SE426765B - Balansfilter av fir-typ ingaende i sendar-mottagarenheten i ett telekommunikationssystem - Google Patents

Description

8106445-'5 10 15 20 Korrektionsenheten KB beräknar genom att korrelera sina insignaler en korrek- tion av filtrets parametrar _c_ (k + l) = _ç_(k) + Agfk) där _q(k) är filtrets parametervektor vid tidpunkten kT och _c_(k) är en korrektionsvektor.

Den traditionella implementeringen av FIR-filter utnyttjar velctormultiplika- tion: N-l yk=g-_>5k= š_cnxk_n(daM=N) Antalet parametrar är här således N.

Ett annat sätt för att realisera ett filter av FIR-typ utnyttjar tabellslagning.

Alla tänkbara utsignaler är lagrade i ett minne. Om varje insignalsampel x" kan anta L diskreta nivåer blir antalet möjliga utsignaler M = L För att minnesstorleken skall vara hanterbar måste L och N vara relativt små.

Speciellt vid binär datatransmission (L = 2) kan implementeringen vara intres- sant. Filtrets insignalvektor åk medN kumponenter bestämmer en adress j som pekar ut en bestämd filterparameter ej i minnet.

Yk = Ci; = Korrektionsvektorn blir vid vektormultiplikation A 5(k) = (ko, Acl, ..., AcNJ) dvs samtliga parametrar uppdateras samtidigt.

Vid tabellslagning blir korrektionsvektorn ll] 15 25 = (o) u, HÅÛj, Ü un, dvs endast en av parametrarna uppdateras vid varje korrektionstillfälle.

Av ovanstående framgår att tabellfiltret medför stort minnesutrymme om N är stort (minnesstorleken växer exponentiellt med n). Dä det i manga praktiska fall kan vara nödvändigt med ett relativt stort värde pa N kan enligt ovan tabellfiltret vara mindre lämpligt.

Sändenheten S, gaffeln G och lagpassfiltret LP samt övriga i figur 1 icke visade enheter i sändar-mottagarenheten ger upphov till olineariteter. Den signal w(t) som kommer till gaffeln G fran fjärränden är förhållandevis svag. Signalen hit) från sändenheten S genom gaffeln G (läcksignalen) däremot är åtminstone i början av sändning-mottagning relativt stark innan ekoelimineringen hunnit verka. I praktiska fall kan signalen h(t) vara mycket större än w(t), exempelvis 100 ggr större. Eftersom signalen h(t) passerat en icke-lineär signalväg uppstår komponenter i h(t) fran en viss utsänd datasymbol bk, som ett lineärt balansfil- ter normalt ej kan kompensera för. Eftersom läcksignalen h(t) kan vara mycket större än signalen fran fjärränden w(t) kan även en liten olinearitet i systemet vara förödande för ekoelimineringen om olineariteten ej kan kompenseras.

RaoocöRr-:Lse FÖR UPPFINNINGEN Enligt den föreslagna uppfinningen uppdelas den totala filter-längden N i balans-filtret i tva, eventuellt flera delar N=Nl+N2, varvid den del av filtret som skall kompensera de största ekosignalamplltudvärdena och därmed också de största olineära komponenterna har relativt kort filterlängd och tabellslagning utnyttjas för denna del av filtret. Övriga delar N2 kan utnyttja tabellslagning eller vektormultiplikation. Genom att värdet Nl kan vara förhållandevis litet erfordrar det totala filtret betydligt mindre minnesutrymme samtidigt som konvergenszen blir snabbare än om ett konventionellt tabellslagningsförfarande skulle utnyttjas för hela filtret. Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma ett balans- filter ingående i en sändar-mottagarenhet med adaptiv ekoeliminering, vilket har sådan filterstruktur att i praktiska fall förekommande olineariteter i lÛ 15 20 25 8106445-5 sändar-mottagarvägen kan kompenseras.

Balansfiltret är därvid kännetecknat sa som framgår av patentkravets 1 kännetecken.

Fördelen med filtret enligt uppfinningen är, förutom kompensering av olineari- teterna i läcksignalen, litet erforderligt minnesutrymme och förkortad konver- genstid i filtret.

FIGURFÖRTECKNING Uppfinningen skall närmare beskrivas med hänvisning till bifogad ritning där figur 1 visar ett blockschema över en sändar-mottagarenhet för duplex data- transmission, figur 2 visar ett blockschema över en utföringsform av balansfiltret enligt uppfinningen ingående i enheten enligt figur 1, figur 3 visar ett PIR-filter ingående i en annan utföringsform av balansfiltret enligt figur 2, figur 4 visar ett diagram över impulssvaret sändar-mottagarsida i figur 1.

UTFÖRINGSFORMER Blockschemat enligt figur l har tidigare beskrivits under "teknikens stand- punkt". Den nya utformningen av balansfiltret B i figur 1 framgår av block- schemat enligt figur 2. ingången till sändenheten S över vilken datasymbolerna bk uppträder är ansluten till en första fördröjningskrets Tl ingående i balansfil- tret B. l det utföringsexempel som är visat i figur 2 innehåller balansfiltret tva grupper i och Il av fördröjningskretsar. Den ena gruppen I innefattar de tva fördröjningskretsarna Tl och T2 och den andra gruppen ll kretsarna T3, Til och TS. Det är givetvis möjligt att utöka antalet fördröjningskretsar liksom antalet grupper. Vardera kretsen Tl-TS fördröjer inkommande värde bk, bk_1,... en tid T som svarar mot den utsända datahastigheten. l gruppen l ingar vidare en adresseringsenhet AEl, vars ingångar (i detta fall 3 stycken) är anslutna till ingangarna av fördröjningskretsarna Tl-T3. Enheten AEl är med sin utgång ansluten till ingången hos en minnesenhet M1, som i 10 20 25 30 8106445- 5 tabellform lagrar koefficienterna c vilka utgör fllterparametrarna. Gruppen l utnyttjar tabellslagning och ordningstalet N1 är här=3. Värdena bk, bk_l, bk_2 tillförs adresseringsenheten AE1 där en visa adress bildas i beroende av värdet pa symbolerna bk, bk_ 1, bk_2. Den sa bildade adressen utpekar i minnesenheten M1 en viss koefficient ck som uppträder pa utgången av enheten M1.

Gruppen Il i balansfiltret B utnyttjar i det här visade utföringsexemplet tabellslagning liksom gruppen l. Pa samma sätt som i gruppen I utpekas en viss koefficient c. i minnesenheten M2 fran adresseringsenheten AE2 i beroende av värdena pa symbolerna bk_3, bk_¿\, bk_5. N är här =6; N1=3 och N2=3.

Koefficienterna ck fran grupp I och cj fran grupp ll tillförs de bada ingangarna av en adderkrets A2. Utgàngen hos denna krets är ansluten till en digital-ana- logomvandlare DA, vilken omvandlar den digitala summan ck-m. till den analoga signalen y(t). Denna signal utgör korrektionssignalen för den fran gaffeln G till mottagarsidan inkommande analoga signalen h(t)+w(t), När liksom ovan hit) utgör läeksignalen och wlt) fjärrsignalen. Vid korrekt balansering gäller att y(t)=h(t). Eftersom balansfiltret tagit hänsyn endast till de sex första datasym- bolerna enligt det visade utföringsexemplet blir signalen y(t) endast en approxi- mation av h(t). inverkan fran efterföljande datasymboler bk_¿, bkJ osv är emellertid i praktiken försumbar, varför y(t) ger en tillräckligt god approxima- tion av läcksignalen hit).

Utgangen av adderkretsen A1 är pa känt sätt (enligt figur 1) ansluten till en samplingskrets SH, vilken samplar den korrigerade signalen r(t)=h(t)+w(t)-y(t)æ w(t) i samplíngstidpunkterna tk, k=0,l,..., sa att en samplad signal rk erhalles.

Signalen rk tillförs detektorn D i mottagarsidan för att bilda en uppskattning av det utsända dataflödet an fran fjärränden. De bada flödena rk och bk skall därvid vara okorrelerade för att korrekt balansering skall anses utförd av balansfiltret. Mellan detektorn D och samplingsenheten SH är därför tva parallellt arbetande korrektionsenheter KBI och KBZ anslutna. Dessa är av samma utförande och är beskrivna i den inledningsvis omnämnda svenska patentansökningen. Bada enheterna KBl och KB2 har en ingång ansluten till ingången hos sändenheten S och mottar saledes dataflödet bk. Utgangen has KBI är ansluten till minnesenheten M1 och utgangen hos KB2 är ansluten till enheten M2 för att avge korraktionssignaler till dessa enheter. Vidare är en utgång hos vardera minnesenheten Ml,M2 ansluten till en ingång hos korrek- 8106445-3 10 15 20 25 30 tionsenheterna KBl, KB2 för att tillföra den koefficient oj, ek som skal] korrigeras. I vardera korrektionsenheten KBl, KB2 utförs en korrelation av de samplade värdena rk fran samplingsenheten SH. Sa länge korrelation föreligger mellan värdena rk och bk kommer entydiga korrektionssignaler att adderas till koefficienterna cj, ck och nya värden cyl, ck+l kommer att inmatas till minnesenheterna M1,M2. Da nagon korrelation ej längre föreligger innebär detta att signalerna rk och bk är oberoende och korrektion för läcksignalen h(t) är utförd av balansfiltret. Korrelationen utförs i enheterna KBl, KB2 genom att den koefficient ei ck som skall korrigeras utpekas av datavärdena hk, bwl, bk_2 (för KBl) och bkJ, bk_4, bk_5 (för KBZ), varvid korrigering av utpekad koefficient sker i beroende av värdet pà rk såsom beskrivits i ovannämnda patentansökan.

Gruppen II enligt figur2 som utför en tabellslagning kan ersättas med ett digitalt filter enligt figur 3 för att utföra vektormultiplikation. Detta är lämpligt i de fall N2 är stort och således ett stort antal binära värden (0 och 1) maste lagras i minnet M2. Filtret enligt figur 3 består på känt sätt av fördröjningskretsarna TS, Tli, TS vilkas ingångar jämte utgången av TB är via de styrbara multiplikatorerna MPl-MPli anslutna till en adderkrets A3. Utgàngen av adderkretsen A3 är ansluten till adderkretsen A2 i figur 2. Multiplikatorerna Mel-MPa multiplicera» de fördröjda värdena bk_3 - bk_5 med koefficienterna cl, cz, ej, varvid efter addition fås Fl bkq.. ej som bildar utsignalen fràn det digitala filtret och som motsvarar utsignalen från minnesenheten M2 i figur 2.

Koefficienterna tiliförs multiplikatorerna MPl-MPli fran en minnesenhet M3 ansluten till korrektionsenheten KBZ för uppdatering, liksom uppdatering av koefficienterna i minnesenheten M2 enligt figur 2. l detta fall utförs korrela- tionen i enheterna KBl, KB-Z genom att summera produkterna av värdena bk och rk över ett visst antal samplingsintervall dvs bilda funktionen ylfr-iïïå hk. rk_j_ l figur 4 är ett diagram visat för att närmare belysa problemet med olinearite- ten i sändar-mottagardelen. Diagrammet visar pulssvaret g(t) av en pà sänd- sidan uppträdande impuls från sändsida till mottagarsida via enheterna S, G, LP.

Läcksignalen' h(t) kan da tecknas som Vi lÜ 15 2D 25 8106445-3 +00 ha) = kšmbk ga-kï) N och h(k) :å- bk_j . gj om N datasymboler betraktas och om signalvëgen S, G, LP är lineär. Således ger en datasymbol upphov till komponenterna bk_l . gZ, bk_2 . gZ osv. Om signalvägen är icke-llneär kan h(k) tecknas som h(k) = f (bk, bk_l, bk_2,..., gl, gz, g3,...) Approximativt kan h(k) tecknas som en icke-lineär del och en lineär enligt: h(k) = f 1(bk, bk_l, bk_2, gl, 92, g3) + bkJ . gå + bk_¿¿ . 95 +... bk_N . gN.

Enligt uppfinningstanken delas balensfiltret enligt ovan upp i en första grupp I som utnyttjar tabellslagning och en andra grupp ll som utnyttjar tabellslagning eller vektormultiplikation. Gruppen I innehåller en filterdel som medelst tabellslagning efterliknar den olineära funktionen f l(bk, bk_l, bk_2, 919293) och en grupp ll som innehåller ett transversalfilter av FIR-typ, som efterliknar den lineära funktionen bk_3 ~ ga + bk_4 - 95 +... l utföringsformen enligt figur 2 utgörs även grupp ll av ett filter som utnyttjar tabellslagning. Eftersom vid tabellslagning filtergruppens I (eller II) in- och utsignaler ej behöver vara lineärt relaterade kan den icke-lineära delen av h(t) efter-liknas av balansfiltret.

Fördel med uppdelning av balansfiltret i två (eller flera) delar är att en snabbare uppdatering av filter-koefficlenterna ck, oj i minnesenheterna M1,M2 kan uppnås. Om balansfiltret skulle innehålla endast ett minne för lagring av N st koefficienter vardera L=2 nivåer blir antalet möjliga värden som skall lagras ZN. I fallet n=6 maste minnet således lagra 26:64 binâra värden. Enligt det föreslagna balansfiltret uppdelas minnesfunktionen på två enheter Ml,M2 där M1 lagrar Nl=3 och M2 lagrar N2=3 koefficienter. Enheten M1 skall således lagra 23=B och M2 skall lagra 23=8 olika binära värden. Eftersom dessa arbetar parallellt blir tiden mellan uppdatering av varje värde i genomsnitt endast 8/64 = 1/8 av tiden för ett enda minne.

Claims (1)

1D 15 20 25 30 8106445-3 PATENTKRAV Balansfilter av FIR-typ med ett antal fördröjningslänkar ingående i sändar- mottagarenheten hos ett telekommunikationssystem i vilket digital information överförs i duplex över ett enda ledningspar (tvåtràdig förbindelse), varvid åtminstone en korrektionsenhet (KBl) är anordnad för korrektion av filtrets parametrar (oj, ck) så att balansfiltrets utsignal (yk) blir lika med den från den egna sändsidan till mottagarsidan uppträdande signalen (läcksignalen) i samp- lingsögonblicken (k=l, 2, ...), k ä n n e t e c k n a d av att antalet fördröjningslänkar (Tl, T2, ...) i filtret är uppdelat i åtminstone två grupper (I, li) med ett första antal Nl länkar i 'ena gruppen (I) och ett andra antal NZ i den andra gruppen (II), i att till den första gruppens länkar (TI, TZ) en första adresseringsenhet (AEl) är ansluten för att bilda ett digitalt adressord ur det digitala värdet på var och en av de Nl först inkommande datasymbolerna (hk, k=l, 2, ... N1), varvid ett första koefficientminne (M1) är anslutet till adresseríngsenhetens (AE1) utgång, i vilket minne ett antal koefficienter (ck) är lagrade, vilkas värde vart och ett svarar mot nämnda adressord, och vilka uppträder som utgangsstorheter i beroende av vilket adressord som bildats, samt att till den andra gruppens fördröjníngslänkar (T3-T5) en andra adresserings- enhet (AEZ) är ansluten för att bilda ett digitalt adressord ur det digitala värdet på var och en ur de NZ till filtret inkommande datasymbolerna (bk, k=Nl+l, N2), varvid ett andra koefficientminne (M2) är anslutet till adresserlngsen- hetens (AEZ) utgång, i vilket minne ett antal koefficienter (cj) är lagrade, vilkas värde vart och ett svarar mot nämnda adressord och vilka uppträder som utgângsstorheter i beroende av vilket adressord som bildats, alternativt att den andra gruppens länkar med tillhörande multiplikatorer (MPl-MPlt) och adderkrets (A3) pa känt sätt bildar ett transversalfilter som utgör en vektor- multiplikation av de till filtergruppen inkommande värdena (bk) och i ett koefficientminne (M3) för nämnda multiplikatorer lagrade koefficient- värdena (m) samt att en adderingsenhet (A2) är ansluten till utgàngarna hos de bada (grupperna, vilken över sin utgång ger en utstorhet för att bilda nämnda utsignal (yQ-