WO1990015495A1 - Verfahren zur signalentzerrung unter anwendung von test-sequenzen - Google Patents

Verfahren zur signalentzerrung unter anwendung von test-sequenzen Download PDF

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WO1990015495A1
WO1990015495A1 PCT/EP1990/000873 EP9000873W WO9015495A1 WO 1990015495 A1 WO1990015495 A1 WO 1990015495A1 EP 9000873 W EP9000873 W EP 9000873W WO 9015495 A1 WO9015495 A1 WO 9015495A1
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PCT/EP1990/000873
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Otto Klank
Jürgen LAABS
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Deutsche Thomson-Brandt Gmbh
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
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    • H04L25/03012—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain
    • H04L25/03114—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain non-adaptive, i.e. not adjustable, manually adjustable, or adjustable only during the reception of special signals
    • H04L25/03146—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain non-adaptive, i.e. not adjustable, manually adjustable, or adjustable only during the reception of special signals with a recursive structure

Definitions

  • the invention relates to a method for signal equalization in a receiver for digitally coded signals transmitted over a transmission channel in the case of multi-path reception according to the preamble of claim 1.
  • the signal With wireless signal transmission in the higher frequency range, the signal sometimes reaches the receiver in various ways.
  • reflections on buildings or natural elevations can direct the signal emitted by the transmitter to the receiver. Since the individual paths differ in terms of their length and their attenuation, the receiver receives several signals, all of which contain the original information, but can differ from one another in terms of amplitude, transit time and phase angle. The superimposition of these signals results in a composite signal in which the original information is more or less distorted. This can lead to considerable interference, especially with digital signals.
  • the invention has for its object to provide a method for signal equalization, which by Multipath reception caused interference so far that the original signal is readable again.
  • the transmission properties of the transmission channel are determined.
  • the determination of these properties is repeated at short intervals, so that changes that have occurred in the meantime and that occur in particular in the case of mobile receivers can be taken into account.
  • test sequences of an agreed structure are broadcast, which, of course, are subject to the same distortions as multi-path reception as the user data, but in contrast to this are known from the outset in terms of structure and thus allow conclusions to be drawn about the distortions that have occurred in the transmission channel.
  • a correlation is carried out between the test sequence also stored in the receiver and the received test sequence distorted by superimposition.
  • the channel impulse response represents a correlation spectrum in which the individual spectral components represent the ways in which the original signal came from the transmitter to the receiver.
  • This spectrum can then be used to control a filter arrangement that largely inversely simulates the transfer function of the transfer channel.
  • the superimposed signal has then passed through this filter arrangement, those that have occurred on the transmission path become Undone distortions.
  • the setting of this filter arrangement is carried out after each test sequence and is then retained for the user data until the next test sequence, since it can be assumed that the determined transmission properties of the transmission channel remain constant for a certain time.
  • Fig. 2 the structure of a data frame in which user data and test sequences are transmitted
  • Fig. 3 shows a section of a data stream to illustrate the cyclic correlation
  • Fig. 4 a cyclic correlation spectrum
  • FIG. 6 shows a possible filter arrangement for the inverse simulation of the transfer function of the transfer channel.
  • the transmission signal U_ arrives at a transmission channel which in turn comprises three transmission paths. These transmission paths differ in the amplitude a, the transit time L and the phase angle ⁇ .
  • the indices stand for the ordinal numbers of the transmission channels. These three transmission paths are linearly overlaid at the receiving location. The distortions in the receiver are then eliminated by providing two feedbacks which have the inverse transmission functions of two of the three transmission paths. By supplying the received multipath signal with the opposite sign to these inverse transmission paths and adding them to itself, a signal U_ results which has only reached the receiver via the one path designated by index 1.
  • test sequences are sent out before the actual transmission of user data.
  • a frame structure of this data format is shown in Fig. 2.
  • a main frame is shown in the lower part of the drawing, which e.g. 16 data channels.
  • the first data channel is drawn out again in a separate time.
  • a test sequence is first sent, which is then followed by the user data.
  • Two successive M sequences are preferably suitable as the test sequence, since these have excellent auto- and cross-correlation properties on iron.
  • M sequences are * binary sequences of a maximum length 2 n- 1 that can be achieved with a polynomial of atomic number n
  • T ⁇ u is the sequence u which is cyclically delayed by i clocks:
  • M sequences generally have the following properties:
  • u [q] is formed from the M-sequence u by making every q from u. Bit is used for a new sequence v
  • u [5] with N / gcd (N, q) 63 leads to an M sequence.
  • two M sequences are transmitted as test sequences. These two M sequences are identical.
  • the length of the M sequences is chosen so that the maximum expected transit time differences of the individual transmission paths are no longer than that of a single M sequence.
  • This section is shown in FIG.
  • the predefined M sequence MV1 drawn below is intended to indicate that this marked section M2 of the data stream is cyclically correlated with the predefined M sequence.
  • the cyclic correlation is carried out in several steps, which are explained below. First, each byte of section M2 is multiplied by the bit or byte of the M-sequence MV1 underneath. In the section, the byte is therefore the Speech, since the additions and subtractions of the signal components caused by superimposition are shown in terms of value. The products resulting in this first step are added and the addition result results in the first individual component of the correlation spectrum.
  • the section M2 is now shifted by one byte relative to the M sequence MV1 or vice versa.
  • the byte shifted beyond the section is flipped over, as represented by the M sequence MV2 shown below, and again multiplied by the first byte of the other data word in section M2, so that all bytes of section M2 and the M sequence are again in each case MV2 can be included in the multiplication.
  • the second individual component of the correlation spectrum results.
  • FIG. 4 A possible correlation spectrum that results from a beat signal with an M sequence is shown in FIG. 4.
  • the pairs of values used in the M sequence are " -1 and +1 here.
  • a correlation method is carried out with substantially fewer multiplication steps overall.
  • the superimposed data stream formed from M sequences and user data is correlated continuously over the length of an M sequence with the stored M sequences by multiplying byte by byte a part of the data stream with the length of an M sequence by the stored M sequences and the
  • Multiplication results can be added.
  • a part shifted by one byte is then selected from the data stream and the multiplication and addition steps for this and the following parts are carried out.
  • this process could be referred to as serial correlation.
  • FIG. 5a A possible correlation spectrum that results when a signal reaches the receiver in two ways is shown in FIG. 5a.
  • the four outstanding individual components result from the fact that the correlation delivers such a shock response every time the M sequences present in the data stream overlap with the M sequence stored in the receiver. Since the M sequences are transmitted twice in succession and reach the receiver in two ways, four individual components appear.
  • the resulting correlation values are then multiplied by the correlation values delayed by an M sequence and previously determined in the same way.
  • the products with a negative sign are not taken into account and are dropped.
  • the product spectrum is shown in FIG. 5b, two individual components now occurring.
  • the resulting products are then added up over the length of an M sequence.
  • phase shift on the transmission path can result in the case that the M-sequences transmitted in one channel no longer occur in reception but in the other channel. This is the case with 4 PSK transmission when there is a phase shift of 90 °.
  • parts of the M sequences of the superimposed data stream occur both in one channel and in the other channel. If separate M-sequences were transmitted for each channel, interference could occur during the evaluation. It is therefore expedient to transmit the M sequences on the transmitter side only in one channel but to evaluate both channels on the receiver side.
  • FIG. 6 shows a filter arrangement which can be controlled by control with the components determined in the correlation spectrum in such a way that an approximately inverse simulation of the transmission properties of the transmission channel is achieved.
  • This initially consists of a matched filter 1 of the structure shown. It is believed, '• that the impulse response of x .. not yet equalized transmission channel has been interpret the at the input of the matched filter 1 structure.
  • the filter characteristic is set by coefficients C-., C- and C ⁇ , which correspond to the individual components found in the correlation spectrum. After summing up the individual paths, a spectrum x ? which, for example for three different transmission paths, includes an outstanding main component and smaller sub-components in front and behind it.
  • the spectrum x_ is now passed over an equalizer 2, the coefficients of which result from the modified spectrum obtained at the output of the matched filter.
  • the spectrum x 3 at the output of the equalizer is then filtered in such a way that the components arranged in front of the main component appear even more damped, but the components behind them remain largely unchanged.
  • the equalizer 2 is now followed by a feedback equalizer 3, the structure of which is also shown.
  • the coefficients of the feedback equalizer again result from the components of spectrum 3 at the output of equalizer 2.
  • a spectrum x occurs at the output of feedback equalizer 3. on, in which practically only the main component is still present, while the subsequent subcomponents are practically extinguished and only the subcomponents in front of them are still just recognizable.
  • the value of this main component in comparison to the neighboring components is so great that a clear distinction can now be made and the transmitted user data can now be reliably evaluated.

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Abstract

Bei terrestrischen Sendern kann das Signal z.B. bedingt durch Reflexionen auf mehreren Wegen zum Empfänger gelangen und sich dort überlagern. Zur Signalentzerrung werden bei digital codierten Signalen vor der Übertragung von Nutzdaten Test-Sequenzen vereinbarter Struktur übertragen, die empfangenen Test-Sequenzen mit einer im Empfänger gespeicherten Test-Sequenz der vereinbarten Struktur korreliert und anschließend die als Korrelationsergebnis in Form eines Korrelationsspektrums erhaltene Kanalstoßantwort zur Steuerung der Filterkoeffizienten einer die Übertragungsfunktion des Übertragungskanals invers nachbildenden Filteranordnung verwendet. Das Verfahren ist bei Übertragung digital codierter Signale über terrestrische Sender anwendbar.

Description

VERFAHREN ZUR SIGNALENTZERRUNG UNTER ANWENDUNG VON TESTSEQUENZEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Signalentzerrung in einem Empfänger für über einen Übertragungskanal übertragene digital codierte Signale bei Mehrwegeempfang nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei drahtloser Signalübertragung im höheren Frequenzbereich gelangt das Signal mitunter auf verschiedenen Wegen zum Empfänger. Neben einem direkten Weg können Reflektionen an Gebäuden oder natürlichen Erhebungen das vom Sender ausgestrahlte Signal auf Umwegen zum Empfänger leiten. Da sich die einzelnen Wege durch ihre Länge sowie ihre Dämpfung unterscheiden, erhält der Empfänger mehrere Signale, die alle die ursprüngliche Information enthalten, sich jedoch durch Amplitude, Laufzeit sowie Phasenwinkel voneinander unterscheiden können. Die Überlagerung dieser Signale ergibt ein zusammengesetztes Signal, bei dem die ursprüngliche Information mehr oder weniger verzerrt ist. Dies kann besonders bei digitalen Signalen zu erheblichen Störungen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Signalentzerrung zu schaffen, welche die durch Mehrwegeempfang verursachten Störungen soweit beseitigt, daß wieder das ursprüngliche Signal lesbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Übertragungseigenschaften des Übertragungskanals, wie er am Empfangsort aus den einzelnen Übertragungwegen zusammengesetzt ist, ermittelt. Die Ermittlung dieser Eigenschaften wird in kurzen Zeitabständen wiederholt, damit zwischenzeitlich eingetretene Änderungen, die insbesondere bei beweglichen Empfängern auftreten, berücksichtigt werden können.
Zu diesem Zweck werden Test-Sequenzen vereinbarter Struktur ausgestrahlt, die durch Mehrwegeempfang natürlich den gleichen Verzerrungen unterliegen, wie die Nutzdaten, im Gegensatz zu diesen im Aufbau aber von vorn herein bekannt sind und somit Rückschlüsse auf die im Übertragungskanal stattgefundenen Verzerrungen zulassen. Im einzelnen wird eine Korrelation zwischen der auch im Empfänger gespeicherten Test-Sequenz und der durch Überlagerung verzerrten empfangenen Test-Sequenz durchgeführt.
Das Ergebnis, die Kanalstoßantwort, stellt ein Korrelatiosspektrum dar, in dem die einzelnen Spektralkomponenten die Wege repräsentieren, auf denen das ursprüngliche Signal vom Sender zum Empfänger gelangt ist. Dieses Spektrum kann dann dazu benutzt werden, eine Filteranordnung zu steuern, die die Übertragungsfunktion des Übertragungskanals weitgehend invers nachbildet. Wenn das überlagerte Signal dann diese Filteranordnung durchlaufen hat, werden die auf dem Übertragungswege eingetretenen Verzerrungen wieder rückgängig gemacht. Die Einstellung dieser Filteranordnung wird nach jeder Test-Sequenz vorgenommen und bleibt für die Nutzdaten dann bis zur nächsten Test-Sequenz erhalten, da man davon ausgehen kann, daß die ermittelten Übertragungseigenschaften des Übertragungskanals für eine gewisse Zeit konstant bleiben.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen, der weiteren Beschreibung und der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Mehrwegeübertragungsmodell mit Entzerrung auf der Empfangsseite,
Fig . 2 den Aufbau eines Daten-Rahmens, in dem Nutzdaten und Test-Sequenzen übertragen werden,
Fig . 3 einen Ausschnitt aus einem Datenstrom zur Darstellung der zyklischen Korrelation,
Fig . 4 ein zyklisches Korrelationsspektrum,
Fig . 5 Summenfolgen und eine daraus gewonnene Summenfolgenfunktion,
Fig. 6 eine mögliche Filteranordnung zur inversen Nachbildung der Übertragungsfunktion des Übertragungskanals.
In Fig. 1 gelangt das Sendesignal U_ zu einem Übertragungskanal, der seinerseits drei Übertragungswege umfaßt. Diese Übertragungswege unterscheiden sich durch die Amplitude a, die Laufzeit L und den Phasenwinkel η . Die Indizes stehen für die Ordnungszahlen der Übertragungskanäle. Am Empfangsort findet eine lineare Überlagerung dieser drei Übertragungswege statt. Im Empfänger werden dann die Verzerrungen dadurch beseitigt, daß zwei Rückführungen vorgesehen sind, die die inversen Übertragungfunktionen zweier der drei Übertragungswege besitzen. Indem das empfangene Mehrwegesignal mit umgekehrtem Vorzeichen diesen inversen Übertragungswegen zugeführt und mit sich selbst addiert wird ergibt sich ein Signal U_, welches nur über den einen, mit Index 1 bezeichneten Weg zum Empfänger gelangt ist.
Um nun die Übertragungseigenschaften des Kanals zu ermitteln, werden Test-5equenzen vor der eigentlichen Übertragung von Nutzdaten ausgesendet. Eine Rahmenstruktur dieses Datenformats zeigt Fig. 2. Hierbei ist im unteren Teil der Zeichnung ein Hauptrahmen dargestellt, welcher z.B. 16 Datenkanäle umfaßt. Der erste Datenkanal ist im oberen Teil der Zeichnung noch einmal gesondert zeitlich gedehnt herausgezeichnet. Wie die Vergrößerung erkennen läßt, wird zunächst eine Test-Sequenz gesendet, der sich dann die Nutzdaten anschließen. Als Test-Sequenz sind vorzugsweise zwei aufeinanderfolgende M-Sequenzen geeignet, da diese hervorragende Auto- und Kreuzkorrelationseigenschaften auf eisen.
M-Sequenzen sind*binäre Sequenzen einer mit einem Polynom der Ordnungszahl n maximal erreichbaren Länge 2n-l. Solche
Polynome des Ausdrucks h (x) = h -x +...+ h^-x + h_ lassen sich durch rückgekoppelte Schieberegister realisieren. Dabei können h , hQ = 1 und die übrigen h. = 0 oder 1 sein. Der Grad n des
Polynoms gibt auch die Anzahl der Register des
Schieberegisters an. Die Registerausgänge, die durch h. = 1 repräsentiert werden, müssen gemeinsam mit dem
Ausgang h_ mittels EXOR-Gatter verknüpft und mit dem Eingang
Hn verbunden werden. Vor dem Ablauf des Schieberegisters sind die Register zu setzen, auf keinen Fall dürfen sämtliche Register auf Null liegen.
Wenn der Ausdruck u = (u ,u.. , .. •uN_1 ) eine M-Sequenz darstellt, so ist Tαu die um i-Takte zyklisch verzögerte Sequenz u:
T\ι = (^^.^...^^...u.^)
M-Sequenzen haben im allgemeinen folgende Eigenschaften:
a. Die Periode von u ist N = 2 -1.
b. Es gibt N unterschiedliche Phasen der Sequenz u:
u,Tu,T2u, ...TN-1u.
c. Die EXOR-Verknüpfung ergibt:
T^-u T3'u = Tku für i - j =f= k 0<=i,j,k<N
d. u[q] wird aus der M-Sequenz u gebildet, indem aus u jedes q. Bit für eine neue Sequenz v benutzt wird
(v± = u mod N) . u[q] hat die Periode N/gcd(N,q), d.h. u[q] ergibt nur dann eine M-Sequenz, wenn q ungerade ist und gcd(N,q) = 1 wird (gcd(N,q) stellt den größten gemeinsamen Teiler von N und q dar) .
Z.B. n = 6, N = 63, q = 3 -> gcd(63,3)=3, periode = 63/3 = 21, u[3] ist keine M-Sequenz. u [5] mit N/gcd(N,q)=63 führt zu einer M-Sequenz.
e. Das reziproke Polynom einer M-Sequenz ergibt eben falls eine M-Sequenz. h'(x) = xn-h(x-1)' = ho-xn+...hn-.1-x+hn
u = h(x) wird u[q] = h! (x) wenn q = 2n-1-l = (N-l)/2
f. Das Autokorrelationsspektrum von M-Sequenzen hat nur zwei Werte
Q (1) = N für 1=0 mod N wenn als binäres Wertepaar ς> (1) = -1 für 1=0 mod N -1/1 benutzt werden
Um das Korrelationsspektrum -von Anteilen freizuhalten, die durch zusätzliche Überlagerung mit Nutzdaten entstanden sind, werden zwei M-Sequenzen als Test-Sequenzen übertragen. Diese beiden M-Sequenzen sind identisch. Die Länge der M-Sequenzen ist so gewählt, daß die maximal erwarteten Laufzeitendifferenzen der einzelnen Übertragungswege nicht länger als die einer einzelnen M-Sequenz sind. Beim überlagerten Signal gibt es dann einen Abschnitt im Datenstrom, in dem nur Signalanteile vorhanden sind, die aus der Überlagerung von M-Sequenzen entstanden sind, also keine zusätzlichen Nutzdaten enthalten. Dieser Zeitpunkt tritt ein, wenn gerade die zweite der gesendeten M-Sequenzen über den Übertragungsweg der geringsten Laufzeit, also zuerst am Empfänger eintrifft.
In Fig. 3 ist dieser mit M2 bezeichnete Abschnitt dargestellt. Durch die darunter gezeichnete vorgegebene M-Sequenz MV1 soll angedeutet werden, daß dieser markierte Abschnitt M2 des Datenstroms mit der vorgegebenen M-Sequenz zyklisch korreliert wird. Die zyklische Korrelation wird in mehreren Schritten durchgeführt, die nachfolgend erläutert werden. Zunächst wird jedes Byte des Abschnittes M2 mit dem darunterliegenden Bit oder Byte der M-Sequenz MV1 multipliziert. Bei dem Abschnitt ist deshalb vom Byte die Rede, da die durch Überlagerung entstandenen Additionen und Subtraktionen der Signalanteile wertemäßig genau dargestellt werden. Die in diesem ersten Schritt sich ergebenden Produkte werden addiert und das Additionsergebnis ergibt die erste Einzelkomponente des KorrelationsSpektrums.
Anschließend wird nun der Abschnitt M2 gegenüber der M-Sequenz MV1 oder auch umgekehrt um ein Byte verschoben. Dabei wird allerdings das über den Abschnitt hinausverschobene Byte umgeklappt, wie es die darunter gezeichnete M-Sequenz MV2 darstellt, und wiederum mit dem ersten Byte des anderen Datenwortes im Abschnitt M2 multipliziert, so daß jeweils wieder sämtliche Bytes des Abschnittes M2 und der M-Sequenz MV2 in die Multiplikation einbezogen werden. Nach Addition der Produkte ergibt sich die zweite Einzelkomponente des Korrelationsspektrums. Diese Schritte werden über den noch dargestellten dritten Schritt mit der verschobenen M-Sequenz MV3 solange wiederholt bis alle Einzelkomponenten ermittelt worden sind.
Nachfolgend sind noch einmal zusammengefaßt die mathematischen Funktionen dargestellt, die die M-Sequenz, das Mehrwegesignal, die Korrelation und die Stoßantworten beschreiben. Dabei wird für die Stoßantworten unterschieden, ob das Wertepaar der M-Sequenz -1/+1 oder 0/+1 beträgt.
u = (uo,u1, .. •uN_1) M-Sequenz
Xi = aj'U(i-j mod N) i,:i = 0--N_1 Mehrwegesignal
Figure imgf000009_0001
ui,χ(i+l mod N) Korrelation
Qk = U/X(i) i = 0...N-l
c. = ( v(j)+ l )/2n Stoßantwort für Wertepaar -1/1 - 8 -
c.'= (J^ χ(j)+ k)/2n 2 Stoßantwort für Werte¬ paar 0/1
Ein mögliches Korrelationsspektrum, das sich bei einem Überlagerungssignal mit einer M-Sequenz ergibt, ist in Fig. 4 dargestellt. Die Wertepaare, die bei der M-Sequenz benutzt wurden, "sind hier -1 und +1.
In der Praxis besteht ein Problem darin, den vorerwähnten Abschnitt M2 für die zyklische Korrelation aus dem Datenstrom zu identifizieren. Zwar könnte man permanent eine zyklische Korrelation durchführen, der hierfür erforderliche Rechenaufwand wäre allerdings unvertretbar hoch. Im Prinzip ist dieser Weg möglich, denn man könnte als Kriterium für den Zeitpunkt der Korrelation mit dem Abschnitt M2 ein Korrelationsspektrum werten, bei dem ausgeprägte Einzelkomponenten vorhanden sind, während bei anderen Variationen, in denen auch Korrelationsberechnungen mit Nutzdaten durchgeführt werden, keine ausgeprägten Einzelkomponenten hervortreten.
Um die Identifikation des Abschnittes mit geringerem Rechenaufwand zu ermöglichen, wird ein Korrelationsverfahren mit insgesamt wesentlich weniger Multiplikationsschritten durchgeführt. Hierbei wird der aus M-Sequenzen und Nutzdaten gebildete überlagerte Datenstrom jeweils über die Länge einer M-Sequenz mit den gespeicherten M-Sequenzen durchlaufend korreliert, in dem ein Teil des Datenstrom der Länge einer M-Sequenz byteweise mit den gespeicherten M-Sequenzen multipliziert wird und die
Multiplikationsergebnisse addiert werden. Dann wird ein um ein Byte verschobener Teil aus dem Datenstrom ausgewählt und die Multiplikations- und Additionsschritte für diesen und die folgenden Teile durchgeführt. Im Gegensatz zu der vorbeschrieben zyklischen Korrelation könnte dieser Vorgang als serielle Korrelation bezeichnet werden.
Ein mögliches Korrelationsspektrum, das sich ergibt, wenn ein Signal auf zwei Wegen zum Empfänger gelangt, ist in Fig. 5a dargestellt. Die vier herausragen Einzelkomponenten kommen dadurch zustande, daß die Korrelation bei jeder zeitlichen Deckung der im Datenstrom vorhandenen M-Sequenzen mit der im Empfänger gespeicherten M-Sequenz eine solche Stoßantwort liefert. Da die M-Sequenzen zweimal hintereinander übertragen werden und auf zwei Wegen zum Empfänger gelangen, erscheinen also vier Einzelkomponenten.
Die sich ergebenden Korrelationswerte werden nun mit den um eine M-Sequenz verzögerten, vorher in gleicher Weise ermittelten Korrelationswerten multipliziert. Die Produkte mit negativem Vorzeichen werden nicht berücksichtigt und entfallen. Das Produktspektrum zeigt Fig. 5b, wobei nunmehr zwei Einzelkomponenten auftreten. Die sich ergebenden Produkte werden anschließend über der Länge einer M-Sequenz aufaddiert.
Das Resultat dieser Addition führt zu einer treppenartigen fortlaufenden Summenfunktion, wie sie in Fig. 5c dargestellt ist. Diese Summenfunktion erreicht ihren Maximalwert, wenn reine M-Sequenzen miteinander korreliert werden. Diese
Eigenschaft läßt sich für die Identifikation des Abschnittes
M2 ausnutzen. Der exakte Anfang dieses Abschnittes M2 liegt nämlich von der abfallenden Flanke nach dem Maximalwert Smax aus betrachtet um die Länge einer M-Sequenz vor dieser Flanke.
Nachdem nun dieser Abschnitt M2 im Datenstrom festgestellt worden ist, kann die eigentliche zyklische Korrelation zur Ermittlung der Kanalstoßantwort durchgeführt werden, so wie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben ist.
Bei mehrstufigen Übertragungsverfahren, z.B. 4 PSK Übertragung, kann durch Phasendrehung auf dem Übertragungswege der Fall eintreten, daß die in dem einen Kanal übertragenen M-Sequenzen beim Empfang nicht mehr in diesem sondern im anderen Kanal auftreten. Das ist bei der 4 PSK Übertragung dann der Fall, wenn eine Phasendrehung um 90° stattfindet. Bei anderen Phasenlagen kommen sowohl in dem einen Kanal als auch in dem anderen Kanal Teile der M-Sequenzen des überlagerten Datenstroms vor. Würde man für jeden Kanal gesonderte M-Sequenzen übertragen, so kann es bei der Auswertung zu Störungen kommen. Zweckmäßig erweist es sich deshalb, die M-Sequenzen senderseitig nur in einem Kanal zu übertragen aber auf der Empfängerseite beide Kanäle auszuwerten.
Fig. 6 zeigt eine Filteranordnung, die durch Steuerung mit den im Korrelationsspektrum ermittelten Komponenten so gesteuert werden kann, daß eine näherungsweise inverse Nachbildung der Übertragungseigenschaften des Übertragungskanals erzielt wird. Diese besteht zunächst aus einem Matched-Filter 1 der dargestellten Struktur. Es wird angenommen, '•daß die Stoßantwort x.. des noch nicht entzerrten Übertragungskanals die am Eingang des Matched-Filters 1 angedeute Struktur besitzt. Die Filtercharakteristik wird durch Koeffizienten C-., C- und C~ eingestellt, die den im Korrelationsspektrum aufgefunden Einzelkomponenten entsprechen. Nach Summierung der einzelnen Wege ergibt sich ein Spektrum x?, das z.B. für drei unterschiedliche Übertragungswege eine herausragende Hauptkomponente und davor und dahinterliegende, kleinere Nebenkomponenten umfaßt. Das Spektrum x_ wird nun über einen Equalizer 2 geführt, dessen Koeffizienten sich aus dem erhaltenen modifizierten Spektrum , am Ausgang des Matched-Filters ergeben. Das am Ausgang des Equalizers liegende Spektrum x3 ist dann so gefiltert, daß die vor der Hauptkomponente angeodneten Komponenten noch mehr gedämpft erscheinen, während allerdings die dahinter liegenden Komponenten weitgehend unverändert bleiben.
Dem Equalizer 2 schließt sich nun noch ein Feedback-Equalizer 3 an, dessen Struktur ebenfalls dargestellt ist. Die Koeffizienten des Feedback-Equalizers ergeben sich wieder aus den Komponenten des Spektrums 3 am Ausgang des Equalizers 2. Am Ausgang des Feedback-Equalizers 3 tritt ein Spektrum x. auf, bei dem praktisch nur noch die Hauptkomponente vorhanden ist, während die nachfolgenden Teilkomponenten praktisch ausgelöscht und lediglich die davor liegenden Teilkomponenten noch gerade erkennbar sind. Der Wert dieser Hauptkomponente im Vergleich zu den benachbarten Komponenten ist jedoch so groß, daß nun eine eindeutige Unterscheidung getroffen und nun die übertragenen Nutzdaten sicher ausgewertet werden können.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Verfahren zur Signalentzerrung in einem Empfänger für über einen Übertragungskanal übertragene digital codierte Signale bei Mehrwegeempfang, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Übertragung von Nutzdaten Test-Sequenzen vereinbarter Struktur übertragen werden, daß die empfangenen Test-Sequenzen mit einer im Empfänger gespeicherten Test-Sequenz der vereinbarten Struktur korreliert werden und daß die als Korrelationsergebnis in Form eines Korrelationsspektrums erhaltene Kanalstoßantwort zur Steuerung der Filterkoeffizienten einer die Übertragungsfunktion des Übertragungskanals invers nachbildenden Filteranordnung verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Test-Sequenzen jeweils zwei identische M-Sequenzen unmittelbar nacheinander übertragen werden, daß eine zyklische Korrelation der gespeicherten M-Sequenz mit einem Abschnitt des aus Nutzdaten und M-Sequenzen zusammengesetzten und bei Mehrwegeempfang zeitversetzt überlagerten Datenstroms durchgeführt wird, wobei der Abschnitt durch die im Empfänger jeweils zuerst eintreffende zweite M-Sequenz vorgegeben ist, indem die gespeicherte M-Sequenz mit dem Abschnitt des Datenstroms byteweise multipliziert wird, die
Multiplikationsergebnisse addiert werden und daß nach Verschiebung des Abschnittes gegenüber der gespeicherten M-Sequenz um ein Byte die Multiplikations- und Additionsschritte solange wiederholt werden, bis jedes Byte des Abschnittes mit jedem Byte der gespeicherten M-Sequenz einmal multipliziert worden ist und sich aus den erhaltenen Additionsergebnissen eine Summenfolge der gleichen Länge wie die M-Sequenz ergibt als Korrelationsspektrum ergibt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Abschnittes fortlaufend der aus M-Sequenzen und Nutzdaten gebildete Datenstrom jeweils über die Länge einer M-Sequenz mit der gespeicherten M-Sequenz durchlaufend korreliert wird, indem ein Teil des Datenstroms der Länge einer M-Sequenz byteweise mit der gespeicherten M-Sequenz multipliziert wird, die Multiplikationsergebnisse addiert werden, ein um ein Byte verschobener Teil aus dem Datenstrom ausgewählt wird und die Multiplikations- und Additionsschritte für diesen und die folgenden Teile durchgeführt werden, daß die Korrelationswerte mit den um eine M-Sequenz verzögerten Korrelationswerten multipliziert werden und die sich ergebenden Produkte über der Länge einer M-Sequenz aufaddiert werden und daß von der so entstandenen fortlaufenden Summenfunktion der Maximalwert ausgewertet wird und der vor der abfallenden Flanke nach dem Maximalwert der Summenfunktion liegende Abschnitt des Datenstroms mit einer Länge gleich der Länge einer M-Sequenz als Abschnitt für die zyklische Korrelation ausgewählt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Periodendauer der Test-Sequenzen so gewählt ist, daß sie größer als die größte Laufzeitdifferenz des Übertragungskanals ist.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrstufigen Übertragungsverfahren, wie z.B. 4 PSK Übertragung, die Test-Sequenzen nur in einem Kanal übertragen, während im anderen Kanal im gleichen Zeitabschnitt nur gleiche Werte z.B. Nullen oder Einsen übertragen werden, während die Korrelation in beiden Kanälen durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Summenfunktionen durch kombinierte Auswertung der zeitlich übereinstimmenden Korrelationswerte aus beiden Kanälen gebildet werden.
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