СПОСОБ НАСТРОЙКИ ЦИФРОВОГО ФАЗОВОГО КОРРЕКТОРА
ADJUSTMENT METHOD OF DIGITAL PHASE CORRECTOR

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано как для коррекции фазо-частотных искажений, так и для создания устройств, изменяющих фазовый спектр сигналов.
НАСТР
n
с
KC
c
Известен способ настройки фазового корректора [1], при котором сигнал настройки x(t) в виде периодической последовательности импульсов малой длительности (длительность импульсов намного меньше периода следования импульсов, частота ω следования которых кратна частоте ω среза канала связи) подают на вход канала связи, выходной сигнал канала связи, пропорциональный импульсной характеристике h(t) канала связи, синхронно стробируют с интервалом Δt=π/ω, нормируют и в виде последовательности отсчетов (h(n), -m≤n≤m)
-m
-1
0
+l
m
-m
0
1
m
где h, …; h - импульсы преддействия,h - основное осчетное значение,h, …; h - импульсы последействия, подают на вход фазового корректора, имеющего 2m линий задержек и 2m регулируемых коэффициентов α(n) (α(n)={α; …; α; α; …; α}). 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.
НАСТР
KC
1
u∂
u∂
u∂
1
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(t) в виде периодической последовательности импульсов малой длительности, получают сигнал с выхода канала связи, пропорциональный импульсной характеристике h(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 α(n) фазового корректора, из последовательности отсчетов импульсной характеристики канала связи h(n) формируют левоциркулянтную матрицу [H], определяют дискретный спектр H(jkΩ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы [Н], определяют дискретный спектр H(jkΩ) (ДПФ) последовательности отсчетов идеальной импульсной характеристики h(n) канала связи и фазового корректора, определяют дискретный спектр A(jkΩ) (ДПФ) коэффициентов фазового корректора делением дискретного спектра H(jkΩ) (ДПФ) последовательности отсчетов идеальной импульсной характеристики канала связи и фазового корректора на дискретный спектр H(jkΩ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы [H], определяют коэффициенты фазового корректора α(n) обратным ДПФ дискретного спектра A(jkΩ) коэффициентов.
ПР
ВЫХКС
ВЫХКС
ВЫХФК
ВЫХФК
ВЫХФК
ПР
lBЫXKC
BЫXKC
BЫXФК
BЫXФК
ФК
BЫXФК
lBЫXKC
BЫXKC
ФК
1
Поставленная цель настройки фазового корректора в адаптивном режиме достигается тем, что во время паузы на вход линии связи подают пробный дискретный сигнал х(n), на выходе канала связи получают дискретный сигнал у(n), на основе которого формируют левоциркулянтную матрицу [Y], определяют выходной сигнал у(n) фазового корректора, определяют приращения выходного сигнала Δу(n) фазового корректора как разности последовательности отсчетов выходного сигнала у(n) фазового корректора и последовательности отсчетов пробного входного сигнала x(n), определяют дискретный спектр Y(jkΩ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы [Y], определяют дискретный спектр ΔY(jkΩ) (ДПФ) приращений выходного сигнала Δу(n) фазового корректора, определяют дискретный спектр ΔA(jkΩ) (ДПФ) приращений коэффициентов фазового корректора делением дискретного спектра ΔY(jkΩ) (ДПФ) приращений выходного сигнала фазового корректора на дискретный спектр Y(jkΩ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы [Y] канала связи, определяют приращения Δα(n) коэффициентов α(n) обратным ДПФ дискретного спектра ΔA(jkΩ) приращений коэффициентов, определяют новые коэффициенты α(n) фазового корректора как разность значений имеющихся коэффициентов α(n) и значений приращений Δα(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
1
Определяем дискретный спектр H(jkΩ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы
ВЫХФК
Определяем выходной сигнал у(n) настроенного фазового корректора в виде последовательности отсчетов идеальной импульсной характеристики
u∂
Определяем дискретный спектр H(jkΩ) (ДПФ) последовательности отсчетов идеальной импульсной характеристики (6)
u∂
1
Определяем дискретный спектр A(jkΩ) (ДПФ) коэффициентов фазового корректора делением дискретного спектра H(jkΩ) (ДПФ) последовательности отсчетов идеальной импульсной характеристики канала связи и фазового корректора на дискретный спектр H(jkΩ) (ДПФ) первого столбца левоциркулянтной матрицы
Определяем коэффициенты фазового корректора α(n) обратным ДПФ дискретного спектра A(jkΩ) коэффициентов
ПР
Для проверки правильности найденных коэффициентов фазового корректора подадим на вход канала связи пробный сигнал х(n) в виде последовательности отсчетов
ПР
Количество отсчетов N пробного сигнала должно удовлетворять соотношению вида
h
hy
где N, N - соответственно количество отсчетов импульсной характеристики до и после ее удлинения.
ВЫХКСПР
Определяем пробный выходной сигнал у(n) на выходе канала связи по методу круговой свертки
ВЫХКСПР
Составляем левоциркулянтную матрицу [Y]
ВЫХФКПР
Умножаем матрицу (13) на матрицу -столбец (9) коэффициентов, получаем пробный выходной сигнал у на выходе фазового корректора
ВЫХФКПР
ПР
Сравниваем отсчеты пробного выходного сигнала у (n) с отсчетами пробного входного сигнала х(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)
ПР
х(n)={-0.5; 1; +0.5}
ВЫХКС
Определяем дискретный сигнал на выходе канала связи у(n)
ВЫХКС
ВЫХКС
Составим из элементов дискретного сигнала у{n) (17) левоциркулянтную матрицу [Y] вида
ВЫХФК
Определяем выходной сигнал у(n) фазового корректора, умножая матрицу (18) на матрицу- столбец (9) коэффициентов
ВЫХФК
ВЫХФК
ПР
Определяем приращение отсчетов Δу(n) выходного сигнала фазового корректора как разность отсчетов выходного сигнала у(n) (19) фазового корректора во время паузы и последователности отсчетов пробного входного сигнала х(n) (10)
ВЫХФК
Определяем дискретный спектр ΔY(jkΩ) (ДПФ) приращений отсчетов выходного сигнала фазового корректора
1ВЫХКС
Определяем дискретный спектр Y(jkΩ) первого столбца левоциркулянтной матрицы (18)
ВЫХФК
lВЫХКС
Определяем дискретный спектр ΔA(jkΩ) приращений коэффициентов фазового корректора делением дискретного спектра ΔY(jkΩ) (ДПФ) (21) приращений отсчетов выходного сигнала фазового корректора на дискретный спектр Y(jkΩ) первого столбца левоциркулянтной матрицы (22)
Применяем обратное дискретное преобразование Фурье (ОДПФ) к дискретному спектру ΔA(jkΩ) приращений коэффициентов(23) и определяем приращения коэффициентов Δα(n) фазового корректора
1
Определяем новые коэффициенты α(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
ВЫХКС
Дискретный сигнал на выходе канала связи у(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)
ВХ
Вычитая отсчеты выходного сигнала (29) фазового корректора из отсчетов входного сигнала 26 (с добавленными двумя нулями спереди и сзади) х(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.