DE3329470C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Koeffizienten-Einstellwerte eines Entzerrers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 32 46 525 A1 mit älterem Zeitrang ist eine Einrichtung bekannt, mit der die Bestimmung bzw. laufende Nachadaption der Stoßantwort des Übertragungskanals durch­ geführt wird. Mit Hilfe der Stoßantwort kann dann die Einstellung des bei einer Datenübertragung zweckmäßigen Kanalkorrelationsfilters und des Entzerrers vorgenommen oder korrigiert werden. Hierzu können aus vorgegebenen Abtastwerten h(i·Δt) der Stoßantwort die Koeffizienten des Entzerrers durch Matrix-Inversion, wie sie z. B. aus dem Buch Proakis, J. G.: Advances in Equalization for Intersym­ bol Interference. In Viterbi, A. J. (Ed.): Advances in Communication Systems. Academic Press 1975 bekannt ist, berechnet werden. Dort ist auch angegeben, daß zur Nachbildung eines unbekannten, insbesondere langsam zeitvarianten Kanals ein adaptives Kanalschätzfilter verwendet werden kann. Das dortige Filter, an dessen Eingang das Empfangssignal anliegt, wird allerdings in Verbindung mit einem Viterbi- Decoder eingesetzt.

Aus der DE 26 21 685 A1 ist eine periodisch arbeitende Entzerrerschaltung mit einer Einrichtung zur Messung der Impulsantwort des Kanals an Hand eines übertragenen Testsignals bekannt, bei der nach Meinung der Impulsantwort zur Einstellung des Entzerrers jeweils anstelle des Übertragungskanals ein Generator zur Erzeugung statistischer Signalfolgen sowohl an ein die Kanalverzerrung entsprechend der gemessenen Impulsantwort nachbildendes Kanalnach­ bildungsfilter und den diesem nachgeschalteter Entzerrer als auch an ein zu dem Entzerrer parallel liegendes Entzerrerfilter angelegt wird und dann aus den Ausgangssignalen des Entzerrers und des Entzerrerfilters die Koeffizienten für den Entzerrer neu berechnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere soll die rechen- und damit zeitaufwendige Matrix-Inversion vereinfacht werden, um so zu einem Empfänger zu gelangen, dessen Entzerrer- Koeffizienten in Echtzeit einstellbar sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren setzt also voraus, daß empfangsseitig die Stoßantwort der Übertragungsstrecke vom Sender bis zum Eingang des Entzerrers bekannt ist. Durch die empfangsseitig erzeugte periodische Folge von Eins- Sendesymbolen die über die empfangsseitig stets adaptierte Nachbildung der Übertragungsstrecke geschickt wird, werden Rauschstörungen vermieden und einfach auswertbare Ausgangs­ signale erhalten, mit denen in Echtzeit die korrekten Entzerrer-Koeffizienten eingestellt werden können. Auch wird die nachteilige Abhängigkeit der Entzerrer-Einstellung von der Sendefolgen-Statistik vermieden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Das Verfahren läßt sich insbesondere bei einer digitalen Übertragung mit Quadraturamplitudenmodulation (QAM) und einem Entzerrer mit Entscheidungsrückführung (DFE) vor­ teilhaft verwenden.

Die Erfindung wird nun anhand eines in einer Figur darge­ stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Einrichtung ist Teil eines Empfängers zur Verarbeitung quadraturam­ plitudenmodulierter digitaler Signale. Die empfangsseiti­ gen Signale durchlaufen einen Quadratur-Demodulator 1, werden im Takt t = i·Δt abgetastet, durchlaufen einerseits ein Kanalkorrelationsfilter 2, welches auch KMF = Kanal- Matched-Filter genannt wird, und anschließend den Entzer­ rer 3, der vorzugsweise ein Entzerrer mit Entscheidungs­ rückführung ist.

Andererseits wird aus den abgetasteten Signalen in der Einrichtung 4 die Kanalstoßantwort h(i·Δt) für die Über­ tragungsstrecke zwischen Sender und Ausgang des Filters 2 laufend ermittelt. Filter 2 wird jedoch nur unter Verwen­ dung der Kanalstoßantwort h eingestellt. Die Einstellung der Entzerrer-Koeffizienten erfolgt erfindungsgemäß da­ durch, daß über die Nachbildung 5 der Übertragungsstrecke von einem Generator 6 erzeugte, periodisch wiederkehrende Eins-Symbole übertragen und das resultierende Ausgangs­ signal der Nachbildung 5 von einer Einrichtung 7 zur Einstellung der Koeffizienten des Entzerrers 3 verwendet wird.

Diese Einstellstrategie besitzt den Vorteil, daß immer eine Entzerrer-Einstellung resultiert, die für unkorre­ lierte Sendesymbole gilt. Außerdem wird der Einstellvor­ gang nicht durch Störungen beeinflußt, sofern die Stoßant­ wort genügend genau der Realität entspricht.

Der Abstand der Eins-Symbole wird zweckmäßigerweise so festgelegt, daß am Ausgang der Nachbildung 5 eine periodi­ sche Wiederholung der Stoßantwort h entsteht. Wenn N_h die diskrete "Dauer" der Stoßantwort ist, dann entspricht dies einer fiktiven Sendefolge (Ausgangsfolge des Genera­ tors 6), die aus im periodischen Abstand N_h wiederkehren­ den Einsen besteht, wobei sich zwischen den Eins-Symbolen jeweils N_h-1 Nullen befinden.

Mit der so mittels der bekannten Stoßantwort h(·Δt) gebil­ deten fiktiven Empfangsfolge und den bekannten Symbolen des Generators 6 können nun sämtliche Einstellverfahren angewendet werden, die üblicherweise mit der real bei einer Datenübertragung vorliegenden Empfangsfolge sowie den real gesendeten Symbolen arbeiten.

Zur einfachen und schnellen Einstellung des Entzerrers kann ein Gradienten-Algorithmus verwendet werden, wie er beispielsweise aus dem Buch Proakis, J.G.: Advances in Equalization for Intersymbol Interference. In Viterbi, A.J. (Ed.): Advances in Communication Systems. Academic Press 1975, bekannt ist.

Zur Ermittlung der Einstellwerte des Entzerrers kann auch der noch schneller konvergierende Kalman-, Fast-Kalman- oder der Square-Root-Kalman-Algorithmus benutzt werden.

Der Kalman-Algorithmus ist beispielsweise bekannt aus IBM I.Res.Develop. (1974) Seiten 267 bis 273.

Der Fast-Kalman-Algorithmus ist beschrieben z. B. in IEEE Trans. on Comm., COM-26 (1978) Seiten 1439-1446.

Ferner ist der Square-Root-Kalman-Algorithmus beschrieben in IEEE Tran. on Inform. Theory, IT-28 (1982), Seiten 753 bis 763.

Bei Übertragung der Daten mit Quadraturamplitudenmodula­ tion kann empfangsseitig ein Transversalentzerrer verwen­ det werden. Vorteilhafter ist aber besonders bei stark linear verzerrenden Kanälen ein Entzerrer mit Entschei­ dungsrückführung.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, zur Einstellung der Entzerrer-Koeffizienten einen programmierbaren Pro­ zessor zu verwenden, der die Einstellung der Entzerrer- Koeffizienten in Echtzeit durchführen kann.

Claims (6)

1. Verfahren zur Bestimmung der Koeffizienten-Einstellwer­ te eines Entzerrers für Datenübertragungen über linear verzerrende, zeitinvariante oder langsam zeitvariante Nachrichtenübertragungskanäle, über die Nachrichten im Einseitenband-, Restseitenband- oder Zweiseitenband-Ver­ fahren ohne Träger übertragen werden, bei dem die Nachrich­ ten vorzugsweise in Form von Datenblöcken übertragen werden und vor jedem Datenblock jeweils eine Testzeichen­ folge ausgesendet wird und empfangsseitig ein Quadratur- Demodulator und ein Entzerrer verwendet werden, zwischen Demodulator und Entzerrer ein einstellbares Kanalkorrela­ tionsfilter (KMF) geschaltet ist, aus jeder Testzeichen­ folge empfangsseitig die Stoßantwort der Übertragungs­ strecke ermittelt wird und mit Hilfe der Stoßantwort die Einstellung des Kanalkorrelationsfilters vorgenommen bzw. korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger eine Übertragungs­ strecke mit der bekannten und stets aktualisierten Kanal­ stoßantwort nachgebildet wird, daß über die Nachbildung eine Folge periodisch wiederkeh­ render Eins-Sendesymbole übertragen wird und daß das Ausgangssignal der Nachbildung zur Einstellung der Koeffizienten des Entzerrers verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellverfahren des Entzerrers ein an sich bekannter Gradienten-Algorithmus benutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellverfahren des Entzerrers der Kalman-, Fast- Kalman- oder der Square-Root-Kalman-Algorithmus benutzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als digitales Modulationsverfahren sendeseitig die Quadra­ turamplitudenmodulation (QAM) verwendet wird und empfangs­ seitig als Entzerrer ein Transversalentzerrer.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als digitales Modulationsverfahren sendeseitig eine Qua­ draturamplitudenmodulation verwendet wird und empfangssei­ tig als Entzerrer ein Entzerrer mit Entscheidungsrückfüh­ rung (DFE).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Entzerrerkoeffizienten ein program­ mierbarer Prozessor vorgesehen ist, der die Einstellung der Entzerrer-Koeffizienten in Echtzeit vornimmt.