FI83009C - Foerfarande och kopplingsanordning foer behandling av digitala signaler saosom vid ett foeretraedesvis adaptivt transversalfilter. - Google Patents

Description

1 83009

Menetelmä ja kytkentälaite digitaalisignaalien käsittelemiseksi mieluummin adaptiivisen transversaalisuodattimen tavoin

Digitaalisissa kaukoviestintäjärjestelmissä voi signaalinsiir-rossa esiintyä lineaarisia signaalivääristymiä, joiden korjaamiseksi on käytettävä adaptiivisia vääristymänkorjaimia (ja myös kompromissikorjaimia), jotka toteutetaan tavanomaisesti transversaalisuodattimilla. Tällainen transversaalisuodatin on sisäänmenopuolella vaiheittain käsiteltävällä signaalilla kuormitettu kulkuaikaketju, joka on varustettu jokaisen - kulloinkin kulkuaikavaihetta vastaavan asteen edessä ja takana väliotoilla, jolloin jokaisessa kulkuaikavaiheessa väliotoissa kulloinkin esiintyvät väliottosignaalielementit arvioidaan (kerrotaan) väliottoyksilöllisten suodatinkertoimien mukaisesti, so. mahdollisesti vahvistetaan, vaimennetaan ja/tai muutetaan etumerkiltään, ja summataan niin suodatettuun ulostulosignaali-elementtiin; suodatinkertoimet voidaan säätää adaptiivisesti nk. adaptiivisessa transversaalisuodattimessa virhesignaalin mukaisesti (NTZ 24 (1971) 1, 18... 24 ; Bocker: Dateniibertragung, 1976, osa 1, kappale 5.3.2) tai säätää kiinteästi (kompromissi-suodatin) . Signaalinkorjauksen lisäksi voidaan transversaali-suodattimia käyttää myös ylikuulumis- ja/tai kaikukompensaatio-kytkennöissä häiriösignaalikompensointia varten (AGARD Conf.

Proc. n:o 103 (1972), 12-1...12-16 ; Der Fernmelde-Ingenieur 31 (1977) 12, 1...25, 21; BSTJ 58 (1979) 2, 491...500, 493).

(N-l)-asteisessa transversaalisuodattimessa, joka on esitetty kuviossa 1, voidaan aikaelementissä k saadun ulostulosignaaliele-mentin arvo esittää yhtälöllä N-l σ. = y a. . - c. k L k-i l i=0 jossa a^-^ merkitsee tässä aikaelementissä kulkuaikaketjun yksittäisissä väliotoissa esiintyvien väliottosignaalielementtien 2 83009 arvoja ja merkitsee N suodatinkerrointa, jotka määräävät suodattimen ominaisuudet (taajuuskäyrä, aikakäyttäytyminen). Adaptiivisessa suodatinsäädössä voidaan yksittäiset suoda-tinkertoimet säätää vaiheittain iteraatiossa, joka voidaan esittää suunnilleen yhtälöllä ci(k+l) “ ci(k) ’ 9*^ak*ak-i jossa g merkitsee nk. asetussuuretta, joka määrää suodattimen saapumisajan haluttuun tilaan ja tarvittavan kerroin-sanapituuden ja siten suodatustarkkuuden, mutta jota ei saa kuitenkaan valita myöskään niin suureksi varman saapumisen takaamiseksi (suodatuskonvergenssi); Δσ^ on juuri tarkastellun ulostulosignaalielementin pyrityn pitoarvon suhteen jäljelle jäänyt virhe. Tällaisen virheen sijasta voidaan käyttää mahdollisesti myös sen etumerkkiä sgniAa^) säätökriteerinä.

Tällaisen transversaalisuodattimen toteuttamiseksi tarvitaan N kerroinmuistia, ja käsiteltäessä binäärisiä tai ternääri-siä digitaalisignaaleja kulkuaikavaihetta kohden, so. jokaisessa aikaelementissä, on summattava N tallennetun suodatin-kertoimen mukaisesti arvioitua väliottosignaalielementtiä, so. suoritettava (maksimaalisesti) N yhteenlaskua tai vast, vähennyslaskua; suodatinkertoimien adaptiivisessa säädössä on laskettava kulkuaikavaihetta kohden N korjausarvoa N kerrointa varten. Tämä edellyttää transversaalisuodattimen pituutta, so. N:n suuruutta vastaavaa suurta käsittelynopeutta, jota ei kuitenkaan aina ole olemassa teknologisista syistä.

Keksinnön tehtävänä on mahdollistaa digitaalisignaalien käsittely myös pienemmissä käsittelynopeuksissa mieluummin adaptiivisen transversaalisuodattimen tavoin, jossa on (N-l)-asteinen kulkuaikaketju.

Eräs tunnettu transversaali digitaalisuodatin (IEE Proc., Voi. 128, Part F, No 4, August 1981, 225-230) mahdollistaa 3 83009 sinänsä alhaisemmat käsittelynopeudet, suodattimen toimiessa jaetun aritmetiikan periaatteella. Tällainen suodatin vastaanottaa sisäänmenosanoja (« k-tavuisella binääriluvulla koodattuina annettuja näytteenottoarvoja) sarjamuodossa sekä käsittelee nämä sanat sana-aikavälissä T (= näytteenottojakso) yhdessä N-l edellisen, sanan pituisen siirtorekisterin kautta kulkeneen sisäänmenosanan kanssa bitti bitiltä, jolloin kutakin bittiä kohti luetaan osasumma kiintomuistista, joka on osoitteella viritetty kaikissa näissä sanoissa N kyseisen bitin kohdalla esiintyvällä bitillä. Bittikohtais-ten yksittäisten osasummien summaamiseksi oikein bittikohdan mukaisesti sisäänmenosanaa (suodatuksen jälkeen) vastaavaan kokona i s suuntimaan, joka muodostaa ulostulosanan, vaaditaan mahdollisesti kutakin, lähinnä seuraavaa arvoa edustavan osasumman summausta varten jako 2:11a, siis yhden bittikohdan siirtoa alaspäin.

Tällainen digitaalisuodatin vaatii kuitenkin 2N osasumman muistikapasiteettia. Esillä oleva keksintö mahdollistaa sen sijaan digitaalisignaalien käsittelyn samalla tavalla kuin adaptiivisessa transversaalisuodattimessa, jolloin kulkuaikaketju on (N-l)-asteinen ja osasummasignaalit voidaan varastoida tuntuvasti pienemmällä muistikapasiteetilla.

Keksinnön kohteena on menetelmä digitaalisignaalien käsittelemiseksi mieluummin adaptiivisen transversaalisuodattimen tavoin sisäänmenopuolella käsiteltävällä digitaalisignaalil-la kuormitetulla, väliotoilla varustetulla (N-l)-asteisella kulkuaikaketJulia, jonka sisäänmenoon johdetaan käsiteltävä digitaalisignaali, jolloin varastoidaan osasummasignaalit, jotka muodostetaan tyhmästä samanaikaisesti ulosotettavia, suodattimen kulloisenkin säädön mukaan arvioituja väliot-tosignaalielementtejä ja jolloin kyseiset osasummasignaalit haetaan peräkkäin kulkuaikavaiheiden aikana väliottosignaa-lielementtien todellisen yhdistelmän mukaisesti sekä lasketaan yhteen ulostulosignaalielementeiksi.

4 83009 Tämä menetelmä on keksinnön mukaisesti tunnettu sellaisten osasummasignaalien tallennuksesta, jotka vastaavat kulloinkin w peräkkäisen A-arvoisen väliottosignaalielementin kulloinkin Aw mahdollisen yhdistelmän N/w peräkkäisiä ryhmiä, ja että jokaisen kulkuaikavaiheen aikana kulloinkin w kappaleesta väliottosignaalielementtejä otetaan peräkkäisiä ryhmiä ja väliottosignaalielementtien N/w todellisen yhdistelmän mukaisesti kyseessä olevat osasummasignaalit luetaan ulos peräkkäin ja lasketaan keskenään yhteen ulostu-losignaalielementiksi. Eräs edullinen suoritusmuoto tunnetaan osasummasignaalien iteratiivisesta muodostuksesta siten, että jokainen peräkkäin ulosluetuista osasununasignaa-leista korjausarvon kanssa yhdistettynä muodostaa korjatun osasummasignaalin, joka tallennetaan ulosluetun osasummasig-naalin sijasta uutena osasummasignaalina.

Keksintö, joka käsittelee arvioitujen väliottosignaalien summauksen yhteydessä kyseessä olevaksi ulostulosignaaliele-mentiksi kulloinkin w arvioidun väliottosignaalin ryhmät koottuina ja summaa yksinomaan niiden - tallennetut - osasummasignaalit, saa aikaan sen edun, että kulkuaikavaihetta kohden, so. aikaelementtiä kohden on suoritettava ainoastaan N/w aritmeettista toimintaa; suodatussäädössä on määrättävä kulloinkin ainoastaan N/w korjausarvoa, jotka eivät kuitenkaan enää koske suodatuskertoimia sellaisenaan, vaan mainittuja osasummasignaaleja, jotka puolestaan ovat riippuvaisia sekä halutusta suodatuskäyttäytymisestä että kulkuai-kaketjuun syötetyistä digitaalisignaalielementeistä ja vaativat tästä syystä niiden tallentamiseksi suuremman muisti-kapasiteetin.

Osasummasignaalien iteratiivisen muodostuksen yhteydessä voidaan korjata jokaisen kulkuaikavaiheen aikana yksittäiset osasummasignaalit tämän kulkuaikavaiheen aikana esiintyvän, asetussuu-reella arvioidun ulostulosignaalivirheen mukaisesti; eräässä keksinnön toisessa sovellutuksessa on mahdollista korjata yksit- 5 83009 täiset osasuiiunasignaalit kulloinkin asetussuureella ja väli-ottosignaalielementtien neliöiden summalla arvioidun ulostulo-signaalivirheen mukaisesti suodatussäädön edistämiseksi näin edelleen.

Tarvittavan muistikapasiteetin suhteen on edullista tallentaa ainoastaan nollasta poikkeavat osasummasignaalit tai vast, etumerkki symmetrisen digitaalisignaalin yhteydessä tallentaa ainoastaan etumerkkien suhteen eroavat osasummasignaalit ainoastaan kerran ja lisätä ja vähentää jokaisen kulkuaikavaiheen aikana peräkkäin ulosluetut osasummasignaalit digitaalisignaali-elementtien kulloinkin kyseessä olevan todellisen yhdistelmän mukaisesti ulostulosignaalielementin tai vast, kulloinkin uudestaan tallennettavan korjatun osasummasignaalin mukaisesti.

Keksintöä selitetään vielä lähemmin piirustuksen avulla. Piirustuksessa kuvio 1 esittää tunnettua transversaalisuodatinta; kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen transversaalisuodattimen erästä sovellutusesimerkkiä.

Piirustuksessa 1 on esitetty tunnetun transversaalisuodatintek-niikan havainnollistamiseksi kaaviomaisesti (N-l)-asteinen adaptiivinen transversaalisuodatin, jossa on väliotoilla a^, ak-l' ak-2' ak-3' **" ak-N+2' ak-N+l varustettu viivästysajan τ omaavien kulkuaikaelementtien ketju, jolloin väliotot johtavat säädettävien arviointielementtien Cq, c^, c^· c3***cn-2/ cN-1 kautta summainlaitteeseen Σ; suodatinsisäänmenossa ak vaiheittain syötetyt sisäänmenodigitaalisignaalielementit otetaan ajallisesti kulloinkin (toisella) aikaelementillä τ siirretysti kul-kuaikaketjun seuraavissa väliotoissa ak-1,—ak-N+l' 3°^^oin jokaisessa aikaelementissä kaikki juuri otetut digitaalisignaali-elementit arvioidaan arviointielementeissä Cq. .säädetyn suodatuskertoimen mukaisesti, so. kerrotaan kulloinkin kyseessä olevalla suodatuskertoimella, jotta ne sitten summataan summain-elementissä Σ tässä aikaelementissä esiintyväksi ulostulodigi- 6 83009 taalisignaalielementiksi, kuten tämä esitettiin jo alussa.

Jotta digitaalisignaali käsitellään oikein, so. suodatetaan (aika-alueella), on suodatuskertoimet säädettävä oikein. Adaptiivisessa transversaalisuodattimessa, joka on esitetty kuviossa 1, tämä tapahtuu automaattisesti iteraatiossa, jossa jokaisessa aikaelementissä, so. jokaisella kulkuaikavaiheella toiste-tusti, riippuen kulloinkin suodatinsisäänmenossa Δσ^ esiintyvän digitaalisignaalielementin erotuksesta poikkeaa (esimerkiksi Schmitt-liipaisimeksi toteutettavalla päättäjällä määrätystä) pitoarvosta, jolloin kuvion 1 mukaisesti virhe Δσ^ kulloinkin kyseessä olevalla väliottosignaalielementtiarvolla a^_^ ja säätö-arvolla g kerrottuna muodostaa kyseessä olevan tähänastisen suodatuskertoimen korjausarvon, kuten tämä samoin jo esitettiin alussa.

Kuvion 1 mukaisessa transversaalisuodattimessa on summainlait-teen Σ suoritettava jokaisessa aikaelementissä τ, so. kulkuaika-vaihetta kohden, yksittäisten arvioitujen väliottosignaaliele-menttien (sarjassa tapahtuvassa) summauksessa kaikkiaan N summausta (tai vast, vähennystä), ja kerroinsäätöä varten on suoritettava kulkuaikavaihetta kohden samoin N aritmeettista toimintaa N suodatuskertoimen korjaamiseksi.

Verraten kulloinkin pienemmällä aritmeettisten toimintojen määrällä digitaalisignaalikäsittely onnistuu transversaalisuodatti-men tavoin keksinnön mukaisella kytkentälaitteella.

Kuviossa 2 on esitetty kaaviomaisesti keksinnön ymmärtämiseksi tarvittavissa määrin keksinnön mukaisen kytkentälaitteen eräs sovellutusesimerkki digitaalisignaalien käsittelemiseksi adaptiivisen transversaalisuodattimen tavoin. Tässä kytkentälaitteessa on ensinnäkin sisäänmenossa käsiteltävällä digitaalisignaalilla kuormitettu, väliotoilla (O, 1, 2, 3, ...N-2, N-lj varustettu (N-l)-asteinen kulkuaikaketju (L). Kuviossa 2 on tämän lisäksi esitetty, että koodimuuntajassa T/B uudelleenkoodataan kulkuaika-ketjun (L) sisäänmenossa a käsiteltävänä digitaalisignaalina 7 83009 syötetty ternäärisignaali ensin binäärisen itseisarvosignaalin ja binäärisen etumerkkisignaalin sisältäväksi binäärisignaali-pariksi; kulkuaikaketjussa (L) on tällöin binäärisellä etumerkki-signaalilla kuormitettu (N-l)-asteinen haara L' ja binäärisellä itseisarvosignaalilla kuormitettu (N-l)-asteinen haara L". Väliottojen N/w ryhmää sisältävän kulkuaikaketjun (L) w peräkkäisen välioton jokainen ryhmä on yhdistetty sisäänmenojen N/w ryhmää sisältävän selauslaitteen (M) kulloinkin väliottojen tälle ryhmälle kuuluviin sisäänmenoihin. Kuten kuviossa 2 on esitetty, tämä selauslaite (M) voi sisältää kulkuaikaketjun kumpaakin haaraa L', L" varten kulloinkin w laskimella Z tasatahdissa ohjattua multiplekseriä Ml', Mw', Ml", Mw", joissa on kulloinkin N/w sisäänmenoa ja joiden kulloinkin kyseessä olevat sisään-menot on liitetty väliottojen yksittäisten ryhmien toisiaan vastaaviin väliottoihin: Kuvion 2 mukaisessa suoritusesimerkissä, jossa kulloinkin w = 2 peräkkäistä väliottoa on koottu yhdeksi ryhmäksi, on tällöin N/w = N/2 tällaista väliottojen O', 1';...; (N— 2)', (N-l)' ryhmää sisältävän kulkuaikaketjuhaaran L' tällai

sen yhden ryhmän muodostavat väliotot O', 1' yhdistetty selaus-laitteen (M) molempien multipleksereiden Ml* ja Mw' tälle väli-ottojen ryhmälle kuuluviin sisäänmenoihin 01', Ow' ja molempien väliottojen 2', 3' seuraava ryhmä on yhdistetty multiplekserin sisäänmenoihin 11', lw' ja niin edelleen; lopuksi on viimeisen väliottojen ryhmän muodostavat väliotot (N-2)' ja (N-l)1 yhdistetty molempien multipleksereiden Ml’ ja Mw' sisäänmenoihin N N

(— - 1)1' ja (— - l)w'. Kuten kuviosta 2 nähdään, vastaava w w pätee myös kulkuaikahaaran L" väliottojen O", 1"; 2", 3";...; (N-2)" liitännöille ja multipleksereiden Ml" ja Mw" vastaaville sisäänmeno!Ile, ilman että tätä olisi selitettävä tässä vielä yksityiskohtaisesti. Kuvion 2 mukaisesti neljällä multiplekse- rillä Ml'...M2w" muodostettu selauslaite voinee olla — -kertai- w sesti nopeampi kuin kulkuaikaketju L', L", niin että kulkuaika-vaihetta kohden, so. jokaisessa kulkuaikaelementissä on selattava kulloinkin kaikki kulkuaikaketjun väliotot.

Ulostulopuolella selauslaitteen multiplekserit Ml'...Mw" johtavat kuvion 2 mukaisessa sovellutusesimerkissä kiintomuistilla s 83009 muodostettuun yhteiseen koodauslaitteeseen ROM, jossa voidaan uudelleenkoodata kahden peräkkäisen ternäärisignaalielementin selauslaitteella (M) kulloinkin juuri selattu pari, tarkemmin sanottuna molempien kulkuaikaketjuhaarojen L', L" vastaavissa väliotoissa esiintyvien binäärisignaalielementtien tällaista ternäärisignaaliparia vastaava kvadruppeli taulukosta 1 nähtävällä tavalla.

Taulukko 1

Ternäärisignaali- Etumerkki Itseisarvo ry—ä- ml' mw' ml" mw" p^^ p2 p3 p4 p5 tk-i tk-i-l _ _ _ _ _

+ 1 +1 OOLLLOLLL

+ 1 O OOLOLOLOO

+ 1 -1 OLLLLOOLL

O +1 OOOLLOOOO

O O OOOOO····

0 -1 OLOLLLOOO

-1 +1 LOLLLLOLL

-1 0 LOLOLLLOO

-1 -1 LLLLLLLLL

Siinä on sarakkeissa tk-i ja esitetty peräkkäisten ternää- risignaalielementtien mahdolliset parit ja sarakkeissa ml', mw', ml" ja mw" niitä vastaavat, kuvion 2 mukaisesti multiplek-serien Ml', Mw', Ml" ja Mw" ulostuloissa esiintyvät etumerkki-ja itseisarvosignaalibitit. Etumerkki- ja itseisarvosignaali-bittien yksittäisiä kvadruppeleita vastaavat, koodauslaitteen ROM ulostuloissa pl,...p5 esiintyvät ohjausbitit on esitetty taulukossa 1 sarakkeissa ρ^,.,.ρ,.. Tällöin ohjausbitit p3 toimivat kulloinkin laskimelta Z luovutetun ryhmäosoitteen täydennyksenä osasummasignaalimuistin RAM yksittäisten muistipaikkojen ohjaamiseksi.

Tässä adaptiivisessa signaalisuodatuksessa luku-kirjoitusmuis-tiksi muodostetussa muistissa RAM digitaalisignaalielementtien N/w peräkkäisten ryhmien A-arvoisen digitaalisignaalin kulloinkin 9 83009 w w peräkkäisen signaalielementin A -N/w mahdollista yhdistelmää vastaavat osasummasignaalit tallennetaan kulloinkin niille kuuluvista, kulloinkin kyseessä olevan suodatinsäädön mukaisesti arvioiduista väliottosignaalielementeistä. Tässä tarkastellussa sovellutusesimerkissä, jossa w = 2 ja A = 3, on siten osa-summasignaalimuistiin RAM tallennettu jokaisen ryhmäosoitteen

kohdalla, so. kulloinkin väliottojen jxdennettä ryhmää varten N

(j = O, ... — - 1) kulloinkin taulukossa 2 sarakkeessa F maini-w tut osasummasignaalit, joissa yksittäiset yhteenlaskettavat c muodostavat kulloinkin kyseessä olevaa indeksiä vastaavat suoda-tuskertoimet, jotka olisi tallennettu kuvion 1 mukaisesti trans-versaalisuodattimessa eksplisiittisesti. Nähdään, että periaatteessa kulloinkin w = 2 peräkkäisen ternäärisignaalielementin w 2 kulloinkin A = 3 =9 mahdollista yhdistelmää vastaavat osa- summat tallennetaan kulloinkin niille kuuluvista, suodatinsäädön mukaisesti arvioiduista, so. kyseessä olevalla suodatinkertoi-mella c kerrotuista w = 2 väliottosignaalielementeistä t2j — 1' j°ista luetaan tällöin ulos kulloinkin ohjausbitti-parin p^, p^ mukaisesti - ja siten kulloinkin selattujen väli-ottosignaalielementtien mukaisesti - osasignaali.

Taulukko 2

Ternäärisignaali-ryhmä_ fck-2j P3 P4 F(k-j> .3.+1 LL +c2j +c2j+1 + 1 O LO +c 2 j + 1-1 O L +C2j _c2 j +1 0+1 0 0 +c2j +1 0 0 · 0 O -i 00 -C2j+1 -i +1 O L -c2j +c2j+1 -1 0 LO -c2j -1 _1 LL _c2j -c2j +1

Taulukossa on esitetty kulloinkin 9 mahdolliselle ternäärisig-naaliryhmälle ^]c-2j+l (j°ssa j = O, ... — - 1) ja siten 10 83009 taulukon 1 mukaisesti niille kuuluville ohjausbiteille p^, p^ sarakkeessa F kulloinkin syntyvät, yleisesti yhtälöllä w-l F (k, j) = Σ a, . -c v=Qk-w]-v wj+v esitetyt osasummat kulloinkin w tällaisen signaalielementin yhden ryhmän kulloinkin suodatuskertoimella c arvioiduista väliottosignaalielementeistä a.

Osasummien tallentamiseksi tarvittava muistitarve vähenee, kun tallennetaan ainoastaan nollasta poikkeavat osasummasignaalit ja kun etumerkkisymmetrisen digitaalisignaalin yhteydessä tallennetaan ainoastaan etumerkiltään erilaiset osasummasignaalit ainoastaan kerran, jolloin tällöin jokaisen kulkuaikavaiheen aikana lasketaan yhteen tai vähennetään peräkkäin ulosluetut osasummasignaalit digitaalisignaalielementtien kulloinkin todellisen yhdistelmän mukaisesti ulostulosignaalielementin tai vast, kulloinkin uudestaan tallennettavan korjatun osasummasignaalin muodostamiseksi; tällä tavalla toimii myös kuvion 2 mukainen kytkentälaite, kuten selviää seuraavista selityksistä:

Osasummasignaalimuistin RAM ulostulo on yhdistetty signaalin-summainkytkennän Σ toiseen sisäänmenorekisteriin B, jonka kytkennän ulostulosta σ on johdettu takaisin yhteys toiseen sisäänmenorekisteriin C ja joka kytkentä summaa siten sarjassa jokaista kulkuaikavaihetta, so. kulloinkin yhden kulkuaikaelementin aikana osasummasignaalimuistista RAM ulosluetut osasummasignaalit, jolloin koodauslaitteen ROM ulostulossa p2 kulloinkin juuri esiintyvä ohjausbitti (p2 taulukossa 1) osoittaa, summataanko (p2 ollessa O) vai vähennetäänko (p2:n ollessa =L) kulloinkin sisään-menorekisterissä B oleva osasumma; koodauslaitteen ROM ulostulossa p·^ olevalla ohjausbitillä (p^ = O taulukossa 1) suljetaan, kun hetkellisesti saavutetun taittosumman (Faltungssumme) tulee pysyä muuttumattomana, sisäänmenorekisteri B, niin että ei tapahdu summausta eikä vähennystä. Jos kulkuaikaelementin kuluessa näin summataan kulkuaikaketjun L'; L" väliotoissa O', ..., (N-l)'; O",..., (N-l)" esiintyviä digitaalisignaalielementtejä 11 83009 vastaavat osasignaalisummat, so. jos näin luetaan kyseessä olevaa kulkuaikavaihetta varten ternäärisignaalielementtien kulloinkin kyseessä olevan N/w todellisen yhdistelmän mukaisesti niille kuuluvat osasummasignaalit peräkkäin ulos ja summataan keskenään, niin lopuksi saadaan kytkentälaitteen ulostulossa σ vastaava käsitelty, so. "suodatettu" ulostulosignaali-elementti .

Jotta sisäänmenodigitaalisignaali käsitellään oikein ulostulo-digitaalisignaaliksi, so. suodatetaan määrätyssä mielessä (aika-alueella), on osasummasignaalimuistissa RAM oltava tallennettuna haluttua suodatuskäyttäytymistä vastaavat osasummasignaalit. Kuvion 2 mukaisessa kytkentälaitteessa muodostetaan osasummasignaalit adaptiotapahtumassa iteratiivisesti siten, että jokainen peräkkäin ulosluetuista osasummasignaaleista korjausarvon kanssa yhdistettynä muodostaa korjatun osasumma-signaalin, joka tallennetaan ulosluetun osasummasignaalin sijasta uutena osasummasignaalina. Tätä varten on osasummasignaali-muistin RAM ulostulo yhdistetty samoin koodauslaitteella ROM ohjattavan signaalisummauskytkennän S toiseen sisäänmenorekis-teriin E, joka kytkentä sisältää toisen sisäänmenorekisterin D jokaisen kulkuaikavaiheen aikana esiintyvää, asetussuureella g arvioitua virhesignaalia Δσ^ varten ja jonka ulostulo s johtaa osasummasignaalimuistin RAM sisäänkirjoitussisäänmenoon. Virhe-signaali Δσ^ voidaan muodostaa tällöin vastaavalla tavalla, kuten yllä on kuvioon 1 viitaten esitetty, ilman että siihen täytyisi tässä puuttua enää lähemmin; huomautettakoon vain, että virhesignaali Δσ^ voi olla myös kulloinkin keskiarvotettu ja/tai sen tarvitsee olla toimiva ainoastaan enää etumerkkinsä mukaisesti, mitä samoin ei tarvitse tässä enää lähemmin selittää.

Kuten kuviosta 2 nähdään, virhesignaali Δσ^, voidaan arvioida so. kertoa asetussuureella g tapahtuvan arvioinnin lisäksi enää vain suureella q, jolloin kuvion 2 mukaisesti riippuen koodaus-laitteelta ROM kulloinkin juuri luovutetusta ohjausbitistä p^ suureella 1 (p5:n ollessa O) on arvo 1 tai (p^:n ollessa L) 12 83009 arvo 2. Kuten taulukosta 1 nähdään, on suure q yhtä kuin juuri selattujen w = 2 väliottosignaalielementin neliöiden summa; arvioimalla virhesignaali lisäksi tällä väliottosignaalielement-tien - neliöiden summalla, yleisesti esitettynä, osakomponenteillaan a^_wj_v (v = O, w-l) k:dennessa osaelementissä kulkuaikaketjun (L) väliotoissa esiintyvien digitaalisignaali-

T

elementtien kollektiivin muodostavan vektorin (rivivektori a, .)

rp ^ / D

skalaarituotteella a, ..a, . itsellään (sarakevektori a, ·)

—k,j —k,j —k,J

voidaan nopeuttaa tarvittaessa tällöin yleisesti yhtälöllä F(k'J»neu = F,k'3»alt ' 9'j ‘Sk, j esitettävää - osasumma-adaptiota.

Taulukossa 2 on esitetty kolmiarvoisen digitaalisignaalin (ter-näärisignaalin) yhteydessä ja ryhmittäisen kulloinkin w = 2 väliottosignaalielementin koonnin yhteydessä 9 mahdollista osa-summaa F(k,j). Jos sen sijaan on käsiteltävä kaksiarvoinen, so. ainoastaan molemmat arvot +1 ja -1 sisältävä digitaalisignaa-li (binäärisignaali), jolloin kuviosta 2 poiketen tällöin koodi-muuntaja T/B jäädessä pois on järjestettävä ainoastaan yksi ainoa kulkuaikaketjuhaara, niin samoin kulloinkin w = 2 väliottosignaalielementin ryhmittäisen koonnin yhteydessä ovat ainoastaan taulukon 2 neljä kaksijäsenistä osasummaa F mahdollisia. Yleisesti osasummien tallennus vaatii A-arvoisen, etumerk-kisymmetrisen digitaalisignaalin yhteydessä -j*A · N/w osasumman muistikapasiteetin käsiteltävän digitaalisignaalin arvoisuuden A ollessa parillinen, jolloin tekijä johtuu siitä, että, kuten jo esitettiin, digitaalisignaalin etumerkkisymmetrian yhteydessä on tallennettava ainoastaan puolet mahdollisista osasum-ma-arvoista. Arvoisuuden A ollessa pariton vähenee tallennettavien kulloinkin mahdollisten osasumma-arvojen määrä l:llä, koska arvoa O ei tarvitse tallentaa; tällöin tarvitaan ^(AW-l)N/w osasummien muistikapasiteetti.

13 83009

Seuraavassa taulukossa on esitetty erilaisia ryhmäpituuksia w varten kulkuaikavaihetta kohden tarvittavien aritmeettisten toimintojen määrä N/w sekä osasummatallennusta varten tarvittava muistikapasiteetti toisaalta symmetrisen binäärisignaalin ja toisaalta symmetrisen ternäärisignaalin kohdalla: w Aritm. Muistikapasiteetti

toiminnot N N.-.W

_ n/w r2 /w ;(3 1>/w

IN N N

2 N/2 N 2-N

4 N/4 2 ·N 10·N

8 N/8 16·N 410*N

16 N/16 2048-N 1 345 210-N

Nähdään, että kun w = 2, syntyy kulloinkin tarvittavien aritmeettisten toimintojen määrän puolitus (verrattuna w = 1 vastaavaan tunnettuun transversaalisuodattimeen), jolloin binäärisignaalin suodatuksessa tarvittava muistikapasiteetti ei pienene, kun se taas kaksinkertaistuu ternäärisignaalin suodatuksessa.

Claims (12)

1. Menetelmä digitaalisignaalien käsittelemiseksi mieluummin adaptiivisen transversaalisuodattimen tavoin sisäänmeno-puolella käsiteltävällä digitaalisignaalilla kuormitetulla, väliotoilla varustetulla (N-l)-asteisella kulkuaikaketJulia, jonka sisäänmenoon johdetaan käsiteltävä digitaalisignaali, jolloin varastoidaan osasummasignaalit, jotka muodostetaan ryhmästä samanaikaisesti ulosotettavia, suodattimen kulloisenkin säädön mukaan arvioituja väliottosignaalielement-tejä ja jolloin kyseiset osasummasignaalit haetaan peräkkäin kulkuaikavaiheiden aikana väliottosignaalielementtien todellisen yhdistelmän mukaisesti sekä lasketaan yhteen ulostu-losignaalielementeiksi, tunnettu sellaisten osasummasignaa-lien tallennuksesta, jotka vastaavat kulloinkin N/w, jossa w < N, w peräkkäisen A-arvoisen väliottosignaalielementin kulloinkin Aw mahdollisen yhdistelmän N/w peräkkäisiä ryhmiä, ja että jokaisen kulkuaikavaiheen aikana otetaan N/w kappaletta kulloinkin w väliottosignaalielementtiä käsitteleviä peräkkäisiä ryhmiä ja väliottosignaalielementtien N/w todellisen yhdistelmän mukaisesti kyseessä olevat osasummasignaalit luetaan ulos peräkkäin ja lasketaan keskenään yhteen ulostulosignaalielementiksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu osasummasignaalien iteratiivisesta muodostuksesta siten, että jokainen peräkkäin ulosluetuista osasummasignaaleista korjausarvon kanssa yhdistettynä muodostaa korjatun osasum-masignaalin, joka tallennetaan ulosluetun osasummasignaalin sijasta uutena osasummasignaalina.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jokaisen kulkuaikavaiheen aikana yksittäiset osasummasignaalit korjataan kulloinkin tämän kulkuaikavaiheen aikana esiintyvän, asetussuureella arvioidun ulostu-losignaalivirheen mukaisesti.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yksittäiset osasummasignaalit korjataan kulloin- is 83009 kin asetussuureella ja väliottosignaalielementtien neliöiden summalla arvioidun ulostulosignaalivirheen mukaisesti.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etumerkkisymmetrisen digitaalisignaalin yhteydessä ainoastaan etumerkiltään eroavat osasummasignaa-lit tallennetaan vain kerran ja että jokaisen kulkuaikavai-heen aikana peräkkäin ulosluetut osasummasignaalit lasketaan yhteen tai vähennetään väliottosignaalielementtien kulloinkin kyseessä olevan yhdistelmän mukaisesti ulostulosignaa-lielementin tai vast, kulloinkin uudestaan tallennettavan korjatun osasummasignaalin muodostamiseksi.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu ainoastaan nollasta poikkeavien osasummasignaalien tallennuksesta.

7. Kytkentälaite digitaalisignaalien käsittelemiseksi mieluummin adaptiivisen transversaalisuodattimen tavoin, jossa on sisäänmenostaan käsiteltävällä digitaalisignaalilla kuormitettu, väliotoilla varustettu (N-1)-asteinen kulkuai-kaketju, tunnettu siitä, että väliottojen (0, 1; ...; N-2, N-l) N/w ryhmää sisältävän kulkuaikaketjun (L) w peräkkäisten väliottojen (0, 1; 2, 3; ...) kulloinkin yksi ryhmä yhdistetään sisäänmenojen (01, 0w; ...; ($-1)1; ($j-l)w) N/w ryhmää sisältävän, kulkuaikaketjun (L) suhteen ^-kertaisesti nopeamman selauslaitteen (M) kulloinkin väliottojen (0, 1; 2, 3; ...) tälle ryhmälle kuuluviin sisäänmenoihin (01, 0w; 11, lw ...), ja joka selauslaite ulostulopuolellaan koodauslaitteen (ROM) kautta ohjaa, kyseisten selailtujen väliottosignaalielementtien mukaisesti, osasummasignaalien muistia (RAM), joka varastoi N/w peräkkäisestä digitaalisig-naalielementtien ryhmästä otetun A-arvoisen signaalin digitaalisignaalin kulloinkin w peräkkäisen signaalielementin Aw·N/w mahdollisia yhdistelmiä vastaavat osasummasignaalit vastaavista, esiintyvän suodatussäädön mukaan arvioiduista väliottosignaalielementeistä, selattujen väliottosignaalielementtien mukaisesti, jolloin osasummasignaalimuistin ie 83009 (RAM) ulostulo on yhdistetty samoin koodauslaitteen (ROM) kautta ohjattavan signaalisummainlaitteen (Σ) toiseen sisäänmenoon (B), joka signaalisummainlaite on ulostuloltaan (σ) kytketty takaisin sen toiseen sisäänmenoon (C) ja siten summaa kulkuaikavaiheen aikana luetut osasummasignaalit, jolloin käsitelty ulostulosignaali esiintyy tämän ulostulossa (σ).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että osasummasignaalimuistin (RAM) ulostulo on yhdistetty samoin ohjausjohtojen kautta koodauslaitteeseen (ROM) liitetyn, jokaisen kulkuaikavaiheen aikana esiintyvän, asetussuureella (g) arvioidun virhesignaalin ( ok) toisen sisäänmenon sisältävän signaalisummainkytkennän (S) toiseen sisäänmenoon (E), jonka ulostulo (s) johtaa osasummasignaalimuistin (RAM) sisäänkirjoitussisäänmenoon.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että signaalisummainlaitteen (S) toinen sisäänmeno (D) on kuormitettu asetussuureella (g) ja väliottosignaali-elementtien neliöiden summalla arvioidulla virhesignaalilla ( ok).

10. Jonkin patenttivaatimuksista 7-9 mukainen kytkentälai te, tunnettu siitä, että selauslaite (M) sisältää w tahdistimeen yhdistettyä multiplekseriä (Ml, Mw), joissa on kussakin N/w sisäänmenoa, jolloin kulloinkin kyseessä olevat sisäänmenot (01', 11', 0w', lw', ...) on liitetty väliottojen (O', 2', 1', 3', ...) yksittäisten ryhmien toisiaan vastaaviin väliottoihin (O', 1'; 2', 3'; ...).

11. Jonkin patenttivaatimuksista 7-10 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että koodauslaite (ROM) on muodostettu ROM-muistilla.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 7-11 mukainen kytkentälaite ternäärisignaalin käsittelemiseksi, tunnettu siitä, että kulkuaikaketju (L) sisältää binäärisellä itseisarvosig- 17 83009 naalilla kuormitetun (N-l)-asteisen haaran (L") ja binäärisellä etumerkkisignaalilla kuormitetun (N-l)-asteisen haaran (L’), jotka on yhdistetty kumpikin omaan, yhteiseen koodaus-laitteeseen (ROM) johtavaan selauslaitteeseen (Ml', Mw'; Ml", Mw").