NL9001608A

NL9001608A - Ontvanger voor meerwaardige digitale signalen.

Info

Publication number: NL9001608A
Application number: NL9001608A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1992-02-17
Also published as: JPH04233850A; KR100190477B1; DE69113899T2; KR920003702A; US5243625A; EP0467446B1; DE69113899D1; EP0467446A1; JP3262283B2

Description

"Ontvanger voor meerwaardige digitale signalen"

De uitvinding heeft betrekking op een ontvanger voor meerwaardige digitale signalen die is voorzien van vergelijkmiddelen die de waarde van een ingangssignaal ten opzichte van een referentiewaarde vergelijken met een aantal beslissingsdrempels en die als resultaat van die vergelijking een uitgangssymbool genereren, die voorzien is van middelen om uit het uitgangssymbool en de beslissingsdrempels een geregenereerd signaal op te wekken, die is voorzien van middelen om uit het verschil tussen de absolute waarde van het ingangssignaal ten opzichte van de referentiewaarde en de absolute waarde van het geregenereerde signaal een foutsignaal op te wekken en die is voorzien van referentiemiddelen om uit het foutsignaal de beslissingsdrempels af te leiden.

Een dergelijke ontvanger is bekend uit de gepubliceerde Europese octrooiaanvrage EP 0 157 598.

In het algemeen wordt een dergelijke ontvanger gebruikt voor datatransmissie via bijvoorbeeld een lijnverbinding of een radioverbinding. Om het transmissiemedium optimaal te benutten worden vaak transmissiecodes gebruikt waarbij het datasignaal meer dan twee niveau's kan aannemen. Meestal zijn deze signaalniveau's equidistant in amplitude en zijn de signaalniveau's gedefinieerd ten opzichte van een referentiewaarde die in veel gevallen gelijk aan 0 is. Een voorbeeld van een dergelijke code is de 2B1Q code waarbij de logische waarde van ieder symbool een van de waarden +3,+1,-1 of -3 kan aannemen. De hierbij behorende fysische signaalniveau's kunnen bijvoorbeeld gelijk zijn aan +15 Volt,+5 Volt,-5 Volt en -15 Volt.

Doordat de lengte van de transmissieweg, en daarmee het signaalverlies op de transmissieweg, sterk kan variëren kan de amplitude van het ontvangen ingangssignaal ter plaatse van de ontvanger voor verschillende situaties sterk verschillen. De ontvanger moet echter in staat zijn om, ondanks die sterk variërende amplitude, het juiste verband tussen de fysische signaalwaarde behorend bij een symbool en de logische waarde van dat symbool te leggen.

In de, uit de genoemde europese octrooiaanvrage, bekende ontvanger wordt de beslissing over de logische waarde van het uitgangssymbool genomen door de waarde van het ingangssignaal te vergelijken met een aantal equidistante beslissingsdrempels. Om de kans op een foutieve beslissing zo klein mogelijk te maken, moeten de beslissingsdrempels een waarde hebben die gelijk is aan de gemiddelde waarde van twee in amplitude naburige signaalniveau's, waardoor de afstand van de beslissingsdrempels tot beide naburige signaalniveau's even groot is. Bij de code in het genoemde voorbeeld zijn de optimale waarden van de beslissingsdrempels gelijk aan +10 Volt, 0 en -10 Volt.

Omdat de amplitude van het ingangssignaal ter plaatse van de ontvanger niet vooraf bekend is, kan de optimale waarde van de beslissingsdrempels ook niet vooraf bekend zijn en moet deze optimale waarde afgeleid worden uit het ingangssignaal. Dit gebeurt door uit de op een bepaald tijdstip geldende logische waarde van het uitgangssymbool tesamen met de op dat tijdstip geldende waarden van de beslissingsdrempels een geregenereerd signaal af te leiden dat idealiter gelijk is aan de fysische waarde van het ingangssignaal. Het geregenereerde signaal is gelijk aan het product van de op een bepaald tijdstip geldende logische waarde van het uitgangssymbool en de helft van de op dat tijdstip geldende absolute waarde van het verschil tussen twee beslissingsdrempels.

Om na te gaan of het geregenereerde signaal de juiste waarde heeft, wordt het verschil bepaald tussen de fysische waarde van het ingangssignaal en het geregenereerde signaal. Om een verschil tussen de actuele en de optimale waarde van de beslissingsdrempels te reduceren, worden de absolute waarden van de beslissingsdrempels, indien het geregenereerde signaal kleiner respectievelijk groter is dan de fysische waarde van het ingangssignaal, in kleine stappen verhoogd respectievelijk verlaagd. Het bijstellen van de beslissingsdrempels gebeurt in kleine stappen om te voorkomen dat de beslissingsdrempels sterk fluctueren ten gevolge van incidentele verstoringen van het ingangssignaal door ruis, overspraak etc.

Een probleem bij de wijze van aanpassen van de beslissingsdrempels in de bekende ontvanger is dat foutieve beslissingen over de waarde van het ontvangen symbool kunnen leiden tot foutieve aanpassingen van de beslissingsdrempels zoals aan de hand van het nu volgende getallenvoorbeeld verduidelijkt zal worden. Daartoe wordt nu verondersteld dat het ingangssignaal een vierwaardig signaal is met logische waarden +3, +1, -1 en -3 en met fysische waarden +15 Volt, +5 Volt, -5 Volt en -15 Volt. Er wordt tevens verondersteld dat de huidige beslissingsdrempels in de ontvanger gelijk zijn aan -4 Volt, 0 Volt en +4 Volt welke waarden in absolute zin te laag zijn omdat de fysische waarde van het symbool met logische waarde +1, 5 Volt bedraagt. Indien door de zender nu een +1 symbool is verzonden is het ingangssignaal van de ontvanger gelijk aan +5 Volt. Omdat de hoogste beslissingsdrempel in de ontvanger gelijk is aan 4 Volt, zal de ontvanger de onjuiste beslissing nemen dat de logische waarde van het ontvangen symbool gelijk is aan +3. Het geldende geregenereerde signaal zal nu gelijk zijn aan 6 Volt ( +3 * 4Volt/2). Doordat de absolute waarde van het geregenereerde signaal nu groter is dan de absolute waarde van het ingangssignaal, wordt aangenomen dat de absolute waarde van de beslissingsdrempels te hoog is en wordt deze verlaagd, terwijl deze absolute waarde reeds te laag is. Een soortgelijke foutieve aanpassing van de absolute waarde van de beslissingsdrempels kan ook optreden bij een te hoge absolute waarde van de beslissingsdrempels.

De foutieve aanpassingen van de beslissingsdrempels kunnen leiden tot een voortdurend of langdurend foutieve symbooldetectie en foutieve aanpassing van de beslissingsdrempels waardoor de ontvanger niet of slecht na een lange inregeltijd correct gaat werken.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een ontvanger volgens de aanhef waarbij het niet of slechts na een lange inregeltijd correct gaan werken van de ontvanger ten gevolge van foutieve aanpassingen van de beslissingsdrempels niet meer voorkomt.

Hiertoe is de ontvanger gekenmerkt doordat de ontvanger is voorzien van classificatiemiddelen die op grond van de logische waarde van het uitgangssymbool, het uitgangssymbool indelen in telkens een van een aantal klassen en dat de ontvanger is voorzien van middelen om de beslissingsdrempels al dan niet aan te passen in afhankelijkheid van de klasse waarin het uitgangssymbool is ingedeeld.

De uitvinding berust op het inzicht dat bij elk uitgangssymbool vaststaat welke aanpassingsrichting van de beslissingsdrempels mogelijk foutief zou kunnen zijn en welke aanpassingsrichting met zekerheid correct is. Aan de hand van de mogelijk foutieve aanpassingsrichting die behoort bij een uitgangssymbool kan dit uitgangssymbool in een der klassen ingedeeld worden waar bij iedere klasse een eigen wijze van aanpassen van de beslissingsdrempels behoort. Aanpassingen die mogelijk foutief zijn, worden nu achterwege gelaten; slechts die aanpassingen die gegarandeerd correct zijn worden uitgevoerd.

Een mogelijke klasse-indeling kan worden verkregen door de ontvanger te kenmerken doordat het uitgangssymbool in een eerste klasse wordt ingedeeld indien de absolute waarde van het uitgangssymbool gelijk is aan de maximale logische waarde die het uitgangssymbool kan aannemen en dat het symbool in een tweede klasse wordt ingedeeld indien de absolute waarde van het uitgangssymbool de minimale positieve logische waarde heeft die het uitgangssignaal kan aannemen en dat alle overige uitgangssymbolen in een derde klasse worden ingedeeld.

Door deze maatregelen worden symbolen waarbij uitsluitend een foutieve verlaging van de beslissingsdrempels mogelijk is ingedeeld in de eerste klasse. Immers, indien een foutieve beslissing omtrent het ontvangen symbool leidt tot een uitgangssymbool met een absolute waarde die gelijk is aan de maximale absolute waarde die het uitgangssymbool kan aannemen, dan zijn de beslissingsdrempels te laag en zal een foutieve aanpassing van de beslissingsdrempels alleen dan plaatsvinden indien de beslissingsdrempels worden verlaagd.

De uitgangssymbolen waarbij uitsluitend een foutieve verhoging van de beslissingsdrempels mogelijk is, worden ingedeeld in de tweede klasse. Immers, indien een foutieve beslissing over de waarde van het uitgangssymbool leidt tot een uitgangssymbool met een absolute waarde die gelijk is aan de minimale positieve absolute waarde die het uitgangssymbool kan aannemen, dan zijn de beslissingsdrempels te hoog en zal een foutieve aanpassing van de beslissingsdrempels alleen dan plaatsvinden indien de beslissingsdrempels worden verhoogd. Door de aanpassing van de beslissingsdrempels voor beide klassen geschikt te kiezen, kunnen dan alle foutieve aanpassingen van de beslissingsdrempels voorkomen worden.

De symbolen waarbij zowel een foutieve verhoging van de beslissingsdrempels als een foutieve verlaging van de beslissingsdrempels mogelijk is worden ingedeeld in de derde klasse. De absolute waarde van deze symbolen ligt tussen de absolute waarden van de symbolen die in de klassen 1 en 2 zijn ingedeeld.

Een alternatieve klasse-indeling wordt verkregen door de ontvanger te kenmerken doordat het uitgangssymbool in een eerste klasse wordt ingedeeld indien de absolute waarde van het uitgangssymbool gelijk is aan de maximale logische waarde die het uitgangssymbool kan aannemen en dat het uitgangssymbool in een tweede klasse wordt ingedeeld indien de absolute waarde van het uitgangssymbool de minimale positieve logische waarde heeft die het uitgangssignaal kan aannemen en dat een deel van de overige uitgangssymbolen in de eerste klasse wordt ingedeeld en de rest van de overige uitgangsymbolen in de tweede klasse wordt ingedeeld.

Door deze maatregelen zijn er slechts twee klassen waardoor de classificatiemiddelen eenvoudiger uitgevoerd kunnen worden. Door deze maatregelen worden de symbolen waarvoor uitsluitend een foutieve verlaging van de beslissingsdrempels mogelijk is ingedeeld in klasse 1, en worden de symbolen waarvoor uitsluitend een foutieve verhoging van de beslissingsdrempels mogelijk is ingedeeld in klasse 2. Voor de symbolen in deze klassen kunnen alle foutieve aanpassingen van de beslissingsdrempels vermeden worden.

De symbolen waarvoor zowel een foutieve verlaging als een foutieve verhoging van de beslissingdrempels mogelijk is kunnen willekeurig verdeeld worden over de beide klassen doordat indien er slechts twee klassen zijn slechts een foutieve verhoging van de beslissingsdrempels (klasse 2) of een foutieve verlaging (klasse 1) van de beslissingsdrempels voorkomen kan worden.

Een bijzondere uitvoeringsvorm wordt verkregen door de ontvanger te kenmerken doordat in de eerste en de tweede klasse evenveel uitgangssymbolen ingedeeld zijn.

Door de zo verkregen symmetrie zullen de beslissingsdrempels bij een gelijke symboolwaarschijnlijkheid, gemiddeld even vaak aangepast worden volgens de wijze van aanpassen die hoort bij klasse 1 als volgens de wijze van aanpassen die hoort bij klasse 2. Daardoor is het mogelijk om de aanpassing van de beslissingsdrempels bij een te hoge of te lage waarde van die beslissingsdrempels even snel te laten verlopen.

De aanpassing van de beslissingsdrempels wordt verkregen door de ontvanger te kenmerken doordat indien het uitgangssymbool in de eerste klasse wordt ingedeeld de beslissingsdrempels worden verhoogd indien de absolute waarde van het het geregenereerd signaal kleiner is dan de absolute waarde van het ingangssignaal ten opzichte van de referentiewaarde en dat de beslissingsdrempels gelijk gehouden worden indien de absolute waarde van het geregenereerd signaal groter is dan de absolute waarde van het ingangssignaal ten opzichte van de referentiewaarde en dat indien het uitgangssymbool in de tweede klasse wordt ingedeeld de beslissingsdrempels worden verlaagd indien de absolute waarde van het geregenereerd signaal groter is dan de absolute waarde van het ingangssignaal ten opzichte van de referentiewaarde en dat de beslissingsdrempels gelijk gehouden worden indien de absolute waarde van het geregenereerd signaal kleiner is dan de absolute waarde van het ingangssignaal ten opzichte van de referentiewaarde.

Hierdoor worden, indien het ontvangen symbool in de eerste klasse is ingedeeld de beslissingsdrempels nooit verlaagd. Daardoor wordt een foutieve verlaging van deze beslissingsdrempels voorkomen. Anderzijds worden,indien het ontvangen symbool in de tweede klasse is ingedeeld de beslissingsdrempels nooit verhoogd waardoor een foutieve verhoging van de beslissingsdrempels voorkomen wordt.

Een bijzondere uitvoeringsvorm wordt verkregen door de ontvanger te kenmerken doordat indien het uitgangssymbool in de derde klasse is ingedeeld de beslissingsdrempels constant gehouden worden.

Het gebruik van deze uitvoeringsvorm resulteert in het voorkomen van alle foutieve aanpassingen van de beslissingsdrempels ten gevolge van foutieve beslissingen omtrent het ontvangen symbool doordat bij de symbolen die in klasse 1 en klasse 2 zijn ingedeeld geen foutieve aanpassingen gedaan worden en dat bij de symbolen die in klasse 3 zijn ingedeeld helemaal geen aanpassingen gedaan worden.

Een additioneel voordeel wordt verkregen door de ontvanger te kenmerken doordat de ontvanger is voorzien van adaptieve signaalconditioneringsmiddelen waarbij de aanpassing van deze adaptieve signaalconditioneringsmiddelen wordt geblokkeerd indien de beslissingsdrempels constant gehouden worden.

Het voordeel dat hier verkregen wordt is dat indien de beslissingsdrempels constant gehouden worden, hetgeen betekent dat het ontvangen symbool mogelijk fout is, een mogelijk foutieve aanpassing van de adaptieve signaalconditioneringsmiddelen achterwege blijft.

Nu zal de uitvinding nader toegelicht worden aan de hand van de figuren. Daarbij toont: fig. 1 een uitvoeringsvoorbeeld van een ontvanger volgens de uitvinding voor een vierwaardig signaal waarbij de beslissingsdrempels met behulp van analoge circuits worden verkregen; fig. 2 een tabel van de mogelijke waarde van de uitgangssignalen x en y van de ontvanger volgens fig. 1 met de daarbij behorende ontvangen symbolen en de daarbij behorende standen S van een schakelaar 16 uit fig. 1; fig. 3 een vereenvoudigd blokschema van een ontvanger volgens de uitvinding voor een zeswaardig signaal, waarbij de beslissing omtrent het ontvangen symbool en de opwekking van de beslissingsdrempels worden uitgevoerd met behulp van een programmeerbare processor; fig. 4 een stroomdiagram van een programma voor een programmeerbare processor die de beslissing omtrent het ontvangen symbool neemt en het opwekken van de beslissingsdrempels verzorgt; fig. 5 een grafiek van de relatieve afwijking van de beslissingsdrempels ten opzichte van hun optimale waarden als functie van de tijd, zowel voor de bekende ontvanger als voor de ontvanger volgens de uitvinding.

In de ontvanger volgens fig. 1 wordt het ingangssignaal toegevoerd aan de positieve ingang van een aftrekschakeling 1 en aan de ingang van een laagdoorlaatfilter 2. De uitgang van het laagdoorlaatfilter 2 is verbonden met de negatieve ingang van de aftrekschakeling 1.

De uitgangssignaal van de aftrekschakeling 1 wordt toegevoerd aan een vergelijkschakeling 3 waarin dit signaal wordt toegevoerd aan de positieve ingangen van drie comparatoren 4,5 en 6. Tevens wordt het uitgangssignaal van de aftrekschakeling 1 toegevoerd aan een aanpasschakeling 17 waarin dit signaal wordttoegevoerd aan de positieve ingangen van comparatoren 18 en 19. Aan de negatieve ingangen van de comparatoren 4,5 en 6 worden drempelspanningen 2Vr en -2Vr toegevoerd die afkomstig zijn van een referentieschakeling 8.

De uitgangen van de comparatoren 4 en 6 zijn verbonden met de ingangen van een exclusieve-of poort 7. De uitgang van de exclusieve-of poort 7 en de uitgang van de comparator 5 vormen samen de uitgangen van de ontvanger met uitgangssignalen x en y.

De signalen x en y zijn tevens verbonden met twee stuuringangen van een selectieschakelaar 16 waarvan een contact a is verbonden met de uitgang van een operationele versterker 9, een verder contact b is verbonden met het verbindingspunt van weerstanden 11 en 12, een ander contact c is verbonden met het verbindingspunt van weerstanden 13 en 14 en een vierde contact d is verbonden met de uitgang van een inverterende integrator 24. Het centrale contact van de schakelaar 16 is verbonden met de negatieve ingang van de comparator 18.

De negatieve ingang van de comparator 19 is verbonden met een nulpotentiaal. De uitgangen van comparatoren 18 en 19 zijn verbonden met de ingangen van een exclusieve-of poort 20. De uitgang van de exclusieve-of poort 20 is verbonden met de stuuringang van een wisselschakelaar 22 en met de ingang van een exclusieve-of poort 21. De andere ingang van exclusieve-of poort 21 is verbonden met de uitgang van de exclusieve-of poort 7. De uitgang van de exclusieve-of poort 21 is verbonden met de stuuringang van de wisselschakelaar 23.

De positieve voedingsspanning +Vdd is verbonden met een contact b van de wisselschakelaar 22 en de negatieve voedingsspanning -Vdd is verbonden met een contact a van de wisselschakelaar 22. Het centrale contact van de wisselschakelaar 22 is verbonden met een contact b van een wisselschakelaar 23, terwijl een contact a van de wisselschakelaar 23 is verbonden met de nulpotentiaal. Het centrale contact van de wisselschakelaar 23 is verbonden met de ingang van de inverterende integrator 24 die bestaat uit een weerstand 25, een condensator 26 en een operationele versterker 27. De ingang van de inverterende integrator 24 wordt gevormd door een zijde van de weerstand 25, terwijl de andere zijde van de weerstand 25 is verbonden met de inverterende ingang van de operationele versterker 27. Deze inverterende ingang is tevens verbonden met een zijde van de condensator 26. De andere zijde van de condensator 26 is verbonden met de uitgang van de operationele versterker 27, welke uitgang tevens de uitgang van de integrator 24 vormt. De niet-inverterende ingang van de operationele versterker 27 is verbonden met de nul potentiaal.

De uitgang van de inverterende integrator 24 is verbonden met de ingang van het referentiecircuit 8 waarin deze uitgang is verbonden met een weerstandsketen bestaande uit onderling gelijke weerstanden 10, 11, 12, 13, 14 en 15. Het verbindingspunt tussen de weerstanden 12 en 13 is verbonden met de inverterende ingang van een operationele versterker 9. De niet-inverterende ingang van operationele versterker 9 is verbonden met de nulpotentiaal. Op het verbindingspunt tussen de weerstanden 10 en 11 is de spanning -2Vr beschikbaar. Op het verbindingspunt tussen de weerstanden 11 en 12 is de spanning -Vr beschikbaar. Op het verbindingspunt tussen de weerstanden 13 en 14 is de spanning Vr beschikbaar. Op het verbindingspunt tussen de weerstanden 14 en 15 is de spanning 2Vr beschikbaar.

In fig. 1 wordt er van uitgegaan dat het ingangssignaal een vierwaardig signaal is met de symboolwaarden -3, -1, +1 en +3, dat symmetrisch is rondom een referentiewaarde, en waarbij de symbolen gemiddeld even vaak voorkomen. Door het laagdoorlaatfilter 2 wordt de referentiewaarde van het ingangssignaal bepaald. Door met behulp van aftrekschakeling 1 deze referentiewaarde af te trekken van het ingangssignaal wordt een symmetrisch signaal met een gemiddelde waarde 0 verkregen.

Dit symmetrische signaal wordt toegevoerd aan de vergelijkschakeling 3 waarin het door middel van drie comparatoren 4,5 en 6 wordt vergeleken met drempelspanningen 2Vr, 0 en -2Vr die afgeleid worden van een referentiesignaal (3Vr) door de referentieschakeling 8. Hierbij heeft Vr een positieve waarde. Het uitgangssignaal van de comparatoren is gelijk aan logische waarde "1" indien de spanning op de positieve ingang groter is dan de spanning op de negatieve ingang en is gelijk aan logische waarde "0“indien de spanning op de positieve ingang kleiner is dan de spanning op de negatieve ingang.

Indien het symmetrische signaal kleiner is dan -2Vr zullen de uitgangssignalen van de comparatoren 4,5 en 6 gelijk zijn aan logische waarde "0". Omdat de uitgangen van de comparatoren 4 en 6 verbonden zijn met de ingang van de exclusieve-of poort 7 zal het uitgangssignaal van de exclusieve-of poort 7 en dus het signaal x gelijk zijn aan logische waarde "0". Het uitgangssignaal y is eveneens gelijk aan logische waarde "0*. Er wordt nu besloten dat het uitgangssymbool gelijk is aan -3.

Indien het symmetrische signaal groter is dan -2Vr maar kleiner is dan 0, zullen de uitgangssignalen van de comparatoren 4 en 5 gelijk zijn aan logische waarde "0" en zal het uitgangssignaal van de comparator 6 gelijk zijn aan logische waarde "1". Omdat de ingangssignalen van de exclusieve-of poort 7 nu verschillend zijn zal het uitgangssignaal x nu gelijk aan logische waarde “1" zijn. Het uitgangssignaal y zal gelijk zijn aan logische waarde "0". Er wordt nu besloten dat het uitgangssymbool gelijk aan -1

Indien het symmetrische signaal groter is dan 0 maar kleiner is dan 2Vr, zullen de uitgangssignalen van de comparatoren 5 en 6 gelijk zijn aan logische waarde "1" en zal het uitgangssignaal van comparator 4 gelijk zijn aan logische waarde "0". Het signaal x zal nu gelijk zijn aan logische waarde "1". Het uitgangssignaal y zal ook gelijk zijn aan logische waarde "1". Er wordt nu besloten dat het uitgangssymbool nu gelijk is aan +1.

Als het symmetrische signaal groter is dan 2Vr dan zullen de uitgangssignalen van de comparatoren 4,5 en 6 gelijk zijn aan logische waarde "1". Het uitgangssignaal x zal nu gelijk zijn aan logische waarde "O" terwijl het uitgangssignaal y gelijk zal zijn aan logische waarde "1". Er wordt nu besloten dat het uitgangssymbool gelijk is aan +3.

In de tabel in fig 2 is de logische waarde van de uitgangen x en y als functie van het uitgangssymbool gegeven.

De uitgangssignalen x en y worden eveneens aan de stuuringangen van de selectieschakelaar 16 toegevoerd. In tabel 2 is ook aangegeven in welke stand de schakelaar 16 staat als functie van de signalen x en y. Indien een symbool -3 ontvangen wordt, staat de schakelaar 16 in stand a en staat op het centrale contact een geregenereerd signaal -3Vr. Indien een symbool -1 ontvangen wordt, staat de schakelaar 16 in stand b en staat op het centrale contact een geregenereerd signaal -Vr. Bij een ontvangen symbool +1 staat de schakelaar 16 in stand c en staat op het centrale contact een geregenereerd signaal Vr. Bij een ontvangen symbool +3 staat op het centrale contact een geregenereerd signaal 3Vr.

Het geregenereerde signaal wordt in de aanpasschakeling 17 door middel van de comparator 18 vergeleken met het symmetrische signaal. Indien het symmetrische signaal groter is dan het geregenereerde signaal is het uitgangssignaal van de comparator 18 gelijk aan logische waarde "1". Indien het symmetrische signaal kleiner is dan het geregenereerde signaal is het uitgangssignaal van de comparator 18 gelijk aan logische waarde "0*. Als het symmetrische signaal groter is dan 0 is het uitgangssignaal van de comparator 19 gelijk aan 1 en als het symmetrische signaal kleiner is dan 0, is het uitgangssignaal van de comparator 19 gelijk aan logische waarde "0". In de situatie dat, het symmetrisch signaal groter is dan het geregenereerd signaal en tevens het symmetrisch signaal positief is of dat het symmetrisch signaal kleiner is dan het geregenereerd signaal en tevens het symmetrisch signaal negatief is, zal het uitgangssignaal z van de exclusieve-of poort 20 gelijk zijn aan logische waarde "0" ten teken dat het referentiesignaal verhoogd dient te worden. In de situatie dat, het symmetrisch signaal kleiner is dan het geregenereerd signaal en tevens het symmetrisch signaal positief is of dat het symmetrisch signaal groter is dan het geregenereerd signaal en tevens het symmetrisch signaal negatief is, zal het uitgangssignaal z van de exclusieve-of poort 20 gelijk zijn aan logische waarde "1" ten teken dat het referentiesignaal verlaagd dient te worden.

De schakelaar 22 staat in stand a indien het uitgangssignaal z van de exclusieve-of poort 20 gelijk is aan logische waarde "1” en staat in stand b indien het uitgangssignaal z van de exclusieve-of poort 20 gelijk is aan logische waarde "0". Wanneer de schakelaar 23 in stand b staat zal indien het uitgangssignaal z van de exclusieve-of poort 20 gelijk is aan logische waarde *1", de ingang van de inverterende integrator 24 verbonden zijn met de positieve voedingsspanning en zullen het referentiesignaal en de beslissingsdrempels, verlaagd worden. Indien het uitgangssignaal z van de exclusieve-of poort 20 gelijk is aan logische waarde "0" is de ingang van de inverterende integrator 24 verbonden met de negatieve voedingsspanning en zullen het referentiesignaal en de beslissingsdrempels verhoogd worden.

Volgens de uitvindingsgedachte kunnen de ontvangen symbolen -3 en +3 in een eerste klasse worden ingedeeld en kunnen de ontvangen symbolen -1 en +1 in een tweede klasse ingedeeld worden, waarbij in klasse 1 een verlaging van het referentiesignaal verhinderd wordt en in klasse 2 een verhoging van het referentiesignaal verhinderd wordt. Dit verhinderen wordt gerealiseerd door schakelaar 23 in stand a te plaatsen door een logisch "1* signaal aan zijn stuuringang aan te bieden zodat de ingangsspanning van de inverterende integrator 24 gelijk wordt aan 0 waardoor het referentiesignaal constant blijft.

Uit de tabel in fig. 2 volgt dat indien een ontvangen symbool in de eerste klasse is ingedeeld het signaal x gelijk aan logische waarde "0" en dat indien het ontvangen symbool in de tweede klasse is ingedeeld het signaal x gelijk is aan logische waarde "1". Het uitgangssignaal van de exclusieve-of poort 21 zal gelijk zijn aan logische waarde "1", ten teken dat de aanpassing van het referentiesignaal verhinderd dient te worden indien het het ontvangen symbool in klasse 1 is ingedeeld (x=0) en het uitgangssignaal van de exclusieve-of poort 20 een verlaging van het referentiesignaal aangeeft (z=1) en indien het ontvangen symbool is ingedeeld in klasse 2 (x=1) en het uitgangssignaal van de exclusieve-of poort 20 een verhoging van het referentiesignaal aangeeft (z=0).

De inverterende integrator 24 bestaat uit een weerstand 25, een condensator 26 en een operationele versterker 27. Volgens een welbekende eigenschap van een teruggekoppelde operationele versterker, zorgt de operationele versterker 27 ervoor dat het spanningsverschil tussen zijn ingangen gelijk blijft aan 0. Hierdoor zal de stroom i die door de weerstand 25 vloeit ook door de condensator 26 vloeien en de condensator 26 opladen waardoor op de uitgang van de operationele versterker 27 een uitgangsspanning ontstaat die evenredig is met de geïntegreerde waarde van de stroom i en die dus ook evenredig is met de geïntegreerde waarde van de ingangsspanning van de integrator 24.

De referentieschakeling 8 genereert uit het referentiesignaal (3Vr) de drempelspanningen -2Vr, 0 en 2Vr die nodig zijn voor de vergelijkschakeling 3 en de spanningen -3Vr, -Vr,

Vr en 3Vr die nodig zijn voor het opwekken van het geregenereerde symbool.

Doordat de operationele versterker 9 het verschil tussen zijn ingangsklemmen gelijk aan nul zal sturen, zal de spanning op het verbindingspunt van de weerstanden 12 en 13 gelijk zijn aan 0. Indien aangenomen wordt dat de schakelaar 16 geen belasting vormt voor de weerstandsketen, zal in de weerstanden 10, 11, 12, 13, 14 en 15 een gelijke stroom vloeien en zal dus ook over deze weerstanden een gelijke spanning staan. De spanning over ieder van deze weerstanden is gelijk aan Vr. Op de verbindingspunten van de weerstanden zijn dan de gewenste spanningen 3Vr, 2Vr, Vr, 0, -Vr, -2Vr en -3Vr aanwezig.

In de ontvanger volgens fig. 3 wordt het ingangssignaal toegevoerd aan een analoog-digitaalomzetter 30. Aan de analoog-digitaalomzetter 30 wordt ook een kloksignaal met frequentie 1/T toegevoerd. De uitgang van de analoog-digitaalomzetter 30 is verbonden met adaptieve signaalconditioneringsmiddelen 31 die in dit uitvoeringsvoorbeeld bestaan uit een beslissingsteruggekoppelde intersymboolinterferentiecompensator 31. [ Eng: decision feedback intersymbol interference equaliser] De uitgang van de compensator 31 is verbonden met een ingang van een symbooldetector 32. Aan de uitgang van de symbooldetector 32 is het uitgangssymbool C beschikbaar. De symbooldetector 32 heeft bovendien een andere uitgang die is verbonden met de compensator 31.

In fig. 3 wordt het ingangssignaal toegevoerd aan de analoog-digitaalomzetter 30 om het analoge ingangssignaal te bemonsteren met een frequentie die gelijk is aan de symboolsnelheid 1/T en om te zetten in een digitaal signaal zodat de verdere signaalbewerking digitaal kan geschieden. De uitgangsmonsters van de analoog-digitaalomzetter 30 worden toegevoerd aan de adaptieve beslissingsteruggekoppelde intersymboolinterferentiecompensator 31 die de in het ontvangen signaal aanwezige intersymboolinterferentie reproduceert aan de hand van de ontvangen symbolen, en vervolgens deze gereproduceerde intersymboolinterferentie van het ontvangen signaal aftrekt.Hierdoor is aan de uitgang van de intersymboolinterferentiecompen sator 31 een signaal beschikbaar dat vrijwel vrij is van intersymboolinterferentie waardoor een betere beslissing over de logische waardevan het ontvangen symbool mogelijk is. Het uitgangssignaal van de compensator 31 wordt toegevoerd aan een symbooldetector 32. De symbooldetector 32 kan worden geïmplementeerd met behulp van een signaalprocessor van het type PCB5010.

De functie van symbooldetector 32 wordt gerealiseerd door een programma voor een dergelijke processor waarvan het stroomschema getoond wordt in fig. 4 waar de genummerde instructies de betekenis hebben zoals aangegeven is in de onderstaande tabel.

NUMMER INSCHRIFT BETEKENIS

42 START Initialisatie. Alle variabelen worden gelijk aan 0 gemaakt.

43 REF:=5 De variabele REF wordt gelijk gemaakt aan een klein positief getal δ.

44 NEXT Er wordt gewacht op een volgend symbool.

45 jS^|>REF Monster S^ wordt met variabele REF

vergeleken.

46 |SjJ>2*REF Monster S^ wordt met 2* variabele REF

vergeleken.

47 C:=SGN(S^) variabele C (het uitgangssymbool ) wordt gelijk aan de signumfunctie van monster S^ gemaakt.

48 Sr:=C*REF/2 Het gereconstrueerde signaal wordt uit het uitgangssymbool C en de variabele REF berekend.

49 D:=S^-Sr Het verschil tussen het monster S^ en het gereconstrueerd signaal Sr wordt berekend.

50 CD < 0 Het product van het uitgangssymbool C

en het verschil D wordt met nul vergeleken.

51 REF*(1“θ0 De variabele REF wordt verlaagd.

52 C:=3*SGN(S^) Het ontvangen symbool C wordt gelijk aan 3* de signumfunctie van het monster S^ gemaakt.

53 LOCK De aanpassing van de adaptieve intersymbool- interferentiecompensator wordt geblokkeerd.

54 C:=5*SGN(S^) Het ontvangen symbool C wordt gelijk aan 5* de signumfunctie van het monster gemaakt.

55 Sr:=C*REF/2 Het gereconstrueerde signaal wordt uit het ontvangen symbool C en de variabele REF berekend.

56 D:=S£-Sr Het verschil tussen monster en het gereconstrueerd signaal Sr wordt berekend.

57 CD > 0 Het product van het uitgangssymbool C en het verschil D wordt met nul vergeleken.

58 REF*(1+a) Het referentieniveau REF wordt verhoogd.

In fig. 4 wordt er van uitgegaan dat het ingangssignaal een zeswaardig signaal is met symboolwaarden -5, -3, -1, +1, +3 en +5 dat een gemiddelde waarde 0 heeft. Bij het starten van het programma wordt in de instructie 42 alle gebruikte variabelen op nul gezet om een duidelijk gedefinieerde uitgangstoestand te verkrijgen. In instructie 43 wordt de variabele REF , waaruit de beslissingsdrempels worden afgeleid, gelijk gemaakt aan een klein positief getal δ. In de instructie 44 wordt gewacht op een monster Si van het ingangssignaal.

In de instructie 45 wordt de absolute waarde van het monster Si vergeleken met het referentiesignaal REF. Indien de absolute waarde van het monster Si kleiner is dan het referentiesignaal REF, wordt het monster Si ingedeeld in klasse 1. Indien de absolute waarde van het monster Si groter is dan het referentiesignaal REF, dan wordt in instructie 46 de absolute waarde van het monster Si vergeleken met het signaal 2REF. Wanneer de absolute waarde van het monster Si kleiner is dan 2REF wordt het monster Si ingedeeld in klasse 3 en anders wordt het monster ingedeeld in klasse 2.

Voor de monsters die in klasse 2 ingedeeld worden, wordt de bepaling van de symboolwaarde en het aanpassen van het referentiesignaal REF uitgevoerd in de instructies 47, 48, 49, 50 en 51. Omdat de absolute waarde van het symbool in klasse 2 altijd gelijk is aan 1, hoeft aan deze absolute waarde alleen nog het teken toegevoegd te worden. Dit wordt gedaan door instructie 47 waar de symboolwaarde C bepaald wordt door de signumfunctie van het monster Si te bepalen. In instructie 48 wordt vervolgens het gereconstrueerde signaal Sr bepaald en in instructie 49 wordt het verschil D tussen het ingangsmonster Si en het gereconstrueerde signaal Sr bepaald.

Het referentiesignaal REF zou verhoogd moeten worden indien het verschil D en het ontvangen symbool C positief zijn of indien C en D negatief zijn en het referentieniveau zou verlaagd moeten worden indien een van de signalen C of D positief is en het andere signaal negatief is.

Omdat volgens de uitvindingsgedachte voor symbolen in klasse 2 een verhoging van het referentiesignaal verhinderd moet worden, wordt in instructie 50 het product van C en D vergeleken met 0. Is dit product groter dan nul dan betekent dit dat er een verhoging van het referentiesignaal zou moeten plaatsvinden en wordt de aanpassing niet uitgevoerd en wordt gesprongen naar instructie 53 die de aanpassing van de intersymboolinterferentiecompensator31 blokkeert, teneinde een foutieve aanpassing hiervan te voorkomen. Daarna wordt terug gesprongen naar instructie 44.

In het product van C en D echter negatief, dan moet de verlaging van het referentiesignaal worden uitgevoerd. Dit gebeurt in instructie 51 waar het referentiesignaal wordt vermenigvuldigd met een factor (1-ot), waarbij α een klein positief getal (<1) is. Om te voorkomen dat de beslissingsdrempels sterk fluctueren ten gevolge van incidentele verstoringen van het ingangssignaal van de ontvanger, worden deze beslissingsdrempels geleidelijk aangepast.

Voor de monsters die in klasse 3 ingedeeld worden, wordt de bepaling van de symboolwaarde en het aanpassen van het referentiesignaal REF uitgevoerd in de instructies 52 en 53. Omdat de absolute waarde van het symbool in klasse 3 altijd gelijk is aan 3, hoeft aan deze absolute waarde alleen nog het teken toegevoegd te worden. Dit wordt gedaan door instructie 52 waar hetuitgangssymbool C bepaald wordt door de signumfunctie van het ingangsmonster te vermenigvuldigen met 3.

Omdat volgens de uitvindingsgedachte voor symbolen in klasse 3 geen aanpassing van het referentiesignaal mag plaats vinden wordt het referentieniveau niet aangepast. In instructie 53 wordt een signaal afgegeven ter blokkering van de aanpassing van de intersymboolinterferentiecompensator 31.

Voor de ingangsmonsters die in klasse 1 ingedeeld worden, wordt de bepaling van de symbolwaarde en het aanpassen van het referentiesignaal REF uitgevoerd in de instructies 54, 55, 56, 57 en 58. Omdat de absolute waarde van het symbool in klasse 1 altijd gelijk is aan 5, hoeft aan deze absolute waarde alleen nog het teken toegevoegd te worden. Dit wordt gedaan door instructie 54 waar de symboolwaarde C bepaald wordt door de signumfunctie van het ingangsmonster te vermenigvuldigen met 5. In instructie 55 wordt vervolgens het gereconstrueerde signaal Sr bepaald en in instructie 56 wordt het verschil D tussen het ingangsmonster en het gereconstrueerde signaal Sr bepaald.

Het referentiesignaal REF zou verhoogd moeten worden indien het verschil D en het ontvangen symbool C positief zijn of indien beide signalen negatief zijn; het referentieniveau zou verlaagd moeten worden indien een van de signalen C of D positief is en het andere signaal negatief is.

Omdat volgens de uitvindingsgedachte voor symbolen in klasse 1 een verlaging van het referentiesignaal verhinderd moet worden, wordt in instructie 50 het product van C en D vergeleken met 0. Is dit product kleiner dan nul dan betekent dit dat er een verlaging van het referentiesignaal zou moeten plaatsvinden en wordt de aanpassing niet uitgevoerd en wordt in instructie 53 de aanpassing van de intersymboolinterferentiecompensator 31 geblokkeerd, alvorens terug te springen naar instructie 44. Is het product van C en D echter negatief, dan moet de verhoging van het refentiesignaal worden uitgevoerd. Dit gebeurt in instructie 51 waar het referentiesignaal wordt vermenigvuldigd met een factor (1+a) (a<1).

In fig. 5 is in curve a het relatieve verschil e tussen de actuele beslissingsdrempels en de optimale beslissingsdrempels uitgezet tegen de tijd voor de bekende ontvanger. In curve b is dit verschil uitgezet voor een ontvanger volgens de uitvinding. In beide curves is uitgegaan van dezelfde reeks gezonden symbolen.

Het is duidelijk te zien dat bij de bekende ontvanger bij een gegeven reeks van ingangssymbolen het verschil e groot blijft waardoor er voortdurend foutieve beslissingen over de logische waarde van het uitgangssymbool genomen worden. Bij de ontvanger volgens de uitvinding neemt het verschil e snel af tot een zeer kleine waarde.

Claims

1. Ontvanger voor meerwaardige digitale signalen die is voorzien van vergelijkmiddelen die de waarde van een ingangssignaal ten opzichte van een referentiewaarde vergelijken met een aantal beslissingsdrempels en die als resultaat van die vergelijking een uitgangssymbool genereren, die voorzien is van middelen om uit het uitgangssymbool en de beslissingsdrempels een geregenereerd signaal op te wekken, die is voorzien van middelen om uit het verschil tussen de absolute waarde van het ingangssignaal ten opzichte van de referentiewaarde en de absolute waarde van het geregenereerde signaal een foutsignaal op te wekken en die is voorzien van referentiemiddelen om uit het foutsignaal de beslissingsdrempels af te leiden, met het kenmerk dat de ontvanger is voorzien van classificatiemiddelen die op grond van de logische waarde van het uitgangssymbool, het uitgangssymbool indelen in telkens een van een aantal klassen en dat de ontvanger is voorzien van middelen om de beslissingsdrempels al dan niet aan te passen in afhankelijkheid van de klasse waarin het uitgangssymbool is ingedeeld.

2. Ontvanger volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het uitgangssymbool in een eerste klasse wordt ingedeeld indien de absolute waarde van het uitgangssymbool gelijk is aan de maximale logische waarde die het uitgangssymbool kan aannemen en dat het symbool in een tweede klasse wordt ingedeeld indien de absolute waarde van het uitgangssymbool de minimale positieve logische waarde heeft die het uitgangssignaal kan aannemen en dat alle overige uitgangssymbolen in een derde klasse worden ingedeeld.

3. Ontvanger volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het uitgangssymbool in een eerste klasse wordt ingedeeld indien de absolute waarde van het uitgangssymbool gelijk is aan de maximale logische waarde die het uitgangssymbool kan aannemen en dat het uitgangssymbool in een tweede klasse wordt ingedeeld indien de absolute waarde van het uitgangssymbool de minimale positieve logische waarde heeft die het uitgangssignaal kan aannemen en dat een deel van de overige uitgangssymbolen in de eerste klasse wordt ingedeeld en de rest van de overige uitgangssymbolen in de tweede klasse wordt ingedeeld.

4 Ontvanger volgens conclusie 3 met het kenmerk dat in de eerste en de tweede klasse evenveel uitgangssymbolen ingedeeld zijn.

5. Ontvanger volgens conclusie 2,3 of 4 met het kenmerk dat indien het uitgangssymbool in de eerste klasse wordt ingedeeld de beslissingsdrempels worden verhoogd indien de absolute waarde van het het geregenereerd signaal kleiner is dan de absolute waarde van het ingangssignaal ten opzichte van de referentiewaarde en dat de beslissingsdrempels gelijk gehouden worden indien de absolute waarde van het geregenereerd signaal groter is dan de absolute waarde van het ingangssignaal ten opzichte van de referentiewaardeen dat indien het uitgangssymbool in de tweede klasse wordt ingedeeldde beslissingsdrempels worden verlaagd indien de absolute waarde van het geregenereerd signaal groter is dan de absolute waarde van het ingangssignaal ten opzichte van de referentiewaarde en dat de beslissingsdrempels gelijk gehouden worden indien de absolute waarde van het geregenereerd signaal kleiner is dan de absolute waarde van het ingangssignaal ten opzichte van de referentiewaarde.

6. Ontvanger volgens conclusie 2 met het kenmerk dat indien het uitgangssymbool in de derde klasse is ingedeeld de beslissingsdrempels constant gehouden worden.

7. Ontvanger volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de ontvanger is voorzien van adaptieve signaalconditioneringsmiddelen waarbij de aanpassing van deze adaptieve signaalconditioneringsmiddelen wordt geblokkeerd indien de beslissingsdrempels constant gehouden worden.