SU1688418A1 - Адаптивный корректор - Google Patents

Description

1

(21)4707055/09

(22) 15.06.89

(46) 30.10.91. Бюл. №40

(72) А.М.Боград и Л.Г.Израильсон

(53)621.395.66(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1220130, кл. Н 04 В 3/04, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1540009, кл. Н 04 В 3/04, 1987. (54) АДАПТИВНЫЙ КОРРЕКТОР

(57)Адаптивный корректор относитс  к электросв зи и другим област м, св зан- ным с приемом сигналов данных, сформированных с использованием многопозиционных методов модул ции. Адаптивный корректор содержит аналого-цифровой преобразователь 2, гармонический корректор 3, решающий блок 4, детектор 6 настроечной комбинации, блок 7 пам ти, блок 8 нормировани  импульсной характеристики , блок 13 центрировани  импульсной характеристики, коммутатор 10, блок 9 управлени  и детектор 11 качества. С целью повышени  точности коррекции введен блок 14 формировани  сигналов центрировани , в котором реализуетс  итеративна  процедура вычислени  адреса отсчета импульсной характеристики, определ ющего величину коэффициента центрального отвода адаптивного корректора. 5 ил.

Ј

10 100 00

4

00

Изобретение относитс  к электросв зи и другим отрасл м, св занным с приемом сигналов данных, сформированных с использованием многопозиционных методов модул ции и передаваемых по четырехпро- водным каналам св зи.

Цель изобретени  - повышение точности коррекции.

На фиг. 1 изображена структурна  электрическа  схема адаптивного корректора; на фиг. 2 - структурна  электрическа  схема блока формировани  сигналов центрировани ; на фиг. 3 - структурна  электрическа  схема сумматора; на фиг. 4 - структурна  электрическа  схема олока определени  области адреса; на фиг. 5 - структурна  электрическа  схема блока формировани  адреса.

Адаптивный корректор содержит подключенные к входу 1 последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, гармонический корректор 3, решающий блок 4. один из выходов которого  вл етс  перв ,IM выходом 5 устройства. Адаптивный корректор содержит также последовательно соединенные детектор 6 настроечной комбинации , информационный вход которого соединен с входом 1 устройства, блок 7 пам ти, блок 8 нормировани  импульсной характеристики, блок 9 управлени  коэффициентами , выход которого соединен с уп- равл ющим входом гармонического корректора 3, второй информационный выход которого через коммутатор 10 соединен с вторым управл ющим входом блока 9 управлени  коэффициентами, информационный вход которого соединен с другим выходом решающего блока 4 и информационным входом детектора 11 качества, выход которого  вл етс  вторым выходом 12 устройства . Блок 8 нормировани  импульсной характеристики через блок 13 центрировани  импульсной характеристики соединен с входом записи блока 14 формировани  сигналов центрировани ,выход которого через блок 13 центрировани  импульсной характеристики соединен с адресным входом блока 7 пам ти, вход записи которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател  2. Второй управл ющий выход детектора б настроечной комбинации соединен с управл ющими входами коммутатора 10 и детектора 11 качества, а также первым управл ющим входом блока 9 управлени  коэффициентами. Тактовый вход 15 устройства  вл етс  тактовым входом блока 14 формировани  сигналов центрировани  и тактовым входом детектора 6 настроечной комбинации, третий управл ющий выход которого соединен с управл ющим входом блока 14 формировани  сигналов центрировани , адресный вход которого соединен с вторым информационным выходом блока 8 нормировани  импульсной

характеристики, первый управл ющий выход детектора 6 настроечной комбинации соединен с управл ющим входом блока 13 центрировани  импульсной характеристики , а первый информационный вход коммутатора 10 соединен с шиной логического нул .

Адаптивный корректор работает следующим образом.

На передающей стороне (не показана)

перед сеансом св зи формируетс  настроечна  комбинаци , содержаща  признак передачи настроечной комбинации (например , передача известного синусоидального сигнала), а затем сигнал настройки (например , в воде одиночного импульса, одиночного импульса с парциальным кодированием и т.п.).

На приемной стороне адаптивный кор- ректор:

а)детектирует признак начала передачи настроечной комбинации;

б)запоминает отсчеты сигнала на выходе аналого-цифрового преобразовател , соответствующие синфазной и квадратурной составл ющих импульсной характеристики используемого канала св зи;

в)выдел ет отсчет импульсной характеристики , имеющий максимальное значение;

г) определ ет адрес максимального отсчета импульсной характеристики;

д) нормирует отсчеты импульсной характеристики по отношению к максимальному отсчету;

е) центрирует отсчеты импульсной характеристики;

ж)устанавливает вектор коэффициентов адаптивного корректора, равный норми- рованным значени м импульсной

характеристики, записанным в обратном пор дке, причем мнимую составл ющую сигнала, соответствующую квадратурной компоненте сигнала, инвертируют (мен ют знак на противоположный). Тем самым реализуетс  согласованный фильтр и следовательно максимизируетс  отношение сигнал/шум на выходе 5 устройства;

з)переходит в режим приема передаваемой информационной последовательности;

и) в процессе приема передаваемой информационной последовательности осуществл ет слежение за изменени ми межсимвольной интерференции в принимаемом сигнале, использу  адаптивный алгоритм настройки вектора коэффициентов адаптивного корректора;

к) в процессе адаптивной настройки оценивает качество коррекции принимаемого сигнала и при его ухудшении (величина критери  качества превышает заданное значение) формирует сигнал, по которому передающа  сторона переходит в режим передачи настроечной комбинации.

Аналоговый сигнал поступает с входа 1 устройства на детектор 6 настроечной комбинации , который по наличию признака начала настроечной комбинации формирует сигнал дл  выполнени  следующих операций:

а)посредством коммутатора 10 на второй управл ющий вход блока 9 управлени  коэффициентами подключаетс  источник логического нул ;

б)в блоке 9 управлени  коэффициентами к входу цепи формировани  коэффициентов подключаетс  первый информационный вход блока 8 нормировани  импульсной характеристики

в)осуществл етс  выдача сигнала Норма1 с выхода детектора 11 качества на второй выход 12 устройства (запрет анализа качества откорректированного сигнала).

По тактам записи, поступающим с выходов детектора 6 настроечной комбинации, в блок 7 пам ти записываютс  отсчеты сигнала с выхода АЦП 2 по адресам, формируемым на выходе блока 13 центрировани  импульсной характеристики. Одновременно посредством блока 8 вычисл етс  значение модул  сигнала, поступающего на вход блока 7 пам ти

I hil 2 hRi2 + hQi2.

где hRi, hoi-l-e отсчеты соответственно синфазных и квадратурных составл ющих импульсной характеристики.

В блоке 8 определ етс  адрес отсчета импульсной характеристики канала св зи, модуль которого имеет максимальное значение , а также составл ющие hRi, hoi этого отсчета, записанные в блоке 7 пам ти.

Затем по сигналам, формируемым в детекторе 6 настроечной комбинации, проводитс  центрирование импульсной характеристики следующим образом.

Введем обозначени  N - длина (число комплексных отводов) адаптивного корректора , р - длина (число отсчетов) импульсной характеристики, М0 - адрес отсчета импульсной характеристики, модуль которого имеет максимальное значение.

Учитыва ,что значени  р и N посто нны и известны, а также, что р N, посредством блока 14 определ етс  область импульсной характеристики, котора  в дальнейшем используетс  дл  формировани  коэффициентов АК, согласно

h (t) - g(to-1).

где g (t) - импульсна  реакци  принимаемо- го сигнала.

Пусть NI - адрес отсчета импульсной характеристики определ ющего величину коэффициента центрального отвода адаптивного корректора. Тогда посредством блока 14 формируетс  вспомогательный сигнал 2рез согласно

2рез Јi - 5Ь . N1 -N/2

где 2i - 2 I hi I

% - 2 I hi I

NI f N/2

Затем, при условии di (di - уровень значимости), в блоке 14 реализуетс  итеративна  процедура вычислени  адреса NIсогласно

Ni(n + 1) Ni(n)-sgn(Zp«). причем в качестве начального значени  NI

используетс  М0.

т.е. Ni(0) No.

В результате проведени  указанной итерационной процедуры выполн етс  условие 12рез di, что соответствует определению адреса импульсной характеристики дл  формировани  коэффициента передачи центрального отвода адаптивного корректора. После этого посредством детектора б настроечной комбинации формируютс  сигналк , по которым адрес NI с выхода блока 14 формировани  сигналов центрировани  поступает на блок 13 центрировани  импульсной характеристики, в результате чего обеспечиваетс  считывание отсчетов в обратном пор дке по отношению к тому как они были в него исходно записаны.

Учитыва , что посредством блока 8 нормировани  выделен сигнал, соответствующий модулю максимального отсчета

импульсной характеристик;) канала св зи, в блоке 8 также осуществл вю  нормирование сигналов, соответствующих отсчетам импульсной характеристики канала св зи

по отношению к максимальному отсчету. Это обеспечивает возможность коррекции в большом динамическом диапазоне.

Сигналы, соответствующие нормированным отсчетам импульсной характеристики с выходов блока 8 нормировани , записываютс  в блок 9 управлени  коэффициентами , формиру  вектор коэффициентов адаптивного корректора.

По окончании настроечной комбинации детектор 6 формирует сигналы, по которым:

.а) выход гармонического корректора 3 через коммутатор 10 подключаетс  к блоку 9 управлени  коэффициентами;

б)блок 9 управлени  коэффициентами отключаетс  от блока 8 нормировани  импульсной характеристики;

в)детектор 11 качества начинает анализ качества от корректированного сигнала;

г)адаптивный корректор переходит в режим адаптивной коррекции межсимвольной интерференции в принимаемом сигнале . При этом на втором выходе решающего блока 4 формируетс  сигнал ошибки .

В случае, если качество коррекции ухудшилось (величина критери  качества превышает некоторый заданный порог), детектор 11 качества формирует на втором выходе 12 сигнал, по которому по обратному каналу передатчик переводитс  в режим передачи настроечной комбинации, и описанный процесс повтор етс .

В итоге осуществлени  предварительной установки вектора коэффициентов адаптивного корректора реализуетс  согласованный фильтр, что обеспечивает в процессе настройки максимизацию отношени  сигнал/шум, а при переходе в режим адаптации отслеживание небольших изменений межсимвольной интерференции. При этом точность коррекции в период настройки определ етс  только выбором числа отводов адаптивного корректора (размерностью вектора коэффициентов).

Рассмотрим подробнее функционирование блоков адаптивного корректора,

Из описани  следует, что обеспечиваетс  коррекци  сигналов в полосовой области, а следовательно адаптивный корректор должен иметь перекрестную структуру.

В этом случае комплексный коэффициент каждого отвода адаптивного корректора состоит из коэффициентов передачи по пр мым и перекрестным св з м. В св зи с этим комплексный коэффициент передачи 1-го отвода АК может быть выражен следующим образом

Ki Ci + j DI ,

где Ci, DI - коэффициенты передачи 1-го отвода адаптивного корректора по пр мой и перекрестной св зи соответственно.

Дл  осуществлени  полосовой коррекции (фильтрации) сигналы должны приниматьс  посредством демодул ции на двух ортогональных несущих, в результате на выходе АЦП 2 формируютс  синфазные (IR и квадратурные ho отсчеты составл ющей принимаемого сигнала. Следовательно, адаптивный корректор имеет два канала обработки сигналов: синфазный и квадратурный . Исход  из этого АЦП 2 представл ет

собой совокупность двух АЦП, формирующих отсчеты демодулированных сигналов по двум подканалам.

На фиг. 2 представлена структурна  схема варианта реализации блока 14 формировани  сигналов центрировани , где прин ты следующие обозначени : 16 и 19 - сумматоры, 17 - элемент И, 18 - блок пам ти, 20 - блок сравнени , 21 - блок

0 определени  области адреса, 22 - блок формировани  адресов.

В процессе записи отсчетов импульсной характеристики в блок 7 пам ти и одновременно в блок 18 пам ти записываютс 

5 модули отсчетов импульсной характеристики с выхода блока 8 нормировани  импульсной характеристики.

В блоке 21 формируютс  области адресов 0-()J и (Ni + N/2)-p, по которые

0 из блока 18 пам ти считываютс  отсчеты модулей импульсной характеристики дл  вычислени  .

На выходе сумматора 19 формируетс  сигнал 2,ез , который затем сравниваетс  с

5 уровнем значимости di посредством блока 20 сравнени .

При условии |2рез1 di на выходе блока 20 сравнени  формируетс  сигнал, по которому увеличиваетс  (или уменьшаетс  в

0 зависимости от знака ) на 1 число Ni, поступающее на сумматор 16 с выхода блока 13 центрировани  импульсной характеристики .

В результате реализации итерационной

5 процедуры измен етс  адрес Ni, а при выполнении условий |2рез1 di изменение числа Ni прекращаетс . Элемент И 17 необходим дл  формировани  сигналов управлени  работой блока 18 пам ти.

0 Реализаци  сумматора 16 показана на фиг. 3. Допустим, что посредством сумматора 16 суммируютс  слагаемые, выраженные пр мым кодом со знаком. На фиг. 3 они обозначены sgn а0, ат, аа... ап - знак первый

5 (старший), второй(младший) разр ды кодового числа. В соответствии с описанным алгоритмом центрировани  максимального отсчета импульсной характеристики в процессе реализации итерационной процедуры

0 величина ,ез измен етс  на ±1, пока соблюдаетс  условие di. При этом на вход элемента И 23 с выхода блока 20 сравнивани  поступает сигнал в виде Лог. Г и слагаемое, поступающее на вход сумматора 24 с выхода блока 13 центрировани , измен етс  на величину, накопленную в сумматоре 25 в зависимости от знака 2,ез .

При этом перед сравнением соответствующих сигналов в блоке 20 сравнени  необходимо сформировать модуль сигнала, поступающего на первый вход блока 20 с выхода сумматора 19. В случае, если сравниваемые сигналы выражены числами в пр мом коде, это эквивалентно отбрасыванию знакового разр да.

На ф1 -. 4 изображена структурна  схема варианта реализации блока 21 определени  области адресов. В блоке 26 пам ти хранитс  число, соответствующее Ki/2. На выходе вычитател  27 формируетс  сигнал, соответствующий разности (). На вы оде сумматора 28 формируетс  сигнал, соответствующий сумме (Ni - .N/2). Эти сигналы поступают на выход блока 22 формировани  области адресов.

а фиг. 5 изображена структурна  схема варианта реализации блока 22 формировани  адресов

В начале определени  Ь,ез на входы установки сметчиков 29 и 30 поступает сигнал устанавливающий счетчик 29 в нулевое состо ние, а счетчик 30 в состо ние, соответствующее числу отсчетов импульсной характеристики Р На выходе блока 31 сравнени  формируетс  сигнал в виде Лог. 1 в случае, если код числ, поступающего от счетчика 29, меньше или равен код/, соответствующему (Ni -N/2). На выходе блока 32 сравнени  формируетс  сигнал в виде Лог. 1 в случае, если код числа, поступаю щего от счетчика 30, больше или равен коду числа, соответствующему (N1 + N/2) Следовательно , в начале вычислени  на вход элемента И 33 от блока 31 сравнени  поступает сигнал в виде Лог. 1, а на вход элемента И 34 поступает сигнал в виде Лог. О, так как сигнал с выхода блока 31 сравнени  инвертируетс .

Под действием тактовых импульсов, поступающих на вход счетчика 29 с выхода элемента И 33, код на выходе счетчика 29 увеличиваетс . Сигналы с выхода счетчика 29, соответствующие адресам отсчетов импульсной характеристики в блоке 13 пам ти, чеоез коммутатор 35 поступают на выход блока 22 формировани  адресов. В случае, когда код на выходе счетчика 29 превышает число, соответствующее 1-N/2), на выходе блока 31 сравнени  сформируетс  сигнал в виде Лог. О, коммутатор 35 переключаетс , тактовый сигнал начинает поступать на вход счетчика 30 с выхода элемента И 34 и код на его выходе уменьшаетс . В случае, когда код состо ни  счетчика 30 меньше числа (N1 + N/2), на выходе блока 32 сравнени  сформируетс  сигнал в виде Лог. О и счетчик 30 останавливаетс  До тех пор пока выполн етс  условие iSpeal dl.HdBXOfl

элемента И 36 с выхода блока 20 сравнени  поступает сигнал в виде Лог. 1 и сигнал установки через элемент И 36 поступает на входы счетчиков 29 и 30.

Как следует из описани  работы устройства , дл  функционировани  адаптивного корректора необходимы синхронизированные между собой управл ющие последовательности Эти сигналы формируютс 

0 блоком управлени  Дл  упрощени  цепи управл ющих сигналов и блок управлени  на фиг 1 не показаны

Claims (1)

1. Формула изобретени  Адаптивный корректор, содержащий

   5 последовательно соединенные аналого- цифровой поеоораг н, « , информационный вход которого  вл етс  входом адаптивного корректора, блок пам ти, блос нормировани  импульсной характеристики

   0 и блок центрировани  импульсной характеристики , адресный выход которого соединен с адресным входом блока пам ти, а также гармонический корректор, первый информационный выход которого соединен

   5 с входом решающего блока, один из выходов которого  вл етс  первым выходом адаптивного корректора, а другой выход со- единен с информационными входами б . управлени  коэффициентами и детектор1

   0 качества, выход которого  вл етс  вторые выходом адаптивного корректора, тактовый вход которого  вл етс  актовым входом детектор- , настроечной комбинации, информационный вход которого соединен с

   5 вхс ,.зм адаптивною корректора, а первый управл ющий выход соединен с управл ющим входом блока пам ти и установочным входом блока центрировани  импульсной характеристики, второй управл ющий вы0 ход детектора настроечной комбинации соединен с управл ющим входом детектора качества с управл ющим входом коммутатора , первый информационный вход которого соединен с шиной логи (еского нул  и с

   5 первым управл ющим в/с- ,ом блока управлени  коэффициентам выход которого соединен с управл ющим входом гармонического корректора, а первый информационный выход блока нормировани 

   0 импульсной характеристики соединен с информационным входом блока управлени  коэффициентами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности коррекции , введен блок формировани  сигналов

   5 центрировани , при этом второй информационный выход блока нормировани  импульсной характеристики соединен с первым входом записи блока формировани  сигналов центрировани , выход которого соедийен с другим входом записи блока

   центрировани  импульсной характеристики , информационный выход которого соединен с вторым входом записи блока формировани  сигналов центрировани , третий управл ющий выход детектора настроечной комбинации соединен с управл - ющим входом блока формировани 

   сигналов центрировани , тактовый вход ко- ным входом гармонического корректора.

   От 5ло ко 6

   От блока 8

   От 5/юка13

   торого соединен с тактовым входом адаптивного корректора, второй информационный выход гармонического корректора через коммутатор соединен с вторым управл ющим входом блока управлени  коэффициентами , а выход аналого-цифрового преобразовател  соединен с информационблок 3

   Фиг. 2

   fpi/гЗ

   Фиг. У

   ти

   JJ

   29

   От

   блока

   20

   t/cr

   От блока 27

   ,Наблок22

   t

   31

   -

   35

   Ma блок 18