DE102005026659B3 - Apparatus for compensating for interference on receiving a data signal on which an interference signal is superimposed esp. a sinusoidal interference signal - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kompensation von Störungen beim Empfangen eines mit einem Störsignal überlagerten Nutzsignals.The The invention relates to an apparatus and a method for compensation of disorders upon receiving a superposed with a noise signal useful signal.
Das technische Gebiet der Erfindung betrifft die Übertragung von Sprachdaten und zugehörigen Gebührenbestimmungssignalen oder Teletax-Signalen und die gleichzeitige Übertragung von Daten in einem höheren Frequenzband über eine gemeinsame Teilnehmeranschlussleitung.The Technical field of the invention relates to the transmission of voice data and associated Fees designation signals or Teletax signals and the simultaneous transmission of data in one higher Frequency band over a common subscriber line.
Störungen, insbesondere im Datenband werden generiert durch die Gebührenbestimmungssignale mit hohem Signalpegel (beispielsweise das TTX-(Teletax-)Signal, das bei einer Frequenz von 12 oder 16 kHz bis zu 5 Vrms auf der Teilnehmeranschlussleitung beträgt) und deren höhere harmonische Oberschwingungen, die durch nicht-lineare Eigenschaften des Verstärkers der Teilnehmeranschlussschaltung (SLIC = Subscriber Line Interface Card) des Senders verursacht werden. Diese harmonischen Oberschwingungen oder kurz Harmonischen stören Sende-Signale (Upstream-Signale) der ADSL-Datenübertragung (ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Line) auf der Teilnehmerleitung.disorders, in particular in the data band are generated by the charge determination signals high signal level (for example the TTX (teletax) signal) at a frequency of 12 or 16 kHz up to 5 Vrms on the subscriber line is) and their higher harmonic harmonics caused by non-linear properties of the amplifier the subscriber line circuit (SLIC = Subscriber Line Interface Card) of the transmitter are caused. These harmonic harmonics or briefly disrupt harmonics Transmit signals (upstream signals) the ADSL data transmission (Asymmetric Digital Subscriber Line) on the subscriber line.
Üblicherweise wird für eine asymmetrische Datenübertragung über gewöhnliche Telefonleitungen ein Mehrfachton-Verfahren (DMT = Discrete Multitone; Diskrete Multiton-Modulation) eingesetzt. Ein wesentlicher Vorteil von ADSL-Übertragungstechniken gegenüber gewöhnlichen Übertragungstechniken besteht darin, dass herkömmliche Kabelnetze für eine Übertragung verwendet werden können, wobei üblicherweise miteinander Kupfer-Doppeladern eingesetzt werden. Unter den Übertragungsverfahren mit einer hohen Datenrate auf der Basis von digitalen Teilnehmerleitungen (DSL = Digital Subscriber Line) sind mehrere VDSL-(Very High Date Rate DSL = hochdatenratige DSL-) Anordnungen bekannt, wobei hierfür z.B. Verfahren wie CAP (Carrierless Amplitude Phase), DWMT (Discrete Wavelet Multitone), SLC (Single Line Code) und DMT (Discrete Multitone) einsetzbar sind.Usually is for asymmetric data transmission over ordinary Telephone lines a multi-tone method (DMT = Discrete Multitone; Discrete multitone modulation). A significant advantage of ADSL transmission techniques across from ordinary transmission techniques is that conventional Cable networks for a transmission can be used usually with each other copper double cores be used. Under the transfer procedure with a high data rate based on digital subscriber lines (DSL = Digital Subscriber Line) are several VDSL (Very High Date Rate DSL = high-speed DSL) arrangements known, for which purpose e.g. method such as CAP (Carrierless Amplitude Phase), DWMT (Discrete Wavelet Multitone), SLC (Single Line Code) and DMT (Discrete Multitone) can be used.
Die
Die
Ein
weiteres Verfahren zur Verzerrungskompensation ist in der
Die Patentanmeldung DE 103 50 340.4-31 mit dem Titel "Vorrichtung und Verfahren zur Übertragung eines analogen Datenstroms mit Kompensation von spektralen Nebenanteilen" der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung zeigt eine Lösung für die oben diskutierte Problematik. Dabei wird insbesondere eine Kompensationseinrichtung zur Kompensation der spektralen Nebenanteile eines auf einem Trägersignal übertragenen Mehrfachtonsignals beschrieben, welche auf mindestens einem weiteren Trägersignal überlagert sind. Damit werden die Auswirkungen der Harmonischen in dem Datensystem kompensiert. Nachteiligerweise wird der so genannte Leakage-Effekt (oder auch Leck-Effekt) bei obiger Patentanmeldung nicht berücksichtigt. Der Leck-Effekt wird durch jeden Ton erzeugt, wenn dieser nicht direkt auf dem Frequenzraster der Zeit-Frequenz-Transformation liegt. Dadurch kommt es zu Übersprechen in andere Frequenzbereiche und somit zu Störungen bei der Detektion bei anderen Trägerfrequenzen. Außerdem haben aufwändige und zeitintensive Versuche der Anmelderin gezeigt, dass das Verfahren der oben zitierten Patentanmeldung bei einem sehr kleinen Pegel bei der Trägerfrequenz des Gebührenbestimmungssignals nur bedingt funktioniert.The patent application DE 103 50 340.4-31 with the title "Apparatus and Method for Transmission of an Analog Data Stream with Compensation of Spectral Side Shares" by the applicant of the present patent application shows a solution to the problem discussed above. In particular, a compensation device is described for compensating the spectral secondary components of a multi-tone signal transmitted on a carrier signal, which are superimposed on at least one further carrier signal. This compensates for the effects of harmonics in the data system. Disadvantageously, the so-called leakage effect (or even leak effect) is not taken into account in the above patent application. The leak effect is produced by any sound that is not directly on the frequency raster of the time-frequency transformation. This leads to crosstalk in other frequency ranges and thus to interference in the detection at other carrier frequencies. In addition, consuming and time-consuming experiments by the applicant have shown that the method of the above-cited patent application in a very klei NEN level at the carrier frequency of the charge determination signal only partially works.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine bessere, insbesondere effektivere Kompensation von Störungen beim Empfangen eines mit einem sinusförmigen Störsignal überlagerten Nutzsignals bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Störungen durch die Harmonischen des sinusförmigen Nutzsignals besser zu kompensieren. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, auch die Störungen des Leck-Effektes zu kompensieren.The The object of the present invention is to provide a better, in particular more effective compensation of disturbances when receiving a with a sinusoidal Interference signal superimposed To provide useful signal. Another task is the disturbances better due to the harmonics of the sinusoidal useful signal compensate. Another object of the present invention is in it, even the glitches to compensate for the leak effect.
Erfindungsgemäß wird zumindest eine dieser Aufgaben durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.According to the invention, at least one of these objects by a device with the features of Patent claim 1 and / or by a method with the features of claim 10.
Demgemäß ist vorgesehen:
Eine
Vorrichtung zur Kompensation von Störungen, welche durch eine Grundwelle
und von zumindest einer Oberwelle eines Störsignals, insbesondere einer
sinusförmigen
Störsignals,
verursacht werden, beim Empfangen eines mit dem Störsignal überlagerten
Signals, mit den folgenden Merkmalen:
- (a) eine Transformationsvorrichtung, welche das empfangene Nutzsignal von einem Zeitbereich in einen Frequenzbereich zur Bereitstellung einer Vielzahl von komplexen Amplituden bei verschiedenen Trägerfrequenzen transformiert und eine durch die Grundwelle verursachte, komplexe erste Störamplitude bei einer von dem Nutzsignal ungenutzten ersten Trägerfrequenz bereitstellt;
- (b) eine Berechnungsvorrichtung, welche eine durch die Grundwelle verursachte, komplexe zweite Störamplitude bei einer zweiten Trägerfrequenz und/oder zumindest eine durch eine der Oberwellen verursachte, komplexe dritte Störamplitude bei der zweiten Trägerfrequenz aus der ersten Störamplitude erzeugt; und
- (c) eine Subtrahiervorrichtung, welche die zweite Störamplitude und/oder eine oder mehrere dritte Störamplituden von der komplexen Amplitude des transformierten Nutzsignals bei der zweiten Trägerfrequenz subtrahiert. (Patentanspruch 1)
An apparatus for compensating for disturbances caused by a fundamental wave and by at least one harmonic of an interfering signal, in particular a sinusoidal interfering signal, upon receiving a signal superimposed with the interfering signal, having the following features:
- (a) a transformation device that transforms the received payload signal from a time domain into a frequency domain to provide a plurality of complex amplitudes at different carrier frequencies and provides a complex first disturbance amplitude caused by the fundamental wave at a first carrier frequency unused by the payload signal;
- (b) a computing device that generates a complex second disturbance amplitude caused by the fundamental wave at a second carrier frequency and / or at least one complex third disturbance amplitude caused by one of the harmonics at the second carrier frequency from the first disturbance amplitude; and
- (c) a subtracting device which subtracts the second interference amplitude and / or one or more third interference amplitudes from the complex amplitude of the transformed useful signal at the second carrier frequency. (Claim 1)
Ein Verfahren zur Kompensation von Störungen, welche durch eine Grundwelle und von zumindest einer Oberwelle eines Störsignals, insbesondere eines sinusförmigen Störsignals, verur sacht werden, beim Empfangen eines mit dem Störsignal überlagerten Nutzsignals vorgesehen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte aufweist:
- (a) Transformieren des empfangenen Nutzsignals von einem Zeitbereich in einen Frequenzbereich zur Bereitstellung einer Vielzahl von komplexen Amplituden bei verschiedenen Trägerfrequenzen;
- (b) Bereitstellen einer durch die Grundwelle verursachten, komplexen ersten Störamplitude bei einer ersten Trägerfrequenz, die nicht von dem Nutzsignal genutzt wird;
- (c) Berechnen einer durch die Grundwelle verursachten, komplexen zweiten Störamplitude bei einer zweiten Trägerfrequenz aus der ersten Störamplitude und/oder Berechnen zumindest einer durch eine der Oberwellen verursachten, komplexen dritten Störamplitude bei der zweiten Trägerfrequenz aus der ersten Störamplitude; und
- (d) Subtrahieren der zweiten Störamplitude und/oder einer oder mehrerer der dritten Störamplituden von der komplexen Amplitude des transformierten Nutzsignals bei der zweiten Trägerfrequenz. (Patentanspruch 10)
- (a) transforming the received payload signal from a time domain into a frequency domain to provide a plurality of complex amplitudes at different carrier frequencies;
- (b) providing a complex first disturbing amplitude caused by the fundamental wave at a first carrier frequency not used by the wanted signal;
- (c) calculating a complex second interference amplitude caused by the fundamental wave at a second carrier frequency from the first interference amplitude and / or calculating at least one complex third interference amplitude caused by one of the harmonics at the second carrier frequency from the first interference amplitude; and
- (d) subtracting the second interference amplitude and / or one or more of the third interference amplitudes from the complex amplitude of the transformed useful signal at the second carrier frequency. (Claim 10)
Vorteilhafterweise wird durch das Subtrahieren der zweiten Störamplitude von der komplexen Amplitude des transformierten Nutzsignals der Leck-Effekt kompensiert. Außerdem wird durch das Subtrahieren der dritten Störamplitude oder der Mehrzahl von dritten Störamplituden erreicht, dass die Störungen, die von den Harmonischen des sinusförmigen Störsignals verursacht werden, kompensiert werden. Insbesondere ist das Nutzsignal ein ADSL-Datensignal und das Störsignal ist das Gebührenbestimmungssignal.advantageously, is obtained by subtracting the second interference amplitude from the complex Amplitude of the transformed useful signal of the leak effect compensated. Furthermore is obtained by subtracting the third noise amplitude or the plurality of third noise amplitudes achieved that the disturbances, which are caused by the harmonics of the sinusoidal interference signal, be compensated. In particular, the useful signal is an ADSL data signal and the interfering signal is the fee determination signal.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und der Bezugnahme auf die Zeichnungen.advantageous Refinements and developments of the invention will become apparent the dependent claims as well as the description and the reference to the drawings.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das mit dem Störsignal überlagerte Nutzsignal mittels eines diskreten Multiton-Modulationsverfahrens moduliert.According to one preferred embodiment of the invention is superimposed with the interference signal Payload signal by means of a discrete multitone modulation method modulated.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung bildet die Grundwelle des sinusförmigen Störsignals ein Gebührenbestimmungssignal aus.According to one Another preferred embodiment forms the fundamental wave of the sinusoidal interference signal a charge determination signal out.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung führt die Transformationsvorrichtung zur Transformation des empfangenen Nutzsignals von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich eine Fourier-Transformation, insbesondere eine Fast-Fourier-Transformation, durch.According to one Another preferred embodiment leads the transformation device for transforming the received useful signal from the time domain in the frequency domain a Fourier transform, in particular a fast Fourier transform, by.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Berechnungsvorrichtung auf:
- – eine erste Berechnungseinheit, die eine komplexe vierte Störamplitude der Grundwelle des Störsignals aus der ersten Störamplitude bei der ersten Trägerfrequenz erzeugt;
- – eine Potenziervorrichtung, die durch Potenzbildung oder Phasendrehung eine komplexe fünfte Störamplitude bei der i-ten Oberwelle aus der erzeugten vierten Störamplitude der Grundwelle erzeugt;
- – eine erste Gewichtungsvorrichtung, die mittels einer Gewichtungsfunktion, die eine Nichtlinearität einer Verstärkungseinheit einer Sendeeinheit modelliert, die das Störsignal sendet, eine gewichtete, komplexe fünfte Störamplitude aus der fünften Störamplitude erzeugt;
- – eine dritte Berechnungseinheit, die die dritte Störamplitude bei der zweiten Trägerfrequenz aus der gewichteten fünften Störamplitude erzeugt; und
- – eine zweite Berechnungseinheit, die die zweite Störamplitude bei der zweiten Trägerfrequenz aus der vierten Störamplitude der Grundwelle erzeugt.
- A first calculation unit which generates a complex fourth interference amplitude of the fundamental wave of the interference signal from the first interference amplitude at the first carrier frequency;
- A potentiometer which, by power generation or phase rotation, generates a complex fifth noise amplitude at the ith harmonic from the generated fourth noise amplitude of the fundamental wave;
- A first weighting device that generates a weighted complex fifth disturbance amplitude from the fifth disturbance amplitude by means of a weighting function that models a non-linearity of an amplification unit of a transmission unit that transmits the interference signal;
- A third calculation unit that generates the third interference amplitude at the second carrier frequency from the weighted fifth interference amplitude; and
- A second calculation unit which generates the second interference amplitude at the second carrier frequency from the fourth interference amplitude of the fundamental wave.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Berechnungsvorrichtung auf:
- – eine Potenziervorrichtung, die durch Potenzbildung oder Phasendrehung eine erste Störamplitude bei der i-ten Oberwelle aus der ersten Störamplitude erzeugt;
- – eine fünfte Berechnungseinheit, die die dritte Störamplitude bei der zweiten Trägerfrequenz aus der erzeugten ersten Störamplitude bei der i-ten Oberwelle erzeugt; und
- – eine vierte Berechnungseinheit, die die zweite Störamplitude bei der zweiten Trägerfrequenz aus der ersten Störamplitude bei der ersten Trägerfrequenz erzeugt.
- A potentiometer which, by power generation or phase rotation, generates a first spurious amplitude at the ith harmonic from the first spurious amplitude;
- A fifth calculation unit which generates the third interference amplitude at the second carrier frequency from the generated first interference amplitude at the i-th harmonic wave; and
- A fourth calculation unit which generates the second interference amplitude at the second carrier frequency from the first interference amplitude at the first carrier frequency.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Berechnungsvorrichtung auf:
- – die Potenziervorrichtung, die durch Potenzbildung oder Phasendrehung eine erste Störamplitude bei der i-ten Oberwelle aus der ersten Störamplitude erzeugt;
- – eine zweite Gewichtungsvorrichtung, die mittels einer komplexen Gewichtungsmatrix eine gewichtete erste Störamplitude bei der i-ten Oberwelle aus der ersten Störamplitude bei der i-ten Oberwelle erzeugt;
- – eine dritte Berechnungseinheit, die die dritte Störamplitude bei der zweiten Trägerfrequenz aus der gewichteten ersten Störamplitude bei der i-ten Oberwelle erzeugt; und
- – die vierte Berechnungseinheit, die die zweite Störamplitude bei der zweiten Trägerfrequenz aus der ersten Störamplitude bei der ersten Trägerfrequenz erzeugt.
- The exponentiation device which generates by power generation or phase rotation a first interference amplitude at the ith harmonic from the first interference amplitude;
- A second weighting device which generates by means of a complex weighting matrix a weighted first perturbation amplitude at the ith harmonic from the first perturbation amplitude at the ith harmonic;
- A third calculation unit that generates the third interference amplitude at the second carrier frequency from the weighted first interference amplitude at the ith harmonic; and
- The fourth calculation unit which generates the second interference amplitude at the second carrier frequency from the first interference amplitude at the first carrier frequency.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Berechnungseinheit auf:
- – eine Realteilbildungsvorrichtung, welche eingangsseitig eine komplexe Störamplitude empfängt und ausgangsseitig einen Realteil der empfangenen Störamplitude bereitstellt;
- – eine Imaginärteilbildungsvorrichtung, welche eingangsseitig die komplexe Störamplitude empfängt und ausgangsseitig einen Imaginärteil der empfangenen Störamplitude bereitstellt,
- – eine Multipliziervorrichtung, welche einen Vektor aus dem Realteil und dem Imaginärteil der empfangenen Störamplitude mit einer Korrekturmatrix multipliziert, und die empfangene Störamplitude bei einer ersten Frequenz auf eine Störamplitude bei einer zweiten Frequenz korrigiert; und
- – eine Phasendrehungseinheit, welche eine Phasendrehung des mit der Korrekturmatrix multiplizierten Imaginärteils durchführt; und
- – eine Addiervorrichtung, die den von der Multipliziervorrichtung ausgangsseitig bereitgestellten Realteil und den von der Phasendrehungsvorrichtung bereitgestellten Imaginärteil addiert.
- A real-part-forming device which receives on the input side a complex interference amplitude and on the output side provides a real part of the received interference amplitude;
- An imaginary part-forming device, which receives on the input side the complex interference amplitude and on the output side provides an imaginary part of the received interference amplitude,
- - A multiplier which multiplies a vector of the real part and the imaginary part of the received noise amplitude with a correction matrix, and corrects the received noise amplitude at a first frequency to a noise amplitude at a second frequency; and
- A phase rotation unit which performs a phase rotation of the imaginary part multiplied by the correction matrix; and
- An adder which adds the real part provided by the multiplier on the output side and the imaginary part provided by the phase rotation device.
Vorzugsweise sind die Realteilbildungsvorrichtung und die Imaginärteilbildungsvorrichtung in einer Extrahiervorrichtung vorgesehen.Preferably are the real part forming device and the imaginary part forming device provided in an extracting device.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Transformationsvorrichtung auf:
- – eine erste Filtervorrichtung, die das empfangene Nutzsignal ausgangsseitig nur bei der Frequenz der Grundwelle durchlässt;
- – eine erste Transformationseinheit, die das mittels der ersten Filtervorrichtung gefilterte Nutzsignal vom Zeitbereich in den Frequenzbereich transformiert;
- – eine zweite Filtervorrichtung, die das empfangene Nutzsignal ausgangsseitig nur nicht bei der Frequenz der Grundwelle des Störsignals durchlässt;
- – und eine zweite Transformationseinheit, die das mittels der zweiten Filtervorrichtung gefilterte Nutzsignal vom Zeitbereich in den Frequenzbereich transformiert.
- - A first filter device which transmits the received useful signal on the output side only at the frequency of the fundamental wave;
- A first transformation unit which transforms the useful signal filtered by the first filter device from the time domain into the frequency domain;
- A second filter device which does not transmit the received useful signal on the output side only at the frequency of the fundamental wave of the interference signal;
- - And a second transformation unit, which transforms the filtered by the second filter device useful signal from the time domain in the frequency domain.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the schematic figures the drawing specified embodiments explained in more detail. It demonstrate:
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Signale – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In all figures are the same or functionally identical elements and signals - if nothing else is stated - with the same reference numerals have been provided.
Die
Transformationsvorrichtung
Die
Berechnungsvorrichtung
Die
Subtrahiervorrichtung
Die
Berechnungsvorrichtung
Der
rechte Pfad der Berechnungsvorrichtung
Dabei
erzeugt die erste Berechnungseinheit
Im
Folgenden erzeugt die Gewichtungsvorrichtung
Abschließend für den rechten
Pfad der Berechnungsvorrichtung
Abschließend für den linken
Pfad der Berechnungsvorrichtung
Insbesondere ist das mit dem Störsignal d[n] überlagerte Nutzsignal s[n] + d[n] mittels eines diskreten Multiton-Modulationsverfahrens (DMT) moduliert und die Grundwelle ω0 des sinusförmigen Störsignals Dw[k] bildet ein Gebührenbestimmungssignal bzw. Teletax-Signal aus, dessen Grundwelle bzw. Grundfrequenz bei 12 oder 16 kHz liegt.In particular, the useful signal s [n] + d [n] superimposed with the interference signal d [n] is modulated by means of a discrete multitone modulation method (DMT) and the fundamental wave ω0 of the sinusoidal interference signal D w [k] forms a charge determination signal or teletax Signal whose fundamental or fundamental frequency is 12 or 16 kHz.
Die
Transformationsvorrichtung
In
Zur
Vervollständigung
des linken Pfades, welcher, wie oben ausgeführt, den Leck-Effekt kompensiert, erzeugt
die vierte Berechnungseinheit
Somit
erfüllt
die vierte Berechnungseinheit
Die
fünfte
Berechnungseinheit
Zur
Vervollständigung
des linken Pfades (Kompensation der Harmonischen) erzeugt die vierte
Berechnungseinheit
In
Wie
bereits in
Der sinusförmige Störer bzw. das Störsignal d[n] kann wie folgt dargestellt werden: The sinusoidal interferer or the interference signal d [n] can be represented as follows:
Die entsprechende Fourier-Transformation des Störsignals d[n] nach einer Multiplikation mit einem Rechteckfenster lautet wie folgt: The corresponding Fourier transformation of the interference signal d [n] after multiplication by a rectangular window as follows:
Damit ergibt sich die erste Störamplitude Dw[k] bei der ersten Trägerfrequenz k: wobei ω1 und ω2 gegeben sind als: This results in the first interference amplitude D w [k] at the first carrier frequency k: where ω 1 and ω 2 are given as:
Falls alle komplexen Zahlen in ihre Real- und Imaginärteile aufgeteilt werden, kann Gleichung (4) als Matrixmultiplikation geschrieben werden: If all complex numbers are divided into their real and imaginary parts, equation (4) can be written as matrix multiplication:
Es wird an dieser Stelle die Korrekturmatrix W(k, ω0) eingeführt, welche die Beziehung zwischen der ersten Störamplitude Dw[k] und der komplexen Amplitude A als Matrixmultiplikation darstellt, welche von der Trägerfrequenz k und der Grundwelle ω0 abhängt. Die komplexe Amplitude A besteht aus einem Realteil Re(A) und einem Imaginärteil Im(A). An dieser Stelle ist anzufügen, dass eine Multiplikation von zwei zufälligen komplexen Zahlen x und y durch eine Matrixmultiplikation mit speziellen symmetrischen Eigenschaften ausgedrückt werden kann: At this point, the correction matrix W (k, ω 0 ) is introduced, which represents the relationship between the first perturbation amplitude D w [k] and the complex amplitude A as matrix multiplication, which depends on the carrier frequency k and the fundamental wave ω0. The complex amplitude A consists of a real part Re (A) and an imaginary part Im (A). It should be added at this point that a multiplication of two random complex numbers x and y can be expressed by a matrix multiplication with special symmetric properties:
Diese Symmetrieeigenschaften sind in Gleichung (8) nur gegeben, falls der Term A·ω2 in Gleichung (4) vernachlässigt werden kann.These symmetry properties are given in equation (8) only if the term A · ω 2 in equation (4) can be neglected.
Aus den Gleichungen (4), (5) und (6) wird klar ersichtlich, dass die DFT der ersten Störamplitude Dw[k], k = 0, ..., N-1, erzeugt werden kann, wenn die komplexe Amplitude A und die Grundwelle ω0 des sinusförmigen Signals d[n] bekannt sind.From the equations (4), (5) and (6), it is clearly understood that the DFT of the first disturbance amplitude D w [k], k = 0, ..., N-1, can be generated when the complex amplitude A and the fundamental wave ω0 of the sinusoidal signal d [n] are known.
Mittels einer Invertierung kann dann die komplexe Amplitude oder Störamplitude angegeben werden, wenn wenigstens ein Wert der ersten Störamplitude Dw[k] und die Grundwelle bzw. die Frequenz der Grundwelle ω0 bekannt sind: By means of an inversion, the complex amplitude or interference amplitude can then be specified if at least one value of the first interference amplitude D w [k] and the fundamental wave or the frequency of the fundamental wave ω0 are known:
Die
Realteilbildungsvorrichtung
Analog
empfängt
die Imaginärteilbildungsvorrichtung
Im
Folgenden multipliziert die Multipliziervorrichtung
Die
Phasendrehungseinheit
Die
Transformationsvorrichtung
Die
erste Filtervorrichtung
Durch
die erste Filtervorrichtung
Dagegen
lässt die
zweite Filtervorrichtung
Die
Subtrahiervorrichtungen
In
dem vierten Ausführungsbeispiel
gemäß
In
Verfahrensschritt a:Process step a:
Transformieren des empfangenen Nutzsignals s[n] + d[n] von einem Zeitbereich in einen Frequenzbereich zur Bereitstellung einer Vielzahl von komplexen Amplituden Dw[k], Sw[l] + Dw[l] bei verschiedenen Trägerfrequenzen k, l.Transforming the received useful signal s [n] + d [n] from a time domain into a frequency domain to provide a plurality of complex amplitudes D w [k], S w [l] + D w [l] at different carrier frequencies k, l.
Verfahrensschritt b:Process step b:
Bereitstellen einer durch die Grundwelle ω0 verursachten, komplexen ersten Störamplitude Dw[k] bei einer ersten Trägerfrequenz k, die nicht von dem Nutzsignal s[n] genutzt wird.Providing a complex first disturbance amplitude D w [k] caused by the fundamental wave ω0 at a first carrier frequency k which is not used by the useful signal s [n].
Verfahrensschritt c:Process step c:
Berechnen einer durch die Grundwelle ω0 verursachten, komplexen zweiten Störamplitude Aω0[l] bei einer zweiten Trägerfrequenz l aus der ersten Störamplitude Dw[k] und/oder Berechnen zumindest einer durch die jeweiligen i-ten Oberwellen i·ω0 verursachten, komplexen dritten Störamplitude Ai·ω0[l] bei der zweiten Trägerfrequenz l aus der ersten Störamplitude Dw[k].Computing a complex second perturbation amplitude A ω0 [l] caused by the fundamental wave ω0 at a second carrier frequency l from the first perturbation amplitude D w [k] and / or computing at least one complex third caused by the respective i-th harmonic waves i · ω0 Interference amplitude A i · ω0 [l] at the second carrier frequency l from the first interference amplitude D w [k].
Verfahrensschritt d:Process step d:
Subtrahieren der zweiten Störamplitude Aω0[l] und/oder der jeweiligen dritten Störamplituden Ai·ω0[l] von der komplexen Amplitude Sw[l] + Dw[l] des transformierten Nutzsignals bei der zweiten Trägerfrequenz l.Subtracting the second interference amplitude A ω0 [l] and / or the respective third interference amplitudes A i · ω0 [l] from the complex amplitude S w [l] + D w [l] of the transformed useful signal at the second carrier frequency l.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere die verschiedenen Ausgestaltungsformen der Berechnungsvorrichtung und der Transformationsvorrichtung sind beliebig kommutabel. Außerdem kann auch eine Harmonische des Störsignals als Referenzton für die Bereitstellung der zweiten und dritten Störamplituden verwendet werden.Even though the present invention above based on the preferred embodiments It is not limited to this, but in many ways and modifiable. In particular, the various embodiments the computing device and the transformation device are arbitrarily commutable. Furthermore can also be a harmonic of the interfering signal as a reference tone for the provision the second and third noise amplitudes be used.
- 11
- Transformationsvorrichtungtransforming device
- 21–2321-23
- Berechnungsvorrichtungcalculator
- 21'–23'21'-23 '
- Berechnungsvorrichtungcalculator
- 3;31–333; 31-33
- Subtrahiervorrichtungsubtracting
- 41–4541-45
- Berechnungseinheitcalculation unit
- 55
- PotenziervorrichtungPotenziervorrichtung
- 61–6261-62
- Gewichtungsvorrichtungweighting device
- 77
- RealteilbildvorrichtungReal field device
- 88th
- ImaginärteilbildvorrichtungImaginärteilbildvorrichtung
- 99
- Multipliziervorrichtungmultiplier
- 1010
- PhasendrehungseinheitPhase rotation unit
- 1111
- Addiervorrichtungadder
- 1212
- erste Filtervorrichtungfirst filter means
- 1313
- zweite Filtervorrichtungsecond filter means
- 1414
- erste Transformationseinheitfirst transformation unit
- 1515
- zweite Transformationseinheitsecond transformation unit
- s[n]s [n]
- Nutzsignal im Zeitbereichpayload in the time domain
- d[n]d [n]
- Störsignal im Zeitbereichnoise in the time domain
- ω0ω0
- Grundwelle des Störsignalsfundamental wave of the interference signal
- i·ω0i · ω0
- i-te Oberwelle des Störsignalsi-th Harmonic of the interfering signal
- kk
- erste Trägerfrequenzfirst carrier frequency
- ll
- zweite Trägerfrequenzsecond carrier frequency
- mm
- dritte Trägerfrequenzthird carrier frequency
- nn
- vierte Trägerfrequenzfourth carrier frequency
- ci c i
- Gewichtungsfunktionweighting function
- ĉi i
- Gewichtungsfaktorsweighting factor
- Dw[k]D w [k]
- komplexe erste Störamplitude bei der ersten Träcomplex first interference amplitude at the first Trä
- gerfrequenz (k)gerfrequenz (K)
- Di·ω0 D i · ω0
- erste Störamplitude bei der i-ten Oberwellefirst noise amplitude at the i-th harmonic
- ĉi·Di·ω0 ĉ i · D i · ω0
- gewichtete erste Störamplitude bei der i-ten Oweighted first interference amplitude at the i-th O
- berwelleberwelle
- Aω0[l]A ω0 [l]
- komplexe zweite Störamplitude bei der zweitencomplex second interference amplitude at the second
- Trägerfrequenz (l)carrier frequency (L)
- Ai·ω0[l]A i · ω0 [l]
- komplexe dritte Störamplitude bei der zweitencomplex third noise amplitude at the second
- Trägerfrequenzcarrier frequency
- Aω0 A ω0
- komplexe vierte Störamplitude der Grundwelle (ω0)complex fourth noise amplitude the fundamental wave (ω0)
- des Störsignals (d[n])of interference signal (D [n])
- Ai·ω0 A i · ω0
- komplexe fünfte Störamplitude der i-ten Oberwellecomplex fifth noise amplitude the i th harmonic
- (i·ω0) des Störsignals (d[n])(i · ω0) of the interfering signal (D [n])
- Ci·Ai·ω0 C i * A i * ω 0
- gewichtete, komplexe fünfte Störamplitude der i-weighted, complex fifth noise amplitude the i-
- ten Oberwelle (i·ω0) des Störsignals (d[n])th Harmonic (i · ω0) of the interfering signal (D [n])
- Sw[l]S w [l]
- Nutzsignal im Frequenzbereichpayload in the frequency domain
- Dw[l]D w [l]
- Störsignal im Frequenzbereichnoise in the frequency domain
- Re(Dw[k])Re (D w [k])
- Realteil der ersten Störamplitude bei der erstenreal part the first interference amplitude in the first
- Trägerfrequenz (k)carrier frequency (K)
- Im(Dw[k])Im (D w [k])
- Imaginärteil der ersten Störamplitude bei derImaginary part of first interference amplitude in the
- ersten Trägerfrequenz (k)first carrier frequency (K)
- a–da-d
- Verfahrensschrittstep
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