DE4335843C2 - Process for the elimination of digital quasi-periodic interference signals - Google Patents

Process for the elimination of digital quasi-periodic interference signals

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • G05B13/025—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance using a perturbation signal

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs.The invention relates to a method according to the Ober concept of claim.

Ein digitales Nutzsignal v(k) kann von einem beliebigen quasiperiodischen digitalen Störsignal e(k) überlagert sein. Quasiperiodisch bedeutet e(k) ≈ e(k-λN), wobei N die näherungs­ weise Periode von e(k) sei. Die Störsignale können impuls­ förmig (Spannungsspitzen) aber auch sinusförmig (Einschwingverhalten) sein.A digital useful signal v (k) can be from any quasi-periodic digital interference signal e (k) may be superimposed. Quasi-periodic means e (k) ≈ e (k-λN), where N is the approximation wise period of e (k). The interference signals can be impulsive shaped (voltage peaks) but also sinusoidal (Transient response).

Eine bekannte Art der Elimination besteht in einer Schirmung und Siebung des Nutzsignals.A known type of elimination is shielding and screening of the useful signal.

Durch die US-Patentschriften 4,615,025 und 4,956,867 sind Verfahren bzw. Einrichtungen bekannt, die zur Störsignalunterdrückung Echokompensatoren oder adaptive Filter aufweisen. Dabei handelt es sich um Systeme mit kontinuierlicher Signalübertragung, bei denen zur Echounterdrückung für jeden Wert bzw. Abtastpunkt des Signals eine Nachbildung und damit ein Ausgleich des Störsignals erfolgt. Bei der Echokompensation wird ein Korrekturwert für jeden Abtastwert aus den Eingangswerten gebildet. Die Koeffizienten, mit denen sich die Störung berechnen läßt, werden adaptiv nachgeführt. Jeder Koeffizient steht für eine bestimmte Verzögerungsdauer und für die Amplitude, die das Echo zu diesem Zeitpunkt besitzt; die Koeffizientenbewertung für die Eliminierung der Echos erfolgt also zu bestimmten Zeitpunkten.Through U.S. Patents 4,615,025 and 4,956,867 Methods and facilities known for Interference suppression echo cancellers or adaptive Have filters. These are systems with continuous signal transmission, for which Echo cancellation for each value or sampling point of the Signals a replica and thus a compensation of the Interference signal occurs. When echo cancellation is a Correction value for each sample from the input values educated. The coefficients with which the disturbance can be calculated, are adapted adaptively. Everyone Coefficient stands for a certain delay period and  for the amplitude of the echo at that time; the coefficient evaluation for the elimination of the echoes takes place at certain times.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für ein einfaches Verfahren zur Elimination digitaler quasi­ periodischer Störsignale anzugeben.The invention has for its object a solution for a simple process for eliminating digital quasi specify periodic interference signals.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß das aus Nutzsignal und Störsignal bestehende Gesamt­ signal (gestörtes Eingangssignal) in Blöcke der Länge der Periode des Störsignals unterteilt und innerhalb jedes Blocks mit einem Kriterium getestet wird, ob das Nutzsignal näherungsweise null ist und durch adaptive Nachbildung des Störsignals ein Korrektursignal ermittelt wird, und daß bei positivem Ergebnis des Nutzsignaltests adaptiv aus dem Ge­ samtsignal und den Korrekturwerten des letzten Blocks neue die Korrekturwerte unverändert bleiben, und die Elimination des Störsignals im µ-ten Block durch Subtraktion der Korrek­ turwerte von den aktuellen Werten des Blocksignals erfolgt.This object is achieved according to the invention in such a way that the total consisting of useful signal and interference signal signal (disturbed input signal) in blocks of the length of the Period of the noise signal divided and within each Blocks with a criterion is tested whether the useful signal is approximately zero and by adaptive replication of the Interference signal, a correction signal is determined, and that at positive result of the useful signal test adaptive from the Ge total signal and the correction values of the last block new  the correction values remain unchanged, and the elimination the interference signal in the µth block by subtracting the correction values from the current values of the block signal.

Mit diesem, blockweise arbeitenden, adaptiv rekursiven Ver­ fahren ist es möglich, das Störsignal aus dem Gesamtsignal x(k)=v(k)+e(k) zu eliminieren. Dabei wird das Störsignal durch ein Korrektursignal c(k) nachgebildet. Bedingung dafür ist, daß v(k) in beliebigen Intervallen näherungsweise null ist. Digitalisierte Sprachsignale, wie sie beispielsweise in GSM-Systemen vorkommen, erfüllen diese Forderung.With this block-by-block adaptive recursive ver it is possible to drive the interference signal from the overall signal to eliminate x (k) = v (k) + e (k). The interference signal simulated by a correction signal c (k). Condition for this is that v (k) is approximately zero at arbitrary intervals is. Digitized speech signals, such as in GSM systems occur meet this requirement.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Zur Nachbildung des Störsignals bzw. der Beseitigung dessel­ ben aus dem Gesamtsignal wird das gestörte Eingangssignal x(k) in Blöcke der Länge N der Periode des Störsignals un­ terteilt:To simulate the interference signal or to eliminate it The disturbed input signal becomes the overall signal x (k) in blocks of length N of the period of the interference signal un divided:

xµ(k) = x(k-µN) mit k = 0 . . . N-1x µ (k) = x (k-µN) with k = 0. . . N-1

Hierzu wird das gestörte Eingangssignal x(k) einem Blockpuf­ fer 1 zugeführt. In jedem Block µ wird mit einem Kriterium getestet, ob das Nutzsignal vµ(k) näherungsweise null ist, d. h. ob xµ(k) ≈ e(k) gilt. Dies erfolgt in einer mit dem Blockpuffer 1 verbundenen Einheit 2, der eine Einheit 3 für die rekursive, adaptive Berechnung eines Korrektursignals nachgeschaltet ist. Im Signalweg, dem Blockpuffer 1 nachge­ schaltet, ist ein Subtraktionsglied 4 angeordnet, dessen Ausgang das Ausgangssignal y(k) entnehmbar ist. Der Eingang für den abzuziehenden Anteil im Subtraktionsglied 4 ist mit dem Ausgang der Einheit 3 verbunden, von dem zugleich ein Rückkopplungspfad über einen Blockpuffer 5 für ein Korrek­ tursignal der Länge N zur Einheit 3 führt.For this purpose, the disturbed input signal x (k) is fed to a block buffer 1 . In each block µ, a criterion is used to test whether the useful signal v µ (k) is approximately zero, ie whether x µ (k) ≈ e (k) applies. This takes place in a unit 2 connected to the block buffer 1 , which is followed by a unit 3 for the recursive, adaptive calculation of a correction signal. A subtraction element 4 is arranged in the signal path, which connects the block buffer 1 , the output of which can be taken from the output signal y (k). The input for the portion to be subtracted in the subtraction element 4 is connected to the output of the unit 3 , from which a feedback path via a block buffer 5 for a correction signal of length N leads to the unit 3 .

Ist das Nutzsignal näherungsweise null, so werden adaptiv aus dem Eingangssignal xµ(k) und aus Korrekturwerten cµ-1(k) des letzten Blocks neue Korrekturwerte cµ(k) berechnet. Andernfalls, d. h. für den Fall, daß das Nutzsignal vµ(k) » 0 ist, bleiben die Korrekturwerte unverändert (cµ(k)=cµ-1(k). Die Elimination des Störsignals im µ-ten Block erfolgt dann abschließend durch Subtraktion der Korrekturwerte cµ(k) vom aktuellen Block-Signal xµ(k) im Subtraktionsglied 4. Daraus erhält man das AusgangssignalIf the useful signal is approximately zero, new correction values c µ (k) are adaptively calculated from the input signal x µ (k) and correction values c µ-1 (k) of the last block. Otherwise, ie in the event that the useful signal v µ (k) »0, the correction values remain unchanged (c µ (k) = c µ-1 (k). The interference signal in the µth block is then eliminated by subtracting the correction values c µ (k) from the current block signal x µ (k) in the subtraction element 4. This gives the output signal

yµ(k) = xµ(k)-cµ(k) ≈ vµ(k).y µ (k) = x µ (k) -c µ (k) ≈ vµ (k).

Claims (1)

Verfahren zur Elimination digitaler quasiperiodischer Stör­ signale aus einem gestörten Eingangssignal, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das aus Nutzsignal und Störsignal bestehende Gesamtsignal (gestörtes Eingangssignal) in Blöcke der Länge der Periode des Störsignals unterteilt und innerhalb jedes Blocks mit einem Kriterium getestet wird, ob das Nutzsignal näherungsweise null ist und durch adaptive Nachbildung des Störsignals ein Korrektursignal ermittelt wird, und daß bei positivem Ergebnis des Nutzsignaltests adaptiv aus dem Ge­ samtsignal und den Korrekturwerten des letzten Blocks neue Korrekturwerte berechnet werden und bei negativem Ergebnis (vµ(k) » 0) die Korrekturwerte unverändert bleiben, und die Elimination des Störsignals im µ-ten Block durch Subtraktion der Korrekturwerte (cµ(k)) von den aktuellen Werten des Störsignals erfolgt.Method for eliminating digital quasi-periodic interference signals from a disturbed input signal, characterized in that the total signal consisting of the useful signal and the disturbance signal (disturbed input signal) is divided into blocks of the length of the period of the interference signal and is tested within each block with a criterion as to whether the useful signal is approximately zero and a correction signal is determined by adaptive simulation of the interference signal, and that if the result of the useful signal test is positive, new correction values are adaptively calculated from the total signal and the correction values of the last block, and if the result is negative (v μ (k) »0) Correction values remain unchanged, and the interference signal is eliminated in the µth block by subtracting the correction values (c µ (k)) from the current values of the interference signal.
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