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Filtro de fase para reducir los efectos de los componentes de ruido que alteran

Título: Filtro de fase para reducir los efectos de los componentes de ruido que alteran

Inventor/es: Desblache; Andre Eugene

Stern; Thomas Edwin

Thirion; Philippe Emmanuel

Fecha de solicitud: 27 de Julio de 1976

Resumen:
Un filtro de fase digital que incluye dos filtros de decisión conectaron en cascade o paralelos para minimizing los componentes de ruido en una fase recibida modularon señal digital. El primer filtro de decisión cancela el componente de ruido residual que representa la fase intercepta componente y el componente de cambio de la fase introducido por cambio de frecuencia, y el segundo filtro de decisión minimizes el componente de ruido aleatorio que representa fase jitter y ruido blanco.

Breve sumario:
FONDO DE LA INVENCIÓN

Esta invención relaciona a sistemas de transmisión de dato digitales y más particularmente, a un filtro de fase para reducir los efectos de los componentes de ruido que alteran las señales transmitieron a través de un sistema en qué la fase del transmitió las señales está modulada por valores discretos, en tiempo discreto.

Modulación de fase es una técnica ampliamente utilizado en sistemas de transmisión de los datos y una descripción detallada del mismo está proporcionado, por ejemplo, en "Transmisión de Datos" por W. R. Bennett y J. R. Davey, capítulo 10, McGraw-Cerro, Nueva York 1965 y "Principios de Comunicaciones de Datos" por R. W. Afortunado, J. Salz Y E. J. Weldon Jr., capítulo 9, McGraw-Cerro, Nueva York 1968. En aquellos sistemas de transmisión de dato digitales que utiliza modulación de fase, el dato digital para ser transmitido modular la fase de un transportista en muestreo o instantes particulares tiempo. El método de modulación directo, Modulación "de Fase Coherente llamada", consiste dentro haciendo una fase predeterminada valor absoluto para corresponder a un grupo de dato o carácter. Para caso, en un sistema de ocho fases, i.e., en un sistema en qué la fase de la señal transmitida puede suponer ocho valores discretos distintos, es posible de hacer la ocho fase valores absolutos .pi./8, 3.pi./8, . . . , 15.pi./8, respectivamente, para corresponder a los ocho caracteres 000, 001, 011, 010, 110, 111, 101 y 100 cuando mostrados en el esquema de HIGO. 1un. El método de modulación el más actualmente utilizado, Modulación "de Fase Diferencial llamada", consiste dentro haciendo un cambio de fase más que una fase valor absoluto para corresponder a un carácter. Siempre en un sistema de ocho fases, es posible de hacer variaciones de fase .DELTA..phi. = .pi./8, 3.pi./8, . . . , 15.pi./8 para corresponder a los ocho caracteres 000, 001, 011, . . . , 100. Este tipo de la modulación también puede ser ilustrada por el esquema de HIGO. 1un por tomar el valor de fase de la señal emitted en el muestreo de preceder tiempo cuando eje de referencia OX. El tan-la frecuencia cargadora modulada está enviada, a través de un medio de transmisión, a un auricular coupled thereto. En el auricular, el valor de fase de la señal recibida en tiempo de muestreo está detectado, y entonces el valor del dato transmitido está extraído therefrom. Esta extracción es generalmente hecho por comparar la fase de la señal recibida en un tiempo de muestreo dado con una fase de referencia disponible en el auricular o con la fase de la señal recibida en el muestreo de preceder tiempo según el uso de una detección coherente o diferencial, cuando descrito en el encima-referenced libros.

Es para ser anotado que modulación de fase tan brevemente descrito encima, no es el único un proceso para transmitir dato digital, en qué la fase del transmitió las señales representa el dato. Para caso, es el caso de la modulación de amplitud de la cuadratura una descripción de los cuales pueden ser encontrados en el encima-referenced libro por R. W. Et al afortunado, capítulo 7 y más particularmente dentro párrafo 7.1.5. Brevemente, la modulación de amplitud de la cuadratura consiste dentro modulando la amplitud de dos transportistas dentro cuadratura por valores discretos, dijo los transportistas que son emitted en el mismo tiempo. La mesa siguiente muestra la correspondencia entre los caracteres digitales, la amplitud de cada de los transportistas dentro cuadratura Un y B y la fase y la amplitud de la señal que resulta de la combinación de estos transportistas, en un ocho-el sistema estatal ilustrado por el esquema de HIGO. 1b.

______________________________________
Fase de Amplitud de Amplitud digital de caracteres
de Amplitud
de Un de B el resultado-
del
ing la señal que
resulta
señal
______________________________________
000 + 3 0 0 + 3
001 + 1 + 1 .pi./4 +.sqroot.2
011 0 + 3 2.pi./4 + 3
010 - 1 + 1 3.pi./4 +.sqroot.2
110 - 3 0 4.pi./4 + 3
111 - 1 - 1 5.pi./4 +.sqroot.2
101 0 - 3 6.pi./4 + 3
100 + 1 - 1 7.pi./4 +.sqroot.2
______________________________________


De esta mesa, aparece que, en este ejemplo, el dato puede ser directamente derivado del valor de la fase del emitted resultando señal.

Sería deseable si el emitted las señales tendrían que ser recibidas sin distorsión en el auricular. Dentro práctica, aun así, los medios de comunicación de transmisión introducen alborotos como intersymbol interferencia y los componentes de ruido principalmente debido a cambio de frecuencia, la fase intercepta, fase jitter y ruido blanco, el cual los alborotos alteran el emitted las señales cuándo transmitidas a través del medio de transmisión.

Intersymbol La interferencia es debido a una interacción entre sucesivo emitted señales, el cual la interacción está causada por amplitud y distorsiones de fase introdujeron por el medio de transmisión. Cuándo intersymbol interferencia appreciably afecta la calidad del recibió señales, está cancelado o reducido por un dispositivo apropiado llamó un Ecualizador". Dentro del alcance de esta invención, está supuesto que intersymbol la interferencia está cancelada por un ecualizador apropiado, tan necesario.

Cambio de frecuencia es un alboroto afectando el emitted señales cuándo están transmitidos a través de un medio de transmisión dentro cuál están entregados a un procesamiento intermedio y más particularmente, cuándo las líneas telefónicas están utilizadas como el medio de transmisión. Said el procesamiento intermedio principalmente incluye la transposición del emitted señales de una banda de frecuencia a otro tan requerido por la red pública. Un cambio de frecuencia f.sub.s Introduce un cambio de fase .phi..sub.s = 2.pi.f.sub.s t, donde t es el tiempo, el cual cambio de fase directamente afecta la fase de la señal recibida.

La fase intercepta es debido a la presencia de una diferencia entre la fase real de una frecuencia y la fase que corresponde a la frecuencia de fase de/canal ideal característica, en los fines del ancho de banda de frecuencia del canal de transmisión. Esta fase intercepta introduce una constante arbitraria en el valor de fase recibido.

Fase jitter resultados de una modulación de frecuencia de ruido aleatoria de las señales cuándo pasando a través del medio de transmisión. A menudo, es debido a la variación de las fuentes de poder de los dispositivos utilizaron para llevar a cabo el encima-procesamiento intermedio indicado.

El ruido blanco es debido al ruido aditivo en el medio de transmisión y al residual intersymbol interferencia. Está caracterizado por un espectro de frecuencia plano con contribuciones iguales para todas las frecuencias, pero en qué las varias frecuencias exhiben fases aleatorias.

Estos componentes de ruido haber prácticamente ningún efecto en la velocidad baja sistemas de transmisión de dato digitales pero evitar detección de dato correcto en sistemas de velocidad alta. En aquellos sistemas que utilizan modulación de fase, un aumento de la velocidad de transmisión es generalmente obtenido por creciente el número del distinto discreto valora cuáles pueden ser supuestos por la fase del emitted señal, los cuales aumentan aparece como disminución del vacío entre dos adjoining valores de fase. Para caso, en un sistema de cuatro fases, este vacío es de 90.Grado., pero es sólo de 22.5.Grado. En un sistema de dieciséis fases. Entonces es a menudo no posible de discriminar entre dos fase posible valores dentro presencia del varios encima-indicó los alborotos y él acontece imperativos de proporcionar un dispositivo para cancelar o reducir los efectos de estos componentes de ruido antes de detectar dato.

EE.UU. Pat. No. 3,855,539, Mar. archivado 16, 1973 en behalf de Alain Croisier, los cuales patentan está asignado al assignee de la invención presente, describe un método y un dispositivo para reducir los efectos de los componentes de ruido que alteran la fase de fase discreta moduló señales. Según este método, un valor de corrección está restado del valor de fase de señal recibido. El resultado de esta sustracción está multiplicado por un primer factor proporcional al número de valores discretos distintos que la fase del emitted la señal puede suponer. La parte integral de este producto representa el dato mientras la parte fraccionaria suele proporcionar valor de corrección dicha. valor de corrección del Said está obtenido por multiplicar parte fraccionaria dicha por un segundo factor y por integrar el resultado de esta última multiplicación. Controlando el valor del segundo factor habilita a minimize los efectos del varios encima-indicó componentes selectively. Aun así, este método muestra un drawback consistiendo en el hecho que la reducción del efecto de la fase jitter es necesariamente acompañado por una disminución del rendimiento con respetar al ruido blanco. Las curvas mostradas dentro HIGO. 3 de la patente encima indicada la aplicación habilita uno para apreciar la dificultad encontró para encontrar una disminución buena de fase jitter/aumento de ruido blanco compromise.

Uno de los objetos de esta invención es para vencer este drawback por proporcionar un filtro de fase óptimo para minimizing, los efectos de fase interceptan, cambio de frecuencia, fase jitter y el ruido blanco que altera la fase discreta moduló señales.

Otro objeto de esta invención es para proporcionar un adaptive filtro de fase que deja para reducir la fase jitter efecto a un mínimo, cualquier cosa la frecuencia de modulación del ruido que causa dicho jitter, puede ser.

Los objetos de esta invención son generalmente obtenidos por proporcionar un filtro de fase que incluye dos decisión filtra cuáles pueden ser enlazados a través de un cascade o una conexión paralela. El primer filtro de decisión cancela la fase intercepta componente y el componente de cambio de la fase introducido por el cambio de frecuencia, y el segundo filtro de decisión minimizes el componente aleatorio que representa fase jitter y ruido blanco. En el primer filtro de decisión, una primera señal de error que corresponde a un valor estimado de la fase intercepta y componentes de cambio de la fase está restado del valor de fase de la señal recibida. El resultado de esta primera sustracción está aplicado a un detector-separator cuál separa el dato y el componente de ruido residual. El componente de ruido residual está aplicado a un filtro lineal que genera de los componentes de ruido residuales anteriores, el valor estimado de la fase intercepta y componentes de cambio de la fase. En el segundo filtro de decisión, una segunda señal de error que corresponde a un valor estimado del componente aleatorio está restado del resultado de la primera sustracción. El resultado de esta segunda sustracción está aplicado a un detector-separator cuál fetches el dato y el componente aleatorio residual fuera. Said componente está aplicado a un lineal filtrar cuál genera de los componentes aleatorios residuales anteriores, el valor estimado del componente aleatorio. Cuándo la fase jitter las características son desconocidas o si están variando dentro tiempo, el valor estimado del componente aleatorio puede ser obtenido por un adaptive filtro predictivo.

Estos y otros objetos, las ventajas y las características de la invención presente acontecerán más fácilmente aparentes de la especificación siguiente cuándo tomada conjuntamente con los dibujos.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Según la invención presente, un filtro de fase está revelado qué minimizes los efectos de componentes de ruido que alteran el valor de la fase de una señal digital en un sistema de transmisión de dato digital en qué la fase de la señal digital puede suponer Q los valores distintos que representan el dato, con el filtro de fase que incluye dos filtros de decisión. El primer filtro de decisión cancela componentes de ruido residual que representan la fase intercepta componente y el componente de cambio de la fase introducido por cambio de frecuencia, y el segundo filtro de decisión minimizes el componente de ruido aleatorio que representa fase jitter y ruido blanco. El primer filtro de decisión incluye un primer medio para proporcionar una primera señal de diferencia dentro respuesta a tomar la diferencia entre la señal digital recibida y una primera señal de error que corresponde a un valor estimado del componente de ruido residual. También incluido es un primer detector qué es responsive a la primera señal de diferencia para separar la porción de dato de la porción de ruido residual de dicho primera señal de diferencia. Más allá incluido es un primer lineal filtrar cuál es responsive a la porción de ruido residual de la primera señal de diferencia para generar la primera señal de error. El segundo filtro de decisión incluye un segundo medio para proporcionar una segunda señal de diferencia dentro respuesta a tomar la diferencia entre la primera señal de diferencia y una segunda señal de error que corresponde a un valor estimado del componente de ruido aleatorio. También incluido es un segundo detector qué es responsive a la segunda señal de diferencia para separar la porción de dato de la porción de ruido aleatoria de la segunda señal de diferencia, con un dato la señal representativa que es proporcionado en una primera producción y un ruido aleatorio la señal representativa que es proporcionado en una segunda producción. Más allá incluido es un segundo lineal filtrar cuál es responsive al ruido aleatorio señal representativa para generar la segunda señal de error.

Nota: Traducción automatizada de una patente publicada en la oficina de patentes de EEUU. Ver texto original

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