NO319490B1 - Baerebolgegjenvinnerkrets - Google Patents

Abstract

Det er beskrevet en bærebølgegjenvinnerkrets som reduserer mengden av beregninger som fordres for å fornye et tilpassende filters uttakskoeffisienter og derved oppnå forbedret ytelse ved lavt signal/støy-forhold og muliggjøre inntrekking ved høy hastighet. Uttakskoeffisientene for et filter (12) med variable koeffisienter i en tilpassende linje- forbedrer (1) formes til flere blokker og bryterne i en bryterkrets (14) ordnes for å tilsvare hver enkelt av blokkene som velges ut ved hjelp av en styrekrets (3) for koeffisientfornyelse, mens fornyelse av uttakskoeffisientene for de utvalgte blokker utføres ved hjelp av en tilpassende algoritmekrets (13). Siden alle uttakskoeffisienter ikke nødvendigvis trenger å bli fornyet på et tidspunkt i hver symbolsyklus, fornyes bare uttakskoeffisient- ene for den utvalgte blokk. Selv om tilpasningshastigheten for linjeforsterkeren med tilpassende utsendelse avtar, kan således den tilpassende linjeforbedrer konstrueres med et smalere bånd. Ved å variere antallet blokker som skal velges ut som reaksjon på rammesynkronismeinformasjon forut for opprettelse av rammesynkronisme, kan dessuten antallet blokker som skal velges, reduseres og inntrekking med høy hastighet realiseres.

Description

Denne oppfinnelse gjelder en gjenvinnerkrets for gjenvinning av en bærebølge fra et fasemodulert signal og nærmere bestemt en bærebølgegjenvinnerkrets som utnytter en adaptiv linjeforøker.

Som en teknikk for på vanlig måte å gjenvinne en bærebølge fra en fasemodulert bølge ved utnyttelse av en adaptiv linjeforøker, er det beskrevet en bærebølge-regenerator-krets i JP-publikasjon nr. 198205/1990 og nr. 61534/1992. I en bærebølgegjenvinnende krets som utnytter en adaptiv linjeforøker, mottar den adaptive linjeforøker et signal oppnådd ved å fjerne modulasjonskomponenter fra et fasemodulert signal. I en adaptiv sendelinjeforsterker passerer så signalet suksessivt gjennom en korrelasjonsseparator og et adaptivt filter hvis koeffisienter reguleres av en adaptiv algoritmekrets, for å bli avgitt som en uttrukket bærebølge. Deretter synkroniseres den uttrukne bærebølge for å oppnå en gjenvunnet bærebølge. En bærebølgegjenvinnende krets som utnytter en slik adaptiv linjeforøker som nettopp beskrevet, kan ha utmerkede egenskaper med hensyn til synkroniseringskarakteristikk ved dårlig signal/støy-forhold og også forbedre karakteri-stikken ved inntrekking (pull-in) over et bredt verdiområde, redusere tiden som behøves for inntrekking, osv., sammenlignet med en tidligere teknikk som anvender en faselåst sløyfe.

En bærebølgegjenvinnerkrets som utnytter en adaptiv linjeforsterker har imidlertid et problem ved at den medfører et stort antall beregningsprosesser for fornyelse av uttakskoeffisienter som er de koeffisienter for enkeltvise uttak, som fordres for styring av det adaptive filters koeffisienter, hvilket gjør rask inntrekking ved høy transmisjonshastighet vanskelig. Når bærebølgegjenvinnerkretsen er realisert på grunnlag av behandling i sann tid, begrenser dessuten innskrenkningene med hensyn til behandlingskapasiteten for en prosessor, slik som en digital signalprosessor, antallet uttak fra den adaptive filter-transmisjon. Særlig når det håndteres et signal med høy hastighet lider regenerator-kretsen for bærebølgen av det problem at det adaptive filters bånd ikke kan gjøres til-strekkelig smalt på grunn av restriksjonen på antallet uttak, og således kan ikke høy synkroniseringsstabilitet sikres når signal/støy-forholdet er dårlig.

Det er et formål for foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en bærebølgegjenvinnerkrets som reduserer antallet beregningsprosesser for fornyelse av uttakskoeffisienter i et adaptivt filter og derved oppnå en forbedring i ytelse ved dårlig signal/støy-forhold og mulig-gjøre inntrekking ved høy hastighet.

Således gjelder oppfinnelsen en'bærebølgegjenvinnerkrets som omfatter:

- en frekvensmultiplikator for å motta et fasemodulert signal og fjerne modulasjonskomponenter i det fasemodulerte signal,

- en adaptiv linjeforøker som omfatter:

• et koeffisient-variabelt filter som har en mengde uttakskoeffisienter inndelt i flere blokker, for å motta et signal fra hvilket modulasjonskomponentene er blitt fjernet og trekke ut en bærebølgekomponent fra det mottatte signal, • en adaptiv algoritmekrets for å fornye uttakskoeffisientene for det koeffisient-variable filter, og • en bryterkrets satt inn mellom det koeffisient-variable filter og den adaptive algoritmekrets for å velge ut en av blokkene hvis uttakskoeffisienter skal fornyes, - en synkroniseringskrets for å synkronisere bærebølgen uttrukket ved hjelp av den adaptive linjeforøker, - en delekrets for å dividere den synkroniserte bærebølge og avgi en dividert synkronisert bærebølge, og - en styrekrets for koeffisientfornyelse innrettet for å styre fornyelsen av uttakskoeffisientene for det koeffisient-variable filter i den adaptive linjeforøker, idet nevnte bryterkrets styres for, ved svitsjing, å gjøre nevnte valg av en av blokkene, som reaksjon på informasjon mottatt fra styrekretsen for koeffisientfornyelse.

På denne bakgrunn av prinsipielt kjent teknikk, særlig fra US-patent nr. 5 090 027, har da bærebølgegjenvinnerkretsen i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at styrekretsen for koeffisientfornyelse er innrettet for å motta rammesynkronisme-informasjon og symbolklokke-informasjon, og forut for opprettelse av rammesynkronisme, på fast måte å velge ut en særskilt blokk blant det koeffisient-variable filters flere blokker og etter opprettelse av rammesynkronisme, suksessivt velge mellom blokkene i en blokk-etter-blokk-rekkefølge, for å styre fornyelsen av de utvalgte blokkers uttakskoeffisienter.

Siden det adaptive filters uttakskoeffisienter er inndelt i flere blokker og bryterkretsen styres ved hjelp av styrekretsen for koeffisientfornyelse slik at den velger ut en av blokkene, kan alle uttakskoeffisientene bli fornyet i hver symbolsyklus, eller ikke. Det er bare de uttakskoeffisienter som befinner seg innenfor den utvalgte blokk som fornyes. Selv om den adaptive hastighet for den adaptive linjeforøker kan avta, kan følgelig den adaptive linjeforsterker konstrueres med et stort antall uttak innenfor verdiområdet av en prosessors endelige behandlingskapasitet og således med et smalere bånd.

Ved å konstruere styrekretsen for koeffisientfornyelse på en slik måte at den arbeider som reaksjon på rammesynkronisme-informasjon, reduseres dessuten antallet blokker som kan velges ut forut for opprettelse av rammesynkronisme, for derved å realisere inntrekking med høy hastighet, mens etter at rammesynkronisme er opprettet, økes antallet blokker som kan velges ut, for å gjøre det adaptive filters bånd smalere, slik at stabiliteten kan forbedres under betingelser med dårlig signal/støy-forhold.

En nærmere beskrivelse av en bærebølgegjenvinnerkrets i henhold til oppfinnelsen skal nå gis med henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke:

Fig. 1 er et blokkskjema av en type bærebølgegjenvinnerkrets,

fig. 2 er en tabell som anskueliggjør reguieringsoperasjonen for en styre krets for

koeffisientfornyelse i bærebølgegjenvinnerkretsen vist i fig. 1,

fig. 3 er et blokkskjema av en utførelse av en bærebølgegjenvinnerkrets i henhold til

foreliggende oppfinnelse,

fig. 4 er en tabell som anskueliggjør reguieringsoperasjonen for en styrekrets for koeffisientfornyelse i bærebølgegjenvinnerkretsen i henhold til oppfinnelsen og

vist i fig. 3, og

fig. 5 er en tabell som anskueliggjør dannelsen av blokker av uttakskoeffisienter i et

filter med variable koeffisienter i henhold til oppfinnelsen.

Først skal det med henvisning til fig. 1, beskrives en bestemt type bærebølgegjenvinner-krets. Fig. 1 viser et blokkskjema av en slik krets, hvor det fasemodulerte signal av M-fasetype multipliseres med M i en frekvensmultiplikatorkrets 2 og innføres som et signal b, fra hvilket modulasjonskomponentene skal fjernes, til den adaptive linjeforøker 1. Den adaptive linjeforøker 1 inneholder en korrelasjonsseparator 11, et filter 12 med variable koeffisienter som et adaptivt filter, en adaptiv algoritmekrets 13 som utfører fornyelsesberegning av uttakskoeffisientene for filteret 12 med variable koeffisienter, en bryterkrets 14 satt inn mellom den adaptive algoritmekrets 13 og filteret 12 med variable koeffisienter for selektivt å svitsje forbindelsen mellom dem AV og PÅ, samt en addi-sjonskrets 15 for å addere signalet b med utgangssignalet fra filteret 12 med variable koeffisienter og avgi resultatet av addisjonen til den adaptive algoritmekrets 13. Det skal bemerkes at den konstruksjon av den adaptive linjeforøker 1 som er beskrevet ovenfor, med unntak av bryteren 14 er beskrevet i JP-publikasjon nr. 61534/1992 og i en artikkel av B. Widrow m.fl.: " Adaptive Noise Cancelling: Principles and Applications'', Proe. IEEE, bind 63, desember 1975.

Her har filteret 12 med variable koeffisienter et stort antall uttak som er ordnet i n blokker B1 - B/7 (hvor n er et heltall større enn eller lik 2), mens bryterkretsen 14 inneholder brytere S1 - Sn mellom hver av blokkene B1 - Bn og den adaptive algoritmekrets 13. Bryterne S1 - Sn i bryterkretsen 14 styres hver for seg mellom PA- og AV-stilling ved hjelp av en styrekrets 3 for koeffisientfornyelse anordnet adskilt fra den adaptive linje-forøker 1, slik at det for hver blokk kan angis om beregning av fornyet uttakskoeffisient skal utføres av den adaptive algoritmekrets 13, eller ikke. Styrekretsen 3 for koeffisientfornyelse mottar symbolklokke-informasjon som sitt inngangssignal og utfører utvelg-elsesoperasjonen i synkronisme med den tidsstyring for fornyelse av uttakskoeffisient, som opptrer med symbolsyklustakten.

I mellomtiden innføres den uttrukne bærebølge c avgitt fra filteret 12 med variabel koeffisient, til en synkroniseringskrets 4, hvor den synkroniseres.

Synkroniseringskretsen 4 er dannet ut fra en faselåst sløyfe, noe som vanligvis benyttes

i et sekvensielt styresystem. Videre divideres den synkroniserte, uttrukne bærebølge d med M ved hjelp av en frekvensdivisjonskrets 5 og avgis som en gjenvunnet bærebølge e for et M-faset fasemodulert signal a, fra M-frekvensdivisjonskretsen 5. En multipli-katorkrets 6 multipliserer så den gjenvunnede bærebølge e med det M-fasede, fasemodulerte signal a og avgir det resulterende signal som et påvist signal r" for det M-fasede, fasemodulerte signal a.

Med konstruksjonen beskrevet ovenfor fjernes modulasjonskomponenter fra det M-fasede, fasemodulerte signal a ved hjelp av M-frekvensmultiplikatorkretsen 2 og bære-bølgen for det M-fasede, fasemodulerte signal a trekkes ut ved hjelp av den adaptive linjeforøker 1. Videre synkroniseres det M-fasede, fasemodulerte signal a med den uttrukne bærebølge d ved hjelp av synkroniseringskretsen 4 og avgis som en M-multi-plisert bærebølge d fra synkroniseringskretsen 4. Deretter divideres den M-multipliserte bærebølge d med M ved hjelp av M-frekvensdivisjonskretsen 5 og avgis som en gjenvunnet bærebølge e fra M-frekvensdivisjonskretsen 5, slik som i bærebølgegjenvin-ningsoperasjonen i en konvensjonell bærebølgeregeneratorkrets.

I flyten beskrevet ovenfor mottar styrekretsen 3 for koeffisientfornyelse et inngangssignal med symbolklokke-informasjon og regulerer bryterkretsen 14 ved hvert tidspunkt for uttakskoeffisientfornyelse som opptrer ved hver symbolsyklus, for å velge ut noen av de n blokker som utgjør filteret 12 med variable koeffisienter, slik at en fornyelsesprosess for uttakskoeffisienter ved hjelp av den adaptive algoritmekrets 13 kan utføres bare for den utvalgte, eller de utvalgte blokker. I denne utførelse kan de n brytere S1 - Sn som tilsvarer de n blokker B1 - Bn velges og de således utvalgte brytere kan skrus PÅ eller AV, slik at fornyelse av uttakskoeffisienter utføres for sådanne blokker som bryterne er forbundet med, eller ikke.

Et eksempel på styring av bryterkretsen ved hjelp av styrekretsen 3 for koeffisientfornyelse er anskueliggjort i fig. 2. Det henvises til fig. 2, hvor "1" representerer en bryters PÅ-tilstand, mens "0" representerer bryterens AV-tilstand. I det viste eksempel er en av bryterne S1 - Sn valgt ut, slik at uttakskoeffisientfornyelse for den tilsvarende blokk av blokkene B1 - Bn, utføres. Videre endres den bryter som skal velges ut suksessivt ved påfølgende symboltidspunkter ut fra bryterne S1 - Sn.

I styringseksempelet vist i fig. 2 oppdateres følgelig i hver symbolsyklus uttakskoeffisientene for bare én av de n blokker. Det kan følgelig erkjennes at antallet fornyelses-beregninger av uttakskoeffisienter som fordres av den adaptive algoritmekrets 13, reduseres til 1/n sammenlignet med det som fordres for fornyelse av alle uttak som utgjør filteret 12 med variable koeffisienter. Selv om tilpasningshastigheten for den adaptive linje 1 kan falle noe, blir det følgelig mulig på tilpassende måte å styre et filter som har et stort antall uttak innenfor en prosessors endelige behandlingskapasitet. Dette gjør det mulig å konstruere en smalbåndet, adaptiv linjeforøker, og ytelsen ved dårlig signal/støy-forhold kan forbedres. Fig. 3 er et blokkskjema av en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse og i fig. 3 er de komponenter som samsvarer med dem beskrevet ovenfor, betegnet med de samme henvisningstall. I foreliggende utførelsesform er konstruksjonen av den adaptive linjeforøker 1 den samme som i den forrige, men i foreliggende utførelse er bærebølge-gjenvinnerkretsen forskjellig ved at bryterkretsen 14 nå inneholder tre brytere S1 - S3 og ved at styrekretsen 3 for koeffisientfornyelse som er anordnet for styring av bryterkretsen 14, nå arbeider som reaksjon på symbolklokke-informasjon og rammesynkronisme-informasjon. Når det i denne utførelse mottas et rammesynkronisme-signal, velger særlig styrekretsen 3 for koeffisientfornyelse sekvensielt ut en av bryterne i bryterkretsen 14, slik som før, mens når intet rammesynkronisme-signal mottas, velger styrekretsen 3 for koeffisientfornyelse ut en fast bryter blant bryterne. Fig. 4 er en tabell som anskueliggjør et eksempel på styring av bryterkretsen 14 ved hjelp av styrekretsen 3 for koeffisientfornyelse, og i samsvar med denne anskueliggjør fig. 5 et eksempel på blokkdannelse av uttakskoeffisientene for filteret 12 med variable koeffisienter ved hjelp av bryterne S1 - S3. I dette eksempel er det samlede antall uttak som utgjør filteret 12 med variable koeffisienter, representert ved 3k når antallet uttak i hver blokk er lik k. I styrealgoritmen angitt med fig. 4 og innenfor en periode forut for opprettelse av rammesynkronisme, innenfor hvilken intet rammesynkronisme-signal mottas, dvs. innenfor en periode forut for en symboltidsluke /', holdes vanligvis bare bryter S1 i PA-stilling, mens bryterne S2 og S3 vanligvis holdes i AV-stilling ved hjelp av styringen av bryterkretsen 14, som utføres fra styrekretsen 3 for koeffisientfornyelse. I filteret 12 med variable koeffisienter teller i dette tilfelle bare blokken B1 vist i fig. 5 med som en gjenstand for beregning av uttakskoeffisient for filteret, mens blokkene B2 og B3 utelates fra beregningen av uttakskoeffisient.

Før opprettelse av rammesynkronisme og siden beregning av uttakskoeffisient utføres bare i blokken B1, arbeider følgelig den adaptive linjeforøker som en adaptiv linjeforøker som har et antall på k uttak, hvor alle uttakskoeffisienter fornyes for hvert symbol. Følgelig reduseres mengden av beregningsprosesser for uttakskoeffisienter til en tredjedel (k/3k), og prosesseringstiden reduseres samtidig som høy inntrekkshastighet muliggjøres.

Etter opprettelse av rammesynkronisme skrus bryterne S1 - S3 suksessivt PÅ ved hjelp av styringen av bryterkretsen 14 fra styrekretsen 3 for koeffisientfornyelse, slik at uttakskoeffisientene for blokkene B1 - B3 suksessivt fornyes. Med andre ord arbeider bære-bølgegjenvinnerkretsen som en adaptiv linjeforøker som har 3k uttak, hvilket er lik tre ganger uttaksantallet forut for opprettelsen av rammesynkronisme. Selv om oppspor-ingshastigheten avtar, er følgelig båndet for filteret 12 med variable koeffisienter gjort ytterligere smalere og stabiliteten ved betingelser med dårlig signal/støy-forhold er forbedret.

Med denne utførelse av bærebølgegjenvinnerkretsen er følgelig høyhastighetsinntrekking realisert og støymotstandsevnen etter fullførelse av inntrekkingen, er forbedret.

Skjønt det nå er beskrevet et eksempelet på en utførelse hvor uttakene for filteret 12 med variable koeffisienter er delt inn i tre blokker, kan imidlertid uttakene for filteret 12 med variable koeffisienter deles inn i et hvilket som helst antall blokker, slik som antydet i tilfellet av utførelsen vist i fig. 1. Selv om eksempelet på en bærebølgegjenvinnerkrets i henhold til foreliggende oppfinnelse selvsagt er konstruert som en del av en demodulator for et fasemodulert signal, kan bærebølgegjenvinnerkretsen også utformes selvstendig.

Dessuten er det også mulig å konstruere bærebølgegjenvinnerkretsen slik at den blant flere uttaksblokker for filteret med variable koeffisienter, velger ut to eller flere blokker på samme tid. Det er også mulig å konstruere filteret slik at antallet uttak i hver blokk gjøres forskjellig blant de forskjellige blokker. Med den nettopp angitte konstruksjon kan inntrekkingshastigheten eller oppfølgingsegenskapene finavstemmes.

Som beskrevet ovenfor og i samsvar med foreliggende oppfinnelse, og fordi uttakene for et adaptivt filter frembragt i en adaptiv linjeforøker, som har fornybare uttakskoeffisienter, inndeles i flere blokker og velges ut for hver symbolklokketid, slik at fornyelse av uttakskoeffisientene i vedkommende blokk utføres, behøver ikke alle uttakskoeffisientene å bli fornyet på en gang i hver symbolsyklus. Selv om tilpasningshastigheten for den adaptive linjeforøker øker, kan følgelig den adaptive linjeforøker konstrueres med et større antall uttak innenfor en prosessors endelige behandlingskapasitet, og således med et smalere bånd.

Ved å konstruere en bærebølgeregeneratorkrets slik at rammesynkronisme-informasjon og symbolblokkinformasjon mottas, mens det forut for opprettelse av rammesynkronisme samtidig fast velges ut en særskilt av blokkene i det adaptive filter, mens blokkene etter opprettelse av rammesynkronisme velges suksessivt ut for fornyelse, er det da, på den annen side mulig å redusere antallet utvalgte blokker og muliggjøre høyhastighets-inntrekking forut for opprettelse av rammesynkronisme, og derved øke antallet utvalgte blokker for å gjøre båndet smalere for det adaptive filter samt forbedre stabiliteten under betingelser med dårlig signal/støy-forhold når rammesynkronisme er opprettet.

Claims (1)

1. Bærebølgegjenvinnerkrets som omfatter: - en frekvensmultiplikator (2) for å motta et fasemodulert signal (a) og fjerne modulasjonskomponenter i det fasemodulerte signal, - en adaptiv linjeforøker (1) som omfatter: • et koeffisient-variabelt filter (12) som har en mengde uttakskoeffisienter inndelt i flere blokker (B1 - Bn), for å motta et signal fra hvilket modulasjonskomponentene er blitt fjernet og trekke ut en bærebølgekomponent (c) fra det mottatte signal, • en adaptiv algoritmekrets (13) for å fornye uttakskoeffisientene for det koeffisient-variable filter (12), og • en bryterkrets (14) satt inn mellom det koeffisient-variable filter (12) og den adaptive algoritmekrets (13) for å velge ut en av blokkene hvis uttakskoeffisienter skal fornyes, - en synkroniseringskrets (4) for å synkronisere bærebølgen (c) uttrukket ved hjelp av den adaptive linjeforøker (1), - en delekrets (5) for å dividere den synkroniserte bærebølge (d) og avgi en dividert synkronisert bærebølge (e), og - en styrekrets (3) for koeffisientfornyelse innrettet for å styre fornyelsen av uttakskoeffisientene for det koeffisient-variable filter i den adaptive linjeforøker (1), idet nevnte bryterkrets (14) styres for, ved svitsjing, å gjøre nevnte valg av en av blokkene som reaksjon på informasjon mottatt fra styrekretsen (3) for koeffisientfornyelse, karakterisert ved at styrekretsen (3) for koeffisientfornyelse er innrettet for å motta rammesynkronisme-informasjon og symbolklokke-informasjon, og forut for opprettelse av rammesynkronisme, på fast måte å velge ut en særskilt blokk blant det koeffisient-variable filters flere blokker (B1 - Bn) og etter opprettelse av rammesynkronisme, suksessivt velge mellom blokkene i en blokk-etter-blokk-rekkefølge, for å styre fornyelsen av de utvalgte blokkers uttakskoeffisienter.