PT82433B - Processo e equipamento para ajustar um filtro igualador digital simultaneamente para a eliminacao do eco de adaptacao e para a eliminacao do ruido de adaptacao e para a eliminacao do ruido de adaptacao causados por interferencia inter-simbolos - Google Patents
Processo e equipamento para ajustar um filtro igualador digital simultaneamente para a eliminacao do eco de adaptacao e para a eliminacao do ruido de adaptacao e para a eliminacao do ruido de adaptacao causados por interferencia inter-simbolos Download PDFInfo
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Description
invento diz respeito ao método e equipamento para ajustar um filtro igualador digital no circuito híbrido de um sistema de telecomunicações para transmitir informações em duplex sobre um par de linhas simples para, simultaneamente eliminar o eco de adaptação e o ruído de adaptação causado nela interferência inter-símbolos, sendo subtraídos do sinal recebido um primeiro e um segundo sinais de compensação para formar um sinal de diferença em que o primeiro sinal denende dos parâmetros armazenados n”r» filtro digital de equilíbrio e o segundo sinal denende dos parâmetros correspondentes do referido filtro de igualação, sendo o sinal de diferença compensado na ra os ruídos causados por ecos e nor interferências inter-símbolos, e sendo os parâmetros do filtro de ecuilíbrio corrigidos com a ainda de um nrimeiro sinal de correccão oue varia em função do sinal de di fcrença.
FJNDAMENTOS TÉCNICOS
A .eliminação do eco de adaptação e a eliminação do ruído de adaptação causados pela interferência inter-símbolos, são usualmente aplicados na tecnologia da telefonia e da comutação de dados para me lhorar a. qualidade da transmissão. Os ruídos de eco vêm não só do sL nal do transmissor local devido a nerdas nos circuitos híbridos, como também de ecos dos extremos distantes em linhas não homogéneas. Ruídos causados nela interferência inter-símbolos vêm do sinal dos extremos distantes e aparecem em particular em transmissões em. linhas não homogéneas. Para reduzir o efeito d.ostas duas espécies de ruído é conhecida a utilização d.e filtros de equilíbrio e de igualação do tipo digital. Com base num dado número d.e símbolos de dados digitais transmitidos pelo transmissor local, o filtro de equilíbrio faz nm cálculo do valor do eco esperado e com base num dado número de símbo64 786
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los de dados digitais recebidos em último lugar o filtro de igualação faz um cálculo do valor esperado para a interferência inter-símbolos. Os valores calculados feitos pelos filtros são subtraídos ao sinal re_ cebido, sendo a diferença utilizada depois para determinação dos símbolos de dados recebidos e para correcção dos parâmetros do filtro. Estes parâmetros são ajustados automaticamente de modo a que os desvios entre o eco verdadeiro e o eco calculado, e entre as interferên cias inter-símbolos calculada e verdadeira sejam os mais pequenos pojs sível. Depois do ajustamento dos parâmetros estes não têm quaisquer alterações, ou têm apenas alterações insignificantes. Ê usual dizer-se que os filtros foram convergidos.
Bn certos casos, o tempo de convergência para um filtro de equilíbrio ou para o filtro de igualação será comparativamente de gren de duração ou pode mesmo ser impossível de encontrar a convergência. As vantagens do método de convergência, apenas para os filtros de eqd. líbrio, estão descritas no pedido de Patente Sueca NQ.8106444-6 .
Na simultaneidade da eliminação do eco de adaptação e da eliminação de ruídos causados por interferências inter-símbolos existem, no entanto, problemas especiais com o ajustamento dos parâmetros do filtro, devido a que o sinal de eco residual é muito maior do que o sinal vindo do extremo distante antes dos filtros terem convergido. Isto.faz com que o filtro de igualação ajuste por si mesmo em princí pio como sendo outro filtro de equilíbrio, com a consequência da con vergência ser mais lenta e incerta. 0 problema é analisado num arti go publicado pelo jornal IEEE na área seleccionada das comunicações (VOLSAC-2, NQ.2, Março de 1984, págs 514-323).
No jornal da BELL (The Bell System Technical Journal”) VOL 58, NQ.2, Fevereiro de 1979, pags 491-500, o ajuste dos parâmetros do filtro é analisado com a condição de que os dados recebidos sejam perfeitamente regenerados, o que é muito inconveniente, de acordo com o acima indicado.
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- 5 DESCRIÇÃO DO INVENTO
O objectivo deste invento é o de encontrar uma convergência rápida e segura com um processo e equipamento do tipo indicado na in troduçâo. Isto consegue-se evitando-se o processo de correcção dos parâmetros do filtro de igualação quando os parâmetros do filtro de equilíbrio são mudados numa direcção tal que o valor absoluto do si_ nal de primeira compensação dependa dos aumentos desses parâmetros. Isto significa que os parâmetros do filtro de igualação não são ajus tados a*tes dos parâmetros do filtro de equilíbrio terem sido ajusta dos suficientemente, pelo que a tendência do filtro de igualação é ajustar por si mesmo como se tivesse sido eliminado o outro filtro de equilíbrio.
As características que distinguem o invento são indicadas nas reivindicações.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS invento será agora descrito em detalhe com referências aos desenhos, em que:
Figura 1 é um esquema de princípio de um equipamento conven cional para, simultaneamente, eliminar o eco de adaptação e eliminar os ruídos causados pela interferência inter-símbolos,
Figura 2 é um esquema de princípio de um equipamento melho. rado, de acordo com o presente invento, e
Figuras 3 a 6 são esquemas de blocos mais exaustivos de dife rentes concretizações do invento.
MELHORES MÉTODOS PARA REALIZAR
INVENTO
A Figura 1 é um esquema de princípio de um equipamento conven cional para, simultaneamente, eliminar o eco de adaptação e eliminar
ΛΙΚΡ·
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os ruídos de adaptação qu^ibcorrem quando existem interferências inter-símbolos. Uma sequência de dados B^ formada por ”uns” e ”zeros” é fornecida a uma unidade transmissora S melhorada com um conversor de código para convergir a sequência de dados para um sinal b(t), por exemplo um que seja codificado em binário. 0 sinal b(t) é aplicado de modo convencional à linha L através de um circuito híbrido G para transmitir para um receptor no extremo distante. Um sinal recebido simultaneamente a(t) é transmitido do extremo distante, sendo este sinal sobreposto a ruídos causados por ecos e(t) provenientes do sinal local b(t) e pela interferência inter-símbolos i(t) proveniente do sinal a(t) do extremo distante, e é filtrado num filtro receptor F e seguidamente aplicado ao circuito de subtracção Sl. Os sinais de saída ê(t) e í(t), respectivamente do filtro de equilíbrio B e de um filtro de igualação U, são subtraídos no circuito Sl do sinal recebi, do e filtrado para compensar os ruídos mais recentes causados pelos ecos e interferência inter-símbolos. Na prática, as saídas dos filtros B e U são ligadas ao circuito Sl através dos respectivos convejr sores digital analógicos que, no entanto, não est^o representados na figura. 0 sinal de diferença r(t) do circuito Sl é aplicado a um cir cuito de amostragem SH o qual envia uma sequência de dados r cujos
K valores correspondem aos valores do sinal r(t) nos instantes de amos, tragem. A sequência r, é quantificada num circuito de quantificação Q que é suposto ser um comparador, para simplificar, e que decide se os valores de amostragem são maiores ou menores do que zero. 0 sinal de saída do circuito de quantificação constitui um valor estimado do valor do dado a^ enviado do extremo distante e que é aplicado a um receptor não indicado na figura.
Os parâmetros dos filtros são corrigidos com a ajuda do sinal o qual, no caso mais simples, está de acordo com a sequência r^ do circuito de amostragem SH. Por exemplo, as correcções podem fazer
-se em resposta ao resultado das correcções entre o sinal de erro 8^ e a sequência transmitida b^ ou entre 8^ e a sequência recebida es. timada â^. Os métodos para realizar isto podem compreender-se melhor a partir dos artigos atrás mencionados e da patente sueca também mencionada. Sn equipamentos deste tipo, que incluem um filtro de equilí64 768
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brio e um filtro de igualação existe, no entanto, como acima se disse grande risco de que os filtros tenham uma convergência longa e incerta.
A Figura 2 é um esquema de princípio de um equipamento melhorado de acordo com o invento. 0 equipamento difere do que está indicado na Figura 1 por um bloco K que está ligado entre o circuito de filtros obtêm assim sinais de correcção e que, deste modo, serão indicados daqui De acordo com o conceito do invento, o amostragem SH e o filtro de igualação U para correcção do sinal de correcção E^ do último. Os que não são sempre idênticos em diante por EB^ e EU^.
sinal de correcção EU^ do filtro de igualação U é formado pelo sinal de correcção EB^ do filtro de equilíbrio B e o sinal de saída do fil. tro de equilíbrio ê(t), isto é, o eco calculado, de tal modo que EU^ terá um dado valor positivo se EB^ tiver um valor positivo simultane amente com ê(t) quando este tiver um valor negativo, e um valor nega tivo se £8^ tiver um valor negativo simultaneamente com ê(t) quando este tiver um valor positivo ou, por outro lado, o valor zero. 0 é novo e específico é que o sinal de correcção EU^ do filtro de lação U é aquele que dá o valor zero não apenas quando o sinal de recção EE^ do filtro de equilíbrio B é zero, mas também quando o tro de correcção do filtro de equilíbrio tem o mesmo sinal do que sinal de saída do filtro ê(t). Daqui resulta que a sequência da corque i’gua cor fil recção do filtro de igualação U é evitada quando os parâmetros do fil. tro de equilíbrio B são mudados numa direcção tal que o valor absolu to do sinal ê(t) aumenta. Isto acontece quando o eco calculado va ria na direcção positiva devido a um valor positivo ou na direcção n_e gativa devido a um valor negativo.
Na Figura J está ilustrado um esquema de blocos, mais detalha do, da primeira concretização. Esta concretização está de acordo com a concretização da Figura 1 e está de acordo com a mencionada especificação da patente sueca NQ. 8106444-6, em relação ao filtro de equilíbrio B e seus circuitos de ajustamento. E aqui utilizado um circuji to de multiplicação ML, um circuito de subtracção S2, um circuito for. mador de sinais SG1, um circuito somador A, uma unidade de referên64 ?86
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cia V que fornece um valor de referência variável v(k) e as unidades de correcção KV, KB. Com a ajuda destes três sinais é formado um s.i nal (ί^) da diferença f entre a sequência amostrada r e do produto da sequência de dados calculada a^ e o valor da referência variável V(k) com o sinal de correcção EB^ do filtro de equilíbrio B, sendo
depois formado como a soma daquele sinal e o valor de â^. 0 valor de referência V(k) e os parâmetros do filtro de equilíbrio são corri
gidos com a ajuda das unidades de correcção KV e KB de um modo seme-
¢/.:. Γ .
&W: ιι.
|r·· lhante ao da mencionada especificação de patente. Como se deduz daqui, os níveis de referência na unidade de referência tornam possível controlar os níveis do quantificador Q, como está indicado na ligação a tracejado entre a unidade de referência V e o quantificador Q. Os parâmetros do filtro de igualação são corrigidos com auxílio da unidade de correcção KU, que pode ser uma melhoria idêntica à da unida de de correcção KB do filtro de equilíbrio. A comunicação entre a unidade de referência V e as unidades de correcção KB e KU não é necessária e por isso foi desenhada a tracejado. No entanto, se existir esta comunicação a convergência é acelerada.
sinal ( EB^) e 0 sinal (ê(t)) são formados no bloco K pelo sinal EB^ de correcção do filtro de equilíbrio e o sinal de saída do filtro de equilíbrio ê(t) nos respectivos circuitos de formação de si_ nais SG2 e SGJ. A diferença entre estes dois sinais é feita no cir-
cuito de subtracção SJ, sendo depois formado o sinal de correcção EU^ do filtro de igualação pelo produto daquela diferença pelo valor absq luto do sinal EB^ por meio do circuito AB formador de valor absoluto e por uma multiplicação no circuito M2.
Os quadros abaixo mostram como o sinal de correcção EU^ do filtro de igualação é dependente do sinal de correcção £B^ do filtro de equilíbrio e do sinal de saída ê(t) do filtro de equilíbrio.
ί
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| ê(t) | ||
| + | +2 | 0 |
| - | +2 | +4 |
| + | 0 | 0 |
| - | 0 | 0 |
| + | -2 | -4 |
| - | -2 | 0 |
Pode-se ver no quadro que EU tem o mesmo sinal que £B K K quando e ê(t) têm sinais diferentes. EU^ é igual a zero quando é zero e quando e ê(t) têm o mesmo sinal. EB^ é positivo quando a amostra recebida r é simultaneamente positiva e maior do que o valor de referência variável v(k), igual a zero quando o valor absoluto da amostra r^ é menor do que o valor absoluto do valor de re ferência v(k), e negativo quando a amostra r^ é simultaneamente negativa e menor do que o valor de referência V(k).
A Figura 4 é um esquema de blocos de uma segunda concretização do invento. Nesta, o sinal de correcção do filtro de equilíbrio EB^ á formado de um modo mais simples do que na concretização da Figura J. Não existe circuito somador A do que resulta que o sinal £B^ de correcção do valor será +1 ou -1 mas nunca igual a zero. Nesta configuração o bloco K compreende simplesmente o formador de sinal SGJ e o circuito de subtracção S3. A dependência do sinal de correcção do filtro de igualação EU^ em função de EB^ e de ê(t), pode ser vista no quadro abaixo.
| ê(t) | enk | |
| + | +1 | 0 |
| - | +1 | +2 |
| + | -1 | -2 |
| - | -1 | 0 |
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-10 | X
Is.
de adaptação alimentada referência
Aqui, uma entrada com uma tensão de refevariável V(k). A tensão num circuito seguinte amostrados ganho será ajustado de modo que r multiplica K
Uma tercèira concretização está indicada na Figura 5. Esta concretização difere da que foi feita de acordo com a Figura 3 por ser aplicada a regulação de ganho do circuito de multiplicação Ml é rência fixa G em vez da tensão de V(k) é multiplicada pelos valores de multiplicação M3.
do por será aproximadamente igual a multiplicado por G. Por ou tro lado este equipamento está implementado identicamente ao da Figura 3,β| em consequência a sua função será praticamente semelhante ao equipamento da Figura 3. A dependência do sinal de correcção EU em função fie EB^. e ê(t) está também de acordo com a correspondente dependência do equipamento da Figura 3.
Uma quarta concretização do invento está indicada na Figura 6. Baseia-se parcialmente num princípio visto no artigo do IEEE, na figu ra 10. A regulação do ganho de adaptação é aplicada como com a configuração indicada na Figura 5. No entanto difere daquela configuração em que é utilizado o sinal de saída de um conversor analógico-digital, AD, à entrada do qual obtem 0 sinal de entrada do Quantificador Q como sinal de correcção SB para 0 filtro de equilíbrio B. Os
Λ valores do sinal de correcção £Β^ podem então variar continuamente. 0 bloco K tem as mesmas melhorias que a Figura 5. A dependência do sinal de correcção EU^ em função de EB^ e ê(t) está indicada no qua dro abaixo:
| ê(t) | ||
| + | + | 0 |
| - | + | +2·/εν |
| + | - | -2./£Br/ |
| - | - | 0 |
A relação entre os sinais de correcção EU, e EB, (+2) evidente k k
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dos quadros apresentados em conjunto com as diferentes concretizações pode ser naturalmente modificada por alteração conveniente dos circuitos. A característica essencial e comum que distingue todas as concretiza, ções é que tem o valor zero quando EB^ e ê(t) são ambos, simul taneamente, positivos ou negativos.
E também admissível a introdução de um conversor analógico-digital depois do filtro de recepção F para utilização subsequente de apenas circuitos digitais.
Claims (2)
- REIVINDICAÇÕES1. Processo para ajustar um filtro de igualação digital(U) num circuito híbrido de um sistema de telecomunicações para transmi tir informação digital em duplex sobre um par de linhas simples, com eliminação simultânea de eco de adaptação e eliminação do ruído de adaptação causado pela interferência inter-símbolos, onde um primeiro e um segundo sinais de compensação, sendo o primeiro sinal (ê(t)) dependente dos parâmetros armazenados do filtro de equilíbrio digital (B) e sendo o segundo um sinal (í(t)) dependente dos parâmetros correspondentes do referido filtro de igualação (U), são subtraídos de um sinal recebido (a(+)+e(t)+i(t)) para formar um sinal de diferença (r(t)) o qual é compensado respectivamente pelo ruído causado por ecos e interferências inter-símbolos e onde os parâmetros do filtro de equilíbrio são corrigidos com a ajuda de um primeiro sinal de cor recçfio (£B^) dependente do referido primeiro sinal diferencial (r(t)) caracterizado por os parâmetros do filtro de igualação serem ajusta dos com a ajuda de um segundo sinal de correcção (£U^) formado pelo referido primeiro sinal de correcção ( EB^) e pelo referido primeiro sinal de compensação (ê(t)) de modo que é dado um valor positivo quan. do o primeiro sinal de correcção ( £B^) tiver um valor positivo simul. taneamente com o primeiro sinal de compensação ê(t)) quando ele tiver64 786Κ/ΒΡ/ΕΑ/65619ΛΜ 4607 um valor negativo, sendo dado um valor negativo para a relação inver sa e sendo dado, por outro lado, o valor zero, por meio do qual a se_ quência de correeção dos parâmetros do filtro de igualação é evitada quando os parâmetros do filtro de equilíbrio variam numa direcção tal que o valor absoluto do primeiro sinal de compensação (ê(t)) aumenta.
- 2. Equipamento para realizar o processo de acordo com a rei. vindicação 1, para ajustamento de um filtro de igualação digital (U) num circuito híbrido num sistema para a transmissão de informação di gital em duplex sobre um par de linhas simples, com eliminação simul tânea do eco de adaptação e eliminação dos sinais do ruído de adapta ção causado pela interferência inter-símbolos, onde um primeiro e um segundo sinais de compensação, sendo o primeiro sinal (ê(t)) dependente dos parâmetros armazenados do filtro de equilíbrio digital (B) e o segundo sinal (í(t)) dependente dos parâmetros correspondentes do filtro de igualação (U), são subtraídos de um sinal recebido (a(t)+e(t)+i(t)) para formar um sinal de diferença (r(t)) o qual é compensado respectivamente pelo ruído causado por ecos e interferên cias inter-símbolos e onde os parâmetros do filtro de equilíbrio são corrigidos com a ajuda de um primeiro sinal de correeção ( EB ) deK pendente do referido sinal de diferença (r(t)) caracterizado por os parâmetros do filtro de igualação serem ajustados com a ajuda de um segundo sinal de correcÇãô ( formado por um circuito (K) que obtém o referido primeiro sinal de correeção ( EB^) e pelo referido sinal de compensação (ê(t)) e é melhorado de modo que este segundo sinal sinal com o de correeção ( EU, ) recebe um valor positivo quando o primeiro de correeção ( EB^) tiver um valor positivo simultaneamente primeiro sinal de compensação (ê(t)) quando ele tiver um valor negativo, sendo dado um valor negativo para a relação inversa, e seja do dado, por outro lado, o valor zero, por meio do qual a sequência de correeção para os parâmetros do filtro de igualação evitada quan do os parâmetros do filtro de equilíbrio variam numa direcção tal que o valor absoluto do primeiro sinal de compensação (ê(t)) aumenta.
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