sampling rate.
Es folgt die Beschreibung der Erfindung anhand der Figuren.The invention is described with reference to the figures.
Die Figur 1 zeigt das Blockschaltbild eines erfindungsgemässen Empfängers, der mit Quadraturamplitudenmodulation arbeitet. Dabei wird das vom Kanal gelieferte Eingangssignal mit k.T/l abgetastet, wobei T die Schrittaktlänge, 1 eine natürliche Zahl > 1, die durch die höchste Frequenz fg im Empfangssignal nach dem Abtasttheorem l/T- 2fg festgelegt wird, und k der Abtasttaktlaufindex sind. Die Äbtastproben werden einem Transversalfilter zugeführt, dessen beide Ausgänge die Größen v bzw. v liefern, die zusammen das -p -q vektorielle Empfangssignal ergeben. Voraussetzung für eine gute Demodulation ist, daß möglichst genau die Phasengänge des transversalen Filtert paares sich im interessierenden Frequenzbereich um n /2 unterscheiden und die Dämpfungsgänge Allpaßcharakter aufweisen. Die Augenblickswerte des vektoriellen Empfangssigna1s zu den Zeitpunkten de Schrittaktes i.T werden anw schließend in einem Phasendrehglied Ph um den Winkel A.i.T.f gedreht, wobei f die Trägerfrequenz ist, und ergeben bei richtiger Entzerrung, synchronem Schrittakt und einer Phasendrehung mit. dem richtigen Winkel d gewünschte vektorielle Ausgangssignal das näherungsweise mit dem Sendesignal übereinstimmt.FIG. 1 shows the block diagram of a receiver according to the invention which works with quadrature amplitude modulation. The input signal supplied by the channel is sampled with kT / l, where T is the step cycle length, 1 is a natural number> 1, which is determined by the highest frequency fg in the received signal according to the sampling theorem l / T-2fg, and k is the sampling cycle index. The sampling samples are fed to a transversal filter, the two outputs of which supply the quantities v and v, which together form the -p -q vector received signal result. A prerequisite for good demodulation is that the phase responses of the transverse filter pair differ by n / 2 in the frequency range of interest as precisely as possible and that the attenuation responses have an all-pass character. The instantaneous values of the vectorial received signal at the times of the step clock iT are then rotated in a phase rotation element Ph by the angle AiTf, where f is the carrier frequency, and result with correct equalization, synchronous step clock and a phase rotation. the correct angle d desired vectorial output signal which approximately coincides with the transmission signal.
In einem Entscheider Es wird überprüft, ob das Empfangssi gnal mit dem Sollsignal . In a decision maker, it is checked whether the reception signal matches the setpoint signal.
übereinstimmt, wobei dem Empfangssignal z in nicht umkehrbar eindeutiger Weise ein Schätzwert q zugeordnet wird, der bei störungsfreier Übertragung gleich dem gesendeten Wert ist, und wobei ein Soll-Ist-Vergleich durch Differenzbildung der Vektor-Komponenten durchgeführt wird.coincides with the received signal z in non-reversible unambiguous Way, an estimated value q is assigned, which is the same with interference-free transmission the value sent, and where a target / actual comparison is made by forming the difference the vector components is performed.
Die Ausgangsgröße, der Fehlervektor wird dem Transversalfilterpaar zur Einstellung seiner Koeffizienten zugeführt. Das Transversalfilter enthält eine Kette von Verzögerungsgliedern Til, in deren Anfang die Abtastwerte des Eingangssignals eingegeben werden. Das Prinzip des Transversalfilters besteht nun darin, die um ganze Vielfache von Til verzögerten Abtastwerte des Eingangssignls u (k/l.T), u ((k 1)/l.T) ... u.((k-n)/l.T), durch Koeffizienten h n' h n+1 ... hg bewertet, aufzusummieren. Dies wird sowohl für die Normalkomponente als auch für die Quadraturkomponente durchgeführt, so daß an den beiden Summiererausgängen die entzerrten Signalkomponenten bzw. vq entstehen. Die Bewertung erfolgt mittels Einstellmultiplizierer, an deren zweitem Eingang jeweils die einzelnen Koeffizienten h anstehen.The output, the error vector is fed to the transversal filter pair for setting its coefficients. The transversal filter contains a chain of delay elements Til, at the beginning of which the sampled values of the input signal are entered. The principle of the transversal filter now consists in the sampling values of the input signal u (k / lT), u ((k 1) / lT) ... u. ((Kn) / lT), delayed by whole multiples of Til, by coefficients hn 'h n + 1 ... hg valued, add up. This is carried out both for the normal component and for the quadrature component, so that the equalized signal components or vq arise at the two summing outputs. The evaluation is carried out by means of a setting multiplier, at the second input of which the individual coefficients h are present.
Die Figur 2 zeigt in Ergänzung zur Figur 1 eine Schaltung anordnung zur adaptiven Einstellung der Filterkoeffizienten h, wobei einer der Koeffizientenzweige für die Normalkomponente dargestellt ist. In der Anordnung werden die die Ver zögerungskette durchlaufenden reellen Eingangssignale mit der phasenkorrigierten Fehlergröße 6 bp', das ist die p In-Phase-Komponente des mittels weiterem Phasendrehglied um den Winkel 2sitz zurückgedrehten Fehlervektors 6, in einem weiteren Multiplizierer multipliziert. Die Produkte werden einem weiteren Multiplizierer zugeführt, an dessen zweitem Eingang die Größe -2a mit a als Einstellschrittweite- faktor ansteht. Die Fehlerausgangsgrößen werden in einem Akkumulator, der aus einem einer ein Additionsglied rückgekoppelten Verzögerungsglied T besteht, akkumuliert. Der zum Zeitpunkt (i-1)T im Akkumulator abgespeicherte Koeffizientenwert wird dadurch korrigiert und zum Zeitpunkt des Schrittaktes i.T als neuer Koeffizientenwert hp(iT) auf den Einstellmultiplizierer gegeben, wodurch die Bewertung des oben genannten Eingangssignals erfolgt. Mit dieser Anordnung läßt sich eine optimale Entzerrung des Impulsnebensprechens erreichen.In addition to FIG. 1, FIG. 2 shows a circuit arrangement for adaptive setting of the filter coefficients h, with one of the coefficient branches is shown for the normal component. In the arrangement, they become the delay chain continuous real input signals with phase-corrected error size 6 bp ', that is the p in-phase component of the by means of a further phase rotation element around the Angle 2sitz rotated back error vector 6, multiplied in a further multiplier. The products are fed to another multiplier, at its second input the size -2a with a as the setting increment- factor pending. the Error output variables are stored in an accumulator, which consists of an adder feedback delay element T exists, accumulated. The at time (i-1) T The coefficient value stored in the accumulator is corrected and used for Time of the step cycle i.T as a new coefficient value hp (iT) on the setting multiplier given, whereby the evaluation of the input signal mentioned above takes place. With this Arrangement, an optimal equalization of the impulse crosstalk can be achieved.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird zusätzlich eine Rauschunterdrückung erreicht. Hierzu erfolgt eine weitere Rückkopplung der akkumulierten Fehlerausgangsgrößen über einen weiteren Multiplizierer, über den eine Gewichtung mit einem Gewichtsfaktor g stattfindet, auf die mit der phasenkorrigierten Fehlergröße b , multiplizierten Eingangssignale, p wobei mittels eines weiteren Addierers die Summen aus beiden gebildet werden, die dann anschließend, wie oben beschrieben, im folgenden Multiplizierer mit -2a multipliziert werden.In one embodiment of the invention, noise suppression is also used achieved. For this purpose, there is a further feedback of the accumulated error output variables via another multiplier, via which a weighting with a weighting factor g takes place, multiplied by the phase-corrected error size b Input signals, p where the sums of both by means of a further adder are formed, which are then subsequently, as described above, in the following multiplier be multiplied by -2a.
Dabei ist der Gewichtsfaktor g ein Maß für die von den beiden Transversalfiltern durchgelassene Rauschleistung, die der Dissertation von Schenk "Ein Beitrag zur digitalen Entzerrang und Impulsformung bei der Datenübertragung über lineare Kanäle, Seite 14 u.ff. näher definiert ist. Durch die beschriebene Ruckkopplungsschleife wird eine bei schnellen todems unbedingt erforderliche Rauschunterdrückungseinrichtung vor dem Eingang des Transversalfilterpaares entbehrlich.The weight factor g is a measure of the two transversal filters let through noise power, which is the dissertation of Schenk "A contribution to digital equalization and pulse shaping for data transmission via linear channels, Page 14 and ff. is more closely defined. Through the described feedback loop becomes an absolutely necessary noise suppression device in fast todems dispensable in front of the input of the transversal filter pair.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zur Gewinnung der Filterkoeffizienten nur das Vorzeichen des Eingangssignalabtastwertes benutzt. Dies wird durch den gestrichelten Block SIGN, der vor den Eingang des ersten Multiplizie rers, in dem die Fehlergrößenmultiplikation erfolgt, geschal- tet ist, durchgeführt. Dadurch wird die Fehlergrößenmultiplikation durch aufwandsärmere Schaltglieder realisiert, und es kann eine grobe, jedoch schnelle Adaption des Entzerrers in der Einlaufphase erfolgen.In a further embodiment of the invention is used to obtain the Filter coefficients only use the sign of the input signal sample. this is indicated by the dashed block SIGN, which precedes the input of the first Multiplizie rers, in which the error size multiplication takes place, tet is carried out. As a result, the error size multiplication is reduced by less effort Switching elements realized, and it can be a rough, but fast adaptation of the equalizer take place in the running-in phase.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Quantisierung, d.h. eine Reduzierung der durch die Multiplikationen vergrößerten Wortlängen der Fehlerausgangsgrössen bzw. der aktuellen Koeffizientenwerte h . Letzteres p ist durch den strichlierten Block QUANT, der hier vor den Einstellmultiplizierer eingefügt ist, dargestellt.In a further embodiment of the invention, a quantization takes place, i.e. a reduction in the word lengths of the Error output variables or the current coefficient values h. The latter is p by the dashed block QUANT, which is inserted here before the setting multiplier is presented, layed out.
Claims (7)
Priority Applications (1)
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DE19803011828 DE3011828C2 (en) | 1980-03-27 | 1980-03-27 | recipient |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19803011828 DE3011828C2 (en) | 1980-03-27 | 1980-03-27 | recipient |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3011828A1 true DE3011828A1 (en) | 1981-10-01 |
DE3011828C2 DE3011828C2 (en) | 1985-01-17 |
Family
ID=6098498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19803011828 Expired DE3011828C2 (en) | 1980-03-27 | 1980-03-27 | recipient |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3011828C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2568074A1 (en) * | 1984-07-17 | 1986-01-24 | Lignes Telegraph Telephon | Demodulator of electrical signals with several amplitude and phase states for data transmission equipment |
-
1980
- 1980-03-27 DE DE19803011828 patent/DE3011828C2/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US IEEE Transactions on Communications, VOL.COM-25, No.2, Feb. 1977, S. 238-250 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2568074A1 (en) * | 1984-07-17 | 1986-01-24 | Lignes Telegraph Telephon | Demodulator of electrical signals with several amplitude and phase states for data transmission equipment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3011828C2 (en) | 1985-01-17 |
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