Способ адаптивной коррекции межсимвольных искажений и устройство для его осуществления

(56) 1. Авторское свидетельство СССР639143, кл. Н 04 В 3/04, 1979.2. Биэин А.Т., Губарев Б.П.и Крук И. Адаптивный цифровой корректор дискретных сигналов. Изв. ВУ 3 овСССР. Радиоэлектроника, т. ХХХ,1976,4, с. 48-53 (прототип).(54) СПОСОБ АЦАПТИВНОЙ КОРРЕКЦИИ МЕЖСИМВОЛЬНЫХ ИСКАЖЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ адаптивной коррекции меасимвольных искажений, основанный на задержке входного сигнала М раэ, формировании копии импульсной характеристики, свертке с этой копией входных сигналов, задержанных Я раз, формировании ошибки как разности между результатом свертки и оценки входного сигнала, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, копию импульсной характеристики полу" чают путем суммирования копии импульсной характеристики предыдущего шага с произведением ошибки и входных сигналов, задержанных О раз, при этом произведение ошибки нормировано величиной, обратно про" порциональной мощности входного сигнала.2. Устройствспособа по п. 1 о для осуществления, содержащее регистр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТЪЙ ОПИ САНИ АВТОРСКОМУ С.80.1108617 А сдвига, две группы блоков умножения, каждая из которых содержит 0блоков умножения, первый накапливающий сумматор, первый и второй блокипамяти, сумматор, пороговый блоки первый дополнительный блок умно"жения, при этом выходы регистрасдвига подключены к первым входампервой и второй группы блоков умножения, выходы первой группы блоковумножения подключены к входам первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первомувходу сумматора и входу пороговогоблока, выход которого подключен квторому входу сумматора, выход которого подключен к первому входупервого дополнительного блока умножения, к второму входу которогоподключен выход первого блока памяти, выходы второй группы блоков умножения подключены к входам второго блока памяти, выходы которогоподключены к вторым входам первойгруппы блоков умножения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что введеныЯ квадраторов и последовательно сое"диненные второй накапливающий сумматор, делитель, второй дополнительный блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первогодополнительного блока умножения,а выход подключен к вторым входамвторой группы блоков умножения,при этом выходы регистра сдвига подключены к объединенным входам соответствующих квадраторов, выходы которых подключены к входам второгонакапливающего сумматора.30 Изобретение относится к системам связи и системам передачи данных в АСУ.Известен способ настройки адаптивного корректора, основанный на . 5 определении знака задержанного входного сигнала и знака сигнала ошибки, перемножении их, суммировании и настройке по знаку, полученному при суммировании упомянутых знаков, причем одновременно с определением знака задержанного входного сигнала и знака сигнала ошибки выделяют нулевые состояния этих знаков и корректируют настройку по последним 1,Однако известный способ не обеспечивает достаточной точности настройки, особенно в случае, когда передаются сигналы нестационарных случайных процессов. 20Наиболее близким по технической сущности к изобретению являются способ адаптивной коррекции межсимвольных искажений, основанный на задержке входного сигнала И раз,25 формировании копии импульсной характеристики, свертке с этой копией входных сигналов, задержанных И раз, формировании ошибки как разности между результатом свертки и оценки входного сигнала, а также устройство адаптивной коррекции межсимвольных искажений, содержащее регистр сдвига, две группы блоков умножения, каждая из которых содержит И блоков умножения, первый накапливающий сумматор, первый и второй блоки памяти, сумматор, пороговый блок и первый дополнительный блок умножения, при этом выходы ре гистра сдвига подключены к первым входам первой и второй группы блоков умножения, выходы первой группы блоков умножения подключены к входам первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому входу сумматора и входу порогового блока, выход которого подключен к второму входу сумматора, выход которого подключен к первому 50 входу первого дополнительного блока умножения, к второму входу которого подключен выход первого блока памяти, выходы второй группы блоков умножения подклюЧены к входам 55 второго блока памяти, выходы которого подключены к вторым входам первой группы блоков умножения 2 3. Недостаток указанного технического решения " низкая корректирующая способность, поскольку известные способ и устройство не позволяютследить за изменением полезной составляющей нестационарного случайного процесса, передаваемого по каналам связи,Цель изобретения - повышение быстродействия.Для достижения цели согласно способу адаптивной коррекции межсимвольных искажений, основанному назадержке входного сигнала Я раз,формировании копии импульсной характеристики, свертке с этой копиейвходных сигналов, задержанных М раэ,формировании ошибки как разностимежду результатом свертки и оценкивходного сигнала, копию импульснойхарактеристики получают путем суммирования копии импульсной характеристики предыдущего шага с произведением ошибки и входных сигналов,задержанных Я раз, при этом произведение ошибки нормировано величиной,обратно пропорциональной мощностивходного сигнала, а в устройствеадаптивной коррекции межсимвольныхискажений, содержащем регистр сдвига, две группы блоков умножения,каждая из которых содержит Я блоковумножения, первый накапливающий сумматор, первый и второй блоки памяти,сумматор, пороговый блок и первыйдополнительный блок умножения, приэтом выходы регистра сдвига подключены к первым входам первой и второй группы блоков умножения, выходы первой группы блоков умноженияподключены к входам первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому входу сумматора и входу порогового блока, выход которого подключен к второмувходу сумматора, выход которогоподключен к первому входу первогодополнительного блока умножения, квторому входу которого подключен выход первого блока памяти, выходывторой группы блоков умножения подключены к входам второго блока памяти, выходы которого подключены к вторым входам первой группы блоков ум 1ножения,введены М квадраторов и последовательно соединенные второй накапливающий сумматор, делитель, второй дополнительный блок умножения,3 1108617второй вход которого соединен свыходом первого дополнительного блока умножения, а выход подключен квторым входам второй группы блоковумножения, при этом выходы регистра сдвига подключены к объединеннымвходам соответствующих квадраторов,выходы которых подключены к входамвторого накапливающего сумматора.На чертеже приведена, структурная 10электрическая схема устройства адаптивной коррекции межсимвольных искажений.Устройство содержит регистр 1сдвига, две группы блоков умножения, 15каждая иэ которых содержит Ю блоков умножения 2 и 3, Н квадраторов4, первый накапливающий сумматор 5,сумматор 6, пороговый блок , первый дополнительный блок умножения 208, первый блок памяти 9, второй дополнительный блок умножения 10, второй накапливающий сумматор 11, делитель 12 и второй блок памяти 13,Сущность предлагаемого-способа 25заключается в том, что копия импульсной характеристики, определеннаяна предыдущем шаге, суммируется сприращением весовых коэффициентов,определяемых по выражению 30да ;1: ьн (1 сЯ(11,где 4 - коэффициент шага адаптации,Н(1)- матрица вторых производных случайных функцийЕ (3),35н(1): Х (1) хт (1), (2)Обратной матрицы для выражения(2) не существует, поскольку матрицатН(1) Симметрическая. Поэтому вместо обращения необхоДимо воспользоваться операцией псевдообращения матвриц. Однако существующие методыпсевдообращения сложны в реализации,Поэтому предлагается искать псевдо"кобратную матрицу в виде45вН = Н(д)/Гс Н(д)3, (3)т . пгде С,.Н(1) = Х (1) Х (д) - след матрицыеПравильность выражения (3) неструдно проверить по выражениям, характеризующим псевдообратную по Иунру-Пенроузу матрицу. Подставляя= 2 8 (1) К (1), получим следующеевыражение ЬН(3) = 2 Л Е(З) Х (З)/ Х (З) Х Х 3 (4) где Хт(1) К (1) - след матрицы,Н(1) . - полная мощностьвходного сигнала,Устройство, реализукщее предлагаемый способ, работает следующим образом.Выборки входного сигнала (или импульсные сигналы) поступают на вход регистра 1, в котором происходит задержка сигнала И раэ. В результате на выходе регистра 1 формируется вектор входного сигнала Х (1) размерности НФ . Вектор входного сигнала Х (1) поступает на входы Ю блоков умножения 2, на вторые входы которых поступают сигналы, соответствующие импульсной переходной харак" теристике для этого шага адаптации, полученных на предыцущем шаге, или начальные значения И (1), Сигналы0с выходов блоков умножения 2 поступают на входы первого накапливающего сумматора 5, на выходе которого получается выходной сигнал адаптивного корректора. Он получается как результат свертки копии импульсной переходной характеристики, получен" ной на предыдущем шаге адаптации с вектором входного сигналаУ (1) = ыт(1) Х (1). (5)Для получения сигнала ошибки необходимо знать передаваемый сиг" нал, который в общем случае неиэвес" тен. В этом случае можно испольэовать его оценку, которая может быть получена с помощью порогового блока 7, Сигнал ошибки формируется в сумматоре 6, на входы которого посупают результаты свертки (5) и ценки входного сигнала, поступившей с.выхода порогового блока 7, на ход которого поступает сигнал У(1) с выхода первого накапливающего сумматора 5. Получившийся сигнал ошиби используется далее для формироания копии импульсной переходной характеристики. Сигнал ошибки постуает на первый вход первого дополниельного блока умножения 8, на втоой вход которого поступает сигналвыхода первого блока памяти 9. игнал с выхода первого дополннтелього блока умножения 8, соответстующий скалярной величине Е (1), оступает на второй вход второго ополнительного блока умножения 10. Одновременно происходит формирование величины, обратно пропорциональной мощности входного сигнала. В.этом случае сигналы с выходов квадраторов 4 поступают на входы второго накапливающего сумматора 11, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный мощности входного 5 сигнала. Этот сигнал поступает на делитель 12, на выходе которого формиформируется сигнал, обратно пропорциональный мощности входного сигнала - 1/ХХ 1, Этот сигнал поступа О ет на первый вход второго дополнительного блока умножения 10, с выхода которого сигнал ошибки поступает на вторые входы Я блоков умножения 3, в которых сигнал ошибки 15 умножается на вектор входного сигнала и нормируется величиной, обратно пропорциональной мощности входного сигнала. т.е.Л Е (1 ( Х (3) (Х(3 ) Х(1 ). (6) Выражение (6) есть приращение импульсной характеристики за цикл адаптации. Эти значения суммируются во втором блоке памяти 13 с предыду щим значением вектора импульсной характеристики. В данном случае 17 бкопия импульсной характеристики имеет видИ (1+ 1) и У(1) + 2й (1)Х //хЦ) хСЦ, 7) Технико-экономический эффект предложенного технического решения заключается в том, что при использовании выражения (3) при незначительном усложнении способа значительно повышается быстродействие.Результаты моделирования показали, что быстродействие заявляемого решения по ср внению с известным, принятым за базовый объект, иовышается примерно на 307 при использовании в качестве рабочего сигнала, по которому настраивались иссле" дуемые корректоры, двоичный псевдослучайной последовательности с периодом 511 символов, передаваемых по каналу связи со скоростью 6200 бод. Сравнение проводипось по числу итераций, за которые достигалась заданная величина критерия качества восстановления Я(1).