[发明专利]用于减小可在一组预定电平上编码的信号上的附加噪声的方法与设备

说明书

本发明涉及一种减小噪声的方法，这种噪声影响以固定频率传送并在一组可能的量化水平上可编码的数字信号。该方法的作用是对受噪声扰动的信号滤收，然后在每个基本代码周期内对被滤收信号进行积分。

一个接收机的灵敏度通常受所存在的噪声的限制。这种噪声是由信号发射机在传输介质上引起的，同时它也在接收机的放大电路中产生。对于光纤链路，一个光-电接收机的输入级噪声限定了链路的距离。防止噪声的已知方法之一是尽可能地防护传输介质，采用低噪声电子元件，并利用滤收器消除那里不能有信号（或只有部分残余信号）的各个频段中的频率分量。另一项技术是降低编码信号的调制速率（modulation    rate），由此来改善信噪比，但却限制了传输性能。然而，在信号频段内存在的噪声不能这样消除。

本发明要在信号为以固定调制频率传送的编码信号时设法减小噪声，以便实现增加可能的链路距离等目的。

为了这个目标，根据本发明，有噪声的信号要经过幅度滤波，对每个与量化信号电平相关联的滤波器通道，把接近于所考虑的量化水平的幅度值加以放大，从而或者过分地或者极小的改变（损害）与量化水平不同的幅度值。这里，名词“幅度（amplitude）”应被理解为广义的代表某物理量大小（magnitude）的“值”，它能被编码成一组值，这样，它不仅表示通常意义的振幅值，还可代表频率、相位或一个物理量大小的任何其他可调制状态或这些状态的组合。

借助于这种处理，附加在信号上的其瞬时值不断变化（在每个基本代码周期相对于信号可能占据的各量化水平之一）的任何噪声分量相对于所述信号被衰减了，因此改善了信噪比。特别是，当大幅度的短时干扰暂时掩盖了有用信号时，只有由幅度滤波规则所决定的一部分干扰被积分。由于所剩余的这部分干扰能量已减小，在积分之后干扰的效应被显著地减小了。

更具体地说，这种滤波对相对于量化水平涨落的信号赋予权系数，似然地代表在考虑到已加入噪声的情况下受噪声扰动信号瞬时幅度值来自该量化水平的概率，因此对等于或接近于所述量化水平的幅度值给予最大加权系数，随着幅值向上或向下偏离所述水平其加权系数减小，然后使所得到的加权信号在每个基本周期上积分。这个信号被加到一组平行连接的滤波与积分电路上，其数量相应于量化水平的数量。在每个基本周期结尾所得到的代码水平是那些相应于各个不同量化水平的积分结果中具有最高积分结果的量化水平。

加权系数的最佳选择是作为信号幅值的函数，在其最大值的每一侧遵循一条上凹曲线，并在最大值附近有一小段常数值。

还希望与给定的量化水平相联的加权系数在瞬时信号幅值较接近于另一个量化水平时也接近于它的最大值。

本发明还提供了用于实现上述方法的设备。这个设备包括：

有多少个量化水平便有多少个幅度滤波电路，把受扰动信号加到这些滤波器上。每个电路包括一个放大器，其响应曲线是输入幅值的函数，其输入幅值等于所考虑的量化幅值时为响应曲线上的最大值，而在所述最大值周围是一小段固定值电平，然后在最大值的每一侧单调地下降;

积分电路，用于对来自所述放大器的信号滤波，每个积分电路伴有一个相应的滤波器电路;

比较器电路，用于比较一组被积分的信号，并在每个基本信号周期的末尾指定在所述周期内信号的最可能的代码水平。

该设备最好还包括两个辅助电路，用于产生两个参考电压，作为逻辑电平跟随器，这两个电压加到每个滤波器通道的放大器上。这些参考电压用作伺服控制各个量化信号水平的参考电平，以减缓由于传输引起的电平变化。

在一个优选的实施方案中，每个滤波器电路中的放大器由下列部分组成：

第一非线性放大器，当输入幅值从所考虑的量化水平的一半上升到该量化水平时，该放大器的增益从零值开始然后以不断增大的斜率增加;

第二非线性放大器，当输入幅值上升到所考虑的量化水平值之上时，该放大器的增益以不断减小的斜率下降;

所述第一和第二非线性放大器都接收要被滤波的信号;

一个增益控制放大器，其信号输入端连接到接受第一非线性放大器的输出，而它的增益控制输入被连接到接受第二非线性放大器的输出端;

由增益控制放大器的输出端可以得到被幅度滤波的信号，而各个参考电压或其一部分最好加到每个滤波通道的第二非线性滤波器上。