NL1008296C2 - Adaptief filter. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Adaptief filter.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een schakeling voor het schatten van een onbekend systeem met gebruikmaking van een adaptief filter en, meer in het bijzonder, op een adaptief filter dat op geschikte wijze wordt 5 toegepast in een echo-opheffer voor het opheffen van een echo die problemen veroorzaakt op een relatief lange lijn met de transmissiepadvertraging die met conversie van 2-draads naar 4-draads gepaard gaat.

Bij systeemidentificatie met gebruikmaking van een 10 adaptief filter wordt, teneinde een uitgangssignaal y(t) van een systeem te schatten door het te betrekken op een in dit systeem ingevoerd signaal x(t), de coëfficiënt wi(t) van het adaptieve filter bijgewerkt met gebruikmaking van een verschil e(t) (= ?(t) - y(t)) tussen een uitgangssignaal £(t) 15 van het adaptieve filter en het uitgangssignaal y(t).

Meer in het bijzonder zal een conventionele methode voor het opheffen van een gereflecteerd signaal (echo) dat bij als doelsysteem dienende, conversie van 2-draads naar 4-draads is gegenereerd, beschreven worden door een in een “ 20 echo-opheffer gebruikte leer-identificatiemode als systeem- identificatiemode te illustreren. Deze leer-identificatierae-thode is bijvoorbeeld beschreven in Noda en Nagumo, "A Learning Method for System Identification", Measurement and Control, Vol. 7, No. 9, biz. 597 - 605, september 1968 25 (referentie 1).

Uitgaande van een adaptief FlR-filter met N aftakkingen wordt een pseudo-echo ?(t) als filter-uitgangssignaal op het tijdstip t berekend uit vergelijking (l): 30 ΓΓ-1 ?(t) ...(1)

Po 35 waarbij wi(t) het i* filtercoëfficiënt op het tijdstip t, en x(t) het referentiesignaal op het tijdstip t is.

De pseudo-echo Ϋ (t) in vergelijking (1) wordt afgetrokken van het echosignaal y(t) op het tijdstip t om een echoop te heffen, zoals gegeven door vergelijking (2): 1008 29β 2 e(t) = y(t) - ?(t) ...(2)

De filtercoëfficiënt wi(t) wordt bijgewerkt met vergelijking (3) teneinde het residusignaal e(t) in vergelij-5 king (2) te minimaliseren: wi(t+l) = wi(t) + M(t)e(t)x(t-i) —(3)

De stapgrootte M(t) in vergelijking (3) wordt 10 gegeven door vergelijking (4): M(t) - M0/PX(t) ...(4) waarbij μΟ een positieve constante is die de convergentie-15 snelheid beïnvloedt en PX(t) het vermogen van het referentie-signaal is en gegeven wordt door vergelijking (5): px(e) = £ χ2 ^ c~^ •*'° ...(5) 20

Zoals weergegeven door de vergelijkingen (1) tot (5) vereisen het genereren van de pseudo-echo, het berekenen van het vermogen van het referentiesignaal, en het bijwerken van de filtercoëfficiënt een met N proportionele hoeveelheid 25 berekeningen en door de berekening gebruikte geheugens.

Een LMS-algoritme ("Least Mean Squares", kleinste gemiddelde kwadraten) zoals de leer-identificatiemethode heeft een lage convergentiesnelheid, evenredig met N (zie bijvoorbeeld "The LMS Algorithm", Adaptive Signal Processing 30 (part III, "Adaptive Algorithms and Structures"), biz. 99 -103, Prentice-Hall, 1985 (referentie 2)).

Anderzijds is een "responsiedeel" (ook "golfvorm-responsiedeel") van een impulsresponsie op een echopad slechts deel van de totale impulsresponsie, zoals in Fig. 8 35 is getoond. Fig. 8 toont een voorbeeld van de impulsresponsie op het echopad door de tijd op de x-as en de grootte op de y-as weer te geven.

Om een echo op te heffen moet het "responsiedeel" geschat worden met gebruikmaking van de filtercoëfficiënten 40 van de N aftakkingen (blokken) van het adaptieve filter. In 1008296 3 het algemeen is de positie van het "responsiedeel" echter onbekend, waardoor aangenomen wordt dat de grootste waarde de waarde N bepaalt. Daarom heeft het adaptieve filter in de praktijk een filtercoëfficiënt van een "vast vertragingsdeel" 5 en een filtercoëfficiënt volgend op het "responsiedeel" dat naar "O" (nul) convergeert. De filtercoëfficiënt die naar "0" convergeert hoeft niet door de vergelijkingen (1) en (3) te worden verwerkt.

Verspillende verwerking kan worden geëlimineerd door 10 de respectieve aftakkingen onder te verdelen in aftakkingen voor het uitvoeren van berekeningen die op het filter betrekking hebben (in het navolgende effectieve aftakkingen of blokken genoemd), en aftakkingen die niet voor het uitvoeren van een berekening dienen (in het navolgende ineffectieve 15 aftakkingen of blokken genoemd).

De Japanse octrooiaanvrage 4-245810 (referentie 3) openbaart bijvoorbeeld een werkwijze waarin effectieve aftakkingen geconcentreerd zijn aangebracht bij een "respon-siedeel" om de convergentiesnelheid te vergroten en de 20 hoeveelheid geheugen te verkleinen. Dat wil zeggen, referentie 3 stelt een systeem voor een adaptief filter voor in een werkwijze en inrichting voor het schatten van systeemkarakte-ristieken waarin de convergentietijd verkort wordt door het veranderen van het herinrichtingsnummer van aftakkingsposi-25 ties bij het toewijzen van het beperkte aantal aftakkingen aan het werkelijke golfvorm-responsiedeel van een impulsresponsie.

Fig. 6 toont een in referentie 3 voorgestelde inrichting voor het schatten van een systeemkarakteristiek. 30 In Fig. 6 worden ingangssignalen 901 als N opeenvolgende data x(t),..., x(t-N+l) parallel toegevoerd aan een matrix-schake-laar 905 via (N-l) vertragingselementen 909, tot 909N. Na het ontvangen van een instructie vanuit een besturing 906 verbindt de matrix-schakelaar 905 aftakkingen met Η (M < N) 35 aftakkingsschakelingen 910, tot 910M. Aftakkingen die op dit moment met aftakkingsschakelingen zijn verbonden worden "effectieve aftakkingen" genoemd, en niet verbonden aftakkingen worden "ineffectieve aftakkingen" genoemd.

De aftakkingsschakelingen 910, tot 910M berekenen 40 vergelijking (3) met gebruikmaking van ingangssignalen x(t-i) 1008296 4 (M signalen die voldoen aan 0 ^ i < N-l), een foutsignaal e(t) als uitgangssignaal van een aftrekker 904, verkregen door het van een uitgangssignaal y(t) van een adaptief filter 920 aftrekken van een uitgangssignaal y(t) van een onbekend 5 systeem 930 met gebruikmaking van een hybride transformator 903 en een constante μ.

Een opteller 908 telt uitgangssignalen van de aftakkingsschakelingen 910j tot 910M overeenkomstig vergelijking (1) op om een uitgangssignaal van het adaptieve filter 10 920 te verkrijgen.

In het bovengenoemde conventionele systeem wordt het verbinden van aftakkingen met de aftakkingsschakelingen door de matrix-schakelaar 905 in eenheden van aftakkingen geschakeld. Voor dit doel bewaakt de besturing 906 voor het bestu-15 ren van het schakelen van de verbinding door de matrix-schakelaar 905 en rangschikt uitgangssignalen (in het navolgende filtercoëfficiënten genoemd) van de coëfficiënt-genera-toren van de aftakkingsschakelingen 910j tot 910M.

Fig. 7 toont de inrichting van de in Fig. 6 getoonde 20 besturing 906. De rol van de besturing 906 is het selecteren __ van effectieve aftakkingen, zoals in het bovenstaande is beschreven. Met andere woorden, de besturing 906 selecteert een van "effectief” naar "ineffectief" te schakelen aftakking en een van "ineffectief" naar "effectief" te schakelen 25 aftakking bij het uitwisselen van effectieve en ineffectieve aftakkingen.

In Fig. 7 selecteert een selector 954 één signaal uit M signalen 951 die toegevoerd worden vanuit de aftakking-schakelingen 9101 tot 910M. Een schakeling 970 voor het 30 bewaken van een minimumwaarde, opgebouwd uit een comparator 956 en een geheugenschakeling 957, bepaalt of het vermogen van het geselecteerde signaal minimaal is. In de schakeling 970 voor het bewaken van de minimumwaarde slaat het geheugen 957 de minimumwaarde en een corresponderend nummer van een 35 effectieve aftakking op. De comparator 956 vergelijkt een uitgangssignaal van een absolute-waarde-schakeling 955 voor het berekenen van de absolute waarde van het door de selector 954 geselecteerde signaal met de in het geheugen 957 overeenkomstig het nummer van de effectieve aftakking opgeslagen 40 minimumwaarde.

1008296 5

Op een tijdstip bepaald door een tijdsbepalings-schakeling 962 wisselt een selector 959 het nummer van een effectieve aftakking, dat is af gegeven door de schakeling 970 voor het bewaken van de minimumwaarde en is opgeslagen in een 5 FIFO-geheugen ("First-In First-Out) 958, uit met een uitgangssignaal van een vertragingselement 960 waarin een nummer van een ineffectieve aftakking is opgeslagen. Een uitgangssignaal van de selector 959 wordt opgeslagen in een geheugen 961 en wordt gebruikt als besturingssignaal voor de matrix-10 schakelaar 905.

Bij het realiseren van het adaptieve filter zijn er drie belangrijke onderwerpen, namelijk de omvang van de apparatuur, de hoeveelheid berekeningen, en de convergentie-snelheid. De bovenstaande conventionele techniek heeft de 15 volgende nadelen.

Ten eerste is de hoeveelheid berekeningen om de volgende reden groot. Bij de conventionele techniek wordt de selectie van "effectieve" en "ineffectieve" aftakkingen uitgevoerd in eenheden van aftakkingen, en moet het bepalen 20 dus binnen een korte tijd worden uitgevoerd omdat de filter-coëfficiënt bij elke schattingsberekening in hoge mate varieert.

Om filtercoëfficiënten te vergelijken moet voor N filtercoëfficiënten een bewerking worden uitgevoerd in het 25 tijdsinterval tussen een schattingsberekening en de volgende schattingsberekening. Om dit bewerken te verdelen moet een filtercoëfficiënt op een bepaald tijdstip opgeslagen worden, of moet de schattingsberekening gestopt worden. Het opstaan van de filtercoëfficiënt leidt echter tot een grote omvang 30 van de apparatuur, en het stoppen van de schattingsberekening resulteert in een lage convergentiesnelheid.

Om het bewerken zonder enig verdelen uit te voeren moet het voor M filtercoëfficiënten worden uitgevoerd in een bemonsteringsinterval waarin een signaal wordt ingevoerd, en 35 neemt de hoeveelheid berekeningen onvermijdelijk toe (bewerking bij hoge snelheden is vereist).

In de tweede plaats is de schattingsbewerking om de volgende reden onstabiel. In de conventionele techniek wordt een aftakking, aangezien de besturing in eenheden van aftak-40 kingen wordt uitgevoerd, zelfs bij het "responsiegedeelte" 1008 296 6 van de impulsresponsie als "ineffectief^ beschouwd. Het stabiel uitvoeren van de schattingsbewerking vereist een gecompliceerde bewerking, zoals het berekenen van de varian-tie.

5 Het is een oogmerk van de onderhavige uitvinding om een adaptief filter te verschaffen met een kleine omvang van de apparatuur en een hoge convergentiesnelheid.

Het is een ander oogmerk van de onderhavige uitvinding om een adaptief filter te verschaffen met een kleine 10 hoeveelheid benodigde berekeningen.

Teneinde de bovenstaande oogmerken te bereiken wordt overeenkomstig de onderhavige uitvinding een adaptief filter verschaft dat n (n is een positief geheel getal) blokken omvat voor het onderverdelen van een continue reeks van een 15 aantal ingangssignalen in een aantal groepen die elk zijn opgebouwd uit k (k is een positief geheel getal) signalen, m filtermiddelen voor het variabel instellen van een filterco-efficiënt op basis van een referentiesignaal, een foutsignaal dat een verschil tussen een filteruitgangssignaal en een uit-20 gangssignaal van een te schatten systeem representeert, en een constante, en het afgeven van een berekeningsresultaat van de ingestelde filtercoëffciënt en het referentiesignaal, een matrix-schakelaar voor het selecteren van m blokken uit de n blokken om de geselecteerde blokken respectievelijk met 25 de filtermiddelen te verbinden, en het als referentiesignalen naar de verbonden filtermiddelen afgeven van uitgangssignalen van de geselecteerde blokken, optelmiddelen voor het berekenen van een som van berekeningsresultaten die door de filtermiddelen zijn af gegeven, en het af geven van de som als 30 filteruitgangssignaal, en besturingsmiddelen voor het besturen van een verbindingsbewerking van de matrix-schakelaar op basis van elke filtercöefficiënt die in de filtermiddelen is ingesteld.

Fig. 1 is een blokdiagram dat de constructie van een 35 echo-opheffingssysteem toont met een adaptief filter overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 2 is een blokdiagram dat de inrichting van een ingangssignaalblok in Fig. 1 toont;

Fig. 3 is een blokdiagram dat de inrichting van een 40 filterschakeling in Fig. 1 toont; 100829@ 7

Fig. 4 is een blokdiagram dat een voorbeeld toont van de inrichting van een besturing in Fig. 1;

Fig. 5 is een blokdiagram dat een ander voorbeeld van de inrichting van de besturing in Fig. 1 toont; 5 Fig. 6 is een blokdiagram dat de constructie van een echo-opheffingssysteem toont met een conventioneel adaptief filter;

Fig. 7 is een blokdiagram dat een besturing in Fig. 6 toont; en 10 Fig. 8 is een grafiek die een voorbeeld van de impulsresponsie van een echosignaal toont.

De onderhavige uitvinding zal in het onderstaande in detail worden beschreven onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen.

15 Fig. 1 toont een echo-opheff er systeem met een adaptief filter overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. In Fig. 1 omvat een adaptief filter 120 van deze uitvoeringsvorm n ingangssignaalblokken 109! tot 109n; elk voor het afgeven van een aantal (= k) signalen uit 20 referentie-ingangssignalen 101, m (m < n) filterschakelingen 110, tot 110m met elk k filtercoëfficiënten, en een matrix-schakelaar 105 voor het met de filter schakelingen 110, tot 110m verbinden van de ingangssignaalblokken 109! tot I09n. Van de ingangssignaalblokken 109, tot 109n worden met filterscha-25 kelingen verbonden signaalblokken "effectieve blokken" genoemd en worden niet met filterschakelingen verbonden blokken "ineffectieve blokken" genoemd.

Het adaptieve filter 120 omvat verder een besturing 106 voor het controleren van informatie betreffende de 30 f iltercoëff iciënten van de filter schakelingen 110, tot I10m en het uitvoeren van een selectie of uitwisseling van effectieve en ineffectieve blokken, en een opteller 108 voor het berekenen van de som van uitgangssignalen van de f ilterschakelingen 110, tot 110m om te gebruiken als uitgangssignaal van het 35 adaptieve filter. Een aftrekker 104 heft een echo op door het uitgangssignaal van het adaptieve filter 120 af te trekken van een uitgangssignaal van een onbekend systeem 130 dat een hybride transformator 103 omvat die aan systeemidentificatie wordt onderworpen.

40 Fig. 2 toont het ingangssignaalblok 109, van Fig. 1 100829$ 8 in detail. De ingangssignaalblokken 109j tot 109n hebben dezelfde opbouw. In Fig. 2 wordt het ingangssignaalblok 109, gevormd door een aantal vertragingselementen 204, tot 204k die in cascade met elkaar zijn verbonden om een ingangssignaal 5 201 wezenlijk te vertragen, een uitgangsaansluiting 202 voor het af geven van een signaal van het vertragingselement 204k in de laatste trap, en een uitgangsaansluiting 203 voor het parallel afgeven van alle (k) ingangssignalen van de vertragingselementen 204, tot 204k.

10 Fig. 3 toont de f il ter schakeling 110, in Fig. 1. De filterschakelingen 110, tot 110m hebben dezelfde opbouw. In Fig. 3 wordt de filterschakeling 110, gevormd door een in-gangsaansluiting 301 voor het invoeren van een foutsignaal, een ingangsaansluiting 302 voor het invoeren van een coëffi-15 ciënt welke benodigd is voor het genereren van een filterco-ëfficiënt, een ingangsaansluiting 303 voor het invoeren van de k referentie-ingangssignalen, coëfficiëntgeneratoren 306, tot 306k voor het uit het foutsignaal, de coëfficiënt, en de referentie-ingangssignalen genereren van filtercoëfficiënten, 20 vermenigvuldigers 307, tot 3 07k voor het vermenigvuldigen van __ uitgangssignalen van de coëfficiënt-generatoren 306, tot 306k met de referentie-ingangssignalen, een opteller 305 voor het berekenen van de som van uitgangssignalen van de vermenigvuldigers 3 07, tot 307k, een uitgangsaansluiting 304 voor het 25 afgeven van een uitgangssignaal van de opteller 305 als filteruitgangssignaal, een rekenschakeling 309 voor filterco-efficiëntvermogen, voor het berekenen van de som van vermogens van f iltercoëf f iciënten uit de uitgangssignalen van de coëff iciëntgeneratoren 306, tot 306k, en een uitgangsaan-30 sluiting 308 voor het uitvoeren van het verkregen vermogen van filtercoëfficiënten.

Fig. 4 toont een voorbeeld van de besturing 106 in Fig. 1. In Fig. 4 wordt de besturing 106 gevormd door een ingangsaansluiting 401 voor het invoeren van de vermogens van 35 de f iltercoëfficiënten uit de f ilterschakelingen in 110, tot 110m, een selector 403 voor het selecteren van een signaal uit de m ingangssignalen, een bewakingsschakeling 401 voor het bewaken van een minimumwaarde, opgebouwd uit een geheugen 405 en een comparator 406, om het minimumvermogen van filter- 1008296 9 coëfficiënten en een overeenkomstig bloknummer te bewaken, een tijdbeperkingschakeling 407, een FIFO-geheugen 409, een besturingssignaalgenerator 408 om een besturingssignaal op te wekken voor het opslaan van een bloknummer met het minimum-5 vermogen in de laatste positie van een rij en het op een zeker moment effectief maken van een bloknummer aan het begin van de rij, en een uitgangsaansluiting 402 voor het uitvoeren van het besturingssignaal uit de besturingssignaalgenerator 408.

10 De werking van het adaptieve filter met deze opbouw zal worden toegelicht. In Fig. 1 bestuurt de besturing 106 het verbinden van de ingangssignaalblokken 109, tot 109n met de filter schakelingen 110, tot 110m door de matrix-schakelaar 105. Aangezien er meer (n) ingangssignaalblokken 109, tot 109n 15 zijn dan (m) filter schakeling en 110, tot 110m, bepaalt de besturing 106 op dat moment van de ingangssignaalblokken 109, tot 109n effectieve blokken die met de filterschakelingen 110, tot 110m moeten worden verbonden en ineffectieve blokken die niet moeten worden verbonden.

20 De effectieve blokken van de ingangssignaalblokken 109, tot 109„ worden door de filterschakelingen 110, tot 110m onderworpen aan een adaptieve filterbewerking. Data van de ineffectieve blokken van de ingangssignaalblokken 109, tot 109n worden niet voor de filterbewerking gebruikt.

25 De werking van de besturing 106 zal uiteen worden gezet. De besturing 106 bestuurt de matrix-schakelaar 105 zodanig dat de ingangssignaalblokken 109, tot 109n die overeenkomen met het "responsiedeel" van een impulsresponsie effectief worden gemaakt. Voor dit doel controleert de 30 besturing 106 de vermogenswaarden van de filtercoëfficiënten van de filterschakelingen 110, tot 110m die in een vooraf bepaald interval overeenkomen met actuele effectieve blokken en maakt sommige van de ingangssignaalblokken 109, tot 109n, waarvan bepaald wordt dat zij zich op afstand van het "res-35 ponsiedeel" bevinden, ineffectief. Daarentegen maakt de besturing 106 bij voorkeur sommige ineffectieve blokken van de ingangssignaalblokken 109, tot 109n, waarvan bepaald wordt dat zij zich dichtbij het "responsiedeel" bevinden, effectief.

1008296 1°

De werking van de besturing 106 zal onder verwijzing naar Fig. 4 in meer detail worden beschreven. De besturing 106 bepaalt op een periodiek tijdstip, gebaseerd op een uitgangssignaal van de tijdbepalingsschakeling 407, uit de 5 effectieve blokken het blok met het minimale in het geheugen 405 opgeslagen filtercoëfficiëntvermogen en maakt het tot een ineffectief blok.

Meer in het bijzonder selecteert de selector 403 één van de filtercoëfficiëntvermogens met korte tussenpozen. De 10 schakeling 410 voor het bewaken van de minimumwaarde (eerste rangschikmiddelen) vergelijkt het geselecteerde vermogen van de filtercoëfficiënt met de actuele minimumwaarde die in het geheugen 405 is opgeslagen. Indien een blok een filtercoëffi-ciëntvermogen heeft dat kleiner is dan de in het geheugen 405 15 opgeslagen minimumwaarde, worden het bloknummer en de waarde van het f iltercoëff iciëntvermogen van dit blok in het geheugen 405 opgeslagen. Merk op dat het blok met het minimale filtercoëfficiëntvermogen zelf niet wordt vergeleken en dat slechts de waarde van het filtervermogen wordt bijgewerkt.

20 Het bloknummer van een blok, dat geselecteerd is uit effectief te maken ineffectieve blokken, wordt opgeslagen in een rij, dat wil zeggen het FIFO-geheugen (tweede rangschikmiddelen) 409. Op het tijdstip bepaald door de tijdbepalingsschakeling 407 wordt het bloknummer dat op dat tijdstip als 25 uitgangssignaal van het geheugen 405 het minimale filterco-efficiëntvermogen bezit, in het FIFO-geheugen 409 aan het einde van de rij opgeslagen. Om een blok met een bloknummer vooraan in de rij effectief te maken, geeft de besturings-signaalgenerator 408 een besturingssignaal af dat een van 30 "effectief" naar "ineffectief" te schakelen blok en een van "ineffectief" naar "effectief" te schakelen blok representeert. Dat wil zeggen, het FIFO-geheugen 409 slaat de blok-nummers van op van blokken die "ineffectief" zijn geweest, en geeft in volgorde van opslag de bloknummers af van blokken 35 die "effectief" moeten worden gemaakt.

Het is voldoende als de periode van de tijdbepalingsschakeling 409 m maal of meer de selectieperiode van de selector 403 is om de besturing 106 in staat te stellen alle fliterschakelingen 110! tot 110m éénmaal te selecteren.

40 Fig. 5 toont een ander voorbeeld van de besturing 1008296 11 106 van Fig. 1. In Fig. 5 wordt de besturing 106 gevormd door een selector 503 voor het selecteren van ingangssignalen 501, een blokbewakingsschakeling 505 voor maximaal vermogen voor het bewaken of het geselecteerde signaal de maximum waarde 5 heeft, een blokbewakingsschakeling 504 voor minimaal vermogen voor het bewaken of het geselecteerde signaal de minimale waarde heeft, een verschilschakeling 506 voor het berekenen voor het verschil tussen de bloknummers van de blokken met maximaal en minimaal vermogen, een tijdbepalingsschakeling 10 507 voor het genereren van tijdsignalen met een constant interval, een geheugen 509 voor het opslaan van een wachttijd die overeenkomt met een uitgangssignaal van de verschilschakeling 506 en het bloknummer van het blok met het minimale vermogen op het tijdstip dat gegenereerd is door de tijdbepa-15 lingsschakeling 507, en het af geven van een bloknummer met de minimale wachttijd, een besturingssignaalgenerator 508 voor het opwekken van een besturingssignaal voor de matrix-schake-laar 105 uit het bloknummer van het blok met het minimale vermogen, dat is afgegeven door de blokbewakingsschakeling 2 0 504 voor het minimale vermogen, en het bloknummer met de minimale wachttijd die wordt afgegeven door het geheugen 509 op het tijdstip dat gegenereerd wordt door de tijdbepalings-schakeling 507, en een uitgangsaans lui ting 502 voor het afgeven van het opgewekte besturingssignaal. De blokbewa-25 kingsschakeling 504 voor het minimale vermogen heeft dezelfde opbouw als de in Fig. 4 getoonde bewakingsschakeling 410 voor een minimale waarde.

In de in Fig. 5 getoonde besturing is bepaald dat een blok, waarvan de blokcontroleschakeling 504 voor het 30 minimale vermogen heeft vastgesteld dat het in een bepaald tijdsinterval het minimale vermogen bezit, ineffectief moet worden gemaakt. De blokcontroleschakeling 505 voor het maximale vermogen controleert een blok dat het maximale vermogen heeft. Bij het op een door de tijdbepalingsschake-35 ling 507 bepaald tijdstip ineffectief maken van het blok met het minimale vermogen berekent de verschilschakeling 506 het verschil tussen het bloknummer van het blok met het minimale vermogen en het bloknummer van het blok met het maximale vermogen, verkregen door de blokcontroleschakeling 505 voor 40 het maximale vermogen. Gebaseerd op deze verschilwaarde wordt 1008296 12 de wachttijd van het ineffectieve blok bepaald. Het geheugen 509 slaat de wachttijd en het bloknummer gerelateerd aan elkaar op. Tegelijkertijd geeft het geheugen 509 het bloknum-mer af van een ineffectief blok met de minimale wachttijd-5 tijd.

De besturingssignaalgenerator 508 genereert een verbindingsbesturingssignaal voor het omschakelen van het bloknummer van een effectief blok met het minimale vermogen naar het bloknummer van een ineffectief blok met de minimale 10 wachttijd, en geeft het signaal aan de uitgangsaansluiting 502 af. In respons op het verbindingsbesturingssignaal van de uitgangsaansluiting 502 voert de matrix-schakelaar 105 verbindingsbesturing uit voor de effectieve en ineffectieve blokken.

15 Zoals in het bovenstaande is beschreven wordt overeenkomstig de onderhavige uitvinding de selectie van effectieve en ineffectieve aftakkingen uitgevoerd in eenheden van blokken met elk k aftakkingschakelingen. De matrix-schakelaar verbindt ingangssignaalblokken en filterschakelin-20 gen met elk k aftakkingschakelingen. Met deze bewerking wordt de verbindingsbesturing tot 1/k gereduceerd.

Aangezien de som van de vermogens van de filterco-efficiënten van elke filterschakeling in de besturing als vergelijkingswaarde wordt gebruikt, wordt de vergelijkings-25 waarde gemiddeld, hetgeen in de tijd verdeelde verwerking toelaat, dat wil zeggen één bewerking over een aantal bemonsteringen (d bemonsteringen).

Dientengevolge wordt de bewerking (hoeveelheid berekeningen) voor het uitwisselen en bepalen van effectieve 30 en ineffectieve aftakkingen tot 1/k/d gereduceerd, vergeleken met de conventionele methode van het uitvoeren van effectief /ineffectief-schakelen in eenheden van aftakkingen.

Het gebruikmaken van de gemiddelde waarde als vergelijkingswaarde elimineert alle besturingsfouten. Dien-35 overeenkomstig kan de convergentietijd verkort worden.

10 08 2 96

Claims (8)

1. Adaptief filter, omvattende: n blokken (109, - 109J voor het onderverdelen van een continue reeks van een aantal ingangssignalen in een aantal groepen, die elk zijn opgebouwd uit k signalen, 5 waarbij n en k positieve gehele getallen zijn; m filtermiddelen (110, - 110m) voor het variabel instellen van een filtercoëfficiënt op basis van een referen-tiesignaal, een foutsignaal dat een verschil tussen een filteruitgangssignaal en een uitgangssignaal van een te 10 schatten systeem (130) representeert, en een constante, en het afgeven van een berekeningsresultaat van de ingestelde filtercoëfficiënt en het referentiesignaal; een matrix-schakelaar (105) voor het selecteren van m blokken uit de n blokken om de geselecteerde blokken 15 respectievelijk met de filtermiddelen te verbinden, en het als referentiesignalen aan de verbonden filtermiddelen afgeven van uitgangssignalen van de geselecteerde blokken als referentiesignalen aan de verbonden filtermiddelen; optelmiddelen (108) voor het berekenen van een som 20 van berekeningsresultaten die door de filtermiddelen zijn afgegeven, en het afgeven van de som als filteruitgangssignaal; en besturingsmiddelen (106) voor het besturen van een verbindingsbewerking van de matrix-schakelaar op basis van 25 elke filtercoëfficiënt die in de filtermiddelen is ingesteld.

2. Filter volgens conclusie 1, waarin elk van de n blokken k vertragingselementen (204, - 204k) omvat die in cascade met elkaar zijn verbonden, en 30 ingangssignalen voor elk van de vertragingselementen parallel aan de matrix-schakelaar worden afgegeven, en een uitgangssignaal van het vertragingselement in een laatste trap aan een volgend blok wordt afgegeven.

3. Filter volgens conclusie 1 of 2, waarin elk van de filtermiddelen omvat: k vermenigvuldigers (307, - 307k) voor het vermenigvuldigen van het referentiesignaal van de matrix-schakelaar 1008296 met de ingestelde filtercoëfficiënt; een opteller (305) voor het berekenen van een som van uitgangssignalen van de vermenigvuldigers om een fil.ter-uitgangssignaal te verkrijgen; 5. f iltercoëf f iciëntgenerator en (306J - 306k) voor het variabel instellen van de filtercoëfficiënt op basis van de constante, het foutsignaal dat het verschil tussen het filteruitgangssignaal en het uitgangssignaal van het te schatten systeem representeert, en het referentiesignaal van 10 de matrix-schakelaar; en een rekenschakeling (309) voor f iltercoëf ficiëntver-mogen voor het berekenen van een som van f iltercoëf fici-entvermogens uit uitgangssignalen van de filtercoëffici-entgeneratoren, en voor het af geven van de som aan de bestu-15 ringsmiddelen.

4. Filter volgens conclusie 1, 2 of 3, waarin de besturingsmiddelen omvatten: eerste rangschikmiddelen (410) voor het uitvoeren 2 0 van het rangschikken van het veranderen van een verbonden toestand in een niet-verbonden toestand voor de met de filtermiddelen verbonden blokken op basis van de filterco-efficiëntvermogens die door de filtermiddelen worden afgegeven ; 25 tweede rangschikmiddelen (409) voor het uitvoeren van het rangschikken van het veranderen van een niet-verbonden toestand in een verbonden toestand voor overige, niet met de filtermiddelen verbonden blokken; en besturingssignaalopwekkingsmiddelen (408) voor 30 het bewaken van rangschikinformatie van de eerste en tweede rangschikmiddelen op een vooraf bepaald tijdstip, en het opwekken van een besturingssignaal om de matrix-schakelaar op te dragen een verbindingsrelatie tussen de blokken en de filtermiddelen op basis van een controleresultaat te verande-35 ren.

5. Filter volgens conclusie 4, waarin de eerste rangschikmiddelen een bewakingsschakeling (405, 406) voor een minimumwaarde omvatteTjvoor het detecteren van. een bloknummer Y 40 van een met de foltermiddelen verbonden blok dat de minimale Ζ7Ό 1008 296 af gegeven vermogenswaarde van alle door de f iltermiddelen in een vooraf bepaalde tijdsperiode afgegeven filtercoëffici-entvermogens bezit, en het afgeven van het gedetecteerde blok als eerste blok. 5

6. Filter volgens conclusie 4 of 5, waarin de tweede rangschikmiddelen een eerste-in-eerste-uit-geheugen (409) omvatten voor het aan het eind van een rij opslaan van een bloknummer dat in de vooraf bepaalde tijdsperiode door de 10 eerste rangschikmiddelen is afgegeven, en het afgeven van een bloknummer op een eerste positie als bloknummer van een eerste blok.

7. Filter volgens conclusie 4, 5 of 6, waarin de 15 besturingsmiddelen verder omvatten: een selector (403) voor het selecteren van de filtercoëfficiëntvermogens die in een eerste periode door de filtermiddelen zijn afgegeven, en een tijdbepalingsschakeling (507) voor het aan de 20 tweede rangschikmiddelen en de besturingssignaalopwekkings-middelen afgeven van een tijdsignaal met een tweede periode die niet minder bedraagt dan m maal de eerste periode van de selector.

8. Filter volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de besturingsmiddelen omvatten: een blokbewakingsschakeling (504) voor minimaal vermogen, voor het detecteren van een bloknummer van een met de filtermiddelen verbonden blok dat de minimale uitgangs-30 waarde bezit van alle filtercoëfficiëntvermogens die in een vooraf bepaalde tijdsperiode door de filtermiddelen zijn afgegeven, en het uitvoeren van rangschikking; een bewakingsschakeling (505) voor een maximaal vermogen, voor het detecteren van een bloknummer van een met 35 de f iltermiddelen verbonden blok dat de maximale waarde van alle in een vooraf bepaalde tijdsperiode door de filtermiddelen afgegeven filtercoëfficiëntvermogens bezit, en het uitvoeren van een rangschikking; een verschilschakeling (506) voor het berekenen van 40 het verschil tussen de bloknummers die door de blokbewa- 1008 296 kingsschakelingen voor maximaal en minimaal vermogen zijn gedetecteerd; een geheugen (509) voor het opslaan van een uit-·, gangssignaal van de verschilschakeling als wachttijd, samen 5 met het door de blokbewakingsschakeling voor minimaal vermogen gedetecteerde bloknummer; en een besturingssignaalgenerator (508) voor het in een vooraf bepaalde periode opwekken van een besturingssignaal om de matrix-schakelaar op te dragen de verbinding van de 10 filtermiddelen te veranderen van het blok met het door de blokbewakingsmiddelen voor minimaal vermogen gedetecteerde bloknummer in een blok met de kortste door het geheugen afgegeven wachttijd. 1008 296