FR2647609A1 - METHOD FOR DETERMINING THE INITIAL VALUES OF THE COEFFICIENTS OF A NON-RECURSIVE EQUALIZER - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de détermination du coefficient d'un égaliseur non récursif utilisé dans le récepteur d'un système de transmission de données en envoyant sur la voie de transmission une séquence de données périodiques connues, en calculant la transformation de Fourier connue Ck de l'égaliseur à l'aide de la séquence de données reçues, soit directement, soit par l'intermédiaire de la transformation de Fourier discrète Ukde la voie, et en calculant les coefficients de l'égaliseur par une transformation de Fourier discrète inverse de ladite transformation de Fourier discrète Ck de l'égaliseur. Pour que les coefficients puissent être calculés à l'aide d'une séquence de synchronisation plus courte, le procédé est caractérisé en ce que le nombre de composantes spectrales de la transformation de Fourier discrète de l'égaliseur ou de la voie soit augmenté par interpolation de composantes intermédiaires entre les composantes spectrales d'origine avant ledit calcul de la transformation de Fourier discrète inverse.The invention relates to a method for determining the coefficient of a non-recursive equalizer used in the receiver of a data transmission system by sending over the transmission channel a sequence of known periodic data, by calculating the known Fourier transform Ck of the equalizer using the sequence of data received, either directly or through the discrete Fourier transform Uk of the channel, and by calculating the equalizer coefficients by an inverse discrete Fourier transform of said discrete Fourier transform Ck of the equalizer. In order that the coefficients can be calculated using a shorter synchronization sequence, the method is characterized in that the number of spectral components of the discrete Fourier transform of the equalizer or the channel is increased by interpolation of components intermediate between the original spectral components before said calculation of the inverse discrete Fourier transform.
Description
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PROCEDE POUR DETERMINER LES VALEURS INITIALES DES COEFFI- METHOD FOR DETERMINING THE INITIAL VALUES OF COEFFI-
CIENTS D'UN EGALISEUR NON RECURSIF.CIENTS OF A NON-RECURSIVE EQUALIZER.
L'invention concerne un procédé de détermination du coefficient d'un égaliseur non récursif utilisé dans le récepteur d'un système de transmission de données en The invention relates to a method for determining the coefficient of a non-recursive equalizer used in the receiver of a data transmission system.
envoyant sur la voie de transmission une séquence de don- sending on the transmission channel a sequence of
nées périodiques connues, en calculant la transformation de Fourier discrète C(k) de l'égaliseur à l'aide de la séquence de données reçue, soit directement, soit par l'intermédiaire de la transformation de Fourier discrète U(k), et en calculant les coefficients de l'égaliseur par une transformation de Fourier discrète inverse par rapport à ladite transformation de Fourier discrète C(k) de l'égaliseur pour déterminer les valeurs initiales dudit coefficient. Dans un système de transmission de données synchrone, les données à émettre se présentent sous la forme d'une suite de bits. Dans l'émetteur (par exemple un modem), les bits sont convertis en symboles de signalisation qui sont ensuite émis sur la voie de transmission à une cadence de signalisation donnée 1/T, o T est l'intervalle entre les symboles. Dans le récepteur (par exemple un modem), les symboles reçus sont détectés et sont reconvertis en une suite de bits de données. La voie de transmission dégrade le signal émis du fait de diverses sources de brouillage, dont la distorsion linéaire (distorsion d'amplitude et de known periodic methods, by calculating the discrete Fourier transform C (k) of the equalizer by means of the received data sequence, either directly or via the discrete Fourier transform U (k), and calculating the coefficients of the equalizer by an inverse discrete Fourier transform with respect to said discrete Fourier transform C (k) of the equalizer to determine the initial values of said coefficient. In a synchronous data transmission system, the data to be transmitted is in the form of a series of bits. In the transmitter (for example a modem), the bits are converted into signaling symbols which are then transmitted on the transmission channel at a given signaling rate 1 / T, where T is the interval between the symbols. In the receiver (eg a modem), the received symbols are detected and converted back into a series of data bits. The transmission path degrades the transmitted signal due to various sources of interference, including linear distortion (distortion of amplitude and
temps de propagation) et le bruit.propagation time) and noise.
Pour atténuer ce problème, le système peut être pourvu d'un égaliseur adaptatif, par exemple un filtre transversal numérique avec des coefficients de captage variables et un intervalle T' de captage égal ou inférieur (égaliseur à espaces fractionnaires) à l'intervalle T entre symboles du signal. Un premier procédé pour calculer les valeurs initiales des coefficients de l'égaliseur non récursif à espaces fractionnaires est présenté dans Rapid Training of a Voiceband Data-Modem Receiver Employing an Equalizer with Fractional-T Spaced Coefficients, IEEE Transactions on To alleviate this problem, the system may be provided with an adaptive equalizer, for example a digital cross-sectional filter with variable sensing coefficients and an equal or lower sensing interval T '(fractional-space equalizer) at the interval T between signal symbols. A first method for calculating the initial values of the coefficients of the fractional-space non-recursive equalizer is presented in Rapid Training of a Voiceband Data-Modem Receiver Employing an Equalizer with Fractional-T Spaced Coefficients, IEEE Transactions on
Communications, Vol. COM-35, p. 869-876, oct. 1987. Communications, Vol. COM-35, p. 869-876, Oct. 1987.
Dans ce procédé de la technique antérieure, les données émises sur une voie de transmission sont précédées par une suite périodique de symboles appelée séquence de synchronisation, dans laquelle chaque période contient N symboles. La fonction de transfert U(k) de la voie est estimée d'abord en calculant la transformation de Fourier discrète (TFD) R(k) d'au moins une période du signal de synchronisation reçu, puis en la divisant par la TFD S(k) de la séquence de synchronisation émise. La fonction de transfert C(k) de l'égaliseur est obtenue à partir du rapport C(k) = B(k)S(k)/R(k), o B(k) est le spectre de référence, c'est-à-dire la fonction de transfert voulue du système (la fonction de transfert commune de la voie de transmission et de l'égaliseur). Les coefficients de l'égaliseur sont obtenus par la TFD inverse de Clk). Ainsi, l'espace de temps ou le temps de propagation de l'égaliseur est égal à la longueur NT In this prior art method, the data transmitted on a transmission path is preceded by a periodic sequence of symbols called synchronization sequence, in which each period contains N symbols. The transfer function U (k) of the channel is estimated first by calculating the discrete Fourier transform (DFT) R (k) of at least one period of the received synchronization signal and then dividing it by the DFT S (k) the transmitted synchronization sequence. The transfer function C (k) of the equalizer is obtained from the ratio C (k) = B (k) S (k) / R (k), where B (k) is the reference spectrum, c ' that is, the desired transfer function of the system (the common transfer function of the transmission channel and the equalizer). The coefficients of the equalizer are obtained by the inverse DFT of Clk). Thus, the time space or the propagation time of the equalizer is equal to the length NT
de la séquence de synchronisation.of the synchronization sequence.
Un important problème à surmonter par l'égalisation initiale est le brouillage entre symboles provoqué par la distorsion du temps de propagation, c'est-a-dire le temps de propagation de groupe. La distorsion du temps de propagation signifie que la voie de transmission de données retarde les différentes fréquences à un degré différent. Dans une liaison téléphonique, le temps de propagation en fonction de la fréquence forme une fonction typiquement parabolique dans laquelle le temps de propagation s'accroit depuis le milieu An important problem to be overcome by the initial equalization is the inter-symbol interference caused by the distortion of the delay, ie the group delay. The delay distortion means that the data transmission channel delays the different frequencies to a different degree. In a telephone connection, the propagation delay as a function of frequency forms a typically parabolic function in which the propagation time increases from the medium
de la bande de fréquences vers ses bords. from the frequency band to its edges.
L'espace de temps de la réponse impulsionnelle dans une voie provoquant une distorsion du temps de propagation est sensiblement égale à sa différence maximale de temps de propagation entre les différentes fréquences. L'égalisation de ce type de voie nécessite ordinairement un égaliseur ayant une durée de réponse impulsionnelle égale ou, de préférence, supérieure à la durée de la réponse The time space of the impulse response in a path causing a distortion of the propagation time is substantially equal to its maximum difference in propagation time between the different frequencies. The equalization of this type of channel usually requires an equalizer having an equal impulse response duration or, preferably, greater than the duration of the response.
impulsionnelle de la voie.impulse of the way.
Le bon déroulement du procédé décrit ci-dessus nécessite que soient envoyées au moins 1,5 à 3 périodes d'une séquence périodique de synchronisation, car une augmentation du nombre de périodes facilite la limitation d'autres défauts affectant les signaux, par exemple le bruit, le déplacement de fréquence et la gigue de phase. La longueur requise de la séquence de synchronisation est donc de 2 à 3 fois la The smooth running of the method described above requires that at least 1.5 to 3 periods of a periodic synchronization sequence be sent, since an increase in the number of periods facilitates the limitation of other defects affecting the signals, for example the noise, frequency shift and phase jitter. The required length of the synchronization sequence is therefore 2 to 3 times the
distorsion maximale du temps de propagation. maximum distortion of the propagation time.
Dans de nombreux cas, les coefficients de l'égaliseur ne doivent être calculés qu'au moment du déclenchement de l'émission. Comme cela n'arrive pas très souvent, le bit supplémentaire provoqué par la séquence de synchronisation In many cases, the equalizer coefficients should be calculated only when the program is triggered. Since this does not happen very often, the extra bit caused by the synchronization sequence
est insignifiant en regard de la durée totale de l'émission. is insignificant compared to the total duration of the program.
Dans d'autres cas, en particulier lors de l'interrogation de réseaux multipoints, l'émlssion de données consiste en de courts messages. Comme chaque message doit être précédé par une séquence de synchronisation et que la qualité de transmission du système peut être définie comme le rapport du temps nécessaire pour envoyer un message au temps durant lequel la voie est occupée, il est évident qu'il est extrémement important de limiter le plus possible la longueur In other cases, especially when interrogating multipoint networks, the data emlssion consists of short messages. Since each message must be preceded by a synchronization sequence and the transmission quality of the system can be defined as the ratio of the time required to send a message to the time the channel is busy, it is obvious that it is extremely important. to limit as much as possible the length
de la séquence de synchronisation.of the synchronization sequence.
Le procédé décrit ci-dessus pour calculer les coefficients d'un égaliseur a pour conséquence un égaliseur cyclique ayant une longueur de période NT. Si la longueur de la période de la séquence de synchronisation est réduite de façon à être plus courte que la durée de la réponse impulsionnelle de la voie, ce qui a pour résultat un effet d'escalier des périodes de l'égaliseur dans le domaine du temps. Cela amoindrit considérablement les performances de l'égaliseur. Un phénomène correspondant peut survenir en s liaison avec une voie de transmission difficile dont la durée The method described above for calculating the coefficients of an equalizer results in a cyclic equalizer having a period length NT. If the length of the period of the synchronization sequence is reduced to be shorter than the duration of the impulse response of the channel, which results in a staircase effect of the equalizer periods in the field of the time. This greatly reduces the performance of the equalizer. A corresponding phenomenon can occur in connection with a difficult transmission path whose duration
de la réponse impulsionnelle est supérieure à NT. the impulse response is greater than NT.
L'invention vise à réaliser un procédé à l'aide duquel des coefficients d'égaliseur peuvent être calculés à l'aide d'une très courte séquence périodique de synchronisation. L'invention vise aussi à réaliser un procédé qui, malgré la courte séquence de synchronisation, puisse calculer les coefficients d'un égaliseur de façon que le brouillage entre The object of the invention is to provide a method by which equalizer coefficients can be calculated using a very short periodic synchronization sequence. The invention also aims to provide a method which, despite the short synchronization sequence, can calculate the coefficients of an equalizer so that the interference between
les symboles soit très réduit.the symbols are very small.
L'invention vise également à réaliser un procédé qui effectue rapidement et efficacement des calculs de façon qu'il puisse etre réalisé avec une unité de traitement de The object of the invention is also to provide a method which performs calculations quickly and efficiently so that it can be performed with a processing unit of
signaux numériques.digital signals.
Ces objectifs sont atteints à l'aide d'un procédé selon l'invention, en calculant par interpolation des composantes intermédiaires entre les composantes spectrales d'origine du spectre de la voie ou de l'égaliseur après la détermination de la TFDD de la voie ou de l'égaliseur, en calculant ensuite la TFD inverse du spectre interpolé obtenu de l'égaliseur, de façon à obtenir un égaliseur ayant une longueur plus grande These objectives are achieved by means of a method according to the invention, calculating by interpolation of the intermediate components between the original spectral components of the spectrum of the channel or the equalizer after the determination of the channel's TFDD. or equalizer, then calculating the inverse DFT of the interpolated spectrum obtained from the equalizer, so as to obtain an equalizer having a greater length
que la longueur de la séquence de synchronisation. as the length of the synchronization sequence.
Concrètement, cela signifie que la durée d'une seule période de la séquence de synchronisation peut être raccourcie presqu'à une moitié de la valeur d'origine sans Concretely, this means that the duration of a single period of the synchronization sequence can be shortened to almost half of the original value without
nuire aux performances de l'égaliseur. adversely affect the performance of the equalizer.
D'autre part, si la longueur de la séquence de synchronisation n'est pas raccourcie, la longueur de l'égaliseur qui en résulte est deux fois plus grande que précédemment, si bien qu'il peut servir à l'égalisation de On the other hand, if the length of the synchronization sequence is not shortened, the length of the equalizer that results is twice as large as before, so that it can be used for the equalization of
distorsions provoquées même par une voie difficile. distortions caused even by a difficult path.
L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide de formes de réalisation en référence aux dessins, sur lesquels: la Figure 1 représente une séquence de synchronisation constituée par une impulsion envoyée à des intervalles de NT; la Figure 2 représente une partie réelle d'une réponse d'une voie reçue dans un récepteur pour la séquence impulsionnelle de la Figure 1 quand la réponse impulsionnelle de la voie est plus longue que NT; les figures 3 et 4 représentent des caractéristiques de phase et de temps de propagation de groupe pour la voie, et les figures 5 et 6 représentent les caractéristiques de temps de propagation de la partie réelle de la réponse impulsionnelle calculée par le procédé de base de l'égaliseur; la Figure 7 représente le spectre d'amplitude de l'égaliseur calculé, lorsque l'intervalle entre les composantes spectrales est de 1/NT; la Figure 8 représente le spectre d'amplitude de la voie de la Figure 7 quand des composantes spectrales ont été interpolées dans celle-ci à des intervalles de 1/2 NI; la Figure 9 représente la partie réelle cyclique de la réponse impulsionnelle d'un égaliseur, calculée d'après le spectre interpolé; et la Figure 10 représente une caractéristique égalisée de temps de propagation de groupe, correspondant au spectre The invention will now be described in more detail by way of embodiments with reference to the drawings, in which: Figure 1 shows a timing sequence consisting of a pulse sent at intervals of NT; Figure 2 shows a real part of a response of a channel received in a receiver for the pulse sequence of Figure 1 when the impulse response of the channel is longer than NT; FIGS. 3 and 4 show phase and group delay characteristics for the channel, and FIGS. 5 and 6 show the propagation time characteristics of the real part of the impulse response calculated by the basic method of the channel. equalizer; Figure 7 shows the amplitude spectrum of the calculated equalizer, when the interval between the spectral components is 1 / NT; Figure 8 shows the amplitude spectrum of the channel of Figure 7 when spectral components have been interpolated therein at 1/2 NI intervals; Figure 9 shows the real cyclic part of the impulse response of an equalizer, calculated from the interpolated spectrum; and Figure 10 shows an equalized group delay characteristic, corresponding to the spectrum
interpolé de la Figure 9.interpolated from Figure 9.
Dans le procédé selon l'invention, les coefficients d'un égaliseur non récursif utilisé dans le récepteur d'un système de transmission de données sont calculés en déterminant la transformation de Fourier discrète de la réponse impulsionnelle de l'égaliseur à l'aide d'une séquence de synchronisation envoyée sur la voie, directement ou par l'intermédiaire de la TFD de la voie. Les coefficients de l'égaliseur sont obtenus par l'inverse de la TFD à partir de la TFD de l'égaliseur. La nouveauté du procédé réside dans le traitement de la TFD ou du spectre de l'égaliseur ou de la In the method according to the invention, the coefficients of a non-recursive equalizer used in the receiver of a data transmission system are calculated by determining the discrete Fourier transform of the impulse response of the equalizer with the aid of a synchronization sequence sent on the channel, directly or via the DFT of the channel. The coefficients of the equalizer are obtained by the inverse of the DFT from the DFT of the equalizer. The novelty of the process lies in the processing of the DFT or the spectrum of the equalizer or the
voie avant le calcul des coefficients. way before calculating the coefficients.
La structure générale et le fonctionnement du système de transmission luimême et de l'égaliseur non récursif sont évidents pour ceux qui connaissent bien la technique, et on The general structure and operation of the transmission system itself and the non-recursive equalizer are obvious to those familiar with the technique, and
se reportera à l'article précité et à la description du see the aforementioned article and the description of the
brevet des E.U.A. n' 4 152 649. L'invention peut être mise en oeuvre dans des égaliseurs présentés dans l'article et dans U.S. Patent No. 4,152,649. The invention can be implemented in equalizers presented in the article and in
la description de brevet, ou dans d'autres égaliseurs the patent description, or in other equalizers
appropriés. Les principes du procédé de base servant à déterminer les coefficients de l'égaliseur non récursif sont également présentés dans l'article précité. Pour faciliter la compréhension de l'invention, les principes de base du appropriate. The principles of the basic method for determining the coefficients of the non-recursive equalizer are also presented in the aforementioned article. To facilitate the understanding of the invention, the basic principles of
procédé seront décrits ci-après avant la description du process will be described below before the description of the
principe de l'invention.principle of the invention.
En supposant que la réponse impulsionnelle équivalente à la bande de base d'une voie de transmission dans un système de transmission de données doive être égalisée par un égaliseur non récursif ayant un espacement de captage (M/K)-T inférieur ou égal à l'intervalle T entre symboles du signal, le nombre de coefficients de captage dans l'égaliseur non Assuming that the impulse response equivalent to the baseband of a transmission channel in a data transmission system must be equalized by a non-recursive equalizer having a (M / K) -T pickup spacing less than or equal to 1 interval T between signal symbols, the number of sensing coefficients in the non-equalizer
récursif étant de NK/M.recursive being NK / M.
Avant l'émission de données, l'émetteur envoie une séquence périodique s(t) de synchronisation avec une longueur de période de NT. Le signal émis se propage par la voie et Prior to the transmission of data, the transmitter sends a periodic sequence s (t) of synchronization with a period length of NT. The transmitted signal is propagated by the way and
est échantillonné à la fréquence d'échantillonnage (M/K)-T. is sampled at the sampling rate (M / K) -T.
Au niveau du récepteur, la présence d'une séquence périodique de synchronisation est contrôlée en permanence At the receiver, the presence of a periodic synchronization sequence is constantly monitored
dans le signal d'arrivée, et une période r(n), n = 0, 1... in the arrival signal, and a period r (n), n = 0, 1 ...
NK/M, est extraite de la séquence périodique de NK / M, is extracted from the periodic sequence of
synchronisation reçue.received synchronization.
En calculant la TFD des échantillons reçus ou de la période r(n), la TFD de la caractéristique de fréquence L(k) de la voie peut être déterminée U(k) = R(k)/S(k) (1) en des points de fréquence 1/NT uniformément espacés, o R(k) est la TFD de la séquence de synchronisation reçue, et S(k) By calculating the DFT of the received samples or the period r (n), the DFT of the frequency characteristic L (k) of the channel can be determined U (k) = R (k) / S (k) (1) at uniformly spaced 1 / NT frequency points, where R (k) is the DFT of the received timing sequence, and S (k)
est la TFD de la séquence de synchronisation émise. is the DFT of the transmitted synchronization sequence.
La TFD ou la caractéristique de fréquence C(k) de l'égaliseur peut maintenant être obtenue en calculant le rapport C(k) = B(k)/U(k) = B(k). S(k)/R(k) (2) Enfin, les coefficients de captage de l'égaliseur sont obtenus en calculant la TFD inverse de C(k). Le temps de propagation ou espace de temps de la réponse impulsionnelle de l'égaliseur obtenu est égale à la longueur NT de période The DFT or the frequency characteristic C (k) of the equalizer can now be obtained by calculating the ratio C (k) = B (k) / U (k) = B (k). S (k) / R (k) (2) Finally, the coefficients of capture of the equalizer are obtained by calculating the inverse DFT of C (k). The propagation time or time space of the impulse response of the obtained equalizer is equal to the length NT of period
de la séquence de synchronisation.of the synchronization sequence.
Cependant, dans le contexte de l'invention, la manière exacte dont la TFD de la voie ou de l'égaliseur est calculée pour l'interpolation selon l'invention ne présente pas une However, in the context of the invention, the exact way in which the DFT of the channel or equalizer is calculated for the interpolation according to the invention does not present a
importance capitale.capital importance.
Dans la suite de la présente description, le procédé de In the remainder of the present description, the method of
base sera représenté sous une forme graphique, en supposant pour plus de simplicité que les impulsions sont envoyées à des intervalles de N symboles, comme représenté sur la Figure 1. Si la durée de la réponse impulsionnelle de la voie est inférieure à NT, la réponse impulsionnelle u(t) de la voie est obtenue directement dans le récepteur. L'égaliseur peut alors être calculé directement à partir de la transformation The base will be represented in a graphical form, assuming for simplicity that the pulses are sent at intervals of N symbols, as shown in Figure 1. If the duration of the impulse response of the channel is less than NT, the response impulse u (t) of the channel is obtained directly in the receiver. The equalizer can then be calculated directly from the transformation
de Fourier discrète U(k) de la réponse impulsionnelle u(k). discrete Fourier U (k) of the impulse response u (k).
La réponse impulsionnelle de l'égaliseur peut de ce fait être entièrement placée dans le temps de propagation NT, de façon qu'il puisse égaliser même des données non périodiques arbitraires. Avec une voie très difficile, la réponse impulsionnelle de la voie peut être plus longue que NI, grâce à quoi les réponses des périodes successives (dans ce cas, des impulsions) de la séquence de synchronisation subissent lin effet d'escalier dans le récepteur, comme repr-senté sur la Figure 2. La voie peut de ce fait avoir, par exemple, la caractéristique de phase représentée sur la Figure 3 et la caractérist:que de temps de propagation de groupe représentée sur la Figure 4. La réponse impulsionnelle et la caractéristique de temps de propagation de groupe de l'égaliseur résultant du procédé de base sont représentées sur les figures 5 et 6. La réponse impulsionnelle de ce type d'égaliseur ne peut pas être entièrement décalée dans les The impulse response of the equalizer can therefore be fully placed in NT propagation time, so that it can equalize even arbitrary non-periodic data. With a very difficult path, the impulse response of the channel may be longer than NI, whereby the responses of the successive periods (in this case, pulses) of the synchronization sequence undergo the staircase effect in the receiver, As shown in FIG. 2, the channel can have, for example, the phase characteristic shown in FIG. 3 and the group delay characteristic shown in FIG. the group delay characteristic of the equalizer resulting from the basic method are shown in FIGS. 5 and 6. The impulse response of this type of equalizer can not be entirely shifted in the
limites du temps de propagation NT.. NT propagation time limits.
Dans le procédé selon l'invention, la TFD U(k) de la voie et/ou la TFD C(k) de l'égaliseur sont d'abord déterminées soit par le procédé de base connu, soit, In the method according to the invention, the channel U D (k) and / or the equalizer EFT (C) are firstly determined either by the known basic method or
également, par l'une de ses variantes. also, by one of its variants.
Ensuite, une composante intermédiaire, par exemple, est déterminée par interpolation entre les composantes spectrales d'origine de la TFD de la voie ou de l'égaliseur, l'intervalle entre les composantes spectrales de la TFD interpolée (spectre) étant de 1/2NT, comme représenté sur les Then, an intermediate component, for example, is determined by interpolation between the original spectral components of the DFT of the channel or equalizer, the interval between the spectral components of the interpolated DFT (spectrum) being 1 / 2NT, as shown on the
figures 7 et 8.Figures 7 and 8.
Enfin, si le spectre à interpoler est le spectre C(k) de l'égaliseur, les coefficients de captage de l'égaliseur, maintenant de nombre 2N, sont calculés à l'aide de la TFD inverse du spectre C'(k) interpolé de l'égaliseur. L'espace Finally, if the spectrum to be interpolated is the spectrum C (k) of the equalizer, the capture coefficients of the equalizer, now of number 2N, are calculated using the inverse DFT of the spectrum C '(k) interpolated from the equalizer. Space
de temps de l'égaliseur obtenu est ainsi de 2 NT, c'est-à- time of the equalizer obtained is thus 2 NT, that is,
dire deux fois plus long que sans interpolation, ainsi que la "dynamique" du temps de propagation, c'est-à-dire que l'égaliseur est à même de traiter les temps de propagation de twice as long as without interpolation, as well as the "dynamics" of the propagation delay, ie the equalizer is able to process the propagation delays of
la voie dans des limites de 0 à 2 NT. the track in limits of 0 to 2 NT.
D'autre part, si le spectre à interpoler est le spectre U(k) de la voie, le nouveau spectre C'(k) = B(k)/U'(k) de l'égaliseur est calculé le premier, les coefficients de captage étant calculés ensuite à partir du spectre de On the other hand, if the spectrum to be interpolated is the spectrum U (k) of the channel, the new spectrum C '(k) = B (k) / U' (k) of the equalizer is calculated first, the capture coefficients are then calculated from the spectrum of
l'égaliseur, comme décrit plus haut. the equalizer, as described above.
Diverses techniques d'interpolation seront évoquées ci- Various interpolation techniques will be discussed below.
après. Le spectre de voie et d'égaliseur est complexe, aussi est-il également nécessaire de définir des parties réelles et imaginaires pour les composantes intermédiaires. La manière la plus simple serait d'interpoler les parties réelles et imaginaires des composantes intermédiaires directement à partir des parties réelles et imaginaires des composantes spectrales d'origine. On obtient de la sorte un égaliseur d'une longueur de 2 NT, alors que le résultat peut être plus ou moins défectueux, selon les modalités de l'interpolation, et il est en outre souvent impossible de déduire la bonne after. The channel and equalizer spectrum is complex, so it is also necessary to define real and imaginary parts for the intermediate components. The simplest way would be to interpolate the real and imaginary parts of the intermediate components directly from the real and imaginary parts of the original spectral components. In this way we obtain an equalizer with a length of 2 NT, while the result can be more or less defective, depending on the modalities of the interpolation, and it is also often impossible to deduce the correct
phase de la composante intermédiaire. phase of the intermediate component.
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, l'amplitude A(k) et la phase P(k) des composantes spectrales du spectre de la voie ou de l'égaliseur sont d'abord déterminées, et les phases des composantes intermédiaires sont déduites de la fonction de phase, ou l'amplitude et la phase des composantes intermédiaires sont interpolées à In the preferred embodiment of the invention, the amplitude A (k) and the phase P (k) of the spectral components of the spectrum of the channel or of the equalizer are firstly determined, and the phases of the intermediate components are deduced from the phase function, or the amplitude and phase of the intermediate components are interpolated to
l'aide de la fonction d'amplitude.using the amplitude function.
Les amplitudes des composantes intermédiaires peuvent être déterminées directement à partir des amplitudes de chaque paire de composantes contiguës d'origine du spectre d'origine de l'égaliseur ou de la voie (cf. Figure 7), en interpolant par exemple selon l'approximation suivante: A(k+i) = A(k) + A(k+l) A(k+I) 2 25> Cependant, le calcul de la phase des composantes intermédiaires n'est pas uniformément exempt d'ambiguïté, car les valeurs de phase des composantes spectrales calculées par une opération sur des tangentes d'arc sont comprises entre n et -n et contiennent des points de discontinuité. Une fonction de phase continue peut être formée à partir des valeurs de phase calculées en ajoutant à chacune des valeurs de phase un multiple approprié de 2n si les échantillons sont assez proches les uns des autres pour que les points de discontinuité puissent être observés. Avec un égaliseur très court et une voie à forte distorsion, la variation du temps de propagation de groupe de la voie peut étre plus grande que l'espace de temps de l'égaliseur. Cela signifie que le déphasage entre deux points de fréquence contigus peut être supérieur à 2n, ce qui rend impossible la détermination du multiple de 2n qui doit être ajouté à la valeur de phase calculée. Sur la Figure 3, par exemple, on ne peut pas savoir avec certitude si la valeur correcte de la phase de la composante intermédiaire, interpolée à partie des phases P1 et P2 d'origine, est Px ou Pv. Il en résulte une distorsion The amplitudes of the intermediate components can be determined directly from the amplitudes of each pair of original contiguous components of the original spectrum of the equalizer or the channel (see Figure 7), interpolating for example according to the approximation following: A (k + i) = A (k) + A (k + 1) A (k + I) 2> However, the calculation of the phase of the intermediate components is not uniformly unambiguous because the phase values of the spectral components calculated by an operation on arc tangents are between n and -n and contain discontinuity points. A continuous phase function can be formed from the calculated phase values by adding to each of the phase values an appropriate multiple of 2n if the samples are close enough to each other for the discontinuity points to be observed. With a very short equalizer and a high distortion path, the variation in the group delay of the channel can be greater than the time space of the equalizer. This means that the phase difference between two contiguous frequency points may be greater than 2n, which makes it impossible to determine the multiple of 2n to be added to the calculated phase value. In Figure 3, for example, it can not be known with certainty whether the correct value of the phase of the intermediate component, interpolated from the original phases P1 and P2, is Px or Pv. This results in distortion
et un effet d'escalier de la réponse impulsionnelle. and a staircase effect of the impulse response.
Dans la forme préférée de réalisation de l'invention, la caractéristique de temps de propagation de groupe de la voie est calculée d'après les phases des composantes d'origine. Le temps de propagation de groupe G(f) est généralement déterminé de la manière suivante: dP(f) G(f) 2Tdf (6) o P(f) est la phase du spectre de la voie. Avec des points de fréquence discrets, la valeur du G(k) aux différents points de fréquence peut être approchée P(k)-P(k-1) P(k)-P(k-1) G(k) k 2n[f(k)-f(k-1)] 2 N (7) Lors du calcul du temps de propagation de groupe de la voie, des points ambigus peuvent être déterminés, parce que le comportement du temps de propagation de groupe de la voie est connu avec une précision prédéterminée. Par exemple, le temps de propagation d'une liaison téléphonique en fonction de la fréquence forme une fonction parabolique qui augmente depuis le milieu de la bande de fréquence vers les bords et - IL ne contient aucun point de changement brusque. En outre, la voie est causale, ce qui signifie qu'il ne peut pas exister In the preferred embodiment of the invention, the group delay characteristic of the channel is calculated from the phases of the original components. The group delay G (f) is generally determined as follows: dP (f) G (f) 2Tdf (6) where P (f) is the phase of the spectrum of the channel. With discrete frequency points, the value of G (k) at different frequency points can be approximated P (k) -P (k-1) P (k) -P (k-1) G (k) k 2n [f (k) -f (k-1)] 2 N (7) When calculating the group delay of the channel, ambiguous points can be determined, because the behavior of the group delay of the channel way is known with a predetermined accuracy. For example, the propagation time of a telephone link as a function of frequency forms a parabolic function which increases from the middle of the frequency band towards the edges and - IL contains no point of sudden change. In addition, the path is causal, which means that it can not exist
de temps de propagation négatifs.negative propagation times.
En utilisant ces informations sur la voie, une fonction non ambiguë G(k) de temps de propagation de groupe peut être formée, selon l'invention, à l'aide de l'équation (7) à partir de la transformation de Fourier discrète U(k) de la voie en supposant que le temps de propagation de groupe ne peut pas modifier plus d'une valeur maximale prédéterminée entre deux points de fréquence prédéterminée. En ajoutant le multiple de 2n aux valeurs après les points de discontinuité et en choisissant la valeur qui coïncide le mieux avec la courbe de la fonction supposée du temps de propagation, le temps de propagation, ainsi que la phase des composantes d'origine, peuvent être déterminés avec une probabilité maximale. Sur la Figure 10, par exemple, on sait que la courbe correcte du temps de propagation de groupe doit former un prolongement D représenté en traits mixtes, et non une partie E de temps de propagation représentée par un trait continu, si bien que la valeur de temps de propagation By using this channel information, an unambiguous group delay function G (k) can be formed, according to the invention, using equation (7) from the discrete Fourier transform. U (k) of the channel assuming that the group delay can not modify more than one predetermined maximum value between two predetermined frequency points. By adding the multiple of 2n to the values after the points of discontinuity and choosing the value that best coincides with the curve of the assumed delay function, the propagation time, as well as the phase of the original components, can to be determined with maximum probability. In Figure 10, for example, it is known that the correct group delay curve should form an extension D shown in phantom, and not a portion E of propagation time represented by a solid line, so that the value of propagation time
interpolée entre Gi et G2 doit être Gx au lieu de Gy. interpolated between Gi and G2 must be Gx instead of Gy.
Le calcul de la fonction du temps de propagation de groupe commence de préférence à une fréquence de courant continu ou quelque autre fréquence a laquelle le temps de propagation de groupe est supposé être court, puis en The calculation of the group delay function preferably begins at a DC frequency or some other frequency at which the group delay is assumed to be short, then
avançant séparément vers les deux bords de la bande. advancing separately to both edges of the band.
Si la TFD à interpoler est la TFD de l'égaliseur, la phase P(k) des composantes intermédiaires peut alors être déduite directement, ou elle peut être interpolée à chaque point de fréquence discret, par exemple selon l'approximation ci-après. P(i) = Pfo) + P(1)PO If the DFT to be interpolated is the DFT of the equalizer, the phase P (k) of the intermediate components can then be deduced directly, or it can be interpolated at each discrete frequency point, for example according to the approximation hereinafter. P (i) = Pfo) + P (1) PO
22
= P(k) + P( k+l)-P( k-) P(k+) = P(k) + () k = 1, 2...(NK/2M)-1 = P (k) + P (k + 1) -P (k-) P (k +) = P (k) + () k = 1, 2 ... (NK / 2M) -1
P(0)-P(NK/M)P (0) -P (NK / M)
P(i) = P(0) P)-(N/M) Pal,)= P(k) + Pk--P(k+) k = -1, -2,..., -(NK/2M) + 1 Ensuite, les parties réelles et imaginaires du spectre interpolé C'(k) = 1/U'(k) de l'égaliseur sont calculées re[C'(k+)] = A(k+) cos[R k+)] Im[C'(k+)] = A(k+) sin[P(k+i)] Les coefficients de captage de l'égaliseur, maintenant au nombre de 2N, sont obtenus d'une manière classique en calculant la TFD inverse du spectre interpolé C'(k) de l'égaliseur. L'égaliseur obtenu a, par exemple, une longueur P (i) = P (0) P) - (N / M) Pal,) = P (k) + Pk - P (k +) k = -1, -2, ..., - (NK / 2M ) + 1 Then the real and imaginary parts of the interpolated spectrum C '(k) = 1 / U' (k) of the equalizer are calculated re [C '(k +)] = A (k +) cos [R k +) ] Im [C '(k +)] = A (k +) sin [P (k + i)] The capture coefficients of the equalizer, now 2N, are obtained in a conventional way by calculating the inverse DFT interpolated spectrum C '(k) of the equalizer. The equalizer obtained has, for example, a length
de 2NT, comme représenté sur la Figure 9. of 2NT, as shown in Figure 9.
Dans l'exemple ci-dessus, la longueur de l'égaliseur et le nombre de coefficients ont été doublés; en général, le nombre de coefficients peut être augmenté x fois, x étant ' O. Le procédé selon l'invention ne nécessite qu'une faible capacité de calcul et est donc facile à mettre en oeuvre, même dans les éealiseurs non récursifs existants, en In the example above, the length of the equalizer and the number of coefficients have been doubled; in general, the number of coefficients can be increased x times, x being 0. The method according to the invention requires only a small computation capacity and is therefore easy to implement, even in existing non-recursive performers, in
modifiant le programme de calcul de coefficients. modifying the coefficient calculation program.
Même s'il n'a été décrit ci-dessus que peu de modalités d'interpolation préférées, il est également possible d'utiliser d'autres modalités d'interpolation sans s'écarter Although only a few preferred interpolation modalities have been described above, it is also possible to use other interpolation modalities without departing
du cadre de l'invention.of the scope of the invention.
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