SI9300043A

SI9300043A - Modem including an equalizer for amplitude jitter

Info

Publication number: SI9300043A
Application number: SI19939300043A
Authority: SI
Inventors: Mickey C. Rushing; Steven Ray Blackwell
Original assignee: Universal Data Systems, Inc.
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1993-09-30
Also published as: EP0624287B1; DE69330874T2; CA2128609C; JPH07504072A; DE69330874D1; EP0624287A1; WO1993015552A1; CA2128609A1; BR9305798A; EP0624287A4; US5434884A; ES2164654T3; CN1081550A; CN1032103C

Description

UNIVERSAL DATA S YSTEMS, INC.

Modem, ki vljučuje enoto za korekturo amplitude trepetanja

Predloženi izum se nanaša na aparat, ki sprejema komunikacijski signal, in vključuje, a ni omejen na aparat za kompenziranje sprejetega komunikacijskega signala za vsaj trepetanje amplitude, da se iz njega dobi modulirane digitalne podatke.

Danes se napravo za prenos podatkov (DCE), kot so npr. modemi, uporablja za prenašanje digitalnih podatkov med podatkovno terminalno napravo (DTE), kot so osebni računalniki, delovne postaje ipd., preko kanalov, kot so npr. telefonske linije. V nekaterih primerih se komunikacijski signal modulira, tako da vključuje digitalne podatke v obliki vlaka simbolov, ki temelji na vnaprej določeni prenosni konstelaciji signalnih točk. Vsaka signalna točka prenosne konstelacije predstavlja digitalno kodo ali vrednost. Vsak simbol je bistveno moduliran v signalni točki prenosne konstelacije, ki ustreza vrednosti, za katero se želi, da je s tem predstavljena v vlaku, in tako prenešen preko kanala. V napravi za prenos podatkov se simbole ekstrahira iz komunikacijskega signala in signalno točko se identificira iz sprejemne konstelacije signalnih točk, ki ustrezajo vsakemu ekstrahiranju simbolov. Signalne točke se uporablja, da se dobi digitalne podatke iz moduliranega komunikacijskega signala.

Pri prenosu komunikacijskega signala preko telefonskega omrežja je izvor njihovega popačenja poznan kot popačenje zaradi trepetanja in je prvenstveno povzročeno s sklopitvijo sinusoidalne popačitve od 60 Hz omrežja in/ali 20 Hz klicnega signala. Funkcijo korekcijske enote se na splošno uporablja v napravi za prenos podatkov, da se odstrani linearno ojačitev iz komunikacijskih signalov, toda zaradi nizkih ojačitev pri ažuriranju korekturna enota ne more odstraniti popačitvenih komponent zaradi trepetanja.

Popačitev zaradi trepetanja vsebuje fazne in amplitudne komponente. Ugotovilo se je, da fazna komponenta trepetanja v popačitvi zaradi trepetanja zelo vpliva na učinkovitost modema, ko se uporablja običajne sprejemne konstelacije za komunikacijsko komuniciranje običajnih podatkov med modemi. Sodobni modemski sprejemniki torej vključujejo eno ali več vezij za odstranjevanje faznega trepetanja, da se zmanjša sinusoidalne komponente faznega trepetanje v komunikacijskem kanalu. Primer takšnega vezja za odstranjevanje faznega trepetanja se lahko najde v patentu US 4,777,640 z dne 11. oktobra 1988, kije s tem vključen kot referenca.

Zaradi razprševanja pri signalnih točkah običajnih sprejemnih konstelacij amplitudna komponenta trepetanja popačitve zaradi trepetanja malo vpliva na učinkovitost modemov. Razmišlja pa se o prenosu z višjo prenosno hitrostjo v bližnji prihodnosti. Ker je pasovna širina komunikacijskega kanala v bistvu fiksirana, se povečane hitrosti prenosa bitov doseže s povečanjem števila signalnih točk sprejemne konstelacije in s tem zmanšuje razdaljo med njimi. Visokohitrostni modemi, ki vljučujejo te komprimirane sprejemne konstelacije, so zato verjetno bolj podvrženi amplitudnemu trepetanju. Npr. v modemskem sprejemniku s hitrostjo 19,2 Kbitov na sekundo, o katerem se razmišlja, lahko že 2 % amplitudnega trepetanja prizadene modemovo učinkovitost. Pod temi pogoji amplitudno trepetanje prizadene signal v pogledu popačitve učinkovitosti visokohitrostnega modema na isti način, kot fazno trepetanje prizadene učinkovitost nizkohitrostnega modema. Zato je zaželjeno za modeme z višjimi hitrostmi, da se vključi ne le odstranjevanje faznega trepetanja, da se podpre njegovo korekturno funkcijo, ampak tudi vključi funkcijo odstranjevanja amplitudnega trepetanja, da se nadalje izboljša učinkovitost.

Opisan je modem za sprejemanje signala, pri čemer signal vključuje modulirane simbole, ki temeljijo na vnaprej določeni konstelaciji točk, pri čemer vsaka točka i

predstavlja simbol. Modem v skladu z izumom vključuje sredstvo za ekstrahiranje moduliranih simbolov, da se dobi ekstrahirani simbol R(k), pri čemer ekstrahirani simbol vključuje popačitev zaradi amplitude trepetanja, identifikacijsko sredstvo za identificiranje signalne točke P_n(k) vnaprej določene konstelacije, ki ustreza ekstrahiranemu simbolu in temelji na vnaprej določenem kriteriju, sredstvo za določenje signala napake, ki je reprezentativen za popačitev amplitude trepetanja, ki temelji na ekstrahiranem simbolu in signalni točki, in kompenzacijsko sredstvo, ki se odziva na signal napake za kompenziranje vsaj enega v nadaljem ekstrahiranega simbola za popačitev zaradi amplitude trepetanja, preden sredstvo za identificiranje identificira pripadajočo signalno točko.

Značilnosti in prednosti predloženega izuma bodo očitne iz sledečega opisa prednostnih izvedbenih primerov po izumu skupaj s pripadajočimi risbami, na katerih je sl. 1 je shematičen blokovni diagram prvega izvedbenega primera modema, ki vključuje korekturno enoto za amplitudo trepetanja v skladu z izumom, sl. 2 je graf, ki prikazuje konstelacijo signalnih točk, sl. 3 je shematičen blokovni diagram prvega sledilnika amplitude trepetanja, sl. 4 je shematičen blokovni diagram, ki predstavlja nadaljnje podrobnosti za sledilnik amplitude trepetanja po sl. 3, in sl. 5 je shematičen blokovni diagram, ki prikazuje drugi sledilnik amplitude trepetanja.

Sl. 1 prikazuje shematičen blokovni diagram modema 100, ki vključuje sprejemnik, ki se uporablja kot primer za sprejemni del naprave DCE za prenos podatkov. Sklicujoč se na sl. 1 sprejeti signal 10, ki je bil prenešen po kanalu, ki je lahko npr. telefonska linija, vključuje popačitev zaradi trepetanja. Na splošno bo signal 10 vključeval modulirane simbole, ki temeljijo na vnaprej določeni konstelaciji. Kot je poznano, konstelacija vključuje več točk, pri čemer vsaka točka predstavlja simbol. Vsak simbol pa predstavlja vrednost, ki jo je treba prenesti.

Vhodni signal 10 se najprej filtrira in ojači z običajnim nizkopasovnim filtrom 12, ki lahko vključuje vezje z avtomatskim uravnavanjem ojačenja. Filtrirani signal je nato i

podvržen analogno digitalni (A/D) konverziji s pomočjo konverterja 14 pri nadzorovani hitrosti vzorčenja, ki jo uravnava signal 16 vzorčenja. Vzorčeni digitalni podatki A/D pretvornika 14 se demodulirajo z običajnim demodulatorjem 18 in demodulirani izhod 20 se korigira s korekturno funkcijo 22. V prenešenem izvedbenem primeru je korekturna enota lahko npr. klasičnega tipa na najmanjši srednji kvadrat.

Izhod korekturne enote 22 je korigiran sprejeti signal 24, ki uravnava običajno prožilno zanko 26, da se zagotovi signal 16 vzorčenja. V predloženem izvedbenem primeru se hitrost vzorčenja prilagodi približno štirikratni simbolni ali baud hitrosti vstopajočega vlaka simbolov, ki tvorijo sprejeti signal 10. Kombinacija elementov 14, 18, 22 in 26 zagotavlja funkcijo ekstrahiranja moduliranih simbolov vlaka sprejetega signala 10 in zagotavljanja le-teh kot ekstrahiranih simbolov algoritmov 198 odločanja preko signalne linije 28. Na splošno se k-ti ekstrahirani simbol lahko označi kot R(k).

V algoritmu 198 odločanja se signalna točka P_n(k) vnaprej določene konstelacije, ki ustreza ekstrahiranemu simbolu R(k), identificira temelječ na vnaprej določenem kriteriju. V predloženem izvedbenem primeru temelji kriterij za identifikacijo signalne točke na najbližji signalni točki sprejete konstelacije ekstrahiranemu simbolu. Ko je signalna točka P_n(k) določena, se jo lahko uporabi, da se dobi vrednost, ki ji ustreza.

Sl. 2 je graf, ki prikazuje postopek identifikacije signalne točke. Ker vsak ekstrahiran simbol vključuje sofazno komponento I in za 90° premaknjeno fazno komponento Q, abscisna (ali X) os in ordinatna (ali Y) os grafa predstavljata ustrezno komponento I in Q. Medtem ko graf na sl. 2 prikazuje le kvadrant 1 sprejemne konstelacije, ki vključuje signalne točke P1-P4, se razume, da opisani principi veljajo tudi za druge tri kvadrante sprejete konstelacije.

Ekstrahiran simbol se torej lahko predstavi z vektorjem, kot je prikazani vektor R, in vsako signalno točko se lahko predstavi prav tako z vektorji. V predloženem izvedbenem primeru se vektor E napake lahko meri od vsake izmed signalnih točk sprejete konstelacije k ekstrahiranemu simbolnemu vektorju R, ki se ga obravnava in signalno točko, ki ima najmanjšo vrednost v vektorju napake, se obravnava kot identificirano signalno točko. Na sl. 2 ima signalna točka Pl najmanjši vektor napake k vektorju R ekstrahiranega simbola in je zato obravnavana kot najbližja.

i

Ko enkrat algoritem 198 odločanja določi signalno točko P_n(k), ki ustreza ekstrahiranemu simbolu R(k), se signalno točko P_n(k) dovede dekoderju 30 po signalni poti 32. V dekoderju 30 se dobi digitalne podatke, ki ustrezajo identificirani signalni točki P_n(k). Podatke se nato odda po poti 34 kot sprejete bite.

Razen tega algoritem 198 za odločanje dovede prirejeni signal E(k) napake, ki temelji na ekstrahiranem simbolu R(k) in signalni točki P_n(k), korekturni enoti 22 preko signalnih poti 36 in 66. Korekturna enota 22 vključuje kompenzacijsko sredstvo, ki se odzove na signal napake za kompenziranje sledečega ekstrahiranega simbola R(k+1). Ker korekturna enota 22 leži v signalni poti pred algoritmom 198 za odločanje, bo do sledeče kompenzacije prišlo pred algoritmom odločanja z identificiranjem signalne točke P_n(k+1), ki ustreza sledečemu ekstrahiranemu simbolu. Tako korekturna enota 22 uporablja signal E(k) napake za svojo prilagoditev, da se zmanjša velikost sledeče napake za sledeč ekstrahiran simbol R(k+1). Kot je bilo zgoraj obravnavano, korekturna enota 22 na splošno ne more odstraniti ojačitve zaradi trepetanja iz sprejetega signala.

Za pojasnitev se ekstrahiran simbol R, ki je vrisan na grafu sl. 2, obravnava, kot da vključuje samo popačitev tipa trepetanja. Vektor E napake torej potem vsebuje komponento popačitve zaradi amplitude trepetanja in komponento popačitve zaradi faze trepetanja. V grafu je komponenta popačitve zaradi amplitude trepetanja predstavljena z E_a in je komponenta popačitve zaradi faze trepetanja predstavljena z E_p in je pravokotna na vektor identificirane signalne točke.

Da se kompenzira komponento popačitve faze trepetanja, se signal E(k) napake s poti 36 vodi v kalkulator 40 fazne napake, ki ločuje signal 46 zaradi napake popačitve iz popačitve zaradi faznega trepetanja, kar se vodi sledilniku 42 faze trepetanja in tudi seštevalniku 44. Sledilnik 42 faze trepetanja se odzove na signale 46 napake, ki izvira iz popačitve zaradi faze trepetanja, da se dobi signal 48 kota popačitve zaradi faze trepetanja, ki se ga vodi v seštevalnik 50 in tudi zakasnilni funkciji 52, ki zakasnjuje člen kota popačitve zaradi faze trepetanja za približno en baud ali simbolni časovni interval, preden ga odšteje od člena 46 popačenja zaradi faze trepetanja v seštevalniku 44. Izhod iz seštevalnika 44 uravnava funkcijo 54 nosilne zanke, da se zagotovi člen 56 nosilnega kota, ki se prišteje členu 48 kota popačitve zaradi faze trepetanja v seštevalniku 50, da se dobi celoten kompenzacijski člen 58 faznega kota, kije predstavljen s simbolom q.

I

Signal e^jq za kompenzacijo faze se tvori iz kompenzacijskega signala 58 v bloku 50 in se uporablja za kompenziranje sledečega ekstrahiranega simbola R(k+1) na poti 28, s tem da se uporabi množilnik 62, ki je nameščen v signalni poti 28. Dodatno se generira drug signal e'^jq za kompenzacijo v bloku 64 iz kompenzacijskega signala 58 in se ga uporablja za kompenziranje signala napake v poti 36, da se povzroči fazno kompenziran signal 66 za naravnavanje korekturne enote 22. V predloženem izvedbenem primeru kompenzacijski signal bloka 66 množi signal napake, s tem da uporablja množilnik 68, ki je nameščen v poti 36 signala napake. Za nadaljenje podrobnosti dela modema, ki se nanaša na kompenzacijo popačitve faze trepetanja, se sklicujemo na prej omenjeni patentni spis US 4,777,640, ki je bil zgoraj vključen kot referenca.

Nadalje se v obravnavanem izvedbenem primeru signal E(k) napake na poti 36 dovaja kalkulatorju 70 amplitude napake za določanje normaliziranega signala 72 napake popačitve zaradi amplitude trepetanja. V predloženem primeru kalkulator 70 projicira vektor E(k) napake ustreznega ekstrahiranega signala R(k) na vektor identificirane signalne točke P_n(k), da se dobi nenormaliziran signal E_a(k) napake. Dodatno se signal E_a(k) normalizira, s tem da se ga deli z absolutno vrednostjo vektorja P_n(k) identificirane signalne točke, da se dobi normaliziran signal E_n(k) 72 napake.

V predloženem izvedbenem primeru se nenormaliziran signal E_a(k) napake dobi v kalkulatorju 70 izhajajoč iz naslednje enačbe:

E P,+

E_a(k) =

I P.(k) I kjer so:

Ε_χ - sofazna komponenta od E(k);

E_y = za 90° premaknjena komponeta od E(k);

Ρ_χ = sofazna komponenta od P_n(k); in

P_y = za 90° premaknjena komponenta od P_n(k).

Razen tega se normaliziran signal E_n(k) napake izvede temelječ na naslednji enačbi:

E_a(k)

E_n(k) =----------------------- .

I P_n(k) I

V povezavi s kompenzacijo zaradi amplitude trepetanja se sledilnik 74 amplitude trepetanja odziva na normaliziran signal E_n(k) 72 napake, da se dobi kompenzacijski signal poti 76.

Na sl. 3 je predstavljen shematičen blok diagram štedilnika 74 amplitude trepetanja, ki je primeren za uporabo v izvedbenem primeru po sl. 1. Ker popačitev zaradi amplitud trepetanja vključuje vsaj eno sinusoidalno komponento, ki ima amplitudo in frekvenco, sledilnik 74 amplitude trepetanja vključuje fazno nadzirano zanko 94 drugega reda in fazni akumulator, ki se odziva na normaliziran signal E_n(k) napake, da se dobi vrednost 84 frekvence kompenzacijskega signala, in vezje 82, ki se odziva na signal napake, da se dobi vrednost c_x amplitude kompenzacijskega signala 86. Amplitudna vrednost 86 in frekvenčna vrednost 84 se dovajata množilniku 88, ki tvori sestavljen kompenzacijski signal 76, kije predstavljen z grškim simbolom a.

Funkcija štedilnika 74 amplitude trepetanja v predloženem izvedbenem primeru je v tem, da prilagodi kompenzacijski signal 76 popačitvi zaradi amplitude trepetanja ekstrahiranih simbolov, tako da kompenzacija le-tega konvergira ustrezne signale napake proti stalni vrednosti, prednostno v bistvu enaki nič.

Bolj podrobno normalizacijski blok 90 normalizira za vsak ekstrahiran simbol R(k) ustrezen signal E_n(k) napake 72 z deljenjem le-tega z izvedenim členom c_xamplitude, da se odstrani v bistvu njegovo spreminjanje z amplitudo. Izhod normalizatorja 90 se zato vodi na en vhod množilnika 92. Izhod množilnika 92 proži fazno nadzorovano zanko 94 drugega reda, ki se uporablja, da sledi in ažurira inkrementalno fazo 96 frekvenčnega člena v primerni smeri. Rezultirajoči signal 96, ki sledi inkrementalni fazi, se vodi faznemu akumulatorju 98, ki generira fazni člen f. za naslednji ekstrahirani simbol R(k+1).

Fazni člen f. se zakasni približno za en simbolni časnovni interval s pomočjo zakasnilnega bloka 100 in se ga vodi bloku 102, kjer se ugotavlja predznak od cos fj, in se i

drugemu vhodu množilnika 92 za množenje vodi normaliziran signal E_n(k) 72 napake, da se zagotovi, da fazno nadzorovana zanka 94 ažurira inkrementalno fazo 96 v primerni smeri za vsak ekstrahiran simbol.

Razen tega se računa vrednost 84 kompenzacijske signalne frekvence, s tem, da se določi sinus faznega člena f v bloku 104. Med delovanjem se vrednost 84 kompenzacijske signalne frekvence prilagodi frekvenci priključitve zaradi sinusoidalne amplitude trepetanja sledečih ekstrahiranih simbolov, tako da kompenzacija sledečih ekstrahiranih simbolov s frekvenčno vrednostjo 84 konvergira ustrezne signale napake v bistvu proti ničelnim vrednostim.

Razen tega vezje 82 sledilnika 74 amplitude trepetanja deluje tako, da korelira normaliziran signal E_n(k) napake s frekvenčno vrednostjo 84 preko enosimbolne zakasnitve z blokom 106 in tako v bistvu odstranjuje kakršnekoli sinusoidalne spremembe amplitudne vrednosti 186. Vezje 82 deluje tako, da prilagodi amplitudno vrednost 86 amplitudi sinusoidalne komponente popačitve trepetanja, tako da kompenzacija sledečih ekstrahiranih simbolov z amplitudno vrednostjo 86 konvergira ustrezne signale napake proti v bistvu ničelnim vrednostim.

Sl. 4 prikazuje fazno nadzirano zanko 94 drugega reda, fazni akumulator 98 in vezje 82 v nadaljnji podrobnosti. Sklicujoč se na sliko 4 deluje na izhod množilnika 92 ojačilni člen w.²T² v bloku 110. Nadalje se izhod bloka 110 akumulira v akumulatorju, ki ga tvorita seštevalnik 112 in zakasnilnik 114 za en simbolni intervalni čas. Akumuliran rezultat se vodi enemu vhodu seštevalnika 116. Na izhod množilnika 92 se prav tako vodi člen ojačenja aw.T v bloku 118, kjer je a konstanta, in se rezultat vodi drugemu vhodu seštevalnika 116. Rezultat seštevalnika 116 postane ocenjena inkrementalna faza 96 za naslednji ekstrahirani simbol in sejo vodi akumulatorju 98, ki ga tvorita seštevalnik 120 in zakasnilnik 122 za en simbol. Izhod akumulatorja 98 zagotavlja fazni člen f za sledeč ekstrahiran simbol.

Razen tega vezje 82 vključuje adaptiven ažuriren filter. Bolj podrobno se signal E_n(k) 72 napake množi s frekvenčno vdrednostjo 84, ki je zakasnjena za en simbolni časovni interval 106 v množilniku 126. Na izhod množilnika 126 deluje ojačenje K v bloku 128 in rezultirajoči signali za vsakega izmed ekstrahiranih simbolov se akumulirajo v akumulatorju, ki ga tvorita seštevalnik 130 in zakasnilnik 132 za en simbolni časovni interval. Akumuliranje rezultira v amplitudni vrednosti 86, ki je v bistvu brez sinusoidalnih spreminjanj in ima srednjo vrednost, ki povezana z .1 amplitudo signala E_n(k) 72 napake.

Sl. 5 prikazuje drugi izvedbeni primer 5 sledilnika 74 amplitude trepetanja, ki je primeren za uporabo v modemu s sl. 1. Ta alternativna izvedbena oblika vključuje linearno prediktorsko funkcijo, ki se odziva na normaliziran signal E_n(k) 72 napake, da daje kompenzacijski signal a 76 za uporabo v kompenzijskih sledečih ekstrahiranih simbolih. Signal E_n(k) napake je kompenziran s signalom, kije stvorjen v odvisnosti od kompenzacijskega signala a 76 v množilniku 140, da se zagotovi vmesni signal E_A(k) napake. V predloženem izvedbenem primeru blok 142 tvori signal za kompenziranje signala napake kot l-α. Še nadalje, kompenzacijski signal a 76 se odšteva od vmesnega signala E_A(k) napake v seštevalniku 144, da se zagotovi drug vmesni signal /3(k) napake. Zakasnilna linija 146, ki ima množico ločenih zakasnilnih stopenj, deluje tako, da vodi drug vmesen signal /3(k) napake skozi množico njegovih zakasnilnih stopenj. Na vsebino vsake stopnje se deluje z ustreznim ojačanjem c. stopnje, da se zagotovi ustrezno množico ustreznih izhodnih signalov, ki se jih sešteje v seštevalniku 148, da se dobi oceno 149 za kompenzacijski signal a 76 za sledeče ekstrahiran simbol. Vsako izmed stopenjskih ojačitev c se ažurira kot funkcijo vmesnega signala E_A(k) napake, kot je prikazano v bloku 150. Ena simbolna zakasnitev 152 deluje na oceno 149, da se dobi kompenzacijski signal a 76.

Sklicujoč se ponovno na sl. 1 se signal tvori kot funkcijo kompenzacijskega signala poti 76 v bloku 160 za uporabo pri kompenziranju sledečega ekstrahiranega simbola poti 28, da se zagotovi kompenziran ekstrahiran simbol za uporabo v algoritmu 198 za odločanje, da se identificira signalne točke, ki mu ustrezajo. V predloženem izvedbenem primeru se ekstrahiran simbol poti 28 kompenzira s signalom (l/l-α), ki ga tvori blok 160, s tem da množi ekstrahiran signal, pri čemer uporablja množilnik 162, ki je nameščen ob poti 28. Podobno se signal napake preko poti 66 za uporabo pri naravnavanju korekturne enote 22 kompenzira s signalom (Ta), ki je stvorjen v bloku 164 kot funkcija kompenzacijskega signala a 76, da se zagotovi kompenziran signal napake preko poti 66. V predloženem izvedbenem primeru signal, ki ga stvori blok 164, množi signal napake v poti 66 z množilnikom 166, kije nameščen v poti 66.

Razen tega se korigirani ekstrahirani simboli poti 28 kompenzirajo tako za popačitev zaradi amplitude trepetanja kot za popačitev zaradi faze trepetanja, s tem da se uporablja ustrezno sledilnik 74 amplitude trepetanja oz. sledilnik 42 faze trepetanja v povezavi s tem, preden se identificira njihove signalne točke z uporabo algoritma 198 za odločanje. Čim so ekstrahirani simboli kompenzirani za popačitev zaradi trepetanja, so rezultirajoči kompenzirani simboli bliže njihovim nameravanim signalnim točkam, tako da se doseže identifikacijo primerne signalne točke in se s tem izboljša učinkovitost modemskega sprejemnika.

Če se povrnemo ponovno na sl. 1, bodo strokovnjaki s področja ugotovili, da filter 12, A/D pretvornik 14, demodulator 18, prožilna zanka 26, dekoder 30 in algoritem 198 za odločanje, ki so tam predstavljeni, izvajajo značilne modemske funkcije, medtem ko preostali elementi kolektivno sodelujejo, da izvajajo splošno korekturno funkcijo.

Kot je bilo v predhodnem razloženo, popačitev zaradi trepetanja vključuje tako fazno komponento kot amplitudno komponento. Velika pomanjkljivost korekturnih enot modema v stanju tehnike je v tem, da niso obravnavali problema popačitve zaradi amplitude trepetanja. Pri višjih bitnih hitrostih, kot npr. 19,2 Kbitov na sekundo, je popačitev zaradi amplitude trepetanja usodna za zadovoljivo učinkovitost modema. Npr. količina popačitve zaradi amplitude trepetanja komaj 5 % povzroči sorazmerno visoke nivoje sprejetih bitnih napak, verjetno vsaj 3 %. Tako je bitna hitrost napake (BER) = 0,03. Pri sodobnih komunikacijskih uporabah tako visoka bitna hitrost napake normalno ni sprejemljiva in bi to dejansko pomenilo, da se modema ne da uporabljati v željeni uporabi.

Predloženi modem, ki vključuje korekturno enoto za amplitudo trepetanja, v skladu z izumom rešuje ta problem, s tem da učinkovito kompenzira vsaj 99 % neželjene popačitve zaradi amplitude trepetanja. Izraženo drugače, količina nekompenzirane popačitve zaradi amplitude trepetanja v ekstrahiranih simbolih je zmanjšana v razmerju približno 100:1.

Razen tega takšen modem v skladu s predloženim izumom zagotavlja celo večje izboljšanje v delovanju, kadar se meri z bitno hitrostjo napake, v kolikor bodo ustrezne bitne napake v sprejetem toku podatkov zmanjšane za celo znatnejše razmerje - izboljšanje je dejansko vsaj v razmerju 10.000:1. Tako se lahko pričakuje, da bo končen uporabnik imel bitno hitrost napake približno 0,0003 %. Tako je BER = 0,000003.

Splošna prednost za uporabnika je seveda v tem, da dobi modemski izdelek, ki bo deloval pri uporabi visokih hitrosti. To je zato, ker sta kot nepotreben rezultat modema po predloženem izumu izboljšanja popačitev zaradi amplitude trepetanja in ustrezna bitna hitrost do takšne mere, da se lahko zanesljivo doseže modemske ί

hitrosti okoli 19,2 Kbitov na sekundo in morda še večje z zadovljivimi nivoji sprejetih bitnih napak.

Medtem ko so bili različni izvedbeni primeri modema, ki vključuje korekturno napako za amplitudo trepetanja, po predloženem izumu opisani v predhodnem, je razsežnost izuma določena v sledečih patentnih zahtevkih.

Claims

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Modem (100) za sprejemanje signala, pri Čemer signal vključuje modulirane simbole, ki temeljijo na vnaprej določeni konstelaciji točk, pri čemer vsaka točka predstavlja simbol, vključujoč:

sredstva (14,18,22,26) za ekstrahiranje moduliranih simbolov, da se zagotovi ekstrahiran simbol R(k), ki vključuje popačitev zaradi amplitude trepetanja;

identifikacijsko sredstvo (198) za identificiranje signalne točke P_n(k) vnaprej določene konstelacije, ki ustreza ekstrahiranemu simbolu, temelječe na vnaprej določenemu kriteriju;

sredstvi (70, 74) za določanje signala (72) napake, ki je značilen za popačitev zaradi amplitude trepetanja in temelji na ekstrahiranem simbolu in signalni točki; in kompenzacijsko sredstvo (22), ki se odziva na signal na kompenziranje vsaj enega sledečega ekstrahiranega simbola za popačitev zaradi amplitude trepetanja pred identifikacijskim sredstvom, ki identificira signalno točko, ki mu ustreza .
2. Modem po zahtevku 1, označen s tem, da sta R(k) in P_n(k) kompleksna signala, ki vključujeta sočasno in za 90° premaknjeno komponento, in je signal E(k) napake določen na razliki med R(k) in P_n(k) in da sredstvo za določanje vključuje sredstvo za projiciranje E(k) na P_n(k), da se izvede nenormaliziran signal napake.
3. Modem po zahtevku 2, označen s tem, da sredstvo za določanje vključuje sredstvo za normaliziranje nenormalizirana signala napake za absolutno vrednost od P_n(k), da se oblikuje normaliziran signal napake za uporabo v kompenzacijskem sredstvu.
4. Modem po zahtevku 2, označen s tem, da sredstvo za določanje vključuje sredtvo za izvajanje nenormaliziranega signala napake E_a(k), ki temelji na naslednji enačbi:

EA + E_yP_y+l/2(EP_y-EP)

E_a(k) =

I P„(k) I kjer so:

E_x = sofazna komponenta od E(k);

E_y = za 90° premaknjena komponeta od E(k);

P_x = sofazna komponenta od P„(k); in

P_y = za 90° premaknjena komponenta od P_n(k).
5. Modem po zahtevku 4, označen s tem, da sredstvo za določanje nadalje vključuje sredstvo za izvajanje normaliziranega signala E_n(k), ki temelji na naslednji enačbi:

E_a(k)

E_n(k) =-----------------------.

I P_n(k) I
6. Modem po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, označen s tem, da kompenzacijsko sredstvo vključuje sledilno sredstvo (74) amplitude trepetanja, ki se odziva na signal napake za zagotavljanje kompenzacijskega signala (76) za kompenziranje vsaj enega sledečega ekstrahiranega simbola.
7. Modem po zahtevku 6, označen s tem, da sledilno sredstvo amplitude trepetanja vključuje sredstvo za prilagajanje kompenzacijskega signala popačitvi zaradi amplitude trepetanja ektrahiranih simbolov, tako da njihova kompenzacija konvergira ustrezne signale napake proti stalni vrednosti.
8. Modem po zahtevku 6 ali 7, označen s tem, da popačitev zaradi amplitude trepetanja vključuje vsaj eno sinusoidalno komponento, ki ima sinusoidalno amplitudno komponento in sinusoidalno frekvenčno komponento, in da sledilno sredstvo amplitude trepetanja vključuje prvo sredstvo (94,98) za zagotvaljanje, ki se odziva na signal napake, da zagotavlja frekvenčno vrednost kompenzacijskega signala, drugo sredstvo (82) za zagotavljanje, ki se odziva na signal napake za zagotavljanje amplitudne vrednosti kompenzacijskega signala, in kombinacijsko sredstvo (88) za kombiniranje frekvenčne vrednosti kompenzacijskega signala in amplitudne vrednosti kompenzacijskega signala, da se stvori sestavljen kompenzacijski signal.
9. Modem po kateremkoli od zahtevkov 1 do 5, označen s tem, da kompenzacijsko sredstvo vključuje linearno sredstvo (74’), ki se odziva na signal (72) napake za zagotavljanje kompenzacijskega signala (76) za kompenziranje vsaj enega sledečega ekstrahiranega simbola.
10. Modem po zahtevku 9, označen s tem, da linearno prediktorsko sredstvo vključuje sredstvo za kompenziranje signala (72) napake s signalom, ki temelji na kompenzacijskem signalu (76), da se zagotovi vmesni signal napake, sredstvo za kombiniranje vmesnega signala napake z zakasnjenim kompenzacijskim signalom, da se zagotovi drug vmesni signal napake, zakasnilno sredstvo, ki ima več odvzemnih zakasnilnih stopenj (146), pri čemer so zakasnilna sredstva razporejena tako, da vodijo drug vmesni signal napake skozi množico njegovih odvzemnih zakasnilnih stopenj, pri čemer se na vsebine vsake stopnje deluje z ojačenjem ustrezne stopnje, da se zagotovi ustrezno množico odvzetih izhodnih signalov, sredstvo za ažuriranje množice stopenjskih ojačanj, ki temeljijo na vmesnem signalu napake, in sredstvo za kombiniranje množice odvzetih izhodnih signalov, da se zagotovi kompenzacijski signal.