DE2948549C2 - Method for adaptive equalization of digital baseband signals - Google Patents

Description

[1] Bocker, P.: Datenübertragung. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, Band I 1976, S. 214-231, Band II 1977.S. 49-52.[1] Bocker, P .: data transfer. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, Volume I 1976, pp. 214-231, Volume II 1977 p. 49-52.

[2] Schmidt W.: An Automatic Adaptive Equalizer for Digital Data Transmission. 1978 IEEE International Symposium on Circuits and Systems Proceedings, New York, 1978, S. 436-440.[2] Schmidt W .: An Automatic Adaptive Equalizer for Digital Data Transmission. 1978 IEEE International Symposium on Circuits and Systems Proceedings, New York, 1978, pp. 436-440.

[3] Schmidt W.: Grundlagen für die Anwendung des Oi thogonalfilters zur Filterung und Formung von Signalen unter besonderer Berücksichtigung der Entzerrung von Datenübertragungskanälen. Dissertation Universität Kaiserslautern 1979.[3] Schmidt W .: Basics for the application of the orthogonal filter for filtering and shaping of Signals with special consideration of the equalization of data transmission channels. dissertation University of Kaiserslautern 1979.

Kritik des Standes der TechnikCriticism of the state of the art

Adaptive Entzerrer, die auf dem erstgenannten Prinzip basieren, benötigen am Empfangsort eine separate Synchronisation und funktionieren nur bei nicht zu starken Verzerrungen. Oft ist auch eine besonders Startprozedur für den Entzerrungsablauf notwendig. Darüber hinaus bereitet die Entzerrung sogenannter Vorschwinger zusätzliche Schwierigkeiten. Der auf dem zweiten Prinzip basierende adaptive Entzerrer benötigt keine separate Synchronisation und funktioniert auch bei starken Verzerrungen ohne besondere Startprozedur. Selbst Vorschwinger bereiten keine besonderen Schwierigkeiten. Der Nachteil dieses Entzerrers liegt in der komplizierten und teuren Fehlermeßeinrichtung.Adaptive equalizers, which are based on the first-mentioned principle, require one at the receiving location separate synchronization and only work if the distortion is not too strong. Often there is also one start procedure for the equalization process is particularly necessary. It also prepares the equalization so-called pre-swing additional difficulties. The adaptive one based on the second principle The equalizer does not require a separate synchronization and works without it even with strong distortions special start procedure. Even pre-swings do not cause any particular difficulties. The downside to this The equalizer resides in the complicated and expensive error measuring device.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem gattungsgemäßen Verfahren ein Prinzip für eine Fehlermeßeinrichtung zu finden, das die Vorzüge des oben genannten zweiten Prinzips besitzt, womöglich noch besser ist, das sich aber durch eine einfachere und billigere Realisierungsmöglichkeit auszeichnetThe invention is based on the object, in the generic method, a principle for a To find error measuring device that has the advantages of the above-mentioned second principle, possibly is even better, but it is characterized by a simpler and cheaper implementation option

Lösungsolution

Diese Aufgabe wird erfinclungsgemäß dadurch gelöst daß als Fehlerkriterium der QuotientAccording to the invention, this object is achieved in that the quotient is the error criterion

F =F =

Betrag des Spitzenwertes
EfTektivwert Amount of the peak value
Effective value

des Signals bzw. des Signalbetrags am Signalfilterausgang verwendet wird oder eine Funktion dieses Quotienten.of the signal or the signal amount at the signal filter output or a function of this Quotient.

Erzielbare VorteileAchievable benefits

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß unter Beibehaltung aller bisher erkannten Vorzüge des oben genannten zweiten Prinzips die Realisierung vereinfacht und verbilligt wird. Das Problem der vom Signalpegel abhängig zu wählenden Schwellenhöhe beim oben genannten zweiten Prinzip, siehe [3] Seite 153, welcher auch von den variablen Filterparametern beeinflußt wird, entfällt beim erfin- to dungsgemäfen Kriterium. An Stelle des Wahrscheinlichkeitsmessers kann nun ein Effektivwertmesser (Thermoelement, Diodengleichrichter u. a.) verwendet werden.The advantages that can be achieved with the invention are that while retaining all previously recognized Advantages of the above-mentioned second principle, the implementation is simplified and cheaper. That Problem of the threshold height to be selected depending on the signal level in the above-mentioned second principle, see [3] page 153, which is also influenced by the variable filter parameters, does not apply to the erfinto appropriate criterion. Instead of the probability meter An effective value meter (thermocouple, diode rectifier, etc.) can now be used will.

Beschreibung und WirkungsweiseDescription and mode of operation

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Fehlerkriteriums wird anhand von F i g. 1 und F i g. 2 verdeutlicht F i g. 1 gibt in abgeänderter Darstellung das Bild 19 der Iiteratursxelle [3] wieder. Pkennzeichnet die Unterschreitungswahrscheinlichkeit, s den Signalwert, A dessen Spitzenwert und ±kA die Schwellenlagen. Das oben genannte zweite Prinzip basiert auf der Minimierung von F₀. Das erfindungsgemäße Fehlerkriterium F besteht aus der positiven Wurzel aus dem Quotienten von Gesamtrechteckfläche mit dem Inhalt A² dividiert durch den schraffierten Flächenanteil innerhalb der rechteckigen Gesamtfläche. Der schraffierte Flächenanteil entspricht nämlich dem Quadrat des Effektivwerts des Signals £ Die Minimierung von F bedeutet zugleich eine Minimierung von Fo, gleichgültig, wohin die Schwellen ±kA gelegt werden, solange ||The mode of operation of the error criterion according to the invention is illustrated in FIG. 1 and F i g. 2 illustrates FIG. Fig. 1 reproduces a modified representation of Fig. 19 of the literature reference [3]. P denotes the probability of falling below the signal , s the signal value, A its peak value and ± kA the threshold positions. The second principle mentioned above is based on the minimization of F ₀ . The error criterion F according to the invention consists of the positive root of the quotient of the total rectangular area with the content A ² divided by the hatched area portion within the rectangular total area. The hatched area portion corresponds namely to the square of the effective value of the signal £. The minimization of F also means a minimization of Fo, regardless of where the thresholds ± kA are placed, as long as ||

is Datensignale in RZ-Form oder pseudoternäre Basisbanddatensignale lassen sich dadurch entzerren, daß der Quotient F des Betrags des Signalfilterausgangssignals minimiert wird. Der Betrag eines Signals läßt sich in einfacher Weise durch Doppelweggleichrichtung bilden. Is data signals in RZ form or pseudoternary baseband data signals can be equalized by minimizing the quotient F of the amount of the signal filter output signal. The magnitude of a signal can be formed in a simple manner by full-wave rectification.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur adaptiven Entzerrung von digitalen binären Basisbandsignalen in NRZ-Form oder RZ-Form oder in pseudoternärer Form, bei dem das verzerrte Signal in einem Signalfilter umgeformt, bei dem in einer Fehlermeßeinrichtung mittels eines Fehlerkriteriums die Größe der Restverzerrung des umgeformten Signals bestimmt wird und bei dem in Abhängigkeit von der Größe der Restverzerrung die Filterparameter so lange verändert werden, bis die Restverzerrung minimal geworden ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Fehlerkriterium der QuotientMethod for adaptive equalization of digital binary baseband signals in NRZ form or RZ form or in pseudo-ternary form, in which the distorted signal is converted in a signal filter, in the case of which in an error measuring device by means of a Error criterion the size of the residual distortion of the reshaped signal is determined and for which in Depending on the size of the residual distortion, the filter parameters are changed until the Residual distortion has become minimal, characterized in that the quotient __ Betrag des Spitzenwertes
Effektivwert__ amount of the peak value
Rms value des Signals bzw. des Signalbetrages am Signalfilterausgang verwendet wird oder eine Funktion dieses Quotienten.of the signal or the signal amount at the signal filter output is used or a function of this Quotient. 2525th Anwendungsgebietfield of use Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur adaptiven Entzerrung von digitalen binären Basisbandsignalen in NRZ-Form oder RZ-Form oder in pseudoternärer Form, bei dem das verzerrte Signal in einem Signalfilter umgeformt, bei dem in einer Fehlermeßeinrichtung mittels eines Fehlerkriteriums die Größe der Restverzerrung des umgeformten Signals bestimmt wird und bei dem in Abhängigkeit von der Größe der Restverzerrung die Filterparameter so lange verändert werden, bis die Restverzerrung minimal geworden istThe invention relates to a method for adaptive equalization of digital binary baseband signals in NRZ form or RZ form or in pseudo-ternary form, in which the distorted signal in a signal filter transformed, in which the size of the residual distortion in an error measuring device by means of an error criterion of the transformed signal is determined and in which depending on the size of the Residual distortion the filter parameters can be changed until the residual distortion has become minimal Zweckpurpose 4040 Auf langen Kabelstrecken und anderen Übertragungswegen werden die einzelnen Impulse eines binären elektrischen Datensignals verzerrt Das führt dazu, daß am Empfangsort die übertragene binäre Information fehlerhaft empfangen wird, wenn keine Entzerrung durchgeführt istOn long cable runs and other transmission paths, the individual impulses become one Binary electrical data signal distorted This leads to the fact that the transmitted binary Information is received incorrectly if no equalization is carried out Die adaptive Entzerrung soll gewährleisten, daß auch bei zeitlich wechselnden Übertragungswegen (z. B. bei Wählverbindungen in Datenleitungsnetzen) oder bei Übertragungswegen, deren Eigenschaften sich auf Grund irgendwelcher Einflüsse zeitlich ändern, die Signalentzerrung automatisch durchgeführt wird.The adaptive equalization is intended to ensure that even with transmission paths that change over time (e.g. with Dial-up connections in data line networks) or for transmission paths whose properties are based on Due to any influences change over time, the signal equalization is carried out automatically. Stand der Technik mit FundstellenState of the art with references In adaptiven Entzerrern lassen sich zwei, manchmal auch drei, Funktionsblöcke unterscheiden. Der erste Funktionsblock, das Signalfilter, führt die Signalumformung beim verzerrten Signal durch, wobei die Art der Signalumformung von der Einstellung variabler Filterparameter abhängt. Im zweiten Funktionsblock, nämlich in der Fehlermeßeinrichtung, wird mittels eines Fehlerkriteriums die Höhe der Restverzerrung des umgeformten Signals bestimmt. Abhängig von der Höhe der Restverzerrung werden die Filterparameter so lange verändert, bis die Restverzerrung minimal geworden ist. Dies geschieht in Form eines Regelkreises häufig direkt, manchmal aber ist im Rückkoppelweg zwischen Fehlermeßeinrichtung und Signalfilter noch ein dritter Funktionsblock bestehend aus einem Kleinrechner geschaltet, mit dessen Hilfe die Filterparameter gemäß einer programmierten Optimierungsstrategie abhängig von der Restverzerrung verändert werden. Als Fehlerkriterium wird meistens die Abweichung des umgeformten Signals vom Schätzwert des richtigen Signals benutzt Dieser Schätzwert des am Empfangsort nicht bekannten richtigen Signals wird mittels einer Schwelle oder Entscheidungsstufe am Signalfilterausgang erzeugt Über verschiedene Varianten dieses Prinzips gibt es eine umfangreiche Literatur. Eine Zusammenfassung mit Beispielbeschreibungen findet man in [IJ.In adaptive equalizers, two, sometimes three, function blocks can be distinguished. The first Function block, the signal filter, converts the signal on the distorted signal, whereby the type of Signal conversion depends on the setting of variable filter parameters. In the second function block, namely in the error measuring device, the amount of residual distortion of the transformed signal determined. The filter parameters are dependent on the amount of residual distortion changed until the residual distortion is minimal. This takes place in the form of a control loop often directly, but sometimes there is still in the feedback path between the error measuring device and the signal filter a third function block consisting of a small computer connected, with the help of which the filter parameters changed according to a programmed optimization strategy depending on the residual distortion will. The deviation of the converted signal from the estimated value of the correct signal used This estimate of the correct signal not known at the receiving location is used Generated by means of a threshold or decision stage at the signal filter output. Over different variants there is an extensive literature on this principle. A summary with sample descriptions can be found in [IJ. Ein neueres Verfahren, das in [2] und in [3] beschrieben ist, benutzt als Fehlerkriterium die Abweichung der Wahrscheinlichkeitsverteilung des umgeformten Signals von der am Empfangsort bekannten Wahrscheinlichkeitsverteilung des unverzerrten Signals. A more recent method, which is described in [2] and in [3] is described, uses the deviation of the probability distribution of the reshaped as an error criterion Signal from the probability distribution of the undistorted signal known at the receiving location.