Verfahren zur adaptiven Einstellung der Koeffizienten eines EntzerrersMethod for adaptively adjusting the coefficients of an equalizer
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur adaptiven Einstellung der Koeffizienten eines Entzerrers , wobei die Koeffizienten nach einem Fehlerkorrekturalgorithmus so adaptiert werden, daß Intersymbolinterf erenzen minimal werden .The present invention relates to a method for adaptively setting the coefficients of an equalizer, the coefficients being adapted according to an error correction algorithm in such a way that intersymbol interference is minimized.
Wenn Digitalsignale über Kanäle mit zeitvarianten Kanalverzerrungen übertragen werden sollen, sind im Empfänger adaptive Entzerrer notwendig , welche sich automatisch an die Kanalverzerrungen anpassen müssen, um diese zu kompensieren. Kanalverzerrungen treten beispielsweise auf Funkübertragungskanälen in Punkt-zuPunkt-Richtfunkverbindungen aufgrund von Mehrwegeausbreitungen auf . Es wird zwischen einfach abgetasteten und überabgetasteten Entzerrern unterschieden .If digital signals are to be transmitted over channels with time-variant channel distortions, adaptive equalizers are necessary in the receiver, which have to adapt automatically to the channel distortions in order to compensate for them. Channel distortions occur, for example, on radio transmission channels in point-to-point directional radio links due to multipath propagation. A distinction is made between single-sampled and oversampled equalizers.
Bei den einfach abgetasteten Entzerrern (baud-spaced equalizer) existiert sowohl am Eingang als auch am Ausgang j edes Symboltaktes genau ein Abtastwert . Da in diesem Fall die Abtastbedingung schon am Eingang des Entzerrers verletzt wird, sind solche Entzerrer nur begrenzt leistungsfähig .
Wesentlich bessere Ergebnisse erhält man mit einem überabgetasteten Entzerrer (fractionally-spaced equalizer) , deren einfachste Ausführung genau zwei Abtastwerte je Symboltakt am Eingang verarbeitet . Auch bei einem überabgetasteten Entzerrer wird am Ausgang immer nur einIn the case of the simply sampled equalizers (baud-spaced equalizer), there is exactly one sample value at both the input and the output of each symbol clock. Since the sampling condition is already violated at the input of the equalizer in this case, such equalizers are only of limited performance. Much better results can be obtained with an oversampled equalizer (fractionally-spaced equalizer), the simplest version of which processes exactly two samples per symbol cycle at the input. Even with an oversampled equalizer, only one is always output
Abtastwert je Symboltakt berechnet, weil je Symboltakt auch immer nur ein Sendesymbol zu detektieren ist. Da übliche Fehlerkorrekturalgorithmen zur adaptiven Einstellung der Entzerrer-Koeffizienten nur das einfach abgetastete AusgangsSignal auswerten können, fehlen bei überabgetasteten Entzerrern grundsätzlich wichtige Informationen zur kompletten Kontrolle über alle möglichen Koeffizienten- Einstellungen. Dies hat zur Folge, daß diese Art der Entzerrer zu einem unerwünschten „Koeffizientenwandern" neigen, das mit den üblichen Algorithmen nicht mehr kontrolliert werden kann. Koeffizientenwandern heißt, daß aufgrund von Rundungsfehlem bei der Berechnung der Koeffizienten sehr langsame Veränderungen der adaptierten Korrekturgrößen für die Koeffizientenwerte in einer Richtung erfolgen. Zur Adaption der Entzerrer-Koeffizienten über abgetastete Entzerrer werden im allgemeinen folgende bekannte Algorithmen verwendet :Sample value calculated per symbol cycle because only one transmit symbol can be detected per symbol cycle. Since conventional error correction algorithms for adaptive adjustment of the equalizer coefficients can only evaluate the simply sampled output signal, important information for complete control over all possible coefficient settings is missing in the case of oversampled equalizers. The consequence of this is that this type of equalizer tends to an undesirable "coefficient shift" which can no longer be controlled with the usual algorithms. Coefficient shift means that due to rounding errors in the calculation of the coefficients, very slow changes in the adapted correction values for the coefficient values The following known algorithms are generally used to adapt the equalizer coefficients via sampled equalizers:
Während der Aquisitionsphase, solange der Sendeträger noch nicht erkannt wurde, die Regelschleife zurDuring the acquisition phase, as long as the transmitter has not yet been recognized, the control loop for
Trägerphasensynchronisation also noch nicht eingerastet ist, wird in der Regel der Constant Modulus Algorithmus (CMA) und während der Tracking-Phase, also im eigentlichen Dauerbetrieb des Empfängers, der Least Mean Square Algorithmus (LMSA) verwendet. Die beiden genannten Algorithmen sind z.B. in K.D. Kammeyer,Carrier phase synchronization is not yet engaged, the Constant Modulus Algorithm (CMA) is generally used and the Least Mean Square Algorithm (LMSA) is used during the tracking phase, i.e. during the actual continuous operation of the receiver. The two algorithms mentioned are e.g. in K.D. Kammeyer,
Nachrichtenübertragung, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart, 1992, S. 313-316, 510-512 und in J.G. Proakis, Digital Communications, McGraw-Hill, 1989, S. 561-569, 587-593 beschrieben.
Das Koeffizientenwandern wird insbesondere beim CMA- Algorithmus als Folge von Quantisierungsfehlern beobachtet, da es gerade beim CMA-Algorithmus, der ein Algorithmus höherer Ordnung ist, schwierig ist, Offset-Fehler als Folge von Quantisierungsoperationen ganz zu ve rmeiden. Beim LMSA-Algorithmus führt die fehlende Kontrollfähigkeit besonders bei dynamischen Übertragungskanälen zu einer mangelhaften Adaption der Entzerrer-Koeffizienten an die Kanalveränderungen. Vor allem Kanäle mit Mehrwege-Empfang, wie man sie bei Punkt-zu-Punkt - Richtfunkverbindungen kennt, führen schon bei minderschweren Verzerrungen zu Ausfällen des Entzerrers, obwohl er von seiner prinzipiellen Leistungsfähigkeit durchaus in der Lage wäre, diese Kanäle zu entzerren.News transmission, BG Teubner Verlag, Stuttgart, 1992, pp. 313-316, 510-512 and in JG Proakis, Digital Communications, McGraw-Hill, 1989, pp. 561-569, 587-593. Coefficient hiking is observed in particular in the CMA algorithm as a result of quantization errors, since it is particularly difficult with the CMA algorithm, which is a higher-order algorithm, to completely avoid offset errors as a result of quantization operations. In the LMSA algorithm, the lack of control capability, particularly in the case of dynamic transmission channels, leads to inadequate adaptation of the equalizer coefficients to the channel changes. Channels with multi-path reception, as known from point-to-point radio links, lead to failures of the equalizer even with minor distortions, although its basic performance would be able to equalize these channels.
Eine Gegenmaßnahme gegen das Phänomen desA countermeasure against the phenomenon of
Koeffizientenwanderns bei einem überabgetasteten Entzerrer bildet der Tap-Leakage Algorithmus (TLA) der eine Variante des LMSA-Algorithmus ist. Der Tap-Leakage Algorithmus ist beschrieben bei R. D. Giltin, H. C. Meadors , S. B. Weinstein: The Tap-Leakage Algorithm: An Algorithm for the Stahle Operation of a Digitally Implemented, Fractionally Spaced Adaptive Equalizer, BSDJ Nr. 8, VOL. 61, Oktober 1982, Seite 1817 bis 1839. Gemäß dem TLA-Algorithmus werden vom Betrag der Koeffizienten kleinere Beträge abgezogen, um das Koeffizientenwandern rückgängig zu machen. Durch diese Maßnahme wird aber nicht nur das Koeffizientenwandern vermieden, sondern sie führt auch zu einer Verschlechterung des Entzerrungsergebnisses, d. h. dieThe tap-leakage algorithm (TLA), which is a variant of the LMSA algorithm, forms coefficient hiking in an oversampled equalizer. The tap leakage algorithm is described in R. D. Giltin, H. C. Meadors, S. B. Weinstein: The Tap Leakage Algorithm: An Algorithm for the Stahle Operation of a Digitally Implemented, Fractionally Spaced Adaptive Equalizer, BSDJ No. 8, VOL. 61, October 1982, pages 1817 to 1839. According to the TLA algorithm, smaller amounts are subtracted from the amount of the coefficients in order to reverse the coefficient shift. This measure not only avoids coefficient wandering, but it also leads to a deterioration in the equalization result, i. H. the
Intersymbolinterferenzen nehmen wieder zu.Intersymbol interference increases again.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem das
Koef f izientenwandern verhindert werden kann, ohne die Entzerrungsqualität zu verschlechtern .The invention is therefore based on the object of specifying a method of the type mentioned by which the Coefficient hiking can be prevented without deteriorating the equalization quality.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst , daß die mit Hilfe des Fehlerkorrekturalgorithmus ermittelten Koef fizienten durch einen Korrekturterm so verändert werden, daß dieThe above object is achieved with the features of claim 1 in that the coefficients determined with the aid of the error correction algorithm are changed by a correction term so that the
Übertragungs funkt ion des Entzerrers außerhalb des Nu zsignalfrequenzbandes für ein oder mehrere ausgewählte Frequenzen einen unverändert festen Wert annimmt . Anstelle der Übertragungsfunktion selbst kann auch eine erste und/oder eine höhere Ableitung der Übertragungs funktion außerhalb des Nutzsignalfrequenzbandes für ein oder mehrere ausgewählte Frequenzen auf einen festen Wert gesetzt werden . Mit diesem Verfahren werden Überhöhungen der • Übertragungsfunktion des Entzerrers zu beiden Seiten des Nutsignalfrequenzbandes , welche auf das unerwünschteTransmission func ion of the equalizer outside the Nu zsignalfrequenzbandes for one or more selected frequencies assumes an unchanged fixed value. Instead of the transfer function itself, a first and / or a higher derivative of the transfer function outside the useful signal frequency band can be set to a fixed value for one or more selected frequencies. With this method, increases in the • transfer function of the equalizer on both sides of the groove signal frequency band, which are due to the unwanted
Koef f izientenwandern zurückzuführen sind , weitgehend reduziert . Damit wird verhindert , daß dynamische Fading- Ereignisse auf der Übertragungsstrecke zum Ausfall des Entzerrers führen, wenn z . B . eine bestimmte Koef f izienten- Einstellung nicht mehr schnell genug adaptiert werden kann .Coefficient hiking are largely reduced. This prevents dynamic fading events on the transmission link from causing the equalizer to fail if e.g. B. a certain coefficient setting can no longer be adapted quickly enough.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erf indung gehen aus den Unteransprüchen hervor . So ist eine möglichst einfache Berechnung von Korrekturtermen für die Koeffizienten möglich, wenn die Übertragungsfunktion oder die erste und/oder eine höhere Ableitung der Übertragungs funktion bei der Frequenz 2π/T und/oder der Frequenz 3π/T und/ oder der Frequenz 4π/3T auf einen festen Wert gesetzt wird , wobei π/T die Eckfrequenz des Nutzsignalfrequenzbandes ist . Die Übertragungs funktion oder eine erste und/oder höhere
Ableitung von ihr kann bei der (den) ausgewählten Frequenz (en) auf den Wert 0 oder einen anderen festen Wert gesetzt werden.Advantageous further developments of the invention emerge from the subclaims. So a simple calculation of correction terms for the coefficients is possible if the transfer function or the first and / or a higher derivative of the transfer function at the frequency 2π / T and / or the frequency 3π / T and / or the frequency 4π / 3T is set to a fixed value, where π / T is the corner frequency of the useful signal frequency band. The transfer function or a first and / or higher Derivation from it can be set to 0 or another fixed value at the selected frequency (s).
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein Schaltbild eines adaptiven Entzerrers,The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment. FIG. 1 shows a circuit diagram of an adaptive equalizer,
Figur 2 eine Übertragungsfunktion des Entzerrer ohne die erfindungsgemäße Korrektur,FIG. 2 shows a transfer function of the equalizer without the correction according to the invention,
Figur 3 eine Übertragungsfunktion des Entzerrers mit einer ersten Korrektur und Figur 4 eine Übertragungsfunktion des Entzerrers mit einer zweiten Korrektur.3 shows a transfer function of the equalizer with a first correction and FIG. 4 shows a transfer function of the equalizer with a second correction.
Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment
Der in der Figur 1 dargestellte adaptive Transversal- Entzerrer besitzt eine Verzögerungskette, von der die ersten beiden Verzögerungsglieder V0 und VI zu sehen sind. Am Eingang 1 der Verzögerungskette liegt ein digitales Eingangssignal x an, das auf der Übertragungsstrecke von einem Sender zum Empfänger, in dem sich der adaptive Entzerrer befindet, verzerrt worden ist. In den einzelnen Verzögerungsgliedern VO , VI wird das Eingangssignal x jeweils um T/2 verzögert, wobei T der Symboltakt des Eingangssignals x ist. Aus der Verzögerungskette werden vor den einzelnen Verzögerungsgliedern die Symbole des verzerrten Eingangssignals x abgegriffen und jeweils einem Multiplizierer MO, Ml zugeführt, in dem das Symbol mit einem Koeffizienten w(0), w(l) gewichtet wird. Alle auf diese Weise im Entzerrer gebildeten mit den Koeffizienten w(0) ,
w(l) , ... w(n) gewichteten Signalsymbole y(0), y(l), ...y(n) werden von einem Summierer zu einem Ausgangssignal y zusammengefaßt. Das Ausgangssignal y wird einem Entscheider ES zugeführt, der für jedes Symbol des AusgangsSignals y entscheidet, welchem der möglichen Sendesymbole es am nächsten kommt, d.h. der Entscheider ES schätzt aufgrund der Symbole des Summierer-Ausgangssignals y die am warscheinlichsten gesendeten Sendesymbole. Am Ausgang 2 des Entscheiders ES sind also die geschätzten Sendesymbole a abgreifbar. Außerdem erzeugt der Entscheider ES auch einThe adaptive transversal equalizer shown in FIG. 1 has a delay chain, of which the first two delay elements V0 and VI can be seen. A digital input signal x is present at input 1 of the delay chain and has been distorted on the transmission path from a transmitter to a receiver in which the adaptive equalizer is located. In the individual delay elements VO, VI, the input signal x is delayed by T / 2, where T is the symbol clock of the input signal x. The symbols of the distorted input signal x are tapped from the delay chain in front of the individual delay elements and are each fed to a multiplier MO, Ml in which the symbol is weighted with a coefficient w (0), w (l). All formed in this way in the equalizer with the coefficients w (0), w (l), ... w (n) weighted signal symbols y (0), y (l), ... y (n) are combined by an adder to form an output signal y. The output signal y is fed to a decision maker ES, which decides for each symbol of the output signal y which of the possible transmission symbols it comes closest to, ie the decision maker ES estimates the most likely transmission symbols based on the symbols of the summer output signal y. The estimated transmission symbols a can thus be tapped at the output 2 of the decision maker ES. The decision maker ES also creates an
Fehlersignal e, das von der Ablage zwischen dem jeweiligen Symbol des Ξummierer-Ausgangssignals y und dem geschätzten Sendesy bol a abhängt.Error signal e, which depends on the storage between the respective symbol of the Ξummierer output signal y and the estimated send bol a.
Das Fehlersignal e wird Korrelatoren K0 , Kl zugeführt, welche für die Bildung der Koeffizienten w(0), w(l) zuständig sind. Und zwar bestimmen die Korrelatoren K0 , Kl nach einem bekannten Fehlerkorrekturalgorithmus, z. B. nach dem eingangs bereits erwähnten LMSA-Algorithmus, aus dem Fehlersignal e und den aus der Verzögerungskette abgegriffenen Symbolen des verzerrten Eingangssignal x adaptive Anderungswerte für die Koeffizienten w(0) , w(l) . Im Anschluß an jeden Korrelator K0 , Kl folgt ein Addierer AO , AI , in dem zu dem vom Korrelator K0 , Kl ausgegebenen Änderungswert für den Koeffizienten w(0), w(l) einThe error signal e is fed to correlators K0, Kl, which are responsible for the formation of the coefficients w (0), w (l). Namely, the correlators K0, Kl determine according to a known error correction algorithm, e.g. B. according to the LMSA algorithm already mentioned at the beginning, from the error signal e and the tapped off symbols from the delay chain of the distorted input signal x adaptive change values for the coefficients w (0), w (l). Following each correlator K0, Kl, an adder AO, AI follows, in which the change value for the coefficient w (0), w (l) output by the correlator K0, Kl follows
Korrekturterm kt(0), kt(l) addiert wird. Die Korrekturterme kt(0), kt(l) werden in einem Prozessor (PZ) nach einem weiter unten noch näher beschriebenen Algorithmus gebildet. Diese Korrekturterme kt(0), kt(l) zielen darauf ab, das eingangs erwähnte „Koeffizientenwandern" zu vermeiden.Correction term kt (0), kt (l) is added. The correction terms kt (0), kt (l) are formed in a processor (PZ) according to an algorithm described in more detail below. These correction terms kt (0), kt (l) aim to avoid the “coefficient wandering” mentioned at the beginning.
Auf die einzelnen Addierer AO, AI folgt jeweils ein Koeffizientenregister KRO , KR1, in dem über alle Änderungswerte, einschließlich der Korrekturterme für den
Koeffizienten w(0) , w(l) integriert wird, woraus dann der jeweils aktuelle Koeffizient w(0) , w(l) entsteht.Each of the adders AO, AI is followed by a coefficient register KRO, KR1, in which all change values, including the correction terms for the Coefficients w (0), w (l) is integrated, from which the current coefficient w (0), w (l) arises.
In der Figur 1 ist ein adaptiver Entzerrer für ein reelles digitales Eingangs signal x dargestellt. In einem digitalenFIG. 1 shows an adaptive equalizer for a real digital input signal x. In a digital
Rieht funksystem werden aber in der Regel QAM-Signale ausgesendet . Dementsprechend müßten für einen QAM-Empf änger vier derartige adaptive Entzerrer vorgesehen werden, nämlich einer im Inphase-Zweig, einer im Quadraturphase- Zweig und zur Kompensation von Übersprechen ein adaptiver Entzerrer, der vom Inphase-Zweig auf den Quadraturphase- Zweig und einer der vom Quadraturphase -Zweig auf den Inphase-Zweig geschaltet ist.If the radio system is active, QAM signals are usually transmitted. Accordingly, four such adaptive equalizers would have to be provided for a QAM receiver, namely one in the in-phase branch, one in the quadrature-phase branch and, to compensate for crosstalk, an adaptive equalizer that goes from the in-phase branch to the quadrature-phase branch and one of the Quadrature phase branch is switched to the in-phase branch.
Im folgenden wird erläutert, wie der Prozessor PZ dieThe following explains how the processor PZ the
Korrekturterme kt (k) mit k = 0,1, ..., n erzeugt. Wie bereits gesagt, soll durch die Korrekturterme kt (k) für die Koeffizienten w(k) das sogennante Koef f izientenwandern unterbunden werden. In der Figur 2 ist eine Übertragungsfunktion E(ω) eines Entzerrers dargestellt, wobei das Nutzsignalfrequenzband seine Eckfrequenzen bei ω = ± π/T hat, der Entzerrer aber das Spektrum' im Bereich von CD = -2π/T bis ω = +2π/T beeinflussen kann. Das unerwünschte Koef f izientenwandern macht sich durch eine Verstärkung der vom Nutzsignal nicht genutzten Spektralbereiche erkennbar, die in der Figur 2 grau unterlegt sind. Der Korrekturterm kt (k) beeinflußt direkt die Übertragungs funktion des Entzerrers, so daß die Überhöhungen außerhalb des Nutzsignalfrequenzbandes reduziert werden, und dadurch kein Koef f izientenwandern mehr auftritt. Gleichzeitig bleibt aber die Übertragungsfunktion innerhalb desCorrection terms kt (k) with k = 0.1, ..., n are generated. As already said, the correction terms kt (k) for the coefficients w (k) are intended to prevent the so-called coefficient hiking. FIG. 2 shows a transfer function E (ω) of an equalizer, the useful signal frequency band having its corner frequencies at ω = ± π / T, but the equalizer having the spectrum 'in the range from CD = -2π / T to ω = + 2π / T can affect. The undesired coefficient wandering can be recognized by an amplification of the spectral ranges not used by the useful signal, which are grayed out in FIG. 2. The correction term kt (k) directly influences the transfer function of the equalizer, so that the increases outside the useful signal frequency band are reduced, and as a result there is no longer any coefficient wandering. At the same time, the transfer function remains within the
Nutzsignalfrequenzbandes davon vollständig unberührt, so daß die eigentliche Entzerrung nicht beeinträchtigt wird.Useful signal frequency band completely unaffected by this, so that the actual equalization is not impaired.
Für die Übertragungsfunktion E(ω) des Entzerrers gilt:
E(ω) = ∑ ( i(k) + jwq(k)) e-3ωkτ/2The following applies to the transfer function E (ω) of the equalizer: E (ω) = ∑ (i (k) + jw q (k)) e-3ωkτ / 2
= Ei(ω) + jEq(ω)= Ei (ω) + jE q (ω)
= ∑Wj_(k) cos ω ^- + ∑wq(k)sin ωk^-= ∑W j _ (k) cos ω ^ - + ∑w q (k) sin ωk ^ -
+ j(-∑wi(k) sin ωk— +∑wq(k)cos ωk-^- ) + j (-∑w i (k) sin ωk— + ∑w q (k) cos ωk - ^ - )
Hierbei sind wi(k) und wq(k) der k-te Inphase- und Quadraturphase -Koef fizient .Here, w i (k) and w q (k) are the kth in-phase and quadrature-phase coefficients.
Die Summierung ∑ erstreckt sich über alle Koeffizienten von k = 0 bis k = . Der im Prozessor PZ ablaufende Algorithmus soll, um die Übertragungsfunktion außerhalb des Nutzfrequenzbandes zu reduzieren, bei mindestens einer bestimmten Frequenz co0 < ±π/T eine Nullstelle oder einen anderen festen Wert der Übertragungsfunktion bilden. Als Zielfunktion des Algorithmus erhält man somit :The summation ∑ extends over all coefficients from k = 0 to k =. In order to reduce the transfer function outside the useful frequency band, the algorithm running in the processor PZ should form a zero or another fixed value of the transfer function at at least one specific frequency co 0 <± π / T. The target function of the algorithm is thus:
|E )| = |E; )|2+|E, )| [2)| E) | = | E ; ) | 2 + | E,) | [2)
Da bei einem komplexen Entzerrer für QAM-Signale alle zugehörigen vier Teil -Entzerrer voneinander unabhängig in ihrer Übertragungsfunktion im obengenannten Sinne einzustellen sind, kann die Unterscheidung zwischen w; und w für den Inphase-Zweig und den Quadraturphase-Zweig entfallen. Somit ergibt sich für den Betrag der Übertragungsfunktion-.Since, in the case of a complex equalizer for QAM signals, all of the associated four partial equalizers are to be set independently of one another in terms of their transmission function in the above sense, the distinction between w ; and w for the in-phase branch and the quadrature-phase branch. This results in - for the amount of the transfer function.
|£ )f = ∑w(*)costö0A; + 2 (3)
| £) f = ∑w (*) costö 0 A ; + 2 (3)
und für ihren Gradienten:and for your gradient:
T rT r
= 2 cos ω J0ok,κ: ——2_| ww((kk)) ccooss ωω00kk —— ++ 22 ssimn ωω00kk ——2_J w^ ( "k)] sin ω0k= 2 cos ω J0o k, κ: ——2_ | ww ((kk)) ccooss ωω 00 kk —— ++ 22 ssimn ωω 00 kk ——2_ J w ^ ("k)] sin ω 0 k
Der Algorithmus zur Korrektur der Koeffizienten w(k) wird dann folgendermaßen gebildet:The algorithm for correcting the coefficients w (k) is then formed as follows:
w„+,(k) = wχk)-a-sign[j(k)] (5)w „ + , (k) = wχk) -a-sign [j (k)] (5)
w„(/c) ist der einen Zeittakt zuvor gebildete Koeffizient, und wιl+](k) ist der aktuelle durch Addition desw „(/ c) is the coefficient previously formed one time cycle , and w ιl +] (k) is the current one by adding the
Korrekturterms kt (k) = -a ■
zum Koeffizienten wlt(k) hervorgehende Koeffizient. Übrigens ist der Übersichtlichkeit halber in der Gleichung (5) nicht der in den Korrelatoren KO , Kl nach z.B. dem bekannten CMA- oder LMSA-Algorithmus gebildete Änderungswert für den Koeffizienten wn(fc) berücksichtigt.Correction terms kt (k) = -a ■ coefficient resulting from the coefficient w lt (k). Incidentally, for the sake of clarity, equation (5) does not take into account the change value for the coefficient w n (fc) formed in the correlators KO, Kl according to, for example, the known CMA or LMSA algorithm.
In Gleichung (5) istIn equation (5) is
T TT T
J(k) = Wc-COsω0k — + Ws-s ωok— (6)J (k) = W c -COsω 0 k - + W s -s ω o k— (6)
Hierbei wurden die AbkürzungenHere were the abbreviations
E Wc = T w(k) cos ω0k—EW c = T w (k) cos ω 0 k—
(7) E(7) E
Ws =Yw(i)smω0Λ: 2W s = Yw (i) smω 0 Λ: 2
benutzt. Da nur eine sehr geringfügige Beeinflussung der Koeffizienten erwünscht ist (kleines ) , kann der
Algorithmus im praktischen Betrieb zu einer Signumform vereinfacht werden . Der Wirksamkeitsf aktor α für den Korrekturterm kt ( k) wird durch Feldsimulation auf einen geeigneten Wert eingestellt .used. Since only a very slight influence on the coefficients is desired (small), the Algorithm in practical operation to be simplified to a Signumform. The effectiveness factor α for the correction term kt (k) is set to a suitable value by field simulation.
Der Algorithmus soll ohne großen Aufwand realisierbar sein. Man muß sich deshalb auf solche Frequenzen 0)0 beschränken, welche eine einfache und möglichst periodische Berechnung der trigonometrischen Funktionen erlauben . Folgende Frequenzen kommen dafür in Frage :The algorithm should be able to be implemented with little effort. One must therefore restrict oneself to those frequencies 0) 0 which allow a simple and periodic calculation of the trigonometric functions. The following frequencies are possible:
2π 3π , 4π ω A = > ω B = ^r und ωc =- — (8 )2π 3π, 4π ω A => ω B = ^ r and ω c = - - (8)
Die beiden einfachsten Fälle ωA und ωc sollen nun behandelt werden.The two simplest cases ω A and ω c will now be dealt with.
2π 1 . Fall : ω . ~ - —2π 1. Case: ω. ~ - -
Für diesen besonders einfachen Fall gilt :The following applies to this particularly simple case:
E sin« ,k— = smkπ = 0 A 2E sin «, k— = smkπ = 0 A 2
( 9)(9)
E cosωAk — — coskπ = (-1)A' E cosω A k - - coskπ = (-1) A '
und deshalband therefore
= 2(~l) ∑M>ik)(Xγ (10 )
= 2 (~ l) ∑M> ik) (Xγ (10)
Der komplette Algorithmus zur Adaption der Koef fizienten lautet entsprechend Gleichung ( 5 ) also :
w„+I (k) = w„ (k) - 2a ■ sign[(-l)k ∑ w(k)(-l)k (11) mitThe complete algorithm for adapting the coefficients is therefore according to equation (5): w „ + I (k) = w„ (k) - 2a ■ sign [(- l) k ∑ w (k) (- l) k (11) with
JA=2(-lγ--∑wχk){-ϊ)k ;i2)J A = 2 (-lγ - ∑wχk) {- ϊ) k ; i2)
Da an den unerwünschten Anteilen in der Übertragungs funktion vorzugsweise die mittleren Koeffizienten beteiligt sind, kann der Algorithmus nach Gleichung (11) auf ein Intervall in der Größenordnung k e [-4, 4] beschränkt werden. In Gleichung (12) müssen natürlich alle Koeffizienten berücksichtigt werden.Since the average coefficients are preferably involved in the undesired portions in the transfer function, the algorithm according to equation (11) can be limited to an interval in the order of magnitude k e [-4, 4]. Of course, all coefficients must be taken into account in equation (12).
Das Ergebnis dieses Algorithmus zeigt die Figur 3, bei der erkennbar ist, daß bereits eine gewisse Reduzierung der Übertragungsfunktion außerhalb des NutzsignalfrequenzbandesThe result of this algorithm is shown in FIG. 3, in which it can be seen that there is already a certain reduction in the transfer function outside the useful signal frequency band
L5 im Vergleich zur nicht korrigierten, in Figur 1 dargestellten Übertragungsfunktion eingetreten ist.L5 in comparison to the uncorrected transfer function shown in FIG. 1 has occurred.
4π4π
2. Fall: ω. 3E2nd case: ω. 3E
20 Für diesen Fall gilt:20 In this case:
T sϊnωck sin—kπ = 3(zk)T sϊnω c k sin — kπ = 3 (z k )
(13) cosωck — cos-kπ = 'R(zk)(13) cosω c k - cos-kπ = 'R (z k )
Mit der Tabelle:With the table:
Wc = ∑ WW cos ωck - = ∑ w(3k) - 0,5^ [w{3k + 1) + w(3k - 1)] (14) W c = ∑ W W cos ω c k - = ∑ w (3k) - 0.5 ^ [w {3k + 1) + w (3k - 1)] (14)
TT
Ws = ∑ w(k) sin ώ?c k - = Λ/Ö/75 V [ (3t + ) - w(3£ - )] (15)W s = ∑ w (k) sin ώ? c k - = Λ / Ö / 75 V [(3t +) - w (3 £ -)] (15)
2 '2 '
Um die Korrekturterme- zu berechnen, werden weitere Abkürzungen eingeführt :Additional abbreviations are introduced to calculate the correction terms:
1010
W_,=∑w(3k-l)_ W = Σw (3k-l)
Wd=∑w(3k)W d = ∑w (3k)
15 w+x∑w k+l) (16)15 w + x∑ w k + l ) (16)
WD = W+1 -W_x WD = W +1 -W_ x
WS = W^. +wWS = W ^ . + w
3030
Damit gilt:So:
Jc {3k - 1) = -Λ/Ö/ 5 ■ Ws - 0.5 ■ Wc = - (-3WD ■ -2WχWS)J c {3k - 1) = - Λ / Ö / 5 ■ W s - 0.5 ■ W c = - (-3WD ■ -2WχWS)
25 Jc(3k) = Wc (17)25 J c (3k) = W c (17)
Jc (3/c + 1) = +70/75 • Ws - 0,5 • Wc = - (+3FE - 2PF0 + FFS')J c (3 / c + 1) = +70/75 • W s - 0.5 • W c = - (+ 3FE - 2PF 0 + FFS ')
Während im 1. Fall r A gemäß Gleichung (12) für alleWhile in the 1st case r A according to equation (12) for everyone
30 Koeffizienten W(k) gilt, muß im 2. Fall für drei
verschiedene Koeffizientengruppen w(3k-l) , w(3k) und w(3k+l) unterschieden werden.30 coefficients W (k) applies, must in the second case for three different coefficient groups w (3k-l), w (3k) and w (3k + l) can be distinguished.
Eine sehr effiziente Korrektur der Koeffizienten ergibt 5 sich, wenn der 1. Und der 2. Fall miteinander kombiniert werden:A very efficient correction of the coefficients 5 results when the 1st and 2nd cases are combined:
X» (k) = w n (k) ~ A ■ sign[jA (k)] - ac ■ sign[Jc (k)] ( 18 )X »( k ) = w n ( k ) ~ A ■ sign [j A (k)] - a c ■ sign [J c (k)] ( 18 )
-]_0 Wie Figur 4 zeigt, bewirkt die adaptive Korrektur der- ] _0 As Figure 4 shows, the adaptive correction causes the
Koeffizienten w (fcΛ gemäß Gleichung (18) eine starke Absenkung der Spektralbereiche außerhalb des Nutz: signal Spektrums .Coefficients w (fcΛ according to equation (18) greatly reduce the spectral ranges outside the useful signal spectrum.
_5 Anstatt, wie in Figur 3 und 4 dargestellt, durch die_5 Instead of, as shown in Figures 3 and 4, by the
Korrektur Nullstellen in der Übertragungs funktion zu erzwingen, kann die Übertragungs funktion auch bei bestimmten Frequenzen auf einen konstanten Wert (z.B. 1) eingestellt werden.Correction To force zeros in the transfer function, the transfer function can also be set to a constant value (e.g. 1) at certain frequencies.
2020
Anstatt die Übertragungsfunktion der Entzerrers selbst bei bestimmten Frequenzen auf einen konstanten W.ert einzustellen, kann auch eine erste und/oder höhere Ableitung der Übertragungsfunktion für eine oder mehrere ausgewählteInstead of setting the transfer function of the equalizer to a constant value even at certain frequencies, a first and / or higher derivative of the transfer function for one or more selected ones can also be used
25 Frequenzen auf einen konstanten Wert gesetzt werden.
25 frequencies can be set to a constant value.