RU2039416C1 - Digital adaptive receiver of digital signals - Google Patents
Digital adaptive receiver of digital signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2039416C1 RU2039416C1 SU4940997A RU2039416C1 RU 2039416 C1 RU2039416 C1 RU 2039416C1 SU 4940997 A SU4940997 A SU 4940997A RU 2039416 C1 RU2039416 C1 RU 2039416C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- adder
- unit
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано для приема дискретных сигналов, передаваемых по каналам связи со скоростью до 16,0 кбит/с. The invention relates to telecommunication technology and can be used to receive discrete signals transmitted over communication channels with a speed of up to 16.0 kbit / s
По принципу действия предлагаемое устройство близко к приемникам цифровых модемов. Известно "Устройство для приема дискретных сигналов" [1] содержащее согласующий блок, фазовращатель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), полосовой корректор, блок тактовой синхронизации, блок компенсации фазовых нестабильностей, блок компенсации амплитудных нестабильностей, решающий блок, блок подстройки амплитуды, блок вычисления ошибки фазы, стационарный фильтр, адаптивный фильтр, блок подстройки коэффициентов, сумматор, нелинейный преобразователь и декодер. According to the principle of operation, the proposed device is close to the receivers of digital modems. It is known "Device for receiving discrete signals" [1] containing a matching unit, a phase shifter, an analog-to-digital converter (ADC), a band corrector, a clock synchronization unit, a phase instability compensation unit, an amplitude instability compensation unit, a decision unit, an amplitude adjustment unit, a unit phase error calculations, stationary filter, adaptive filter, coefficient adjustment block, adder, non-linear converter and decoder.
Недостатком данного устройства является невысокая помехоустойчивость при работе по каналам связи ухудшающего качества (с большими линейными искажениями и импульсными помехами). The disadvantage of this device is the low noise immunity when working on communication channels of deteriorating quality (with large linear distortions and impulse noise).
Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому устройству является "Цифровое устройство приема сигналов" [2] содержащее блок вычисления ошибок, усилитель с АРУ, фазовращатель, АЦП, адаптивный корректор, блок регулирования уровня, блок демодуляции и компенсации фазы, решающий блок, декодер. Closest to the technical nature of the proposed device is a "Digital signal receiving device" [2] containing an error calculation unit, an amplifier with AGC, a phase shifter, an ADC, an adaptive corrector, a level control unit, a demodulation and phase compensation unit, a decision unit, a decoder.
Недостатком прототипа является невысокая помехоустойчивость при работе по каналам связи с большими линейными искажениями (с большой неравномерностью ГВЗ канала связи) и значительными колебаниями уровня принимаемого сигнала. The disadvantage of the prototype is the low noise immunity when working on communication channels with large linear distortions (with large non-uniformity of the voltage of the communication channel) and significant fluctuations in the level of the received signal.
Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при работе по каналам связи с большими линейными искажениями и значительными колебаниями уровня принимаемого сигнала. The aim of the invention is to increase the noise immunity when working on communication channels with large linear distortions and significant fluctuations in the level of the received signal.
На фиг. 1 изображена структурная схема предложенного цифрового приемника; на фиг. 2 схема блока вычисления; на фиг. 3 схема блока сравнения; на фиг. 4 схема первой линии задержки и блока формирования адреса. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed digital receiver; in FIG. 2 circuit block calculation; in FIG. 3 circuit block comparison; in FIG. 4 is a diagram of a first delay line and an address generating unit.
Цифровой адаптивный приемник содержит полосовой фильтр 1, усилитель 2 с автоматической регулировкой уровня (АРУ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, первый, второй умножители 4, 5, генератор 6, первый, второй, третий, четвертый фильтры 7, 8, 9, 10 низких частот, первый, второй сумматоры 11, 12, блок 13 управления фазовыми корректорами, блок 14 коммутации, преобразователь 15 сигнала с линейной частотой модуляции, блок 16 выделения синхросигналов, адаптивный корректор 17, декодер 18, дескремблер 19, третий, четвертый умножители 20, 21, третий, четвертый сумматоры 22, 23, блок 24 вычисления ошибки, блок 25 сравнения, первая линия задержки 26 с отводами, блок 27 формирования адреса, интегратор 28, пятый сумматор 29, пятый умножитель 30, шестой сумматор 31, элемент задержки 32. The digital adaptive receiver contains a
Блок 24 вычисления ошибки содержит первый умножитель 33, накопитель 34, второй умножитель 35, вычитающий счетчик 36, суммирующий счетчик 37 и элемент задержки 38. The
Блок 25 сравнения содержит М элементов задержки 391-39М М сумматоров 401-40М М компараторов 411-41М и М-1 ключей 421-42М-1.
Линия задержки 26 состоит из М элементов задержки 431-43М.
Блок формирования адреса 27 содержит М ключей 441-44М, элемент задержки 39 образует линию задержки 45.The
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Поступающий из канала связи аналоговый сигнал фильтруется полосовым фильтром 1, усиливается усилителем с автоматической регулировкой уровня 2, поддерживающим на входе аналого-цифрового преобразователя 3 постоянный уровень сигнала при его изменении в канале связи. С выхода аналого-цифрового преобразователя 3 принимаемый сигнал в цифровой форме поступает на первые входы умножителей 4, 5, на вторые входы которых с соответствующих выходов генератора 6 подается опорное напряжение с частотой, совпадающей с частотой несущего колебания. Умножители 4, 5 совместно с генератором 6 образуют преобразователь спектра, осуществляющий перенос принимаемого сигнала из полосы частот 0,3-3,4 кГц в область более низких частот. ФНЧ 7,8,9,10, включенные на выходе умножителей 4,5, осуществляют фильтрацию продетектированного сигнала. На выходе сумматора 11 выделяется реальная составляющая комплексной огибающей продетектированного сигнала Х (nT), а на выходе сумматора 12 формируется мнимая составляющая Y (nT) комплексной огибающей сигнала. The analog signal coming from the communication channel is filtered by a band-
Помимо функций фильтрации ФНЧ 7,8,9,10 совместно с сумматорами 11, 12 и блоком управления фазовыми корректорами 13 образуют компромиссный корректор неравномерности ГВЗ канала связи. Для этого в блоке управления фазовыми корректорами 13 записаны значения импульсных характеристик (ИХ) ФНЧ 7,8,9,10, соответствующие усредненным характеристикам канала связи с различным числом переприемных участков, от одного до М. In addition to the filtering functions of the low-pass filter, 7,8,9,10 together with the
Реальная и мнимая составляющие выходов сумматора 11, 12 поступают на первый и второй входы блока коммутации 14, который в рассматриваемом случае переключает их на входы блока выделения синхросигналов 16 и адаптивного корректора 17, минуя преобразователь сигнала с линейной частотной модуляцией 15. Откорректированный сигнал в виде оценок реальной (nT) и мнимой (nT) составляющих поступает на вход декодера 18, в котором реализуется операция вынесения решения о принятом символе. Декодированный информационный сигнал в виде последовательности символов с выхода декодера 18 поступает на вход дескремблера 24, в котором он преобразуется в исходный вид и поступает на выход устройства.The real and imaginary components of the outputs of the
С выходов сумматоров 11, 12 реальная и мнимая составляющие принимаемого сигнала поступают также соответственно на первый и второй входы умножителя 20 и на первый и второй входы умножителя 21. From the outputs of the
Значения сигналов Х2 (nT) и Y2 (nT) с выходов умножителей 20, 21 поступают на первый и второй входы сумматора 22, на выходе которого формируется квадрат модуля огибающей принимаемого сигнала (Z)2 X2(nT) + Y2 (nT).The values of the signals X 2 (nT) and Y 2 (nT) from the outputs of the multipliers 20, 21 are fed to the first and second inputs of the adder 22, at the output of which the square of the envelope module of the received signal (Z) 2 X 2 (nT) + Y 2 ( nT).
При наличии в канале связи линейных искажений (большой неравномерности ГВЗ) огибающая принимаемого сигнала теряет свои отсчетные свойства и изменяется по амплитуде, причем эти изменения зависят от величины неравномерности ГВЗ канала связи. In the presence of linear distortions in the communication channel (large non-uniformity of the GVZ), the envelope of the received signal loses its reading properties and changes in amplitude, and these changes depend on the value of the non-uniformity of the GVZ of the communication channel.
В сумматоре 23 происходит сравнение квадрата модуля огибающей принимаемого сигнала с эталонным значением Uэ1, равным квадрату модуля огибающей сигнала при отсутствии линейных искажений в канале.In the adder 23, the square of the envelope modulus of the received signal is compared with the reference value U e1 equal to the square of the envelope of the signal in the absence of linear distortion in the channel.
На выходе сумматора 23 формируется ошибка:
ε(nT) Z (nT)2 Uэ1, вызванная наличием линейных искажений и аддитивного шума в канале связи. Ошибка ε(nT), соответствующая определенному значению ИХ ФНЧ 7,8,9,10, поступает на вход блока вычисления ошибки 24, в котором происходит вычисление среднеквадратической ошибки (СКО) на интервале усреднения в N отсчетов.The output of the adder 23 generates an error:
ε (nT) Z (nT) 2 U e1 , caused by the presence of linear distortions and additive noise in the communication channel. Error ε (nT), corresponding to a certain value of their LPF 7,8,9,10, is fed to the input of
Квадраты ошибок ε2(nT), полученные на выходе умножителя 33 блока вычисления ошибки 24, накапливаются в накопителе 34. Одновременно с отсчетами ошибок на вход вычитающего счетчика 36 емкостью N, поступают импульсы с частотой дискретизации tд. При обнулении вычитающего счетчика 36 на его выходе формируется импульс, по которому сумма квадратов ошибок из накопителя 34 поступает на первый вход второго умножителя 35, на второй вход которого подан постоянный сигнал, пропорциональный величине 1/N-1.The squares of errors ε 2 (nT) obtained at the output of the
Таким образом, в момент обнуления вычитающего счетчика 36 на первом выходе блока вычислении ошибки 24 формируется значение среднеквадратической ошибки (СКО), вычисленное в соответствии с выражением
e
Полученное значение СКО записывается в линию задержки с отводами 45 блока сравнения 25. Одновременно с этим в линию задержки с отводами 26 записывается состояние суммирующего счетчика 37, соответствующее адресу, по которому в блоке управления фазовыми корректорами 13 записано значение ИХ ФНЧ 7,8,9,10, соответствующее каналу связи с одним переприемным участком.Thus, at the moment of zeroing the
The obtained RMS value is recorded in the delay line with
Импульс с выхода вычитающего счетчика 36 с задержкой, вызванной прохождением через элемент задержки 38 блока вычисления ошибки 24, поступает на вход блока управления фазовыми корректорами 13. По данному импульсу из блока управления фазовыми корректорами 13 в ФНЧ 7,8,9,10 заносятся новые значения ИХ, соответствующие каналу связи с двумя переприемными участками. Далее процесс вычисления СКО происходит в соответствии с алгоритмом, описанным выше. The pulse from the output of the
Полученное значение СКО записывается в линию задержки с отводами 45, а ранее записанное значение СКО продвигается по линии задержки. Аналогичным образом происходит запись состояния суммирующего счетчика 37 в первую линию задержки с отводами 26. The obtained MSE value is recorded in the delay line with
На выходе элемента задержки 38 блока вычисления ошибки 24 появляется импульс, по которому из блока управления фазовыми корректорами 13 в ФНЧ 7,8,9,10 поступают новые значения ИХ, соответствующие каналу связи с тремя переприемными участками. At the output of the
Описанный выше процесс циклически повторяется до тех пор, пока не будут вычислены все М значений СКО, соответствующие настройке ФНЧ 7,8,9,10 на каналы связи протяженностью от 1 до М переприемных участков. По окончании данного процесса в первой линии задержки с отводами 26 будут записаны М адресов ИХ ФНЧ 7,8,9,10, а в линии задержки с отводами 45 будут записаны соответствующие этим адресам значения СКО. При записи в суммирующий счетчик 37 числа М на его первом выходе формируется импульс переноса, который поступает на вторые входы сумматоров 401,40М блока сравнения 25. Под действием этого импульса в сумматоре 101 происходит вычисление ошибки -=E1, которая поступает на вход компаратора 411, который работает по следующему алгоритму: если Е1 > 0, то на выходе компаратора 411формируется сигнал логической 1, если Е1 < 0, то на выходе компаратора 411 формируется сигнал логического 0. При наличии на выходе компаратора 411 логической 1 ключ 421 замыкается в положение 2 и на его выходе появляется значение СКО (меньшее из двух сравниваемых значений СКО).The process described above is cyclically repeated until all M RMS values corresponding to the tuning of the low-pass filter 7,8,9,10 for communication channels with a length from 1 to M receiving sections are calculated. At the end of this process, in the first delay line with
При наличии на выходе компаратора 411 логического нуля ключ 421замыкается в положение 1, при котором на его выход проходит значение СКО .If there is a logical zero at the output of the
Сигнал с выхода компаратора 411 поступает также на третий вход ключа 441 блока формирования адреса 27. Если на выходе компаратора 411 сигнал равен логической 1, то ключ 441 переключается в положение 2 (см.фиг.4) и на его выходе появляется адрес, соответствующий значению СКО при логическом 0 на выходе компаратора 411 ключ 441переключается в положение 1 и на его выходе появляется адрес, соответствующий значению СКО .The signal from the output of the
Наименьшее из двух сравниваемых значений СКО с выхода ключа 421подается на первые входы сумматора 402 и ключа 422, в которых это значение СКО аналогичным вышеописанному способом сравнивается со значением СКО На выходе ключа 422 появляется наименьшее из значений СКО, которое сравнивается со следующим значением СКО, записанным во второй линии задержки с отводами 45. Аналогичным образом на выходе ключа 442 блока формирования адреса 27 появляется адрес, соответствующий наименьшему из сравниваемых значений СКО. По окончании процесса сравнивания ошибок на выходе компаратора 41М появляется сигнал (логическая 1 или логического 0), по которому на выходе ключа 44Мпоявляется адрес, по которому в блоке управления фазовыми корректорами 13 записано значение ИХ ФНЧ 7,8,9,10, соответствующее наименьшей из сравниваемых величине СКО.The smallest of the two compared MSE values from the output of the
Таким образом, осуществляется процедура адаптивной настройки компромиссного корректора неравномерности ГВЗ канала связи, выполненного на основе ФНЧ 7,8,9,10. Совокупность адаптивно-настраиваемого по критерию минимума СКО компромиссного корректора и адаптивного корректора позволяет с высокой точностью компенсировать линейные искажения в канале связи, уменьшив тем самым величину межсимвольных искажений, оказывающих основное влияние на помехозащищеность дискретных сигналов при скоростях передачи свыше 4800 бит/с. Thus, the adaptive adjustment procedure of the compromise corrector for the non-uniformity of the GWZ of the communication channel is performed, based on the low-pass filter 7,8,9,10. The combination of a compromise adaptive corrector and adaptive corrector, which is adaptively adjusted according to the minimum standard deviation criterion, makes it possible to compensate linear distortions in the communication channel with high accuracy, thereby reducing the amount of intersymbol distortions that have the main effect on the noise immunity of discrete signals at transmission rates above 4800 bit / s.
Регулировка коэффициента усиления усилителя с автоматической регулировкой уровня 2 осуществляется следующим образом. The gain adjustment of the amplifier with
Квадрат модуля огибающей принимаемого сигнала с выхода сумматора 22 подается на вход интегратора 28, усредняющего значения принимаемого сигнала для исключения ложных подстроек коэффициента усиления усилителя с автоматической регулировкой уровня 2 при приеме АФМ и КАМ сигналов. Усредненное значение принимаемого сигнала в сумматоре 29 сравнивается с эталонным напряжением Uэ2, равным номинальному уровню принимаемого сигнала.The square of the envelope module of the received signal from the output of the adder 22 is fed to the input of the integrator 28, averaging the values of the received signal to eliminate false adjustments of the gain of the amplifier with
Алгоритм регулировки коэффициента усиления усилителя с автоматической регулировкой уровня 2 имеет следующий вид:
Кn+1 Kn +μεn где Kn коэффициент усиления в n-ый момент времени;
μ- коэффициент адаптации;
εn Uпр Uэт1 ошибка оценивания амплитуды принимаемого сигнала;
Uпр Z(t)/dt
Данный алгоритм в заявляемом устройстве реализуется с помощью умножителя 30, сумматора 31 и элемента задержки 32.The algorithm for adjusting the gain of the amplifier with
K n + 1 K n + με n where K n is the gain at the nth moment of time;
μ- coefficient of adaptation;
ε n U pr U et1 error in estimating the amplitude of the received signal;
U ol Z (t) / dt
This algorithm in the inventive device is implemented using a multiplier 30, an adder 31 and a delay element 32.
Вычисленное значение коэффициента усиления с выхода сумматора 31 поступает в цифровом виде на второй вход усилителя с автоматической регулировкой уровня 2, поддерживая тем самым постоянный уровень принимаемого сигнала на входе аналого-цифрового преобразователя 3. The calculated value of the gain from the output of the adder 31 is transmitted in digital form to the second input of the amplifier with
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4940997 RU2039416C1 (en) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | Digital adaptive receiver of digital signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4940997 RU2039416C1 (en) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | Digital adaptive receiver of digital signals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2039416C1 true RU2039416C1 (en) | 1995-07-09 |
Family
ID=21577036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4940997 RU2039416C1 (en) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | Digital adaptive receiver of digital signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2039416C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598993C2 (en) * | 2015-01-23 | 2016-10-10 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт "Курс" (АО "ЦНИИ "Курс") | Method of transmitting discrete messages with multi-parameter adaptation |
CN116582187A (en) * | 2023-07-11 | 2023-08-11 | 深圳市光为光通信科技有限公司 | Self-adaptive coding and decoding method of photoelectric communication module based on linear direct drive |
-
1991
- 1991-05-29 RU SU4940997 patent/RU2039416C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 374444 кл. H 04L 27/22, 1986. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 392629 кл. H 04L 27/22, H 04B 1/00, 1986. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598993C2 (en) * | 2015-01-23 | 2016-10-10 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт "Курс" (АО "ЦНИИ "Курс") | Method of transmitting discrete messages with multi-parameter adaptation |
CN116582187A (en) * | 2023-07-11 | 2023-08-11 | 深圳市光为光通信科技有限公司 | Self-adaptive coding and decoding method of photoelectric communication module based on linear direct drive |
CN116582187B (en) * | 2023-07-11 | 2023-09-22 | 深圳市光为光通信科技有限公司 | Self-adaptive coding and decoding method of photoelectric communication module based on linear direct drive |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0610683B1 (en) | Digital timing recovery circuit | |
EP0037827B1 (en) | Receiver for complex data signals | |
US6510188B1 (en) | All digital automatic gain control circuit | |
EP0702475B1 (en) | Multi-threshold detection for 0.3-GMSK | |
US3524169A (en) | Impulse response correction system | |
CA2035785C (en) | Method and apparatus for optimally autocorrelating an fsk signal | |
US4262360A (en) | Method and device for detecting a pseudo-random sequence of carrier phase changes of 0° and 180° in a data receiver | |
US5793821A (en) | Timing Recovery using group delay compensation | |
KR100609941B1 (en) | Decision directed phase detector | |
GB2232852A (en) | Offset correction | |
US4677647A (en) | Synchronization of multichannel receiver based on higher quality channels | |
US4253186A (en) | Method and device for detecting a pseudo-random sequence of two symbols in a data receiver employing double sideband-quadrature carrier modulation | |
KR0163729B1 (en) | Phase detecting method and ptl of vsb modulation system | |
JPH06505380A (en) | Apparatus and method for correcting DC offset in a receiver | |
US3638122A (en) | High-speed digital transmission system | |
KR100542091B1 (en) | Symbol timing recovery network for a carrierless amplitude phasecap signal | |
US6175591B1 (en) | Radio receiving apparatus | |
EP0527190B1 (en) | A method of equalization in a receiver of signals having passed a transmission channel | |
RU2039416C1 (en) | Digital adaptive receiver of digital signals | |
US6874096B1 (en) | Apparatus and method for detecting packet arrival time | |
US6269118B1 (en) | Signal carrier recovery process | |
AU700549B2 (en) | Adaptive equalizer | |
US6546237B1 (en) | Differential FM detector for radio receivers | |
EP0106136A2 (en) | Digitally controlled transversal equalizer | |
US4435773A (en) | Receiver for effecting synchronous demodulation |