SU794735A1 - Адаптивный корректор сигнала - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технике электросв зи и может использоватьс  в устройствах, св занных с приемом модулированных сигналов данных, передаваемых по каналам тональной частоты.

Известен адаптивный корректор синала , содержащий аналого-цифровой преобразователь, у которого первы.й выход через блок пам ти выборок сигнала соединен с блоком умножени  а второй выход упом нутого аналогоцифрового преобразовател  подключен к входу блока управлени , выходы которого соединены с входами первого и второго сумматоров, а также с входами блоков пам ти выборок сигнала , пам ти пол рностей, сигнала, памти коэффициентов и входом блока пам ти знака отклонени  амплитуды сигнала от номинального значени , другой вход которого соединен с выходом первого сумматора по модулю два первого блока сумматоров, вход которого через блок пам ти пол рностей сигнала соединен с входами первого и третьего сумматоров по модул два второго блока сумматоров, а выход блока пам ти знака отклонени  . амплитуды сигнала от номина. ьиогр

значени  подсоединен к входам первого и второго сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, кроме того, выход накопител  через блок пам ти коэффициентов соединен с входом накопител  и вторым входом блока умножени , выход которого подключен к входам первого и второго сумматоров 1-3

0

Однако известный адаптивный корректор сигнала обладает медленным процессом настройки при передаче данных методами однополосной и двухполосной модул ции.

5

Цель изобретени  - ускорение процесса настройки корректора.

Дл  этого в адаптивный корректор сигнала, содержащий аналого-цифровой преобразователь, у которого первый выход через блок пам ти выборок

0 сигнала соединен с блоком умножени , а второй выход упом нутого аналогоцифрового преобразовател  подключен к входу блока управлени , вькоды

5 которого соединены с входами первого и второго сумматоров, а также с входами блоков пам ти выборок сигнала, пам ти пол рностей сигнала, пам ти коэффициентов и входом блока пам ти знака отклонени  амплитуды сигнала

0 ОТ номинального значени , другой вход которого соединен с выходом пе вого сумматора по модулю два первого блока сумматоров, вход которого через блок пам ти пол рностей сигна ла соединен с входами первого и тре тьего сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, а выход блока пам ти знака отклонени  амплитуд подсоединен к входам первого и втор го сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, кроме того, выход накопител  через блок пам ти коэффи циентов соединен с входом накопител  и вторым входом блока умножени , выход которого подключен к входам первого и второго сумматоров, введе ны два блока пам ти амплитуды сигнала , дополнительный блок пам ти пол рностей сигнала, дополнительный блок пам ти знака отклонени  амплитуды от номинального значени , три коммутатора и блок форм1-1ровани  весового накоплени , при этом выход первого блока пам ти амплитуды сигнала подключен к входу блока формировани  весового накоплени  и к вхо дам первого и второго коммутаторов , второй и третий входы которых соединены соответственно с выходами первого и четвертого, а также второ го и третьего сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, кроме того, второй вход блока формировани  весового накоплени  подключен к выходу второго блока пам ти ампли туды сигнала, а выход дополнительного блока пам ти пол рностей сигнала соединен с входом второго сумматора по модулю два первого блока сумматоров, выход которого через до полнительный Рлок пам ти знака отклонени  амплитуды сигнала от номинального значени  соединен с входами третьего и четвертого сумматоров по модулю два второго блока суммато ров , а выход дополнительного блока м ти пол рностей сигнала в свою очередь подключен к входам второго и четвертого сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, кроме того, выход блока управлени , так же как и выходы первого и второго коммутаторов, подсоединен к входам третьего коммутатора, выход которого соединен со вторым входом накопи тел , третий вход которого подключен к выходу упом ну.того блока формировани  весового накоплени . На чертеже представлена структурна  электрическа  схема предлагаемого корректора. Адаптивный корректор сигнала содержит пегвый блок 1 сумматоров, состо щий из первого 2 и второго 3 сумматоров по модулю два соответственно , второй блок 4 сумматоров, сос то щий из первого 5., второго 6, третьего 7 и четвертого 8 сумматоров по модулю два соответственно, аналого-цифровой преобразователь 9, блок 10 пам ти выборок сигнала, блок 11 управлени , накопитель 12, блок 13 пам ти коэффициентов, блок 14 умно- жени , первый 15 и второй 16 сумматоры соответственно, первый 17, вто .рой 18 и третий 19 коммутаторы соответственно , блок 20 пам ти знака отклонени  амплитуды сигнала от номинального значени , дополнительный блок 21 пам ти знака отклонени  амплитуды сигнала от номинального значени , блок 22 пам ти пол рности сигнала, дополнительный блок 23 пам ти пол рности сигнала, блоки 24 и 25пам ти амплитуды сигнала, блок 26формировани  весового накоплени . Кроме того, на чертеже показано соединение адаптивного корректора сигнала с приемником 27. Адаптивный корректор сигнала работает следующим образом. Запишем выражени , описывающие алгоритм работы корректора при приеме сигналов данных методами двухкратна  относительна  фазова  модул ци  (ДОФМ) и трехкратна  относительна  фазова  модул ци  (ТОФМ). При этом следует иметь ввиду, что ближайшее собственное мешающее вли ние отстоит от регистрируемого элемента сигнала на врем  , равное вум периодам следовани  линейных элементов, а сигнал, создающий пере pecTHoe мешающее вли ние, отстоит на врем , равное одному периоду слеовани  линейных элементов. Дл  случа  компенсации собственного мешающего вли ни  S nhf SgnaJ®S9. aSSgne V S nh -SgnajiQS no/eSgne/ (2) Дл  случа  компенсации перекрестного мешающего вли ни  )nh S9na|© Sgna.©SgneJ ,(J) Sgnh.- -S na - QSgnq.-eSgne.C) де h, - меищющее вли ние, Sgnh i Sgnhзнаки проекций собственного мешающего вли ни  на когерентные колебани  1 и II) знаки проекций перекрестного мешающего вли ни  на когерентные колебани  1 и IIV -знаки проекций искаженного сигнала ag и проекций сигнала а , создающего межсимвольную помеху на когерентные колебани  I и II ; -знаки отклонени  амплитуды прин того сигнала а и а относительно нормированного значени .

Алгоритм работы корректора при приеме сигналов с относительной фазовой модул цией с частично подавленной одной боковой полосой (ОФМ ОБП) и комбинированной четырехпозиционной амплитудой и относительной фазой модул ции с частично подавленной одной боковой полосы частот КЛОФМ и ОБП) можно также описать выражени ми (1) - (k) при условии сдвига одного из демодулированных сигналов йа врем , равное Т.

В предложенном адаптивном корректоре сигнала использованы блоки пам ти с последовательным вводом и выводом информации, что позвол ет просто реализовать алгоритм работы корректора в соответствии с выражени ми {1 ) (t)

Дл  этого с соответствующих выходов приемника 27 на входы сумматора 2 по модулю два блока 1 поступашэт сигналы Sgna л Sgne , а на входы сумматора 3 по модулю два блока 1 поступают сигналы Sgna и 5дпе|Сигналы с выходов первого и второго сумматоров (2, 3) по модулю два блока 1 записываютс  соответственно в блоки 20 и 21. Кроме того, сигналы Sgna- и Sgna в свою очередь записываютс  в блоки 22 и 23.

Сигнал с выхода блока 20 поступает на первый и второй cyNiMaTopH (5, 6) по модулю два блока 4. Причем на вторые входы этих сумматоров подаютс  сигналы Sgna и Sgna с Выходов блоков 22 и 23. Сигнал с выхода блока 21 поступает на входы третьего и четвертого сумматоров (7, 8) по модулю два блока 4, на вторые входы KOTODPdx подаютс  сигналы Sgnaf и Sgna- с выходов блоков 22 и 23. Таким образом, на выходе первого сумматора (5) по модулю два получаем сигнал в соответствии с выражением (1), на выходе второго сумматора (6) по модулю два - сигнал SgnhJ в соответствии с выражением (4) , на выходе третьего сумматора (7) по модулю два - сигнал Sgnh в соответствии с выражением (3) и, наконец на выходе четвертого сумматора (о) по модулю два - сигнал Sgnh в соответствии с выражением (2) .

Сигналы с выходов первого и четвертого сумматоров (5, 8) по модулю два, отражающие направление регулировки в- соответствии с выражени ми (1) и (2), с целью компенсации синфазного мешающего воздействи  , поступают на входы первого коммутатора (17). На вход второго коммутатора (18) подаютс  сигналы с выходов второго и третьего сумматоров (6, 7) по модулю два, отображающие направление регулировки в соответствии с выражени ми (3 и Ц),

с целью компенсации мешающего воздействи .

Поскольку в режиме ТОФМ целесообразно дл  формировани  сигналов об изменении коэффициента передачи регул торов отводов использовать демодулированные сигналы с большой амплитудой, что необходимые переключени  осуществл ютс  первым и вторым коммутаторами (17, 18) по сигналам, поступающим с выхода первого блока

0 ( 24) пам ти амплитуды сигнала, в котором в двоичном виде записаны значени  амплитуды (больша  или мала ) сигналов af . .

На входы третьего коммутатора

5 ( 19) поступают сигналы с выходов первого и второго коммутаторов (17, 18) . Управление работой третьего коммутатора (19) осуществл етс  блоком 11, который подключает на вход

0 накопител  12 сначала сигналы дл  поочередной регулировки коэффициентов передачи регул торов всех отводов по пр мым св з м (с выхода коммутатора 17) , а затем - сигналы дл 

5 регулировки всех отводов по перекрестным св з м (с выхода коммутатора 18).

Дл  ускорени  процесса настройки корректора амплитуда принимаемых сигналов а, и а- учитываетс  (в режиме ТОФМ и АОФМ ОБП) при интег0 рировании сигналов, отображающих знак направлени  изменени  коэффициента передачи регул тора соответст-. вующего отвода, накопителем 12.

Сигнал о введении того или иного

5 веса при интегрировании формируетс  в зависимости от используемого метода модул ции блоком 26 по сигналам , поступающим с- выходов блоков 24, 25, т.е. по сигналам SgnbtJ- и

0 Sgnb . Изменение веса при интегрировании эквивалентного изменени  емкости накопител : чем больше вес, тем меньше его емкость. В соответствии с выбранным алгоритмом работы корректора при передаче сиг5 налов методами ДОФМ и ОФМ ОБП блок 26 вырабатывает сигнал, соответствующий большому весу, а при передаче сигналов методом АОФМ ОБП блок 26 вырабатывает сигнал, соот0 ветствующий малому (увеличение в 2 раза емкости накопител ) или большому весу при интегрировании в зависимости от амплитуды сигналов а: и а

5

Таким образом, в режиме АОФМ ОБП только в том случае, если и на выходе первого и на выходе второго демодул торов зарегистрированы сигналы с малым значением амплитуды, в блоке 26 формируетс  сигнал о накоп0 лении с малым весом в накопителе 12, т.е. в последний вводитс  еще один дополнительный разр д. С выхода накопител  12 п-разр дное цифровое число, соответствующее коэффициенту

5

передачи регул тора отвода, записываетс  в блок 13.

Сигнал с выхода блока 13 поступает на вход блока 14, на второй вход которого поступают п-разр дные числа , соответствующие выборкам принимаемого сигнала. Процесс формировани  выборок осуществл етс  следующим образом.

Аналоговые сигналы с выходов первого и второго модул торов приемника 27 поступают на преобразователь в котором производитс  стробировани ицемодулированных аналоговых сигнало в отсчетные моменты времени, запоминание и хранение амплитуды полученного напр жени  выборки, а также преобразование этого напр жени  п-разр дное кодовое число. Процесс преобразовани  осуществл етс  таким образом, что сначала преобразуетс  сигнал выборки с выхода первого демдул тора , а затем - сигнал выборки с выхода второго демодул тора приемника 27. В такой же очередности производитс  запись в блок 10 двух п-разр дных чисел выборок, полученных в результате преобразовани . После окончани  процесса преобразовни  блок 11 вырабатывает сигналы, необходимые дл .работы блоков 10, 13, 20, 21, 22, 23, 24, 25, накопител  12 и сумматоров 15, 16. В каждом такте работы блока 11 из блоков

10и 13 в блок 14 поступают два п-разр дных числа, соответствующие модул м и пол рност м кодов выборок

и коэффициента передачи соответствующего отвода корректора. Причем сначала в блок 14 поступает код выборки первого демодул тора, а затем код выборки демодул тора приемника 27 дл  умножени  на один и тот же код коэффициента передачи регул тора . Полученные произведени  двух пар п-разр дных чисел записываютс  по командам, поступающим из блока

11в соответствующие сумматоры 15 и 16.

В следующем такте работы блока 11 из блоков 10 и 13 на входы блока 14 будут поданы п-разр дные числа дл  следующего отвода корректора.

Результаты умножени  алгебраически суммируютс  в сумматорах 15 и 16 с числами, хран щимис  в них от предьщущего такта работы блока 11 дл  предшествующего отвода. Этот процесс будет продолжатьс  до тех .пор, пока в сумматорах 15, 16 не будут записаны суммы, полученные в результате суммировани  произведений кодов вык борок и коэффициентов передачи дл  всех отводов корректора. Кодовые числа с выходов сумматоров 15, 16 поступают в решающее устройство приемника 27 дл  декодировани  и формировани  сигналов управлени  адаптивным корректором.

в процессе надстройки корректора в блоке 13 записываютс  такие числа коэффициентов передачи дл  всех его отводов по пр мым и перекрестным св з м, при которых величина максимальной интерференции минимальна.

Из рассмотрени  работы корректора следует, что в нем осуществл етс  последовательна  регулировка всех отводов корректора, в частности и центральных отводов. Возможность ре гулировки центральных отводов и, прежде всего, по перекрестным св з м, при которых величина межсимвольной интерференции минимальна, позвол етпроизводить компенсацию интегральных

5 сдвигов несущего колебани . Следует иметь в виду, что така  компенсаци  возможна, только при приеме сигналов, сформированных методами ДОФМ и ТОРФМ.

0 Рассмотрим процесс компенсации этого сдвига на примере. Допустим, что сигналы данных передаютс  методом ДОФМ. В этом случае вектор сигнала может принимать четыре положени 

5 1.1,2.2,3,3,4,4, 5,5,6,6, 7 ..7. Предпо .ложим, что когерентные колебани  I и I I сдвинулись по фазе на угол .

Возникшие при этом искажени  сигнала не  вл ютс  следствием межсимвольной интерференции (МСИ), поэтому коэффициенты передачи регул торов всех отводов, кроме центральных, остаютс  неизменными. При смещении несущих Околебаний на угол Ч вектор сигнала

с займет новое положение. В этом случае сигнал а на выходе первого демодул тора уменьшитс  на величину , а сигнал а на выходе второго демодул тора увеличитс  на величину . , Таким образом, с целью компенсации

0 сдвига несущего колебани , дл  рассматдолриваемого примера сигнал а

i лсен быть увеличен, а сигнал а

уменьшен за счет добавлени  с нужным знаком сигналов а и а соответствен ОАлгоритм работы корректора дл 

регул торов центральных отводов описываетс  выражени ми (1) - () при i 0.

Регул торы центральных отводов

по пр мым и перекрест - ым св з м измен ют в соответствии с (1) - С) коэффициенты передачи с целью компенсации , ,

В результате такой регу гировки

амплитуды сигналов а -и ajj примут номинальное значение, что эквивалентно компенсации сдвига несущих колебаний , ,

Число разр дов п, т , е. точность

преобразовани  выборок и емкость блоков 10, 13, 20, 21, 22, 23, 24, 25, выбираетс  исход  из требуемой точности компенсации межсимвольной интерференции и величины исходных искажений в канале св зи.

Формула -изобретени 

Адаптивный корректор сигнала, содержащий аналого-цифровой преобразователь , у которого первый выход через блок пам ти выборок сигнала соединен с блоком умножени , а второй выход упом нутого аналого-цифрового преобразовател  подключен к входу блока управлени , выходы которого соединены с входами первого и второго сумматоров , а также с входами .блоков пам ти выборок сигнала, пам ти пол рностей сигнала, пам ти коэффициентов и входом блока пам ти знака отклоне-. НИН амплитуды сигнала от номинального значени , другой вход которого соединен с выходом первого сумматора по модулю два первого блока сумматоров , вход которого через блок пам ти пол рностей сигнала соединен с входами первого и третьего сумматоров по модулю два второго блока сумматоров , а выход блока пам ти знака отклонени  амплитуды сигнала от номинсшьного значени  подсоединен к входам первого и второго сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, кроме того, выход накопител  через блок пам ти коэффициентов соединен с входом накопител  и вторым входом блока умножени , выход которого подключен к входам первого и второго сумматоров , отличающийс  тем, что, с целью ускорени  процесса настройки корректора при передачи данных методами однополюсной и двухполюсной модул ции, введены два блока пам ти амплитуды сигнала, дополнительный блок пам ти пол рностей сигнала, дополнительный блок пам ти знака отклонени  амплитуды сигнала

от номинального значени , три коммутатора и блок формирова-ни  весового накоплени , при этом выход первого блока пам ти амплитуды сигнала пйдключен- к входу блока формировани  весового накоплени  и к входам первого и второго коммутаторов, второй и ,третий входы которых соединены соответственно с выходами первого и четвертого , а также второго и третьего сумматоров по модулю два второго блоo ка сумматоров, кроме того, второй вход блока формировани  весового накоплени  подключен к выходу второго блока пам ти амплитуды сигнала, а выход дополнительного блока пам ти

5 пол рностей сигнала соединен с входом второго сумматора по модулю два первого блока.сумматоров, выход которого через дополнительный блок пам ти знака отклонени  амплитуды сигна0 ла от номинального значени  соединен с входами третьего и четвертого сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, а выход дополнительного блока пам ти пол рностей сигнала в свою очередь подключен к входам вто5 рого и четвертого сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, кроме того, выход блока управлени  так же как и выходы первого и второго коммутаторов подсоединен к входам

D третьего коммутатора, выход которого соединен со вторым входом накопител , третий вход которого подключен к упом нутого блока формировани  весового накоплени .

5

Источники информации, -прин тые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3633105, кл. 325-42, 1972 (прототип).

Claims (1)

1. Формула -изобретения

   Адаптивный корректор сигнала, содержащий аналого-цифровой преобразователь, у которого первый выход через блок памяти выборок сигнала соединен с блоком умножения, а второй 5 выход упомянутого аналого-цифрового преобразователя подключен к входу блока управления, выходы которого соеди- йены с входами первого и второго сумматоров , а также с входами .блоков па- |0 мяти выборок сигнала, памяти полярностей сигнала, памяти коэффициентов и входом блока памяти знака отклоне-. ния амплитуды сигнала от номинального значения, другой вход которого . соединен с выходом первого сумматора по модулю два первого блока сумматоров , вход которого через блок памяти полярностей сигнала соединен с входами первого и третьего сумматоров по модулю два второго блока суммато- 20 ров, а выход блока памяти знака отклонения амплитуды сигнала от номинального значения подсоединен к входам первого и второго сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, кро- 25 ме того, выходнакопителя через блок памяти коэффициентов соединен с входом накопителя и вторым входом блока умножения, выход которого подключен к входам первого и второго сумматоров, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса настройки корректора при передачи данных методами однополюсной и двухполюсной модуляции, введены два бло- .35 ка памяти амплитуды сигнала, дополнительный блок памяти полярностей сигнала, дополнительный блок памяти знака отклонения амплитуды сигнала от номинального значения, три коммутатора и блок формирования весового накопления, при этом выход первого блока памяти амплитуды сигнала подключен- к входу блока формирования весового накопления и к входам первого и второго коммутаторов, второй и ,· третий входы которых соединены соответственно с выходами первого и четвертого, а также второго и третьего сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, кроме того, второй вход блока формирования весового накопления подключен к выходу второго блока памяти амплитуды сигнала, а выход дополнительного блока памяти полярностей сигнала соединен с входом второго сумматора по модулю два первого блока.сумматоров, выход которого через дополнительный блок памяти знака отклонения амплитуды сигнала от номинального значения соединен с входами третьего и четвертого сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, а выход дополнительного блока памяти полярностей сигнала в свою очередь подключен к входам второго и четвертого сумматоров по модулю два второго блока сумматоров, кроме того, выход блока управления так же как и выходы первого и второго коммутаторов подсоединен к входам третьего коммутатора, выход которого соединен со вторым входом накопителя, третий вход которого подключен к выводу упомянутого блока формирования весового накопления.