способ настройки цифрового фазового корректора

Формула изобретения

Способ настройки цифрового фазового корректора, по которому на вход канала связи подают сигнал настройки x_настр (t) в виде периодической последовательности импульсов малой длительности, получают сигнал с выхода канала связи в виде последовательности отсчетов импульсной характеристики h(n), который подают на вход фазового корректора, на выходе фазового корректора получают сигнал, на основе которого формируют систему линейных уравнений, которую решают итерационным методом, и определяют коэффициенты, отличающийся тем, что формируют пробный дискретный сигнал x_пр(n), подают его на вход канала связи во время паузы между импульсами сигнала настройки x_наcтр(t), получают дискретный сигнал y_выхкс(n) на выходе канала связи и получают дискретный сигнал y_выхфк(n) на выходе фазового корректора, определяют приращения выходного дискретного сигнала у_выфк(n) фазового корректора как разности отсчетов выходного сигнала у_выхфк(n) фазового корректора и отсчетов пробного входного сигнала x_пр(n), формируют левоциркулянтную матрицу [Y_выхкс] выходного сигнала у_выхкс(n) канала связи, определяют дискретный спектр Y_1выхкс(jk ) первого столбца левоциркулянтной матрицы [Y_выхкс ], определяют дискретный спектр у_выхфк(n) приращений выходного сигнала у_выхфк(n) фазового корректора, определяют дискретный спектр А_фк(jk ) приращений коэффициентов фазового корректора делением дискретного спектра у_выхфк(n) приращений выходного сигнала фазового корректора на дискретный спектр Y_1выхкс(jk ), определяют приращения (n) коэффициентов (n) фазового корректора обратным ДПФ дискретного спектра А_фк(jk ) приращений коэффициентов фазового корректора, определяют новые коэффициенты 1(n) фазового корректора как разность значений имеющихся коэффициентов (n) и значений приращений (n) коэффициентов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано как для коррекции фазо-частотных искажений, так и для создания устройств, изменяющих фазовый спектр сигналов.

Известен способ настройки фазового корректора [1], при котором сигнал настройки x_НАСТР(t) в виде периодической последовательности импульсов малой длительности (длительность импульсов намного меньше периода следования импульсов, частота _n следования которых кратна частоте _с среза канала связи) подают на вход канала связи, выходной сигнал канала связи, пропорциональный импульсной характеристике h_KC(t) канала связи, синхронно стробируют с интервалом t= / _c, нормируют и в виде последовательности отсчетов (h(n), -m n m)

где h_-m, ; h_-1 - импульсы преддействия,h₀ - основное осчетное значение,h_+l, ; h_m - импульсы последействия, подают на вход фазового корректора, имеющего 2m линий задержек и 2m регулируемых коэффициентов (n) ( (n)={ _-m; ; ₀; ₁; ; _m}). На выходе фазового корректора формируют систему из 2m+1 линейных уравнений, которую решают итерационным методом и получают коэффициенты фазового корректора, которые соответствуют условию настройки.

Недостатками известного способа настройки фазового корректора является большое время и невысокая точность настройки, а также невозможность настройки фазового корректора в адаптивном режиме.

Целью заявляемого способа является уменьшение времени и повышение точности настройки фазового корректора, а также настройка фазового корректора в адаптивном режиме.

Поставленная цель уменьшения времени и повышения точности настройки достигается тем, что в известном способе настройки, по которому на вход канала связи подают сигнал настройки x_НАСТР(t) в виде периодической последовательности импульсов малой длительности, получают сигнал с выхода канала связи, пропорциональный импульсной характеристике h_KC(t) канала связи, стробируют, нормируют и в виде последовательности отсчетов импульсной характеристики h(n) подают на вход фазового корректора, на выходе получают сигнал у(n), на основе которого формируют систему линейных уравнений, которую решают итерационным методом и определяют коэффициенты (n) фазового корректора, из последовательности отсчетов импульсной характеристики канала связи h(n) формируют левоциркулянтную матрицу [H], определяют дискретный спектр H₁(jk ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы [Н], определяют дискретный спектр H_u (jk ) (ДПФ) последовательности отсчетов идеальной импульсной характеристики h_u (n) канала связи и фазового корректора, определяют дискретный спектр A(jk ) (ДПФ) коэффициентов фазового корректора делением дискретного спектра H_u (jk ) (ДПФ) последовательности отсчетов идеальной импульсной характеристики канала связи и фазового корректора на дискретный спектр H₁(jk ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы [H], определяют коэффициенты фазового корректора (n) обратным ДПФ дискретного спектра A(jk ) коэффициентов.

Поставленная цель настройки фазового корректора в адаптивном режиме достигается тем, что во время паузы на вход линии связи подают пробный дискретный сигнал х_ПР(n), на выходе канала связи получают дискретный сигнал у_ВЫХКС(n), на основе которого формируют левоциркулянтную матрицу [Y_ВЫХКС], определяют выходной сигнал у _ВЫХФК(n) фазового корректора, определяют приращения выходного сигнала у_ВЫХФК(n) фазового корректора как разности последовательности отсчетов выходного сигнала у_ВЫХФК(n) фазового корректора и последовательности отсчетов пробного входного сигнала x _ПР(n), определяют дискретный спектр Y_lBЫXKC(jk ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы [Y _BЫXKC], определяют дискретный спектр Y_BЫXФК(jk ) (ДПФ) приращений выходного сигнала у_BЫXФК(n) фазового корректора, определяют дискретный спектр A_ФК(jk ) (ДПФ) приращений коэффициентов фазового корректора делением дискретного спектра Y_BЫXФК(jk ) (ДПФ) приращений выходного сигнала фазового корректора на дискретный спектр Y_lBЫXKC(jk ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы [Y _BЫXKC] канала связи, определяют приращения (n) коэффициентов (n) обратным ДПФ дискретного спектра A_ФК(jk ) приращений коэффициентов, определяют новые коэффициенты ₁(n) фазового корректора как разность значений имеющихся коэффициентов (n) и значений приращений (n) коэффициентов.

Поясним предложенный способ настройки фазового корректора, позволяющий уменьшить время и повысить точность настройки на примере. Пусть канал связи имеет импульсную характеристику вида.

Для повышения точности оценивания частотных составляющих при применении дискретного преобразования Фурье (ДПФ) удлиним импульсную характеристику: добавим один нуль справа и один нуль слева, тогда

Составим из элементов импульсной характеристики (3) левоциркулянтную матрицу [Н] вида

Определяем дискретный спектр H ₁(jk ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы

Определяем выходной сигнал у_ВЫХФК (n) настроенного фазового корректора в виде последовательности отсчетов идеальной импульсной характеристики

Определяем дискретный спектр H _u (jk ) (ДПФ) последовательности отсчетов идеальной импульсной характеристики (6)

Определяем дискретный спектр A(jk ) (ДПФ) коэффициентов фазового корректора делением дискретного спектра H_u (jk ) (ДПФ) последовательности отсчетов идеальной импульсной характеристики канала связи и фазового корректора на дискретный спектр H₁(jk ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы

Определяем коэффициенты фазового корректора (n) обратным ДПФ дискретного спектра A(jk ) коэффициентов

Для проверки правильности найденных коэффициентов фазового корректора подадим на вход канала связи пробный сигнал х_ПР(n) в виде последовательности отсчетов

Количество отсчетов N_ПР пробного сигнала должно удовлетворять соотношению вида

где N_h, N_hy - соответственно количество отсчетов импульсной характеристики до и после ее удлинения.

Определяем пробный выходной сигнал у_{ВЫХКСПР} (n) на выходе канала связи по методу круговой свертки

Составляем левоциркулянтную матрицу [Y_{ВЫХКСПР}]

Умножаем матрицу (13) на матрицу -столбец (9) коэффициентов, получаем пробный выходной сигнал у_{ВЫХФКПР} на выходе фазового корректора

Сравниваем отсчеты пробного выходного сигнала у_{ВЫХФКПР} (n) с отсчетами пробного входного сигнала х_ПР(n), получаем максимальную ошибку отсчетов выходного сигнала, которая не превышает значения 0.001.

Поясним предложенный способ настройки фазового корректора в адаптивном режиме на примере.

Пусть импульсная характеристика канала связи изменилась и приняла вид

Для повышения точности оценивания частотных составляющих при применении дискретного преобразования Фурье (ДПФ) удлиним импульсную характеристику: добавим один нуль справа и один нуль слева, тогда

Подаем на вход канала связи пробный сигнал вида (10)

х_ПР(n)={-0.5; 1; +0.5}

Определяем дискретный сигнал на выходе канала связи у_ВЫХКС(n)

Составим из элементов дискретного сигнала у_ВЫХКС{n) (17) левоциркулянтную матрицу [Y_ВЫХКС ] вида

Определяем выходной сигнал у_ВЫХФК (n) фазового корректора, умножая матрицу (18) на матрицу- столбец (9) коэффициентов

Определяем приращение отсчетов у_ВЫХФК(n) выходного сигнала фазового корректора как разность отсчетов выходного сигнала у_ВЫХФК(n) (19) фазового корректора во время паузы и последователности отсчетов пробного входного сигнала х_ПР(n) (10)

Определяем дискретный спектр Y_ВЫХФК(jk ) (ДПФ) приращений отсчетов выходного сигнала фазового корректора

Определяем дискретный спектр Y _1ВЫХКС(jk ) первого столбца левоциркулянтной матрицы (18)

Определяем дискретный спектр A(jk ) приращений коэффициентов фазового корректора делением дискретного спектра Y_ВЫХФК(jk ) (ДПФ) (21) приращений отсчетов выходного сигнала фазового корректора на дискретный спектр Y_lВЫХКС(jk ) первого столбца левоциркулянтной матрицы (22)

Применяем обратное дискретное преобразование Фурье (ОДПФ) к дискретному спектру A(jk ) приращений коэффициентов(23) и определяем приращения коэффициентов (n) фазового корректора

Определяем новые коэффициенты ₁(n) фазового корректора как разность имеющихся значений коэффициентов (9) и значений приращений коэффициентов (24)

Для проверки эффективности работы предложенного способа подадим на вход канала связи последовательность вида

Дискретный сигнал на выходе канала связи у_ВЫХКС(n) имеет вид

На основе сигнала (27) сформируем левоциркулянтную матрицу

Определяем дискретный сигнал на выходе фазового корректора, умножив матрицу (28) на матрицу-столбец коэффициентов (25)

Вычитая отсчеты выходного сигнала (29) фазового корректора из отсчетов входного сигнала 26 (с добавленными двумя нулями спереди и сзади) х_ВХ(n)={0; 0;-0.4; 0.3; -0.2; 0;0} определяем ошибку отсчетов выходного сигнала, обусловленную погрешностью настройки коэффициентов фазового корректора

Видно, что ошибка отсчетов выходного сигнала находится на уровне шума квантования, что указывает на высокое качество предложенного способа настройки фазового корректора в адаптивном режиме.

Источники информаци

1. Д.А.Беркович, А.Ю.Лев. Система коррекции стандартных сигналов тональной частоты с автоматической настройкой. - М.: - Изд-во «Связь». - 1972. - 64 с.