DE69316065T2

DE69316065T2 - Interferenzlöscher mit vorwärtsgekoppeltem Transversalfilter mit geschalteten Abgriffkoeffizienten

Info

Publication number: DE69316065T2
Application number: DE69316065T
Authority: DE
Inventors: Ichiro Tsujimoto
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-04-09
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2013-04-09
Also published as: EP0565104B1; EP0565104A3; JPH05291972A; US5345476A; DE69316065D1; EP0565104A2; JP2762836B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Interferenzlöscher und insbesondere einen Interferenzlöscher zum Löschen von Interferenzen in einem breiten Frequenzband aus einer nicht erwünschten Signalquelle und eine adaptive Entzerrung eines durch Mehrwegeverzerrungen beeinträchtigten Signals.
Ein Interferenzlöscher nach dem Stand der Technik weist Primär- und Hilfsantennensysteme auf. Gemäß Darstellung in Fig. 1 wird ein Eingangssignal aus dem Primärantennensystem an einen Subtrahierer 1 angelegt. Das Primäreingangssignal enthält das erwünschte Signal S und eine breitbandige Interferenzkomponente J, wovon beide durch Mehrwegeverzerrungen beeinträchtigt sind. Ein Eingangssignal J' aus der Hilfsantenne wird von einem adaptiven Linear-Transversalfilter 2 gefiltert und von dem Primäreingangssignal durch den Subtrahierer 1 subtrahiert, dessen Ausgang mit einen Subtrahierer 3 verbunden ist, an dem es von einer Trainingssequenz subtra hiert wird, welche von einem Referenzimpulsgenerator 4 geliefert wird. Die Trainingssequenz ist eine Folge von Impulsen, die mit derselben Rate wie Bündelsignale auftreten, welche in periodischen Intervallen in dem erwünschten Signal erscheinen. Die Subtrahierer 1, 3, das Linear-Filter 2 und der Referenzimpulsgenerator 4 bilden eine als adaptiver Störungslöscher bekannte Schaltung, und eine detaillierte Beschreibung der Löschvorrichtung findet sich in "Adaptive Signal Processing" von Bernard Widrow und Samual D. Stearns, Prentice- Hall, Inc., 1985.
Die Signale J und J' werden als unterschiedliche Versionen desselben von einer gemeinsamen nicht erwünschten Quelle übertragenen Signals betrachtet, da sie über verschiedene Ausbreitungswege gelaufen sind und demzufolge durch unter schiedliche Eigenschaften der Kanal-Impulsantworten beeinträchtigt sind. Die Abgriffverstärkungskoeffizienten des Linear-Transversalfilters 2 werden konstant mit dem Ausgangssignal des Subtrahierers 3 nach dem Algorithmus der kleinsten gemittelten Quadrate (LMS) aktualisiert und das Filterausgangssignal wird an den Subtrahierer 1 als ein Schätzwert der breitbandigen Interferenz J angelegt. Durch Subtrahieren des Interferenzschätzwertes von dem Primäreingangssignal wird die breitbandige Interferenz J an dem Ausgang des Subtrahierers 1 gelöscht, was es ermöglicht, das erwünschte Signals aneinenrückwärtsgekoppelten Entscheidungsentzerrer anzulegen, welcher ein vorwärtsgekoppeltes Filter 5, einen Subtrahierer 6, eine Entscheidungsschaltung 7, einen Fehlerde tektor 8 und ein rückwärtsgekoppeltes Transversalfilter 9 aufweist, wo es adaptiv entzerrt wird, um eine durch Mehrwegeschwund verursachte Zwischensymbolinterferenz zu beseitigen.
Die Arbeitsweise des Interferenzlöschers nach dem Stand der Technik ist jedoch nur dann zufriedenstellend, wenn das Hilfseingangssignal keine Komponente des erwünschten Signais enthält. Wenn eine erwünschte Komponente in dem Hilfssignal enthalten ist, würde sie eine zusätzlich Mehrwegeverzerrung oder eine Reduzierung des erwünschten Signals des Primäreingangs durch wechselseitiges Löschen bewirken. Aufgrund der Verwendung eines Linear-Transversalfilters zum Filtern des Hilfseingangssignals werden Rauschanteile des Empfängers über die Abgriffe des Linear-Filters verteilt und mit dem Primäreingangssignal vermischt, und die Verstärkung der Rauschanteile verhindert, daß dessen Abgriffverstärkungskoeffizienten auf einen Wert konvergieren, welcher ausreicht, eine Interferenzlöschung zu erzeugen. Zusätzlich verhindert die Verwendung der Trainingssequenz bei Bündelintervallen eine schnelle Aktualisierung der Abgriffverstärkungskoeffizienten, wenn der Mehrwegeschwund eines Interferenzsignals mit einer höheren Rate variiert als die Rate, mit welcher die Trainingssequenz erzeugt wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Interferenzlöscher bereitzustellen, welcher eine Mehrwegeschwund-Interferenz löschen kann ohne eine Löschung des erwünschten Signais zu bewirken, und welcher das Rausch-Verstärkungsproblem ohne Verwendung einer Trainingssequenz beseitigen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch Detektion eines von einer nicht erwünschten Quelle übertragenen Interferenzsignals gelöst, indem die Differenz zwischen einem empfangenen Signal und einem Replikat des erwünschten Signals verwendet wird. Ein vorwärtsgekoppelter Entzerrer verarbeitet ein von einer Antenne empfangenes Signal und erzeugt ein entzerrtes vorwärtsgekoppeltes Ausgangssignal. Der vorwärtsgekoppelte Entzerrer weist auf: (N-1) in Reihe geschaltete Verzögerungsleitungselemente zum Ausbilden von N Verzögerungsleitungsabgriffen zum Erzeugen sukzessiv verzögerter Versionen des empfangenen Signals an den N Verzögerungsleitungsabgriffen, N Multiplizierer für die Verarbeitung der verzögerten Signale an Verzögerungsleitungsabgriffen, N Korrelatoren, welche auf ein erstes Fehlersteuersignal zum Modifizieren von Signalen an den Verzögerungsleitungsabgriffen reagieren, um jeweils Abgriffverstärkungssignale an die Multiplizierer zu liefern, eine Summiereinrichtung zum Kombinieren der Ausgangssignale aus den N Multiplizierern in das entzerrte vorwärtsgekoppelte Ausgangssignal, und eine Einrichtung zum Zu- Null-Machen der Ausgangssignale von (N-1) der N Multiplizierer als Reaktion auf ein Gattersteuersignal. Eine Datenrückgewinnungs- oder Entscheidungsschaltung trifft eine Entscheidung an einem entzerrten erwünschten Signal, um die übertragenen Daten zurückzugewinnen. Es sind ein erster und zweiter rückwärtsgekoppelter Entzerrer vorgesehen. Der erste rückwärtsgekoppelte Entzerrer verarbeitet die Entscheidungsausgangssignale aus der Datenrückgewinnungsschaltung in Übereinstimmung mit dem ersten Fehlersteuersignal und der zweite rückwärtsgekoppelte Entzerrer (Replikat-Filter) filtert nicht-linear Entscheidungsausgangssignale aus der Datenrückgewinnungsschaltung in Übereinstimmung mit einem zweiten Fehlersteuersignal und erzeugt einen Schätzwert einer erwünschten Komponente des entzerrten vorwärtsgekoppelten Ausgangssignals. Ein ersterkombinierer kombiniert Ausgangssignale aus dem zweiten rückwärtsgekoppelten Entzerrer und dem vorwärtsgekoppelten Entzerrer, um einen Schätzwert einer nicht erwünschten Komponente des entzerrten vorwärtsgekoppelten Ausgangssignals an den zweiten rückwärtsgekoppelten Entzerrer als das zweite Fehlersteuersignal zu liefern. Ein zweiter Kombinierer kombiniert die Ausgangssignale aus dem ersten Kombinierer, dem vorwärtsgekoppelten Entzerrer und dem ersten rückwärtsgekoppelten Entzerrer, um ein Signal zu erzeugen, das dem entzerrten erwünschten Signal für die Datenrückgewinnungsschaltung entspricht. Ein Fehlerdetektor reagiert auf eine Differenz zwischen den Ausgangssignalen des zweiten Kombinierersund der Datenrückgewinnungsschaltung, um das erste Fehlersteuersignal für den vorwärtsgekoppelten Entzerrer und den ersten rückwärtsgekoppelten Entzerrer zu erzeugen. Eine Gatterschaltung ist für den Aufbau einer Verbindung zwischen dem Ausgang des ersten Kombinierers und einem Eingang des zweiten Kombinierers als Antwort auf das Vorliegen des Gattersteuersignals und zum Aufheben der Verbindung als Antwort auf das Fehlen des Gattersteuersignals vorgesehen.
Bei Vorliegen einer von einer nicht erwünschten Quelle übertragenen Interferenz arbeitet die Löschvorrichtung der vorliegenden Erfindung in der Weise, daß sie Schwundverzerrungen aufgrund minimaler Phasenverschiebungen und Interferenzverzerrungen löscht, und bei fehlender Interferenz arbeitet die Löschvorrichtung in der Weise, daß sie sowohl Schwundverzerrungen aufgrund nicht-minimaler Phasenverschiebungen als auch Schwundverzerrungen aufgrund minimaler Phasenverschiebungen löscht.
Bevorzugt weist der erste rückwärtsgekoppelte Entzerrer auf: N in Reihe mit dem Ausgang der Datenrückgewinnungsschaltung geschaltete Verzögerungsleitungselemente, um N Verzögerungsleitungsabgriffe an den Ausgängen der N Verzögerungsleitungselemente zum Erzeugen von N sukzessiv verzögerten Versionen des Entscheidungsausgangssignals zu bilden, N Multiplizierer für die Verarbeitung der verzögerten Entscheidungsausgangssignale an den N Verzögerungsleitungsabgriffen, N Korrelatoren, welche auf das erste Fehlersteuersignal zum Aktualisieren von an die Multiplizierer gelieferten Abgriffverstärkungskoeffizienten ansprechen, und eine Summierschaltung zum Kombinieren von Ausgangssignalen aus den N Multiplizierem in ein Signal zum Weiterleiten an den zweiten Kombinierer.
Zusätzlich weist der zweite rückwärtsgekoppelte Entzerrer auf: N in Reihe mit dem Ausgang der Datenrückgewinnungsschaltung geschaltete Verzögerungsleitungselemente, um (N+1) Verzögerungsleitungsabgriffe zum Erzeugen von (N+1) sukzessiv verzögerten Versionen des Entscheidungsausgangssignals an den (N+l) Verzögerungsleitungsabgriffen zu bilden, (N+1) Multiplizierer zum Verarbeiten der verzögerten Entscheidungsausgangssignale an den (N+1) Verzögerungsleitungsabgriffen, (N+1) Korrelatoren, welche auf das zweite Fehlersteuersignal zum Modifizieren von Signalen an den (N+1) Verzögerungslei tungsabgriffen ansprechen, um jeweils Abgriffverstärkungssignale an die (N+1) Multiplizierer zu liefern, und eine Summierschaltung zum Kombinieren von Ausgangssignalen aus den (N+1) Multiplizierern in ein Signal zum Weiterleiten an den ersten Kombinierer.
Die vorliegende Erfindung wird nun in weiteren Details unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Interferenzlöschers nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Interferenz löschers;
Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Interferenzlöschers; und
Fig. 4 ein typisches Beispiel einer Kanal-Impulsantwort.
Der Interferenzlöscher der vorliegenden Erfindung gemäß Darstellung in Fig. 2 empfängt ein von nur einer nicht dargestellten Antenne empfangenes, QPSK-moduliertes und in ein Zwischenfrequenzsignal umgewandeltes Signal, welches von einem ZF-Verstärker 10 verstärkt wird, dessen Verstärkungsfaktor von einer automatischen Verstärkungssteuerungsschaltung 11 (AGC) gesteuert wird. Das ZF-Signal wird an ein vorwärtsgekoppeltes Transversalfilter 12 als ein ein erwünschtes Signal Sn und ein Interferenzsignal Jn enthaltendes Signal angelegt. Es sei angemerkt, daß der Interferenzlöscher in gleicher Weise arbeitet, wenn das Basisband des übertragenen Signals an das vorwärtsgekoppelte Filter 12 angelegt wird.
Das Signal (Symbol) wird in Abtastintervallen T übertragen und durch einen Mehrwegeschwund beeinträchtigt und als eine Folge weist der Kommunikationskanal von dem Sender zu dem Empfänger eine spezielle Kanal-Impulsantwort auf, wie sie in typischer Form in Fig. 4 dargestellt ist. In Fig. 4 weist die Kanalantwort die dominante Antwort h&sub0; und verzögerte Komponenten h&sub1;, h&sub2; und h&sub3; auf. Es sind keine der dominanten Antwort h&sub0; voreilende Komponenten enthalten, da die Kanalantwort von Kanälen über große Entfernungen mit Mehrwegeschwund verzögerte Komponenten aufweist. Für Übertragungskanäle über kurze Distanzen kann die Kanalantwort durch ein Zwei-Strahlen(Wege)-Ausbreitungsmodell approximiert werden. Daher wird das Zwei-Wege-Modell üblicherweise für die Approximierung des Effekts von Mehrwege-Schwunderscheinungen auf verschiedene Komponenten eines übertragenen Signals verwendet. Eine wird als Schwund aufgrund minimaler Phasenverschiebung bezeichnet, bei welcher die stärkere Primärkomponente des Signals früher ankommt als eine schwächere Sekundärkomponente, und die Kanal- Impulsantwort Nachläufer (nacheilende Impulse, d.h., Abtastwerte auf der rechten Seite eines Referenzabtastwertes) erzeugt. Die andere wird als Schwund aufgrund nicht-minimaler Phasenverschiebung bezeichnet, bei welcher die später änkommende Sekundärkomponente eine höhere Signalfeldstärke aufweist als die früher ankommende Komponente. In dem letzeren Falle wird die später ankommende Komponente als ein Primärsignal und die früher ankommende Komponente als ein vorauseilendes (unerwünschtes) Signal behandelt, und die Kanal-Impulsantwort erzeugt Vorläufer (voreilende Impulse, d.h., Abtastwerte auf der linken Seite).
Bedingt durch Mehrwegeschwund werden die Spektralkomponenten des Signals Sn so beeinträchtigt, daß eine spektrale Einkerbung gemäß Darstellung bei 30 in Fig. 2 erzeugt wird. Wenn das Interferenzsignal J von einer unterschiedlichen Übertragungsquelle ebenfalls durch einen Mehrwegeschwund beeinträchtigt wird, kann eine ähnliche spektrale Einkerbung in dem Frequenzspektrum des Interferenzsignals auftreten.
Das vorwärtsgekoppelte Filter 12 weist eine variable Anzahl von Verzögerungsleitungsabgriffen auf und arbeitet in einem Mehrfach-Abgriffsmodus oder einem Ein-Abgriffs-Modus. Während eines Mehrfach-Abgriffsmodus kompensiert das vorwärtsgekoppelte Filter 12 die Vorläuferverzerrung, welche auftritt, wenn der Kanal einen Schwund aufgrund nichtminimaler Phasenverschiebung aufweist, und während eines Ein- Abgriffs-Modus kompensiert es die Nachläuferverzerrung, wel che auftritt, wenn der Kanal einen Schwund aufgrund minimaler Phasenverschiebung aufweist.
Das vorwärtsgekoppelte Filter 12 erzeugt ein Ausgangssignal S'+J', welches an den positiven Eingang eines Subtrahierers 13, dessen negativer Eingang eine Interferenzschätzwert J aus einem Subtrahierer 19 über eine Gatterschaltung 20 empfängt, angelegt wird, um ein Replikat S' des erwünschten signais zu erzeugen. Der Ausgang des Subtrahierers 13 ist mit dem positiven Eingang des Subtrahierers 14 verbunden, wobei der Ausgang des Subtrahierers 14 mit einer Datenrückgewinnungs- oder Entscheidungsschaltung 15 verbunden ist, in welcher das ursprüngliche Signal zurückgewonnen wird. Ein rückwärtsgekoppeltes Transversalfilter 17 ist mit dem Ausgang der Entscheidungsschaltung 15 verbunden, um die Nachläuferverzerrung zu kompensieren, indem es ein Fehlersignal Se an den Subtrahierer 14 liefert. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 14 ist ein entzerrtes erwünschtes Signal Sd, das an die Datenrückgewinnungs- oder Entscheidungsschaltung 15 für die Rückgewinnung der quantisierten Datensignale angelegt wird. Die Differenz zwischen dem Eingangs- und Ausgangssignal der Entscheidungsschaltung 15 wird von einem Fehlerdetektor 16 verwendet, um ein Fehlersignal &epsi;&sub1; zu erzeugen. Dieses Fehlersignal wird an das vorwärtsgekoppelte Filter 12 und an das rückwärtsgekoppelte Filter 17 angelegt, um deren Abgriffverstärkungskoeffizienten adaptiv zu aktualisieren.
Ein zweites rückwärtsgekoppeltes Filter, oder Replikat-Filter 18 mit Transversalstruktur ist mit dem Ausgang der Entscheidungsschaltung 15 zum nicht-linearen Filtern des zuzückgewonnenen Ausgangssignals verbunden, um einen Schätzwert ' des an dem Ausgang des Subtrahierers 13 erscheinenden erwünschten Signals S' zu erzeugen. Der Schätzwert ' wird von dem Subtrahierer 19 von dem Ausgangssignal S'+J' des vorwärtsgekoppelten Filters 12 subtrahiert, um den Interferenzschätzwert J an den Subtrahierer 13 zu liefern, wenn die Gatterschaltung 20 geschlossen ist. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 19 wird ferner an das Replikat-Filter 18 als ein Fehlersignal &epsi;&sub2; geliefert, um dessen Abgriffverstärkungskoeffizienten zu aktualisieren.
Ferner ist ein Interferenzdetektor 21 vorgesehen, welcher die Verstärkungssteuerspannung der automatischen Verstärkungssteuerungsschaltung AGC 11 und das Ausgangssignal des Fehlerdetektors 16 erhält, um das Vorliegen eines Interferenzsignals zu detektieren, wenn der Pegel des empfangenen Signals hoch ist und zum gleichen Zeitpunkt ein erheblicher Fehleranteil von dem Fehlerdetektor 16 detektiert wird, und welcher ein Interferenzdetektionssignal erzeugt. Dieses Signal wird als ein Gattersteuersignal sowohl an die Gatterschaltung 20 als auch an das vorwärtsgekoppelte Filter 12 angelegt.
Gemäß Darstellung in Fig. 3 weist das vorwärtsgekoppelte Filter 12 auf: Komplex-Verzögerungsleitungseinheiten 40&sub1; und 402, jeweils mit einer einheitlichen Verzögerungszeit T, welche in Reihe mit dem Ausgang des ZF-Verstärkers 10 für die Ausbildung von drei Abgriffen geschaltet sind, Komplex- Multiplizierer oder Wichtungsvorrichtungen 41&sub0;, 41&sub1; und 41&sub2; zum Gewichten der verzögerten Abgriffsignal-Abtastwerte an den Abgriffen der Verzögerungsleitung mit Abgriffverstärkungssignalen c&sub0;, c&sub1; und c&sub2;. Diese Abgriffverstärkungssignale werden von Komplex-Korrelatoren 42&sub0; 42&sub1; und 42&sub2; durch Korrelationen zwischen dem Fehlersignal &epsi;&sub1; und den verzögerten Abgriffsignal-Abtastwerten abgeleitet. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 41&sub0; wird an einen Addierer 43 geliefert und die Ausgangssignale der Multiplizierer 41&sub0; und 41&sub2; werden über eine normalerweise geschlossene Gatterschaltung 44 an den Addierer 43 gekoppelt. Die Gatterschaltung 44 reagiert auf das Gattersteuersignal aus dem Interferenzdetektor 21, indem sie die schaltungen zwischen den Multiplizierern 41&sub1; und 41&sub2; und dem Addierer 43 unterbricht. Der Ausgang des Addierers 43 ist mit dem positiven Eingang beider Subtrahierer 13 und 19 verbunden.
Das rückwärtsgekoppelte Filter 17 besteht aus Komplex- Verzögerungsleitungseinheiten 50&sub1;, 50&sub2; und 50&sub3;, welche in Reihe mit dem Ausgang der Entscheidungsschaltung 15 geschaltet sind, Komplex-Multiplizierern 51&sub0;, 51&sub1; und 51&sub2; zum Gewichten der verzögerten Abgriffsignal-Abtastwerte an den Ausgängen der Verzögerungsleitungseinheiten 50 mit Abgriffverstärkungssignalen d&sub0;, d&sub1; und d&sub2;, welche jeweils von Komplex-Korrelatoren 52&sub0;, 52&sub1; und 52&sub2; durch Korrelationen zwischen dem Fehlersignal &epsi;&sub1; und den verzögerten Abgriffsignal-Abtastwerten abgeleitet werden. Die Ausgangssignale der Multiplizierer 51 werden an einen Addierer 53 geliefert, dessen Ausgang mit dem negativen Eingang des Subtrahierers 14 verbunden ist.
Das Replikat-Filter 18 enthält Komplex-Verzögerungsleitungseinheiten 60&sub1;, 60&sub2; und 60&sub3;, welche in Reihe mit dem Ausgang der Entscheidungsschaltung 15 geschaltet sind, um vier sukzessive Abgriffe zu bilden, Kornplex-Multiplizierer 61&sub0;, 61&sub1;, 61&sub2; und 61&sub3; zum Gewichten der verzögerten Abgriffsignal- Abtastwerte an den Abgriffen der Verzögerungsleitungseinheiten 60 mit Abgriffverstärkungssignalen w&sub0;, w&sub1;, w&sub2; und w&sub3;, welche jeweils von Kornplex-Korrelatoren 62&sub0;, 62&sub1;, 62&sub2; und 62&sub3; durch Korrelationen zwischen dem Fehlersignal &epsi;&sub2; und den verzögerten Abgriffsignal-Abtastwerten abgeleitet werden. Die Ausgangssignale der Multiplizierer 61 werden an einen Addie rer 63 geliefert, dessen Ausgang mit dem negativen Eingang des Subtrahierers 19 verbunden ist.
Die Betriebsweise des Interferenzlöschers der vorliegenden Erfindung wird nun nachstehend beschrieben. Bei Fehlen einer Interferenz aus einer unerwünschten Signalquelle ist die Gatterschaltung 20 offen und das vorwärtsgekoppelte Filter 12 befindet sich in einem Drei-Abgriffe-Modus, um Vorläufer zu kompensieren, die durch Schwunderscheinungen aufgrund minimaler Phasenverschiebung auftreten.
Bei Vorliegen einer Interferenz aus einer unerwünschten Signalquelle erzeugt der Interferenzdetektor 21 ein Gattersteuersignal, was die Gatterschaltung 20 veranlaßt, eine Schaltung zwischen den Subtrahierern 19 und 13 aufzubauen und die Gatterschaltung 44 veranlaßt, die Ausgangssignale der Komplex-Multiplizierer 41&sub1; und 41&sub2; zu Null zu machen. Das vorwärtsgekoppelte Filter 12 wird somit auf einen Ein-Abgriffs- Modus umgeschaltet, in welchem seine Vorläufer-Kompensationsfähigkeit praktisch auf ein minimalen Pegel reduziert wird und der einzige aktive Abgriffverstärkungskoeffizient c&sub0; ist. In diesem Schaltungszustand erfolgt die Interferenzlöschung wie folgt dadurch, daß der gemittelte quadratische Wert des ersten Fehlersignals &epsi;&sub1; nach dem LMS-Algorithmus minimiert wird. Die Interferenz wird zuerst abgeschätzt, indem die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Replikat-Filters 18 und dem Ausgangssignal des vorwärtsgekoppelten Filters 12 durch den Subtrahierer 19 gebildet wird. Der Wert dieser Schätzung wird dann an den Subtrahierer 13 angelegt, bei welchem die Interferenz gelöscht wird, und die durch die Schwunderscheinung aufgrund minimaler Phasenverschiebung (Nachläuferverzerrung) erzeugte Zwischensymbolinterferenz wird schließlich durch das rückwärtsgekoppelte Filter 17 beseitigt.
Da die Interferenz bedingt durch einen Schwundvorgang aufgrund minimaler Phasenverschiebung in dem Interferenzlöschungsmodus von Interesse ist, ist das erwünschte Symbol Si des Eingangssignals des vorwärtsgekoppelten Filter 12 gegeben durch:
wobei hi die Impulsantwort für ein Symbol ai einer übertragenen Symbolsequenz {an} ist und in ein Index von Verzögerungsleitungsabgriffen des Filters ist. In dem Falle einerschwunderscheinung aufgrund minimaler Phasenverschiebung tendiert jedoch in der Praxis der wiederhergestellte Taktzeitpunkt dazu, von dem optimalen Taktzeitpunkt abzuweichen und das empfangene Signal wird so beeinflußt, als ob es von Vorläufern beeinträchtigt würde. Daher arbeitet das vorwärtsgekoppelte Filter 12 in einem Ein-Abgriffs-Modus (praktisch mit der minimalen Abgriffsanzahl), um solche Vorläufer zu löschen.
Da das vorwärtsgekoppelte Filter 12 eine Multiplikation von Sn+Jn rnit dem Abgriffverstärkungskoeffizienten c&sub0; erzeugt, würde das Ausgangssignal des Filters 12 als aus dem erwünschten Symbol S' plus einer Interferenzkomponente J' bestehen, wobei das Symbol zu einem Abtastzeitpunkt 1 wie folgt gegen ist
Die Interferenzwellenkornponente Ji' ist gegeben durch:
Ji' = c&sub0; Ji (3)
Wenn die Kanal-Impulsantwort mit drei Symbolintervallen (3T) gemäß Darstellung in Fig. 4 approximiert werden kann, muß das Replikat-Filter 18 mit vier Verzögerungsleitungsabgriffen gemäß Darstellung in Fig. 3 versehen sein, an welchen jeweils Symbole â&sub1;, â&submin;&sub1;, â&submin;&sub2;, â&submin;&sub3; auftreten. Man beachte, daß zu diesem Zeitpunkt die Symbole â&submin;&sub1;, â&submin;&sub2; und â&submin;&sub3; jeweils auch an den Abgriffen des rückwärtsgekoppelten Filters 17 auftreten.
Wenn ein Symbol ao an dem Ausgang der Entscheidungsschaltung 15 auftritt, stellt sich das Ausgangssignal des Replikat-Filters 18 wie folgt dar:
Wenn die Beziehung âi ai gilt, wird aus den Gleichungen (2), (3) und (4) das Fehlersignal &epsi;&sub2; wie folgt erhalten:
Die Abgriffverstärkungswerte Wm des Replikat-Filters 18, welche den gemittelten quadratischen Wert des Fehlers &epsi;&sub2; minimieren, können durch die Wiener-Hopf-Gleichung ermittelt werden. Da die Verstärkungskoeffizienten komplexe Werte sind, können deren Normalgleichungen leicht durch das Orthogonalitätsprinzip wie folgt erzielt werden:
E[&epsi;&sub2; âi] = 0 (6)
wobei E der erwartete Wert ist. Daher wird die folgende Normalgleichung erhalten:
C&sub0; hm = wm (7)
mit m=0, 1, 2 und 3.
Diese Normalgleichung stellt die Multiplikation des Abgriffskoeffizienten c&sub0; des Referenzabgriffs für von der Kanal-Impulsantwort beeinträchtigte Symbole dar. Das Einsetzen der Gleichung (7) in die Gleichung (5) ergibt folgendes:
&epsi;&sub2; = C&sub0; Ji (8)
Somit werden die spektralen Leistungsdichten des Interferenzschätzwertes ' mit denen der Interferenzkomponente J' in Übereinstimmung gebracht. Durch Subtrahieren des Ausgangssignals des Subtrahierers 19 von dem Ausgangssignal des vorwärtsgekoppelten Filters 12 durch den Subtrahierer 13 kann die Interferenzkomponente J' entfernt werden. Da die für die Ableitung von ' von der Interferenzkomponente J' in Anspruch genommene Zeit im Vergleich zu der Änderungsrate der Interferenzkomponente vernachlässigbar klein ist, kann eine Interfe renzlöschung ohne Verzögerung erzielt werden. Das heißt, daß die vorliegende Erfindung in der Lage ist, breitbandige Interferenzwellen zu löschen.
Wie vorstehend beschrieben gibt es jedoch auch dann, wenn der Übertragungsweg eine Schwunderscheinung aufgrund minimaler Phasenverschiebung aufweist, einen gewissen Anteil an Vorläufern in der Kanalantwort. Wenn das vorwärtsgekoppelte Filter 12 in einem Drei-Abgriffe-Modus bei Vorliegen einer Interferenz betrieben werden würde, würde es ein Ausgangssignal erzeugen, das eine Komponente enthält, die von einer Faltung von Symbolen a&sbplus;&sub1; und a&sbplus;&sub2; beigetragen wird, welche nach dem Symbol a&sub0; und Vorläufern mit Abgriffverstärkungskoeffizienten C&sub1; und C&sub2; übertragen werden. Andererseits würden keine Symbole an jedem Abgriff des Replikat-Filters 18 erscheinen, die Symbolen a&sbplus;&sub1; und a&sbplus;&sub2; entsprechen. Ein wesentlicher Anteil des Fehlers zwischen der Komponente S' und dem Symbolschätzwert ' würde in die Entscheidungsschaltung 15 eingespeist werden. Wenn der Übertragungsweg eine Schwundeigenschaft aufgrund nicht-minimaler Phasenverschiebung aufweisen kann, was zu einem Anstieg von Vorläufern in dem empfangenen Signal führt, welches auch durch eine Interferenz aus einer unerwünschten Signalquelle kontaminiert ist, kann ein gewisser Anteil solcher Vorläufer nicht gelöscht werden. Jedoch wiegt die Löschung sowohl von Nachläufern (Verzerrung bedingt durch Schwundvorgang aufgrund minimaler Phasenverschiebung) und breitbandiger Interferenzverzerrungen mit einem vorwärtsgekoppelten Filter mit minimalen Abgriffen den Verlust der Löschung einiger Vorläufer auf.
Gemäß vorstehender Beschreibung erübrigt die vorliegende Erfindung die Notwendigkeit einer Hilfsantenne oder einer Diversity-Antenne. Da nur eine Antenne für die Löschung der Interferenz verwendet wird, wird eine unerwünschte Löschung erwünschter Signale vermieden. Da das Replikat-Filter eine nicht-lineare Filterung zurückgewonnener Symbole bereitstellt, wird der unerwünschte Effekt einer Rauschverstärkung vollständig beseitigt. Ferner kann der Übertragungswirkungsgrad durch die Eliminierung einer Trainingssequenz verbessert werden.

Claims

1. Interferenzlöscher mit:

einer Einrichtung (21) zum Detektieren eines von einer nicht erwünschten Quelle übertragenen Interferenzsignals, um ein Gattersteuersignal zu erzeugen, wenn das Interferenzsignal detektiert wird;

einem vorwärtsgekoppelten Entzerrer (12) zum Verarbeiten eines von einer Antenne empfangenen Signals und Erzeugen eines entzerrten vorwärtsgekoppelten Ausgangssignals, wobei der vorwärtsgekoppelte Entzerrer (N-1) Verzögerungsleitungselemente (40&sub1;, 40&sub2;), die in Reihe geschaltet sind, um N Verzögerungsleitungsabgriffe zu definieren, zum Erzeugen sukzessiv verzögerter Versionen des empfangenen Signals an den N Verzögerungsleitungsabgriffen, N Multiplizierer (41&sub0;, 41&sub1;, 41&sub2;) für die Verarbeitung der verzögerten Signale an den Verzögerungsleitungsabgriffen, N Korrelatoren (42&sub0;, 42&sub1; 42&sub2;), welche auf ein erstes Fehlersteuersignal (&epsi;&sub1;) zum Modifizieren von Signalen an den Verzögerungsleitungsabgriffen ansprechen, um jeweils Abgriffverstärkungssignale an die Multiplizierer (41&sub0;, 41&sub1;, 41&sub2;) zu liefern, eine Summiereinrichtung (43) zum Kombinieren der Ausgangssignale aus den N Multiplizierern (41&sub0;, 41&sub1;, 412) in das entzerrte vorwärtsgekoppelte Ausgangssignal, und eine Einrichtung (44) zum Zu- Null-Machen der Ausgangssignale von (N-1) der N Multiplizierer als Antwort auf das Gattersteuersignal aufweist;

einer Entscheidungsschaltung (15) zum Ableiten eines Entscheidungsausgangssignals aus einem entzerrten erwünschten Signal;

einem ersten rückwärtsgekoppelten Entzerrer (17) zum Verarbeiten von Entscheidungsausgangssignalen aus der Entscheidungsschaltung (15) in Übereinstimmung mit dem ersten Fehlersteuersignal (&epsi;&sub1;);

einem zweiten rückwärtsgekoppelten Entzerrer (18) zum nicht-linearen Filtern von Ausgangssignalen aus der Entscheidungsschaltung (15) in Übereinstimmung mit einem zweiten Fehlersteuersignal (82), um einen Schätzwert einer erwünschten Komponente des entzerrten vorwärtsgekoppelten Ausgangssignals zu erzeugen;

einem ersten Kombinierer (19) zum Kombinieren von Ausgangssignalen aus dem zweiten rückwärtsgekoppelten Entzerrer (18) und dem vorwärtsgekoppelten Entzerrer (12), und zum Erzeugen und Liefern eines Schätzwertes einer nicht erwünschten Komponente des entzerrten vorwärtsgekoppelten Ausgangssignals an den zweiten rückwärtsgekoppelten Entzerrer (18) als das zweite Fehlersteuersignal;

einem zweiten Kombinierer (13, 14) zum Kombinieren von Ausgangssignalen aus dem ersten Kombinierer (19), dem vorwärtsgekoppelten Entzerrer (12) und dem ersten rückwärtsgekoppelten Entzerrer (17) und zum Erzeugen des entzerrten erwünschten Signal für die Entscheidungsschaltung (15);

einer Einrichtung (16), die auf eine Differenz zwischen den Ausgangssignalen des zweiten Kombinierers (13, 14) und der Entscheidungsschaltung (15) anspricht, um das erste Fehlersteuersignal für den vorwärtsgekoppelten Entzerrer (12) und den ersten rückwärtsgekoppelten Entzerrer (17) zu erzeugen; und

einer Gattereinrichtung (20) für den Aufbau einer Verbindung zwischen dem Ausgang des ersten Kombinierers (19) und einem Eingang des zweiten Kombinierers (13,14) als Antwort auf das Vorliegen des Gattersteuersignals und zum Aufheben der Verbindung als Antwort auf das Fehlen des Gattersteuersignals.

2. Interferenzlöscher nach Anspruch 1, wobei der erste rückwärtsgekoppelte Entzerrer (17) aufweist:

N Verzögerungsleitungselemente (50), die in Reihe mit dem Ausgang der Entscheidungsschaltung (15) geschaltet sind, um N Verzögerungsleitungsabgriffe an den Ausgängen der N Verzögerungsleitungselemente (50) zum Erzeugen von N sukzessiv verzögerten Versionen des Entscheidungsausgangssignals zu bilden;

N Multiplizierer (51) zum Verarbeiten der verzögerten Entscheidungsausgangssignale an den N Verzögerungsleitungsabgriffen;

N Korrelatoren (52), welche auf das erste Fehlersteuersignal (&epsi;&sub1;) zum Modifizieren von Signalen an den N Verzögerungsleitungsabgriffen ansprechen, um Abgriffverstärkungssignale an die N Multiplizierer (51) zu liefern; und

eine Summiereinrichtung (53) zum Kombinieren von Ausgangssignalen aus den N Multiplizierern (51) in ein kombiniertes Signal und zum Liefern des kombinierten Signals an den zweiten Kombinierer (13, 14).

3. Interferenzlöscher nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite rückwärtsgekoppelte Entzerrer (18) aufweist:

N Verzögerungsleitungselemente (60), die in Reihe mit dem Ausgang der Entscheidungsschaltung (15) geschaltet sind, um (N+1) Verzögerungsleitungsabgriffe zum Erzeugen von (N+1) sukzessiv verzögerten Versionen des Entscheidungsausgangssignals an den (N+1) Verzögerungsleitungsabgriffen zu bilden;

(N+1) Multiplizierer (61) zum Verarbeiten der verzögerten Entscheidungsausgangssignale an den (N+1) Verzögerungsleitungsabgriffen;

(N+1) Korrelatoren (62), welche auf das zweite Fehlersteuersignal (82) zum Modifizieren von Signalen an den (N+1) Verzögerungsleitungsabgriffen ansprechen, um Abgriffverstärkungssignale an die (N+1) Multiplizierer (61) zu liefern; und

eine Summiereinrichtung (63) zum Kombinieren von Ausgangssignalen aus den (N+1) Multiplizierern (61) in ein kombiniertes Signal und zum Liefern des kombinierten Signals an den ersten Kombinierer (19).