Адаптивный корректор многоканального сигнала с ортогональными составляющими

 

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации по каналам электросвязи и может быть использовано в многоканальных модемах с ортогональными составляющими для коррекции сигнала. Целью изобретения является обеспечение коррекции при наличии частотного сдвига спектра корректируемого сигнала. Адаптивный корректор содержит блок адаптивной коррекции 1 и блок управления 15, причем блок 1 включает линии задержки 2, 3, 13, 14 аттенюаторы 4i-44N, 10i-104N, шину начального значения умножающего коэффициента отвода 5, вычитатель 6, перемножитель 7, сумматор 8, 9, инверторы 2 111-112N, широкополосный фазоврэщатель 12, а блок управления 15 включает квадраторы 16, 20, 24, 25, сумматоры 17,27, 31,35, функциональные преобразователи 18, 22, блоки деления 19, 23, вычита тели 26, 33 перемножители 27, 30, 32, 34, 36, 39, 40, шину коэффициента адаптации 28, блоки вычисления коэффициентов 29i-294N, интегратор 37, элемент памяти 38, инверторы 41, 42, блок тактовой синхронизации 43, одновибратор 44, формирователь узкого импульса 45, элемент задержки 46. Для настройки гармонического корректора используется Свойство многочастотного сигнала с ортогональными составляющими, обусловленное наличием е нем активных защитных интервалов . Коэффициенты передачи аттенюаторов в цепях отводов от линии задержки настраиваются таким образом, чтобы минимизировать среднеквадратическое отклонение пар значений огибающей сигнала, расположенных на одной посылке и удаленных друг от друга на интервал ортогональности . Алгоритм настройки корректора, в основе которого лежит сопоставление пар значений огибающей, является инвариантным относительно частотного сдвига спектра сигнала. Настройка корректора осуществляется без использования решений из демодулятора , что упрощает настройку корректора и эксплуатацию приемной части устройства обработки в целом. 1 ил. Ј 00 о х| СЛ XI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s Н 04 В 3/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4871397/09 (22) 05,10.90 (46) 07,64.93, Бюл. N 13 (71) Самарское. отделение Научно-исследовательского института радио (72) А.B,Áåëîóñ и Е,Н.Маслов (56) С.А,Курицын и др. Оптимальный адаптивный прием многоканальных сигналов.

Техника средств связи, .серия ТПС, 1984, вып, 4, с.117 — 124.

С,A.Êóðèöûí и др. Адаптивная коррекция полосового сигнала в многоканальном

УПС, Техника средств связи, серия ТПС, 1987, вып.4, с.73 — 82. (54) АДАПТИВНЫЙ КОРРЕКТОР МНОГОЧАСТОТНОГО СИГНАЛА С ОРТОГОНАЛЬНЫМИ СОСТАВЛЯЮЩИМИ (57) Изобретение относится к технике передачи дискретной информации по каналам электросвязи и может быть использовано в многоканальных модемах с ортогональными составляющими для коррекции сигнала.

Целью изобретения является обеспечение коррекции при наличии частотного сдвига спектра корректируемого сигнала. Адаптивный корректор содержит блок адаптивной коррекции 1 и блок управления 15, причем блок 1 включает пинии задержки 2, 3, 13, 14 аттенюаторы 41 — 4щ, 101 — 1041ч, шину начального значения умножающего коэффициента отвода 5, вычитатель 6, перемножитель 7, сумматор 8, 9, инверторы

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации по каналам электросвязи и может быть использовано в многоканальных модемах передачи дискретной информации с ортогонапьными составляющими дпя коррекции сигнала.. Ю 1807571 А1

111 — 11г11, широкополосный фазовращатель

12, а блок управления 15 включает квадраторы 16, 20, 24, 25, сумматоры 17, 27, 31, 35, функциональные преобразователи 18, 22, блоки деления 19, 23, вычитатели 26, 33 перемножители 27, 30, 32, 34, 36, 39, 40, шину коэффициента. адаптации 28, блоки вычисления коэффициентов 291 — 2941ч, интегратор

37, элемент памяти 38, инверторы 41, 42, блок тактовой синхронизации 43, одновиб- ., ратор 44, формирователь узкого импульса

45, элемент задержки 46. Для настройки гармонического корректора используется свойство многочастотного сигнала с ортогональными составляющими, обусловленное наличием в нем активных защитных интер-. :Я валов. Коэффициенты передачи аттенюаторов в цепях отводов от линии задержки настраиваются таким образом, чтобы минимизировать среднеквадратическое отклонение пар значений огибающей сигнала, расположенных на одной посылке и удаленных друг от друга на интервал ортогональности. Алгоритм настройки корректора, в

° @ а@В основе которого лежит сопоставление пар 0© значений огибающей, является инвариант- О ным относительно частотного сдвига спектра с сигнала, Настройка корректора осуществля- (Я ется без использования решений из демоду- с4 лятора, что. упрощает настройку корректора и эксплуатацию приемной части устройства обработки в целом, 1 ил.

Цель изобретения — обеспечение коррекции при наличии частотного смещения спектра рабочего сигнала.

На чертеже показана электрическая структурная схема устройства, 1807571

Адаптивный корректор многочастотно- ду соответственно к первому и второму выгосигналасортогональнымисоставляющи- ходам блока 1, присоединены по выходу ми содержит блок адаптивной коррекции 1, соответственно к первому и второму дополсостоящий из первой 2 и второй 3 линий нительным выходам блока 1, при этомотвод задержки, Задержка сигнала между сосед- 5 линиизадержки2,имеющий нулевойномер, ними отводами линий 2 и 3 равна длитель- соединен с третьим дополнительным выхоности котельниковского интервала. Число. дом блока 1. Блок 15 управления содержит отводов(2Й+1) с номерами от(-N) ãо по К-й последовательно соединенные первый включительно соответствует расчетной дли- квадратор 16, третий сумматор 17, первый не корректора, а отводы с номерами, начи- 10 функциональный преобразователь 18, перная c (N+ 1)-го по (N+ )-й, где L — число выйблокделения19, причем входквадратокотельниковских отсчетов входного сигна- ра 16 соединен с первым входом блока 15, ла, располагающихся на длительности ин- также содержит последовательно соедитервала ортогональности То, являются ненные второй квдаратор 20, четвертый дополнительными, Каждый из 2N отводов 15 сумматор 21, второй функциональный прелиний 2 и 3 через соответствующий аттеню- образователь 22, второй блок деления 23, атор 41 — 44N, состоящий из последовательно причем вход квадратора 20 соединен со втосоединенных шины начального значения рым дополнительным входом блока 15, втоумножающего коэффициента отвода 5, пер- рой вход и первый дополнительный вход вого вычитателя 6 и первого перемножителя 20 которого соединены соответственно со вхо7, второй вход которого соединен со вхо- дами третьего 24 и четвертого 25 квадратодом аттенюатора 4> — 44м, а его выход с выхо- ров, выходы которых соединены со вторыми дом аттенюатора, присоединен к входами соответственно сумматоров 17 и соответствующему входу соответственно 21. Блоки деления 19 и 23 аналогичны блоку первого 8 и второго 9 сумматоров, выходы 25 сравнения известного устройства (Авт.св,N которых соединены соответственно с пер- 790252, кл, Н 03 К 5/22). Выходы функциовым и вторым выходами блока 1 и устройст- нальных преобразователей 18 и 22 соединева. Второй вход вычитателя 6 соединен со ны соответственно с первым и вторым входом управления аттенюатора 4> — 44N, а входами третьего вычитателя 26, выход ковходы управления всех аттенюаторов 4 — 30 торого соединен со вторым входом третьего

44 объединены в первую шину управления перемножителя 27, первый вход которого блока 1. Кроме того, каждый из 2N отводов соединен с шиной коэффициента адаптации линии 2 через соответствующий дополни- 28; а выход подключен к соединенным втотельный аттенюатор 101 — 102M присоединен рым входам блоков деления 19 и 23. Блоки к соответствующему дополнительному вхо- 35 вычисления коэффициентов 29) — 294и кажду сумматора 9, а каждый из 2N отводов дый содержит. последовательно соединенлинии 3 через последовательно соединен- ные четвертый перемножитель 30, пятый ные соответствующие аттенюатор 102N+1 — сумматор 31, пятый перемножитель 32, 104д и дополнительные инвертор 111-112м второй вычитатель 33, также содержит по подключен к соответствующему дополни- 40 следовательно соединенные шестой перетельному входу сумматора 8. Аттенюаторы множитель 34, шестой сумматор 35, 101 — 104и аналогичны аттенюаторам 41 — 44M, седьмой перемножитель 36, выход которого

Центральные отводы линий 2 и 3, имеющие соединен со вторым входом вычитателя 33, нулевые ноера,подключены к соответству- выход которого соединен со входом интегющим входам сумматоров 8 и 9 непосредст- 45 ратора 37, подключенного выходом ко входу венно, кроме центрального отвода линии элемента памяти 28, также содержит aocbзадержки 3, который подключен к соответ- мой перемножитель 39, выход которого соствующему входу сумматора 8 через инвер- единен со вторым входом сумматора 35, а тор 11, Входы управления аттенюаторов выход второго перемножителя 40 соединен

10 -104и соединены во вторую шину управ- 5î со вторым входом сумматора 31, Вторые ления блока 2. Отводы и дополнительные входы перемножителей 32, 40, 30, 39, 34, 36 отводы линий 2 и 3 соединены соответствен- соединены соответственно с первым, втоно в первую и вторую шины отводов блока рым, третьим, четвертым, пятым и шестым

1. Вход устройства и вход блока 1 соедине- входами блока 29П (ng(1,4N), а первые входы ны со входомлинии 2 непосредственно, а со 55 перемножителей 40, 39, 30 и 34 соединены входом линии 3 через широкополосный соответственно с первым, вторым, третьим фазовращатель 12, кроме того, первая 13 и и четвертым дополнительными входами вторая 14 дополнительные линии задержки, блока 29л, причем вход сброса интегратора задерживающие сигнал на время интервала 37 соединен со входом сброса блока, а вход ортогональности Т, подключенные по вхо- записи элеменга памяти 38, соединен со

1807571 входом записи блока, при этом его выход соединен с выходом ячейки 38. Первые входы блоков 291-291н соединены и подключены к выходу блока 19. Шестые входы блоков

291 — 294tq также соединены и подключены к 5 выходу блока 23, Вторые входы. блоков 29129zq соединены и подключены к первому входу блока 15, который через первый инвертор 41 подключен к соединенным третьим входам блоков 29zq+1-294ч, пятые входы 10 которых соединены и подключены к выходу второго инвертора 42. вход которого соединен с первым дополнительным входом блока 15, а также с соединенными четвертыми входами блоков 291-292и, третьи входы ко- 15 торых соединены и подключены ко второму входу блока 15, к которому также подключены соединенные вторые входы бл0ков

29г1ч+1 — 294m четвертые входы которых соединены, подключены ко второму дополни- 20 тельному входу блока .15, а также к соединенным пятым входам блоков 29129 . Первые и вторые дополнительные входы блоков 291-294ч подключены к первой входной шине отводов блока 15, соеди- 25 ненной с первой выходной шиной отводов блока 1, при этом первые дополнительные входы блоков 291 — 29zN подключены к отводам линии 2, начиная с номера (-N) co сдвигом на один отвод. т.е. первый дополнительный вход блока 291 подключен к ука- 30 занному выше отводу блока 292 — к следующему и так далее, причем первый дополнительный вход блока 29м+1 подключен не к отводу с нулевым номером, а к . следующему, имеющему порядковый номер 35

1 и так далее, вновь по порядку, до отвода с номером N. Вторые дополнительные входы блоков 291-29гн аналогичным образом подключены к отводам линии задержки 2 начиная с номера отвода (-N+L) по (N+L) 40 включительно. причем пропущенным оказывается отвод с номером L. Первые и вторые дополнительные входы блоков

29zN+1 294N соединены с соответствующими входами блоков 291-2921ч, Третьи и чет- 45 . вертые дополнительные входы блоков

291-29щ подключены ко второй шине отводов блока 15, соединенной со второй выходной шиной отводов блока 1, при этом третьи и четвертые дополнительные входы блоков 50

291-29zN, аналогично подключению соответственно первых и вторых дополнительных их входов к отводам линии 2, подключены к отводам соответствующих номеров линии задержки 3. Третьи и четвер- 55 тые дополнительные входы блоков 20 н+129щ соединены с соответствующими входами блоков 291-292N. Таким образом первые и вторые дополнительные входы блоков 291-294и присоединены к отводам линии 2, обеспечивающим взаимную.задер-. жку сигналов на интервал Т = 1 Atk, где и — интервал между котельниковскими отсчетами, а третьи и четертые дополнительные входы указанных блоков присоединены к отводам линии задержки 3, также обеспечивающим взаимную задержку сигналов на указанный интервал. Выходы блоков 291292N подключены к первой управляющей шине блока 15, соединенной с первой шиной управления блока 1; причем подключение выходов блоков 29л ко. входам аттенюаторов 4л выполнено в соответствии с их номерами. Управляющие входы аттенюаторов 4зч+1 — 441ч подключены к соответствующим управляющим входам аттенюаторов

41-42и по алгоритму: (2N+ 1) с 1-м, (2N+2) со

2-м и так далее. Выходы блоков 292м+1-294н подключены ко второй управляющей шине блока 15, соединенной со второй шиной управления блока 1, причем подключение выходов блоков 29л ко входам дополнительных аттенюаторов 10л выполнено в соответствии с их номерами. Управляющие входы . аттенюаторов 101-10гн подключены к сооФветствующим управляющим входам аттенюаторов 10гн+1-10щ по алгоритму (2й+1) с

1-ым, (2N+2) со 2-м и так далее. Блок тактовой синхронизации 43, вход которого соединен с третьим дополнительным входом блока

15, через последовательно соединенные одновибратор 44 и формирователь узкого импульса 45 подключен к соединенным входам записи блоков 291-294и, входы сброса которых также соединены и подключены через элемент задержки 46 к выходу одновибратора 44, причем выходы-блока 1 соединены с соответствующими входами блока 15.

Рассмотрим алгоритм работы заявляемого корректора.

Передаваемый сигнал на интервале. длительностью Т определяется выражением:

S (t) = „ Я agP ° sin ((+ а=1 где a>Р, Ъ () — информационные амплиту(0 0) да и фаза m-й составляющей; I — номер позиции сигнального кода г1ри амплитуднофазовой манипуляции (при многократной фазовой манипуляции a> = const; ф, и†начальная фаза и частота m-й составляющей; Q — сдвиг спектра многочастотного

1807571 сигнала, Выражение (1) эквивалентно следующему:

$ (т) = х (t) cos Ж + х, (т) sin и, (т):

X (Ц =, О,„- Е1 п (Сд „ t + ц> „+ Cii 1„1 (ei, hei

X (4)=, а coS(У„,t+cg „+У„„)... (e) (е) щ» I

Здесь x(t) = S(t, Я: = О), т.е. групповой сигнал, в котором сдвиг спектра равен нулю;

xr(t) — преобразование Гильберта от сигнала

x(t) (преобразователь Гильберта — это широкополосный фазовращатель íà 90; для получения выражения xr(t) из х(с) необходимо аргумент каждой из гармоник изменить на

90 ). Для коррекции сигнала со сдвигом спектра необходимо использовать, наряду с

S(t), и преобразование Гильберта $,(т) от S(t).

Выражение Sr(t) на длительности такта Т, определяемое с помощью формул (1) и (2), имеет вид:

$,ф е» х,(т) cos Q; t — х(т) sin Q;t.„(3)

В системах связи, использующих многочастотный сигнал, интервал между частотами соседних составляющих (ап - <оп — 7) выбирается так, что на интервале То Т составляющие процесса x(t)(или . xr(t) взаимно ортогональны. Для уменьшения влияния межсимвольных искажений интервал Тз„= Т вЂ” Тд, называемый защитным интервалом, должен составлять некоторую часть Т, в частности, в многолучевых каналах Тз выбирают так, чтобы многолучевой . разброс (т.е. максимальное значение задержки или ойережения "бокового" луча относительно основного) не превосходил Тз д (лучи, которые порождают копии сигнала), отличные от копии основного луча, являются боковыми); границы посылок в основном (т.е. наиболее мощном) луче определяет система тактовой синхронизации. Реализуемый в заявляемом корректоре алгоритм настройки использует свойство многочастотного сигнала, появляющееся в нем с введением защитного интервала, именно: при выполняющемся условии взаимной ортогональности составляющих процесса x(t) (и xr(t) отсчеты x(t) и xr(t), расположенные в пределах одной посылки, удовлетворяют одному иэ условий: либо x(t) =. x(t+Tp); х®с»

- xr(t+ Tp), либо x(t) = -x(t+ Т,); х,(т) =- х(т +

+То). Считаем для определенности, что выполнено первое из условий:

x(t) = x(t+ Tp); xr(t) = xr(t + То) (4)

Если обозначить число отсчетов (Котельниковских) на интервале посылки Т через К, а на интервале Tp — через L, то указанное свойство для сигнала, заданного формулой (1) (т.е, в отсутствие искажений), можно записать в эквивалентной форме:. а — 1 (К вЂ” L+K.

;Я (х(u+ci х(bij i

+ (xr (ti + )) — х, (ti))2 = 0 (5) 10

Значения x(t) и х (т) не наблюдаются, т.е. не измеряются, однако x(t) и xr(t) связаны на интервале посылки однозначными соотношениями (2) и (3) с наблюдаемыми процес15 сами S(t) и $(т). Иэ (2) и (3) следует:

x(ti) = xi = Sicos Q: ti — Si,y,sin Я: ti... (6) 25 о- (д-ц к. В, В „+Si S 2((6 е . 5 + . лг легла г гд (B) 30 где a = Я:То, Выразим далее значения cos а и sin а через отсчеты группового сигнала на интервале посылки. Из формул (2) и (4) следует;

Si+L- =SiCOS a+Si,r Slna... (9) Из формул (3) и (4) следует:

40 $i+L r $!$ П а + Si ÄCOS a .... (10) Поделив (9) на (10), получим уравнение, из которого найдем:.

5 $ + $(,г — Si Sl+L,г ц, tg a — — —; (11)

Si + L Si + Sl + L r Ь, г г2 г1=Si+L &,r — Ь $н-Lr

50 г2 Si+L Sl Si+L;г Si,r

Ил (11) след ег: сол а= гг/ rl + гг, sin а=г / г1 +гг ... (12)

I.

Подставляя выражения cos а и sin а из (12) в выражение, Заключенное в квадратных скобках формулы (8), получим: ((5;,t. Б,е5;,„„5;,„) СоМ (5;д.5„„-5;,„„5;) q„g)» хф) = xi,r = Sisin Я ti+ $,r cos И. ti .„(7)

20 где Si = S(ti); Si,r = Sr(ti).

Подставляя выражения (6) и (7) в (5), получим:

1807571

10 г оо5 м .i I i,s О(1 < г т (17) (К-О+Ко, Х. T

1=0 i-!к%

° ((5) 55

Подставляя (13) в (8), получим: (к-0+к 1, 5;„„ 5; „ „- S; 6;„ О

Ч =о = +к% (ф)

Выражение (14) означает следующее: если для многочастотного сигнала выполняется соотношение (4), то аналогичное соотношение выполняется для огибающей указанного сигнала п и любом сдвиге спектра (величина S + S, г- это огибающая многочастотного сигнала в момент tl), Таким образом, в отсутствие искажений левая часть (14) равна нулю. С появлением частотных искажений при подстановке в левую часть фактических значений сигнала . ф и (I, r (измеренных на выходе канала связи с искажениями), соотношение (14) нарушается. В качестве критерия качества настройки корректора принимаем следующий критерий, вытекающий из (14): оптимальным является такой набор коэффициентов настройки корректора; который минимизирует величину л где S(t) и Яг{т) — оценки соответственно сигнала и его преобразования Гильберта на выходе корректора. Полагаем, что коррекция осуществляется комплексным гармоническим кбрректором (представляющим собой при цифровой обработке комплексный нерекурсивный фильтр), так что оценки

S(t), Sr(t) определяются выражением:

l рт д) (y рт -gò >(5,р > ; «6) ГдЕ J — МНИМая ЕдИНИца, А (а-N, „„ао, ", -т

aN) - (2и+1) — мерный вектор-строка первой ("действительной") части корректора; . В =(Ь-N, ..., bp, „bN) — {2К+1) — мЕрНЫЙ вектор-строка отводов второй ("мнимой") части корректора; ф" = (ф + N, ..., ф, ..., ф — N) — (2й+1) — мерный вектор-строка отсчетов входного сигнала;

4,г = f 4l + N, г, "., Q,г, " 4 - N, r) — {2N,1) — мерный вектор-строка отсчетов процесса на выходе широкополосного преобразователя 12, верхний индекс "Т" у вектора — это обозначение операции транспонирования вектора.

Непосредственной проверкой устанавливается, что матрица вторых производных

5 от (15) по вектору (А — IB) является положительно определенной формой (при наличии искажений), поэтому (15 имеет единственный минимум при (Ао+)Во):-О.

Для получения решения, отличного от

10 нулевого, представим искомый вектор в виде: А =An+ ap, 8 = Bn+ bo. где An — (2й+1)— мерный вектор, отличающийся от Д тем, что центральный его отвод равен нулю; ао— (2И+1)-мерный вектор, центральный отвод

15 которого равен а, а все остальные равны нулю.

Аналогично определяются Во и Во. Полагаем далее, что модификациям подвергаются отводы векторбвАои Во, à аои Ьо, т.е, 20 центральные отводы обеих частей корректора в процессе настройки корректора остают ся.неизменными, при этом оценки Sl и Sl,r из (16) записываются в виде:

25 S; (Ат. В, Ц 6Г)г+(ао Й оф.г)

Я, (Ат.ф +g.g)+

+ (а. ф,, + Ьо ф),... где g — (2M+1) — мерный вектор, отличающийся от.ф тем, что i-я координата равна нулю; аналогично определяется и вектор

35 ф„

Для определения Аи, опт и Во,опт ис пользуем стохастическую аппроксимацию градиентного алгоритма; Полагаем, что модификация коэффициентов осуществляется на каждой посылке, так что усреднение на посылках в(15) можно исключить. Выполняя дифференцирование (15) с учетом (17) соответственно по Ао и по В, получаем алгоритм

45 настройки корректора:. (М .g

s„((y

5 5

1-4+ к%

1.— „ .. 6;г;.н >А.е,11 i*Le М. )l- ф.,„,.„ ию

Ф 1

1807571

-Ф". Цд — -(- -« -"

«е „«„«;,„„) ° ° (-еЛ . х е« )«. ))) «5

Ь;+,.р

Алгоритм (1 8), (19) получен при условии. что для многочастотного сигнала выполняется соотношение (4). Алгоритм сохраняет форму (18), (19) и в случае, когда для много- 10 частотного сигнала выполняется соотношение:,и «1/((k — L) (2 N+ 1) Ц.-2) 20 где () — дисперсия процесса В (<}. Аягоритм (18), (19) записан в форме, предназначеной для цифровой реализации.

Для аналоговой реализации алгоритм (18), (19) записывается в виде; с е(<«етр ..(,и).а.(<) <«. J: j(a«<<,«)„a<„a «)

1 (-))5

< r

1 (Ы,1 (,(вт,-ъ qt„)}

4 Щ.Srà

"(< ) l< «< ) («г<,«-» aa,))))aa «в >

isеВет, «„(<и) к (<). .) () а (a+«) ек(< тlls" (a) е,<<) ) пе ст t 2 (о1 (п(t+;r) at„\+S„(g+y,)X

s P rJ Sе(«zе) I

«((< т,, aa„)) -, . х 5 (tl+5„(t)

45 к(a(a) r (a«aa„l a„(a) y(a-«aa,)))(ga (ж где т + kT — граница k-й посылки, опреде- 50

<(е ляемая системой тактовой синхронизации, .. Подстраиваемый по алгоритму (18), (19) вектор коэффициентов сходится к оптимальному значению, еСли искажения в канале не превосходит допустимых величин. 55

Если обозначить через Ьк, Ьку. отсчеты импульсной реакции канала связи, то, как показывают результаты моделирования, настройка корректора по алгоритму х(ее) = -х(ее + То); Х<(ее) = — xr(t + Tp).

Для устойчивости процесса адаптивной настройки коэффициент адаптации,и должен удовлетворять условию: (18). (19) улучшает характеристики системы ."канал + ко ектор", если

= Hh + hh<, r < hp + ho,r, Отметим. что о при коррекции многочастотного сигнала резульатты легко контролируются, для этого достаточно сравнивать уровни переходных шумов в одном из подканалов, свободных от сигнала, до коррекции и после коррекции.

Устройство работает следующим образом. Входной сигнал УПС со входной шины устройства поступает непосредственно на вход линии задержки 2 и через широкополосный фазовращатель 12 на вход линии задержки 3. Фазовращатель 12 изменяет фазу каждой из гармонических составляющих сигнала на 90О. Таким образом входные сигналы линий 2 и 3 в совокупности представляют собой комплексный входной сигнал устройства. На отводах линий 2 и 3 формируются сигналы, задержанные относительно предыдущего на интервал

Л«к между Котельникавскими отсчетами.

2М сигналов ((т + и Лtk) отводов линии задержки 2 номерами и, симметричными относительно центрального имеющего нулевой номер, .представляют собой 2N-мерный вектор входных сигналов: P (t)= (g (t + Й Л Ь);..., (+лл), g(t ль},..., < - гадь)).

Эти сигналы, через перемножители 7 аттенюаторов 101-10 )ч, Осуществляющие умножения сигналов отводов на исходные весовые коэффициенты отводов а)ч-ам напряжения которых присутствуют.на шинах

5, причем исходные управляющие напряжения ца вторых входах вычитателей 6 равны нулю, поступают на входы сумматора 9. Умножающие коэффициенты аттенюаторов

101-.10г)ч представляют собой 2N-мерный вектор весовых коэффициентов отводов первой (пдействительнойи) части комплексного корректора: А(< - fa-)<), ..., а-1, а+1, ..., Т а)ч). 2N сигналов, gr (t) отводов линии задержки 3 с номерами и, симметричными относительно центрального, имеющего нулевой номер, представляяют . собой 2N-мерный вектор сигналов, сопряженных по Гильберту со входными:

«и 1=) «„(с+(<в6„),„,,«„)(,-a(:«), «„(е«<)1„1,..., «„It-N at„)).

Эти сигналы через аттенюаторы 4щ+144N, умножающие коэффициенты которых представляют собой 2¹мерный вектор весовых коэффициентов отводов второй (имнимойи) части корректора Вп = (Ь-)<)...„

Ь-1, b>...„ÜN)), поступают на дополнитель1807571

14 ные входы сумматора 9. Учитывая. что сиг- длины коррекора, будутнаблюдатьсясигнаналы с центральных отводов линий 2 и 3, Jlbl((t+Tp — N Л1 ) и (1+То — N Лт ),а имеющих нулевые номера, поступают на на последних дополнительных отводах ливходы сумматора 9 непосредственно, т,е. ний задержки с номером (й+() будут наблюумножающие коэффициенты ао= bo=1, на 5 даться сигналы ((t — N Att<) и Qt — N Ь его выходе в соответствии со вторым выра- tg1. Таким образом в каждый момент врежением(17), модифицированным для случая мени t+ Тр на первом и первом дополнианалоговой обработки, сформирован выход- тельном выходах блока 1 сформированы ной "гильбертов" сигнал корректора; сигналы S(t+ То) и S(t); на его втором и

10 втором дополнительном выходах сформиЗг(1) = (Ао г (т) + В о (t)) +

- т — т. рованы сигналы Opt +То) и St(t) соответственно, а на первой и второй шинах отводов

+ (ао 4г (1) + bp ((т)). присутствуют сигналы ф (t —. пЛЬ) и Qt — пЛ tp) (n G. (1,4И)). соответствующие разАналогичным образом сумматор 8, об- 15 личным отводам корРектора, а аткже сигна- . рабатывающий поступающие к нему через лы, запаздывающие относительно аттенюаторы 41-42N (действительные коэф- Указанных на интервал ортогональности; фициенты)сигналы отводовлинии2,а также ь (t + To и At) и Йт + To и Ate) поступающие к нему через аттенюаторы Квадраторы 16, 20, 24, 25, подключенные к

102N+t — 104N (мнимые коэффициенты) и ин- первому и второму, а также к первому и .

20 верторы 11 — 112N сигналы отводовлинии второму дополнительным выходам блока

3 (сигналов, сопряженных по Гильберту со 1, возводят в квадрат указанные выше входными), формирует всоответствии с пер- сигналы. Сумматор 17 формирует сигнал вым выражением (17), модифицированным S (t+ +To) + Я (t + To), а сумматор 21 сигдля случая аналоговой обработки, выходной 25 нал S (t) + Я, (t), "синфаэный" сигнал корректора: Функциональные преобразователи 18 и 22 осуществляют преобразование у = ух и (АТ . p (t) g„. р (t)) формируют соответственно выходные сиг1 (а . (т), „д налы,пропорциональные

В тот момент времени, когда с центрального отвода линии задержки 2 (третьего S (t+To)+ Ъ (1+То) И дополнительного выхода блока 1) снимается

6(), Ф л 2 2 руется сигнал S(t), поступающий на линию 35 5 (t) + (t) задержки 13, задерживающую сигнал на На выходе вычитателЯ 26 сфоРмиРован время интервала ортогональности То. B это Раэностный сигнал Указанных выражений, а же время на вход линии задержки 14 с вы- после перемножителя 27 он преобретает хода сумматора 9 поступает сигнал Sg® Та- вид ким образом через время, равное„То, на 40 выходе линии 14 появится сигнал„Яф), на И (S (t +Tp) + g(t+Tp)—

В, их входах (т.е. на выходах устройства) 6y- S (t) + (t)) дут соответственно присутствовать сигналы бф + T ) и (т + T,). При этом на "деИ определяется напряжением на шине центральных отводах линий задержки 2 и 3, коэффициента адаптации 28. Этот сигнал имеющих нулевые. номера, будут присутст- поступает на орые входы первого 19 и

BoBBTb сигналы ((t + Tp) и @ t + Т,), а второго 23 блоков деления и определяет насигналы ф(т) и @ (т) при этом будут наблю- пряжениечислителя.Для блока 19 напряжедаться на отводах линий задержки 2 и 3, ие, и ропорциональное знаменателю, имеющих номер L отстоящих от централь- постУпает с выхода фУнкционального пРеного на интервал ортогональности, Соответ- обРазователЯ 18, таким обРазом выходной ственно на первь1х Отводах линий 2 и 3, сигнал блока19описывается в ражением: имеющих номер (— N), будут наблюдаться сигналы 3(t+ То+ N Л tlc) u (r(t+То+N 55 fU (5 (1+То)+Бр(+То) 5 ()+бг(<) )

htp), а на отводах, имеющих номер (— N+L), сигналы g(t+ МЛ Ь) и ф (t+ N. Л tq) и Ь (ЬТ1+5„(1+То) так далее, причем на отводах линий задержки 2 и 3, имеющих номер (N) и соответст- Аналогично с Учетом того, что напРЯжевующих последниим отводам расчетной. Ние знаменателя для блока 23 поступает от

16

1807571

15 преобразователя 22, определяется и выходной сигнал блока 23:

Таким образом, в соответствии с алгоритмами(18) и (19) íà первом входе каждого из блоков 291-294н сформировано напряжение, пропорциональное умножаемому коэффициенту перед первой внутренней круглой скобкой, а на шестом входе каждого из указанных блоков сформировано напряжение, пропорциональное умножаемому коэффициенту перед второй внутренней круглой скобкой.

Как упоминалось выше, по шинам отводов на первый и второй дополнительные входы каждого m-m блока 29m (mF. (1,4N)) поступают разнесенные на интервал ортогональности сигналы с отводов линии

2: g(t+Tp n Ь «,)и((t — n b, «,), соответственно на третьем и четвертом дополнительных входах данного блока будут присутствовать сигналы (г (t+ To — и Ь tg) и (ф-9 . Atk) с отводов линии задержки 3.

Блоки 291 — 292M, на второй, третий, четвертый и пятый входы котррых поступают соотетственно сигналы: S(t+ То), kit+ Tp), S(t), ф), осуществляют обработку в соответствии с алгоритмом (18). На выходе перемножителей 40, 30, 34, 39 сформирбваны сигналы соответственно

S (t+Tо) ((t+Т, — n Лт ); Sr(t+Tp) ф(1+Т, п Atg);

S,(t) . ф,(t — п Ь«,);

S(с) ° g(t — и. Ь|,), Сумматор 31 обьединяет первые два . сигйала, а сумматор 35 — вторую пару, формируя сигналы, описываемые первой и вто-p0h Внутренними круглыми скобками алгоритма 918). В перемножителях 32 и 36 осуществляется умножения на сформированнЫе, как показано выше, напряжения умножающих коэффициентов, а на выходе вычитателя 33 формируется напряжение, пропорциональное суммируемому вы ражению в правой части (18). Блоки 29ztu+t — 294и, нв второй, третий, четвертый и пятый входы кбт(алых поступают сигналы соответственно; Зф+ Т,); (-S(t+ To)); 8r(t); (-S(t)1. осуществляют обработку в соответствии с алгоритмом (19).

При этом перемножитель 40 формирует на выходе сигнал: Sgt + Т ) . ((t + То — nAtg), перемножитель 30: (— S(t+„To). (gt+ То— n Л«,)), перемножитель 39: Sr(t) ф (t- n

5 Aty), а перемножитель 34 сигнал: (— S(t) фф — п Л«). Далее работа второй половины блоков модификации аналогична опиСанной выше, т.е. на выходах вычитателей

33 данной группы присутствуют напряжения, пропорциональные суммируемому выражению правой части алгоритма (19), соответствующее обработке в момент времени г+То сигнала данного и-го отвода. Блок тактовой синхронизации 43; анализируя

"5 сигнал на нулевом отводе линии 2, отмечает, например, в некоторый момент времени начало тактового интервала. При этом на вы.ходе одновибратора 44 появляется нулевой импульс, задерживаемый на небольшой ин20 тервал в элементе задержки 46. Длительность сформированного импульса равна интервалу Тзи = Т вЂ” То (К вЂ” L отсчетных интервалов, где К вЂ” число котельниковских отсчетов на интервале длительности посыл25 ки). При этом интеграторы 37 в блоках 291294м переключаются из режима сброса в режим интегрирования и осуществляют на протяжении указанного интервала накопление выходных сигналов вычитателей 33, Та30 ким образом к концу защитного интервала в интеграторах 37 блоков 291-29гм соответственно номерам обрабатываемых отводов накоплены напряжения пропорциональные ., вычитаемому выражению правой части (18), а в интеграторах 37 блоков 29zN+> — 294M накоплены соответствующие напряжения; пропорциональные вычитаемому выражению правой части (19). Благодаря тому, что сигнал интегрирования с выхода одновиб40 ратора 44 задерживается в элементе задержки 46, узкий импульс с выхода формирователя 45, появляющийся в момент прохождения положительного фронта импульса одновибратора 44, поступает на

45 управляющие входы элементов памяти 38 непосредственно перед переключением интеграторов 37 в режим сброса, в. результате чего накопленные интеграторами напряжения фиксируются в элементах памяти 38, С

50 выхода ячейки 38 этот сигнал по первой выходной шине управления блока 15 от каждого из блоков 291-29щ поступает на управляющие входы пары аттенюаторов из числа

4t — 44м, обрабатывающих сигналы и-х отво55 дов линий задержки 2 и 3, а по второй выходной шине управления блока 15 от каждого из блоков 292N+1 — 294N поступает на управляющие входы пары аттенюаторов из числа 101-104и, также обрабатывающих сиг1807571

17 налы отводов, имеющих указанный номер и, Посредством вычитателя 6, входящего в состав каждого аттенюатора, выходной сигнал блока обработки 29 — 29щ вычитается из первоначально установленных на шинах 5 5 исходных значений коэффициентов отводов по алгоритму; а (1) = а,(0) — h<;, а (2) = а (1) — hz = а (О) — (Л + Л );

an(q+1)=an(0)-(6> +... +hq+ )(при- 10 мер для описания работы аттенюаторов 4 4цч), Отсюда следует, что в элементах памяти 38 блоков 29 -294и осуществляется накопление напряжений, отображащих необходимые изменения весовых коэффициентов ал и bn комплексного корректора. Из

Формула изобретения

Адаптивный корректор многоканального сигнала с ортогональными составляющими, содержащий блок адаптивной коррекции, включающий первую и вторую линию задержки, 2 N отводов каждой из которых через соответствующий аттенюатор подключены к входам соответственно первого и второго сумматоров, причем каждый аттенюатор состоит из первого перемножителя, выход которого является выходом аттенюатора, первый вход — входом аттенюатора, а второй вход подключен к выходу первого вычитателя, один из входов которого является входом сигнала начального значения коэффициента умножения, а второй вход — управляющим входом аттенюатора, при этом выходы первого и второго сумматоров являются соответственно первым и вторым выходами блока адаптивной коррекции и адаптивного корректора, а также блок управления, включающий две группы по 2N в каждой блоков вычисления коэффициентов, каждый из которых состоит из второго перемножителя и последовательно соединенных интегратора . и элемента памяти. выход которого является выходом блока вычисления коэффициентов, кроме того, блок управления включает третий перемножитель, первый вход которого является входом сигнала коэффициента адаптации, при этом выходы первой группы блоков вычисления коэффициентов объеди< нены и являются первым выходом блока управления и подключены к управляющим . входам аттенюаторов, а выходы второй группы блоков управления обьединены и являются вторым выходом блока управления, отличающийся тем, что, с целью описанного алгоритма работы устройства следует, что время выполнения одной итерации равно тактовому интервалу, а скорость сходимости итерационного процесса задается выбором коэффициента адаптации,и .

Основным преимуществом заявляемого устройства по сравнению с прототипом явсляется инвариантность процесса и результата коррекции относительно сдвига спектра. Это значит, что процесс коррекции не зависит от наличия и величины сдвига спектра. Прототип функционирует только при условии, что сдвиг спектра предварительно сведен к нулю. обеспечения коррекции при наличии частотного сдвига спектра корректируемого сигнала, в блок адаптивной коррекции введены дополнительные аттенюаторы, третья и четвертая линии задержки и широкополосный фазовращатель, а в блоке управления в каждый блок вычисления коэффициентов введены четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой перемножители, второй вычитатель и третий и четвертый сумматоры, кроме того, в блок управления введены первый, второй, третий и четвертый квадраторы, четвертый и пятый сумматоры, первый и второй инверторы, первый и второй блоки деления, третий вычитатель, первый и второй функциональные преобразователи, формирователь узкого импульса. одновибратор, блок тактовой синхронизации и элемент задержки, при этом в блоке адаптивной коррекции вход первой линии задержки является входом блока адаптивной коррекции и входом адаптивного корректора и через широкополосный фазовращатель подключен к входу второй линии задержки, дополнительные

2N отводов первой линии задержки через соответствующие дополнительные аттенюаторы подключены к дополнительным входам второго сумматора, центральный отвод подключен непосредственно к соответствующему дополнительному входу второго сумматора, дополнительные 2N отводов второй линии задержки подключены через последовательно соединенные дополнительный аттенюатор и инвертор к соответствующим дополнительным входам первого сумматора, центральный отвод второй линии задержки подключен через соответствующий инвертор к соответствующему дополнительному входу первого сумматора, управляю180Т571

20 щие входы дополнительных аттенюаторов стого перемножителей соответствующих объединены и подключены.к второму выхо- блоков вычисления коэффициентов. кроме ду блока управления, при этом вход первого того в блоке управления выход четвертого сумматора подключен к первым входам вто- сумматора соединен со входом первого фунрых перемножителей первой группы блоков 5 кционального преобразователя, выходкотовычисления коэффициентов, через первый рого подключен к nepsoMy входу третьего инвертор - к первым входам вторых пере- вычитателя и через первый блок деления — с множителей второй группы блоков вычисле- первыми входами пятых перемножителей ния коэффициентов и через первый всех блоков вычисления коэффициентов, . квадратор — к первому входу четвертого сум- 10 выход пятого сумматора соединен с входом матора, выход первого сумматора подклю- . второго функционального преобразователя, чен к входу третьей линии задержки, выход выход которого подключен к второму входу которой соединен с первыми входами вось- третьего вычитателя и через второй блок мыхперемножителейпервойгруппыблоков деления — к первым входам седьмых перевычисления коэффициентов, через второй 15 множителей всех блоков вычисления коэфинвертор — с первыми входами восьмых пе- фициентов, выход третьего вычитателя ремножителейвторойгруппыблоковвычис- через третий перемножитель подключен к ления коэффициентов и через второй вторым входам первого и второго блоков квадратор С первым входом пятого суммато- . деления. центральный отвод первой линии ра, дополнительные отводы, кроме цент- 20 задержки соединен с входом блока тактовой рального, первой линии задержки синхронизации, выход которого соединен с подключены к вторым входам второго и входомодновибратора,выходкоторогоподвосьмого перемножителей соответствую- ключен через элемент задержки к входам щихблоковаычислениякоэффициентов,вы- записи элементов памяти всех блоков выход второго сумматора подключен к первым 25 числения коэффициентов и.через формировходам четвертых перемножителей каждого ватель узкого импульса — к входам сброса блока вычисления коэффициентов, через интегратороввсехблоковвычислениякоэфчетвертый квадратор — к второму входу чет- фициентов, при этом в каждом блоке вычисiepmro сумматора и через четвертую линию ления коэффициентов выходы второго и задержки — к первым входам шестых пере- 30 четвертого перемножителей соединены че" мйожиталей всех блоков вычисления коэф- реэ третий сумматор с вторым входом пято.фициентов, выход четвертой линии го перемножйтеля; выходы шестого и задержки через третий квадратор подклю-: восьмого перемножителей соединены через чей.тэкже к второму входу пятого суммато- четвертый сумматор с вторым входом седьра, дрполнительные отводы, кроме 35 мого перемножителя, а выходы пятого и центрального, второй линии задержки под- седьмого перемножителей подключены чеключены к вторым входам четвертого и ше- рез второй вычитатель к входу интегратора.

1807571

I

I

Составитель А.Белоус

Редактор Т,Шубина Техред M,Mîðãåíòàë Корректор С.Юско

Заказ 1385 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101