Линейное устройство коррекции межсимвольной интерференции

(19) 111) 1) 4 Н 04 В 3/О НИ АВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ состоит из С 12 из кот 3,оде ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБ(54) ЛИНЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО КОРРЕКЦИИМЕЖСИМВОЛЬНОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ(57) Изобретение относитсяк техникеэлектросвязи. Целью изобретения является повьппение точности коррекции.Предлагаемое устройство содержит(3+0-1)-отводную линию 1 задержки,сумматоры (С) 2,3,26,27,30, регенератор 4, инверсный фильтр 5, состоящий из С 6, ограничителяамплитуди регистра 8 сдвига, регистры 9 и 10сдвига, К+1+М формирователей 11 сос,тавляющей межсимвольной помехи, кажмодулю два, реверсивного счетчика 1накопителя 14, С 15 (кроме 1-го формирователя 11) и перемножителя (П)16, счетчик 17 тактовых импульсов,3+И+1 формирователей 18 составляющейвыходного сигнала, каждый из которыхсостоит из коррелятора 19, интегратора 20, накопителя 21 и П 22,Д +И+1) П 23, амплитудный дискриминатор 24, П 25 числа, пороговый блок28, мультиплексоры 29 и цифровуюлинию 31 задержки. Принятый сигналх преобразуется при помощи аналого-цифрового преобразователя в последовательность отсчетов х, следующихс тактовой частотой и представляемыхв виде Е параллельных двоичных разрядов. Сигнал х(С) корректируетсялинейно в сумматоре 30 при помощиП 22, коэффициент передачи 06 каждого из которых определяется с ржи1256213мым накопителя 21 соотВетствующего нации из / параллельных двоичных разформирователя 18, На выход устройст- Рядов откорректированного сигнала ва поступают отсчеты У в ниде комби- У(г), 1 ил.Изобретение относится к техникеэлектросвязи и может применяться вприемниках аппаратуры передачи данных при передаче информации с использованием дуобинарного (биполярного) 5кодирования.Цель изобретения - повышение точности коррекции,На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема линейного устройства коррекции межсимвольной интер.Ференции.Линейное устройство коррекции межсимвольной интерференции содержит5+3-1)-отводную линию 1 задержки, 15первый сумматор 2, второй сумматор 3,3регенератор 4, инверсный Фильтр 5,состоящий из сумматора 6, ограничителя 7 амплитуд и регистра 8 сдвига,первый регистр 9 сдвига, второй регистр 10 сдвига (К+1+М) формирователей 11 составляющей межсимвольнойпомехи, каждый иэ которых состоит изсумматора 12 по модулю два, реверсивного счетчика 13, накопителя 14 сумма тора 15 (кроме первого формирователя11) и перемножителя 16, счетчик 17тактовых импульсов, (Э +И+1) формирователей 18 составляющей выходногосигнала, каждый из которых состоит из 30коррелятора 19, интегратора 20, нако.-.пителя 21 и перемножителя 22, Э +И+1перемножителей 23, амплитудный дискриминатор 24, преобразователь 25 числа, третий сумматор 26 четвертыйсумматор 27, пороговый блок 28,мульгиплексоры 29, пятый сумматор 30 ицифровую линию 31 задержки.,Линейное устройство коррекции межсимвольной интерференции работает 40следующим образом.Принятый сигнал х(г.) преобразуется при помощи аналого-цифрового преобразователя в последовательность отсчетов х, следуемых с тактовой частотой и представляемых в виде Е параллельных двоичных разрядов. Сигнал х(С) корректируется линейно в сумматоре 30 при помощи перемножителей 22 коэффициент передачи Ы, каждого иэ которых определяется содержимым нако- . пителя 21 соответствующего формирова- теля 18. На выход устройства поступают отсчеты У в виде комбинации Е параллельных двоичных разрядов откорректированного сигнала У(й), Отсчет У , например этого сигнала, можно записать в видеУ, =, х-Чгде (Х+М)Т - интервал корректированиялинейного корректора;- коэффициент передачи перемножителя 22.Задача определения коэффициентов передачи оперемножителей 22 решается следующим образом.Пусть импульсная реакция .8(С) канала связи характеризуется К+1+М ненулевыми отсчетами, взятыми через тактовый интервал, где К (Уи М 6 М, причем К и М - числа отсчетов пред- действия и последействия соответственно импульсной реакции 8(1).Межсимвольную помеху, например в отсчета х принимаемого сигнала, можно записать в формеЬхСо(.н уи=-Мгде С = Ь+Ьсимволы переданногосигнала,Ь = (а+ Ъ р) шойпа - посылки исходного сообщения алфавита ш, знак +/ - соответствует дуобинарному/ биполярному кодироваЬ. - посылка, задержанная относительно посыпки Ъ на р тактовых интервалов;р - порядок кодирования;3 1256отсчеты приведенной импульсной реакции канала связи равные-1 при и = Оофпри п - -КМ, пФО,Межсимвольную помеху в отсчете х можно скомпенсировать, используя вместо символов С оценки С, формируемые при помощи амплитудного дис 10 криминатора 24 из отсчета х 1, принимаемого сигнала, имеющегося на(Г-К)-ом отводе И+И)-отводной линии 1 задержки. С учетом этого отсчет хо корректируется от составляю 15 щих межсимвольной помехи нелинейно в сумматоре 2 при помощи перемножителей 16, коэффициент передачи каждого из которых определяется содержимым накопителя 14 в первом формирователе 11, и сумматора 15 в ос 20 тальных формирователях 11. Сигнал с выхода сумматора 2 имеет вид отсчетов Б представляемых в виде комбинаций из 2 параллельных двоичных раз 25 рядов. Отсчет Б , например, записывается в видеКБ = х -С3=-М30где у; оценки отсчетов, формируемые формирователями 11.Амплитудный дискриминатор 24 и регенератор 4 формируют оценки С и С соответственно отсчета х прини маемого сигнала и отсчета Бо на выходе нелинейного корректора путем сравнения последних с соответствующими пороговыми уровнями, Полученные оценки С записываются в цифровую линию 40 31 задержки,Из разности сигналов Я и С, формируется знак ошибки коррекции при помощи сумматора 3, записываемый в первый регистр 9 сдвига. 45Из оценки С при помощи инверсного фильтра 5 получается знак посылки Ь . Для этого сначала формируются предварительные посылки Ь путем вьюполнения операции 50213 4 при помаши ограничителя 7 амплитуд получаются оценки Ъ, путем формирования сигналов Ь только с разрешенными амплитудными уровнями в пределах от О до ш(для однополярных посылок Ь). Регистр 8 сдвига инверсного фильтра 5 осуществляет задержку посылок Ъо на р тактовых интервалов. На дополнительном выходе ограничителя 7 амплитуд Формируется требуемый знак посылки Ь в видео Бз.дп Ь = Б 1 дп Ь - 0,5(т.1)1,Г где Бпр - знаковая функция. Знак посылки Бдп Ь записывается во втоо рой регистр 10 сдвига.Для определения оценки отсчета р приведенной пребразованной импульсной реакции на выходе нелинейного корректора с решением на входе по символам с С необходимо выполнить усреднением 1, = Е еЪ . при 3 -КМ+р (1), где Е 1 знак усреднения во времени; еп = Б- С - сигнал ошибки коррекции.Отсчеты 1 приведенной преобразованной импульсной реакции равны ( -1 прип= О; при ш = р; при и=-К. М+р,пфО,пФр, где знак -/+ соответствует дуобинарному/биполярному кодированию,Отсчеты Ч преобразованной импульсной реакции на выходе нелинейного кор. ректора определяются в формерп при п=-КК+р; р.ф+р о .ри и=-К+рМ;+рпри и-М+1М+р, где р. отсчеты импульсной реакции на выходе нелинейного корректора; знак +/- соответствует дуобинарному/ биполярному кодированию.Вводя приведенную импульсную реакцию 8(Т) на выходе нелинейного корректора, отсчеты которой равныр, - 1 при п = О;рпри и = -КМ+р,п 10выражение (1) можно доопределить следующим образом где знак -/+ соответствует дуобинарному/биполярному кодированию, 55Эта операция осуществляется при помощи сумматора 6 в инверсном фильтре 5, Иэ предварительных посылок Ь при и=-К. -К+р-,1;при и=-К+р М; при п=М+1,.М+Р201256 где знак +/- соответствует дуобинарному/биполярному кодированию;Следовательно, отсчеты В приведенной импульсной реакции на выходе нелинейного корректора можно получить путем инверсной фильтрацииотсчетовприведенной преобразовательной импульсной реакциипри 3=-К,врКР;(2)5+ В .рпри 3 в К+р рМ где знак -/+ соответствует дуобинарному/биполярному кодированию.При совпадении оценок С с передаваемыми символами С в нелинейном 15 корректоре "с решением на входе по символам С полная компенсация межсимвольной помехи имеет место, если В =.при 1 = -КМ,С учетом изложенного в формирователях 11 сначала определяются оценки ла и затем в соответствии с выраже 3Анием (2) находятся оценки . . 25Перемножение сигналов Б.цп 1 и з 1 п Ъ, осуществляется при помощи сумматора 12 по модулю два в формирователях 11. На входы сложения и вычитания реверсивного счетчика 13 по ступает сигнал с выхода сумматора 12 по модулю два. В соответствии с этим сигналом содержимое реверсивного счетчика 13 изменяется на +1.Сигнал на выходе реверсивного 35 счетчика 13 определяет знак отсчета приведенной преобразованной импульсной реакции на выходе нелинейного корректора Бхп р;. В соответствии с полученным знаком отсчета Бдп р 40 в соответствующий накопитель 14 записывается приращение ь= б Бп Я, где б - постоянная коррекции.Каждый из накопителей 14 в процессе работы нелинеиного корректора 5 настраивается итерационно так, что на его выходе формируется отсчет 1 приведенной преобразованной импульсной реакции на выходе нелинейного корректора в виде комбинапий из Х параллельных двоичных разрядов.Отсчет приведенной импульсной реакции с выхода накопителя 14 первого формирователя 11 поступает на один из входов перемножителя 16. и в соответствии с принципом "инверсной фильтрации" (2) на один из входов сумматора 15 второго формирователя 213 Ь11. На выходе каждого из сумматоров 15 формируется в соответствии с выражением (2) требуемый отсчет приведенной импульсной реакции на выходе нелинейного корректора, равный отсчету приведенной импульсной реакции на входе устройства.Полученный отсчет приведенной импульсной реакциив виде комби 1нации из Е параллельных двоичных разрядов поступает на один из входов соответствующего перемножителя 16, В перемножителях 16 осуществляется умножение отсчетана соответствующую оценку С входного сигнала не 1линейного корректора, содержащуюся в цифровой линии 31 задержки.Отсчеты импульсной реакции яна входе устройства после преобразования+1 при п=О;Яп у при и = -К,.,М, пФО центрального отсчетав преобразоваОтеле 25 числа, на другой вход которого подан сигнал единичной амплитуды, используются для выполнения линейной коррекции импульсной реакции (С) на входе линейного устройства, коррекции межсимвольной интерференции.Для среднеквадратической коррекции сигнала ц(г.) необходимо выполнить усреднение во времени сигналов ВЯи а- при 1 = -ЗМ, (3) где Е - отсчеты ошибки коррекции вотсчетах Ь импульсной реакции на выходе линейного корректора, равныеЬ -1 при и =. О;при Ь=-ХпО.яв отсчеты импульсной реакциина входе устройства, формируемые формирователями 11нелинейного корректора иимеющиеся на выходе соответствующего мультиплексора 29,Импульсная реакция Ь(С) на выходе линейного корректора определяется сверткой импульсной реакции д с импульсной реакцией собственно линейного корректора. Математически отсчеты Ь этой реакции можно вычислить в соответствии с выражениемК;для п=-К,.,М (4)1=-3 Это выражение можно записать в матричной формегде С - квадратная матрица размром3+1+И с элементами я , первая строка которой имеет вид ф 8- ф 8- " ДО. " 1 О а первый столбец яБя еяяО 0Оо Я в-2, - матрица-столбец коэффициентов передачи Ы перемножителей 22 и перемножителей 23 размером 3+1+И имеющий вид5" н-Ь -матрица-столбец отсчетов Ьь размером 3+1+И имеющим вид 20 1-у Ку+1- 1 о 11- 1 Отсчеты я.необходимые для осуществления вычислений по формулам (3) и (4), формируются следующим образом.Счетчик 17 производит счет тактовых импульсов и работает циклами. Выходные сигналы счетчика 17 управля-З 0 .ют работой мультиплексоров 29: на первом тактовом интервале цикла на выход каждого из мультиплексоров 29 поступает сигнал, записанный на первый информационный вход мультиплексора 29, во втором - на второй информационный вход и т.д, В соответствии с выражением (4) в первом тактовом интервале цикла работы счетчика 17 первый из мультиплексоров 29 40 должен формировать значение я , второй мультиплексор 29 8,третий-.8 и т.д,. Таким образом, в первом тактовом интервале цикла на выходах мультиплексоров 29, пронумерованных 45, по порядку, формируются в таком же порядке элементы 8 первой строки матрицы С. Во втором тактовом интервале элементы явторой строки матрицы С и т.д. 50Следовательно, на информационные входы, пронумерованные по порядку, первого мультиплексора 29 должны быть поданы в таком же порядке значения, соответствующие элементам я , 55 первого столбца матрицы С , на информационные входы второго мультиплексора 29 р второго столбца матрицы С и т.д, Ненулевые значения .элементов матрицы С являются отсчетами я, импульсной реакции д(С) Формируемыми при помощи формирователей 11, причем отсчет д.имеется на выходе первого формирователя 11, а отсчет ял - ка выходе последнего (К+1+И)-го формирователя 11, при этом отсчет д формируется на выходе преобразователя 25 числа.Определение отсчетов Ь выполняется при помощи сумматора 27, осуществляющего сложение произведений, формируемых перемножителями 23, на входы каждого из которых подаются Е-разрядные комбинации значений Ф , поступающие с выхода накопителя 21 соответствуннцего из формирователей 18, и значений 8 , поступающих с выхода соответствующего из мультиплексоров 29, Отсчеты Ь д в начальном условии устанавливаются такими, что коэффициент перемножителя 23 (по центральному отводу (."+И) отводной линии 1 задержки) Ы равен 1, а коэффициент передачи остальных перемножителей 23 в начале работы корректора равен О, т.е. Ф 1 = О при 1 = -3,И .10.При помощи порогового блока 28,Формирующего оценки и путем сравнения отсчетов Ь с нулевым пороговымуровнем, в сумматоре 26 определяетсялоценка Я отсчета ошибки коррекциив отсчете Ь т.е,л лОсуществляя коррекцию произведений сигналов Я, при помощи корреляторов 19 и интеграторов 20 в соответствующем формирователе 18 выполняется итерационная настройка содержимого накопителя 21 (с постоянной б ).Полученные значениями-М, л на выходах накопителей 21 исйользуются для выполнения линейной среднеквадратической коррекции принимаемого сигна-. ла х(С) с корреляционными связями между символами С передаваемого сигнала.Таким образом, имеет место повьппение точности коррекции сигнала.Формула изобретенияЛинейное устройство коррекциимежсимвольной интерференции, содержа 1256213щее Д +К)-отводную линию задержки,вход которой является входом линейнога устройства коррекции межсимвольнойинтерференции, первый, второй, третий, четвертый и пятый сумматоры 5Л+М+1) формирователей составляющейвыходного сигнала, каждый из которыхсостоит иэ последовательно соединенных накопителя и перемножителя,(К+1+М) формирователей составляющей г 5межсимвольной помехи, первый из которых состоит из последовательно соединенных сумматора по модулю два, первый и второй входы которого являютсяпервым и вторым входами Формирователя 20составляющей межсимвольной помехи,реверсивного счетчика, накопителя иперемножителя, а каждый из остальныхформирователей составляющей межсимвольной помехи состоит из последовательно соединенных сумматора по модулю два, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами Формирователя составляющей межсимвольной помехи, реверсивного счет-З 0чика, накопителя, сумматора и перемножителя, первый регистр сдвига, инверсный фильтр, состоящий иэ последовательно соединенных сумматора, первый вход которого является входоминверсного фильтра, ограничителяамплитуд и регистра сдвига, выход которого подключен к второму входу сумматора инверсного фильтра, и второйрегистр сдвига, вход которого соединен с вторым выходом ограничителя амплитуд инверсного фильтра, входкоторого соединен с выходом регенератора и с входом вычитания второгосумматора, вход сммирования которого объединен с входом регенератораи соединен с выходом первого сумматора, вход суммирования которого соединен с 3-м отводом Д +Б)-отводнойлинии задержки, вход, вь;ход и каждыйиэ отводов которой подкл Очен к второ-.му входу перемножителя соответствующего Формирователя составляющей выходного сигнала, выход каждого иэ перемножителей Формирователя составляю-.55щей выходного сигнала подключен к соответствующему входу пятого сумматора, вьхоц которого является выходом линейного устройства коррекции межсимвольной интерференции, выход накопителя каждого из формирователей составляющей выходного сигнала подключен к первому входу соответствующего из (Э+И+1) перемножителей, выход каждого иэ которых соединен с соответствующим входом четвертого сумматора, выход которого подключен к входу суммирования третьего сумматора и входу порогового блока, выход которого подключен к входу вычитания третьего сумматора, выход амплитудного дискриминатора подключен к входу цифровой линии задержки, вход, выход и каждый из отводов которой соединен с вторым входом пере;.ножителя соответствующего формирователя составляющей межсимвольной помехи, выход перемножителей каждого из формирователей составляющей межсимвольной помехи подключен к соответствующему входу вычитания первого сумматора, выход второго сумматора через первый регистр сдвига подключен к первому входу каждого формирователя составляющей межсимвольной помехи, вход, выход и каждый из отводов второго регистра сдвига соединен с вторым входом соответствующего формирователя составляющей межсимвольной помехи, выход накопитепя первого формирователя составляющей межсимвольной помехи подключен к второму входу сумматора второго формирователя составляющей межсимвольной помехи, выходекоторого, как и выходы сумматоров последующих формирователей составляющей межсимвольной помехи подключен к второму входу сумматора последующего формирователя составляющей межсимвольной помехи, при этом выход сумматора центрального формирователя составляющей межсимвольной помехи подключен к первому входу преобразователя числа, второй вход которого соединен с источником сигнала логической единицы, выходы сумматоров Формирователей составляющих межсимвольной помехи йзчисла подключенных к выходу и положительныМ отводам цифровой линии задержки соединены с соответствующими информационными входами первого мультиплексора, адресный вход которого соединен с выходом счетчика тактовых импульсов, о т л и .ч а ю - щ е е с я тем, что, с це.пью повьшеения точности коррекции, в н о введе2 1256213 Составитель Ш, ЭвьянРедактор С. Патрушева Техред И.Попович Корректор М. Пожо Заказ 4837/58 Тираж 624 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035., Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул Проектная, 4 ны (Э +И) дополнительных мультиплексоров, адресный вход каждого из которых соединен с выходом счетчика тактовых импульсов, и в каждый из формирователей составляющей выходного 5сигнала введены последовательно соединенные коррелятор и интегратор,выход которого подключен к входу накопителя этого же формирователя составляющей выходного сигнала, при этом 1 Овыход третьего сумматора подключен кпервому входу коррелятора каждогоформирователя составляющей выходногосигнала, второй вход каждого из корреляторов соединен свыходом соответ ствующего мультиплексора и с вторымвходом соответствующего перемножителя, соответствующий информационный вход каждого из мультиплексоров соединен с земляной шиной, с выходомпреобразователя числа и с первым входом перемножителя соответствующегоформирователя составляющей межсимвольной помехи в соответствии со значениями элементов столбца квадратнойматрицы размером (5+И+1), составленной из нулей и отсчетов импульснойреакции корректируемого канала связи,кроме того (2-К)-й отвод (7+И)-отводной линии задержки соединен с входом амплитудного дискриминатора, гдеИ, 2, М, К - число отрицательныхи положительных корректируемыхотсчетов импульсной реакциикорректируемого канала свя -зи