RU2230432C2 - Method and device for receiving multibeam signal and method for evaluating number and time delay of multibeam signal components - Google Patents

Method and device for receiving multibeam signal and method for evaluating number and time delay of multibeam signal components Download PDF

Info

Publication number
RU2230432C2
RU2230432C2 RU2002103357/09A RU2002103357A RU2230432C2 RU 2230432 C2 RU2230432 C2 RU 2230432C2 RU 2002103357/09 A RU2002103357/09 A RU 2002103357/09A RU 2002103357 A RU2002103357 A RU 2002103357A RU 2230432 C2 RU2230432 C2 RU 2230432C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
multipath
multipath signal
components
determining
Prior art date
Application number
RU2002103357/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002103357A (en
Inventor
А.В. Гармонов (RU)
А.В. Гармонов
В.Б. Манелис (RU)
В.Б. Манелис
И.В. Каюков (RU)
И.В. Каюков
Original Assignee
Гармонов Александр Васильевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гармонов Александр Васильевич filed Critical Гармонов Александр Васильевич
Priority to RU2002103357/09A priority Critical patent/RU2230432C2/en
Publication of RU2002103357A publication Critical patent/RU2002103357A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2230432C2 publication Critical patent/RU2230432C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering; radio communications. SUBSTANCE: proposed invention that relates to methods and devices for receiving multibeam signal in code-division communication systems and can be used in receiving devices of base and mobile stations is characterized in that number of single-beam receivers where time positions of reference signals can assume rather close values (lower than one pseudorandom train chip) is periodically evaluated and where number and time positions of reference signals of single-beam receivers being used are optimized during reception of cluster-structure multibeam signal. EFFECT: enhanced noise immunity and capacitance of communication system. 7 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способам приема многолучевого сигнала в системах связи с кодовым разделением каналов, и может использоваться в приемных устройствах базовой и мобильной (абонентской) станций.The invention relates to the field of radio engineering, in particular to methods for receiving a multipath signal in communication systems with code division multiplexing, and can be used in receiving devices of the base and mobile (subscriber) stations.

В системах связи с подвижными объектами каналы распространения сигнала между приемником и передатчиком данных являются многолучевыми и нестационарными. Эффективность систем связи во многом определяется способностью алгоритмов временной синхронизации обеспечить в многолучевых нестационарных каналах необходимую точность слежения за временными задержками компонент многолучевого сигнала. Компоненты многолучевого сигнала могут находиться в некоторой временной области неопределенности. Совокупность компонент многолучевого сигнала, для которых интервал задержки между любыми двумя лучами менее или равен одному чипу расширяющей кодовой псевдослучайной последовательности (ПСП), называется кластером лучей. Чип ПСП - это длительность одного элементарного временного интервала псевдослучайной последовательности.In communication systems with moving objects, the signal propagation channels between the receiver and the data transmitter are multipath and non-stationary. The effectiveness of communication systems is largely determined by the ability of time synchronization algorithms to provide in multipath non-stationary channels the necessary accuracy of tracking the time delays of the components of the multipath signal. The components of the multipath signal may be in some time domain of uncertainty. The set of components of a multipath signal for which the delay interval between any two beams is less than or equal to one chip of the spreading pseudo-random code sequence (PSP) is called a cluster of beams. The PSP chip is the duration of one elementary time interval of a pseudo-random sequence.

В системах связи с кодовым разделением каналов в условиях многолучевости для улучшения качества связи используют многолучевые приемники, в которых производят взвешенное суммирование выходных сигналов совокупности однолучевых приемников. Последние собирают энергию компонент многолучевого сигнала. Обычно каждый однолучевый приемник включает независимую схему временной синхронизации. Такие многолучевые приемники эффективно функционируют, когда компоненты многолучевого сигнала являются разрешаемыми. Однако в случае приема кластеров лучей их эффективность заметно снижается.In communication systems with code division multiplexing under multipath conditions, to improve the quality of communication, multipath receivers are used, in which a weighted summation of the output signals of a set of single-beam receivers is performed. The latter collect the energy of the component of the multipath signal. Typically, each single beam receiver includes an independent time synchronization circuit. Such multipath receivers function efficiently when the components of the multipath signal are resolvable. However, in the case of receiving clusters of rays, their effectiveness is markedly reduced.

Известен способ квазикогерентного приема, описанный в книге "Цифровые радиоприемные системы", под ред. М.И.Жодзишского, М.: Радио и связь, 1990, с.25-27. Временная синхронизация осуществляется посредством временных сдвигов опорного сигнала относительно принимаемого. Решение о направлении сдвига опорного сигнала принимается после сравнения выходных значений двух корреляторов схемы слежения за задержкой, опорные сигналы которых сдвинуты относительно опорного сигнала коррелятора демодулятора с опережением и запаздыванием соответственно. Если выходное значение опережающего коррелятора больше выходного значения коррелятора с запаздыванием, то опорный сигнал демодулятора сдвигается в направлении опережения. Если выходное значение запаздывающего коррелятора больше, то сдвиг производится в противоположном направлении.The known method of quasi-coherent reception, described in the book "Digital Radio Receiving Systems", ed. M.I.Zhodzishsky, M .: Radio and communications, 1990, p.25-27. Time synchronization is carried out by means of time shifts of the reference signal relative to the received one. The decision about the direction of the shift of the reference signal is made after comparing the output values of the two correlators of the delay tracking circuit, the reference signals of which are shifted with respect to the reference signal of the demodulator correlator ahead and delay, respectively. If the output value of the leading correlator is greater than the output value of the delay correlator, then the demodulator reference signal is shifted in the leading direction. If the output value of the delayed correlator is greater, then the shift is performed in the opposite direction.

Этот подход является эффективным при наличии нескольких хорошо разрешаемых компонент многолучевого сигнала, т.е. отстоящих друг от друга по времени на несколько чипов. При обработке многолучевого сигнала с кластерной структурой (разность временных положений (задержек) сигналов соседних лучей меньше чипа ПСП) такой подход приводит к существенным энергетическим потерям.This approach is effective in the presence of several well-resolved multipath components, i.e. spaced apart by time on several chips. When processing a multipath signal with a cluster structure (the difference in the temporal positions (delays) of the neighboring ray signals is smaller than the PSP chip), this approach leads to significant energy losses.

Известен способ многолучевого приема, приведенный в патенте США № 5490165 "Demodulation Element Assignment in a System Capable of Receiving Multiple Signals", H 04 B 1/69, Feb. 6, 1996.A known method of multipath reception, is shown in US patent No. 5490165 "Demodulation Element Assignment in a System Capable of Receiving Multiple Signals", H 04 B 1/69, Feb. 6, 1996.

Описанный способ заключается в следующем. Производят предварительный поиск временных положений (задержек) сигналов лучей, получая первоначальные оценки временных положений (задержек) сигналов лучей. Для каждого луча производят оценку временной задержки его сигнала. Получают мягкие решения об информационных символах для всех однолучевых приемников и объединяют эти мягкие решения путем их взвешенного суммирования.The described method is as follows. A preliminary search is made for the temporal positions (delays) of the ray signals, obtaining initial estimates of the temporal positions (delays) of the ray signals. For each beam, the time delay of its signal is estimated. Soft decisions about information symbols are obtained for all single-beam receivers and these soft decisions are combined by weighted summation.

Этот подход является эффективным при наличии только разрешаемых компонент многолучевого сигнала. Недостатком этого метода является независимость систем слежения однолучевых приемников. Действительно, при приеме близко расположенных сигналов лучей с течением времени несколько однолучевых приемников могут начать отслеживать один и тот же луч, что приводит к существенным энергетическим потерям.This approach is effective in the presence of only resolved multipath components. The disadvantage of this method is the independence of the tracking systems of single-beam receivers. Indeed, when receiving closely spaced ray signals over time, several single-beam receivers can begin to track the same beam, which leads to significant energy losses.

Известен способ квазикогерентного приема многолучевого сигнала, описанный в патенте РСТ WO 97/28608; "Method and Arrangement of Signal Tracking and a Rake-receiver Utilizing Said Arrangement"; 07.08.97; H 04 B 1/10, 1/707, TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON. В этом способе выполняется совместная настройка систем слежения за задержкой всех однолучевых приемников, демодулирующих компоненты многолучевого сигнала. Настройка начинается с системы слежения за задержкой однолучевого приемника, демодулирующего максимальную компоненту многолучевого сигнала, и выполняется таким образом, чтобы временной сдвиг между опорными сигналами любых двух демодуляторов не был меньше некоторой заранее заданной величины. Предполагается, что блок поиска обнаружил все необходимые компоненты многолучевого сигнала.A known method of quasicoherent reception of a multipath signal described in PCT patent WO 97/28608; "Method and Arrangement of Signal Tracking and a Rake-receiver Utilizing Said Arrangement"; 08/07/97; H 04 B 1/10, 1/707, TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON. In this method, a joint tuning of the delay tracking systems of all single-beam receivers demodulating the components of the multipath signal is performed. Tuning starts with a delay tracking system for a single-beam receiver that demodulates the maximum component of the multipath signal, and is performed in such a way that the time shift between the reference signals of any two demodulators is not less than some predetermined value. It is assumed that the search unit has detected all the necessary components of the multipath signal.

Недостатком данного алгоритма является необходимость предварительного обнаружения компонент многолучевого сигнала, что предполагает разрешаемость этих компонент. Когда компоненты неразрешаемы, основная предпосылка работы алгоритма не выполняется, т.е. алгоритм не в состоянии эффективно осуществлять прием кластера. Это приводит к энергетическим потерям.The disadvantage of this algorithm is the need for preliminary detection of the components of the multipath signal, which suggests the solvability of these components. When the components are not resolvable, the basic premise of the algorithm is not fulfilled, i.e. the algorithm is not able to efficiently receive the cluster. This leads to energy loss.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ приема многолучевых сигналов и устройство для его реализации, описанные в патенте РФ № 2120180.Closest to the proposed solution is a method of receiving multipath signals and a device for its implementation, described in RF patent No. 2120180.

Описанный способ приема многолучевых сигналов заключается в следующем:The described method for receiving multipath signals is as follows:

- проводят поиск лучей на интервале многолучевости;- conduct a search for rays in the multipath interval;

- проводят поиск кластеров лучей, представляющих объединенные группы из обнаруженных лучей, для которых интервал задержки между любыми двумя смежными по задержке лучами менее шага или равен шагу поиска сигнала по задержке;- search for clusters of beams representing the combined groups of detected beams for which the delay interval between any two adjacent beams adjacent in delay is less than a step or equal to the step of searching for a signal by delay;

- обнаруживают в каждом кластере луч максимальной мощности и определяют его как основной луч кластера, а остальные лучи определяют как дополнительные лучи кластера;- detect in each cluster a beam of maximum power and determine it as the main beam of the cluster, and the remaining rays are defined as additional rays of the cluster;

- формируют опорный сигнал для каждого обнаруженного луча;- form a reference signal for each detected beam;

- осуществляют временную подстройку опорных сигналов лучей, не входящих в кластеры, а также основных лучей кластеров таким образом, чтобы получить наибольший уровень взаимной корреляции между опорными сигналами лучей и принимаемым сигналом;- carry out a temporary adjustment of the reference signals of rays that are not included in the clusters, as well as the main rays of the clusters in such a way as to obtain the highest level of mutual correlation between the reference signals of the rays and the received signal;

- осуществляют временные подстройки опорных сигналов дополнительных лучей таким образом, чтобы сохранилась разность задержек между опорными сигналами дополнительных лучей и опорными сигналами соответствующих им основных лучей;- carry out temporary adjustments of the reference signals of the additional rays in such a way that the difference in delays between the reference signals of the additional rays and the reference signals of the corresponding main rays is preserved;

- определяют сигналы взаимной корреляции между лучом и соответствующим ему опорным сигналом на длительности каждого принимаемого символа;- determine the cross-correlation signals between the beam and the corresponding reference signal for the duration of each received symbol;

- взвешивают сигналы взаимной корреляции путем умножения на весовые коэффициенты, которые формируют таким образом, чтобы большему уровню сигнала корреляции соответствовал больший коэффициент;- the cross-correlation signals are weighed by multiplying by the weight coefficients, which are formed in such a way that a larger coefficient corresponds to a higher level of the correlation signal;

- суммируют все взвешенные сигналы взаимной корреляции, соответствующие каждому принимаемому символу, формируя таким образом последовательность суммарных сигналов взаимной корреляции принимаемых символов, а затем используют ее для принятия решения о последовательности принимаемых символов.- summarize all the weighted cross-correlation signals corresponding to each received symbol, thereby forming a sequence of total mutual correlation signals of the received symbols, and then use it to decide on the sequence of received symbols.

Устройство для реализации такого способа представлено на фиг.1, где обозначено:A device for implementing this method is presented in figure 1, where it is indicated:

1-1 - 1-L - приемники данных, 2-1 - 2-L - умножители, 3 - схема определения весовых коэффициентов, 4 - сумматор, 5 - решающая схема, 6-1 - 6-М - приемник кластера, 7-1 - 7-М - умножители, 8 - схема обнаружения и анализа кластера лучей, 9 - приемник поиска, 10 - коммутатор, 11 - блок управления.1-1 - 1-L - data receivers, 2-1 - 2-L - multipliers, 3 - scheme for determining weight coefficients, 4 - adder, 5 - decision circuit, 6-1 - 6-M - cluster receiver, 7- 1 - 7-M - multipliers, 8 - detection and analysis of the cluster of rays, 9 - search receiver, 10 - switch, 11 - control unit.

Устройство приема многолучевых сигналов содержит L приемников данных 1-1 - 1-L и соответственно им схем умножения 2-1 - 2-L, схему определения весовых коэффициентов 3, каждый выход которой соединен с соответствующим ей умножителем 2-1 - 2-L, сумматор 4 и решающую схему 5, вход которой соединен с выходом сумматора 4, а выход является выходом устройства. Устройство содержит также М приемников кластеров лучей 6-1 - 6-М и соответственно им умножители 7-1 - 7-М, схему обнаружения и анализа кластера лучей 8, приемник поиска 9, коммутатор 10 и блок управления 11, при этом первый и второй входы каждого приемника данных 1-1 - 1-L, каждого приемника кластера лучей 6-1 - 6-М и приемника поиска 9 одновременно являются входами устройства, третий их вход соединен с соответствующими им первыми выходами блока управления 11, четвертый вход каждого приемника кластера лучей 6-1 - 6-М соединен с соответствующим ему выходом коммутатора 10, первые выходы которого соединены с соответствующими им первыми выходами каждого приемника данных 1-1 - 1-L, второй вход - с первым выходом схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8, а третий вход - с вторым выходом блока управления 11, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с четвертым входом приемника поиска 9, первым и вторым входами схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8, при этом первым выход приемника поиска 9 соединен с третьим входом схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8, второй выход приемника поиска соединен с первый входом блока управления 11 и четвертым входом схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8, второй выход схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8 соединен с вторым входом блока управления 11, второй выход каждого приемника данных 1-1 - 1-L одновременно соединен с соответствующими ему третьим входом схемы определения весовых коэффициентов 3 и умножителем 2-1 - 2-L, выход каждого приемника кластера лучей 6-1 - 6-М одновременно соединен с соответствующими ему входом схемы определения весовых коэффициентов 3 и умножителем 7-1 - 7-М. Кроме того, выход каждого умножителя 2-1 - 2-L и 7-1 - 7-М соединен с соответствующим ему входом сумматора 4.The device for receiving multipath signals contains L data receivers 1-1 - 1-L and, accordingly, 2-1 - 2-L multiplication schemes, a weighting coefficient determination circuit 3, each output of which is connected to a corresponding 2-1 - 2-L multiplier, the adder 4 and the decision circuit 5, the input of which is connected to the output of the adder 4, and the output is the output of the device. The device also contains M receivers of clusters of rays 6-1 - 6-M and, accordingly, multipliers 7-1 - 7-M, a detection and analysis cluster of rays 8, a search receiver 9, a switch 10 and a control unit 11, the first and second the inputs of each data receiver 1-1 - 1-L, each receiver of a cluster of beams 6-1 - 6-M and the search receiver 9 are simultaneously inputs of the device, their third input is connected to the corresponding first outputs of the control unit 11, the fourth input of each cluster receiver rays 6-1 - 6-M is connected to the corresponding output comm tator 10, the first outputs of which are connected to the corresponding first outputs of each data receiver 1-1 - 1-L, the second input - with the first output of the detection and analysis of the cluster of rays 8, and the third input - with the second output of the control unit 11, the third, the fourth and fifth outputs of which are connected respectively to the fourth input of the search detector 9, the first and second inputs of the detection and analysis circuit of the cluster of rays 8, while the first output of the search receiver 9 is connected to the third input of the detection and analysis of the cluster of rays 8, the second output when the search receiver is connected to the first input of the control unit 11 and the fourth input of the detection and analysis circuit of the beam cluster 8, the second output of the detection and analysis circuit of the beam cluster 8 is connected to the second input of the control unit 11, the second output of each data receiver 1-1 - 1-L simultaneously connected to the corresponding third input of the circuit for determining the weighting coefficients 3 and a multiplier 2-1 - 2-L, the output of each receiver of the cluster of rays 6-1 - 6-M is simultaneously connected to the corresponding input of the circuit for determining the weighting coefficients 3 and multiplies Lemma 7-1 - 7-M. In addition, the output of each multiplier 2-1 - 2-L and 7-1 - 7-M is connected to the corresponding input of the adder 4.

Устройство приема многолучевых сигналов, представленное на фиг.1, работает следующим образом.The device for receiving multipath signals, presented in figure 1, operates as follows.

Входной сигнал, содержащий синфазную и квадратурную составляющие, поступает на входы L-приемников данных 1-1 - 1-L и приемник поиска 9, при этом каждый приемник данных обрабатывает отдельный луч (один из L - лучей). Выходные сигналы приемников данных 1-1 - 1-L поступают на схемы умножения 2-1 - 2-L, где умножаются на весовые коэффициенты, которые формирует блок определения весовых коэффициентов 3 таким образом, что большему сигналу соответствует больший коэффициент. Затем выходные сигналы схем умножения суммируются сумматором 4 и подаются на вход решающей схемы 5, которая принимает решение о принятом информационном сигнале, и выход которой является выходом устройства. Приемник поиска 9 последовательно просматривает интервал многолучевости, при этом на каждом шаге проводится операция обнаружения сигнала. Максимальный из обнаруженных сигналов поступает на блок управления 11, где сравнивается с минимальным выходным сигналом соответствующего приемника данных. Если максимальный сигнал приемника поиска 9 больше минимального выходного сигнала одного из приемников данных, то этот приемник данных переходит на обработку луча, выделенного приемником поиска. Для этого блок управления 11 выдает на соответствующий приемник данных 1-1 - 1-L сигнал, по которому осуществляется перестройка генератора псевдослучайных последовательностей этого приемника, обеспечивающая прием выделенного луча.An input signal containing in-phase and quadrature components is fed to the inputs of the L-data receivers 1-1 - 1-L and the search receiver 9, while each data receiver processes a separate beam (one of the L-rays). The output signals of the data receivers 1-1 - 1-L are fed to the 2-1 - 2-L multiplication schemes, where they are multiplied by the weights, which are formed by the unit for determining the weights 3 so that a larger signal corresponds to a larger signal. Then the output signals of the multiplication circuits are summed by the adder 4 and fed to the input of the decision circuit 5, which decides on the received information signal, and the output of which is the output of the device. The search receiver 9 sequentially looks through the multipath interval, and at each step, a signal detection operation is performed. The maximum of the detected signals is fed to the control unit 11, where it is compared with the minimum output signal of the corresponding data receiver. If the maximum signal of the search receiver 9 is greater than the minimum output signal of one of the data receivers, then this data receiver switches to processing the beam allocated by the search receiver. For this, the control unit 11 provides a signal to the corresponding data receiver 1-1 - 1-L, according to which the pseudorandom sequence generator of this receiver is tuned, which ensures the reception of the selected beam.

После захвата приемником данных 1-1 - 1-L сигнала отдельного луча производится проверка наличия у него кластера лучей. Для этого блок управления 11 выдает на приемник поиска 9 последовательность команд, задающих временные сдвиги его генератору псевдослучайных последовательностей. По этим командам псевдослучайная последовательность приемника поиска 9 последовательно на величину, длительностью менее одного чипа или равную одному чипу, сдвигается влево, а затем вправо (запаздывает и опережает) относительно псевдослучайной последовательности приемника данных 1-1 - 1-L.After the receiver captures the data 1-1 - 1-L of the signal of an individual beam, it checks if it has a cluster of rays. For this, the control unit 11 issues to the search receiver 9 a sequence of commands defining time shifts to its pseudo-random sequence generator. According to these commands, the pseudo-random sequence of the search receiver 9 is sequentially shifted to the left and then to the right (delayed and advanced) relative to the pseudo-random sequence of the data receiver 1-1 - 1-L by a length shorter than one chip or one chip.

Влево псевдослучайная последовательность приемника поиска 9 сдвигается на Qn чипов, а вправо на Qm чипов.To the left, the pseudo-random sequence of the search receiver 9 is shifted by Qn chips, and to the right by Qm chips.

Всего для просмотра временных сдвигов (Q=Qn+Qm) псевдослучайных последовательностей потребуется Q/K параллельных временных сдвигов К корреляторов приемника поиска 9.In total, to view the time shifts (Q = Qn + Qm) of pseudo-random sequences, Q / K parallel time shifts K of the correlators of the search receiver 9 are required.

При каждом сдвиге происходит накопление сигнала в корреляторах приемника поиска 9.At each shift, the signal accumulates in the correlators of the search receiver 9.

В схеме обнаружения и анализа кластера лучей 8 выходные значения корреляторов приемника поиска 9 сравниваются с порогом, сформированным в приемнике поиска 9. Превышение порога означает обнаружение сигнала.In the detection and analysis scheme of the cluster of beams 8, the output values of the correlators of the search receiver 9 are compared with the threshold formed in the search receiver 9. Exceeding the threshold means signal detection.

Если при временном сдвиге на величину, длительностью менее одного чипа или равную одному чипу, происходит обнаружение сигнала, то это означает обнаружение кластера лучей.If a signal is detected during a time shift of less than one chip or equal to one chip, then this means that a cluster of rays is detected.

Если обнаружен кластер Q лучей, то схема обнаружения и анализа кластера лучей выдает на блок управления 11 сигнал обнаружения кластера лучей, а на коммутатор 10 его размер. Размер кластера лучей определяется двумя величинами: числом правых и числом левых сдвигов (Qn и Qm).If a cluster of Q rays is detected, the detection and analysis of the cluster of rays generates a ray cluster detection signal to the control unit 11, and its size to the switch 10. The size of the cluster of rays is determined by two quantities: the number of right shifts and the number of left shifts (Qn and Qm).

По сигналу обнаружения кластера лучей блок управления 11 устанавливает коммутатор 10 таким образом, что опорные сигналы с приемника данных 1-1 - 1-L, относительно опорного сигнала которого обнаружен кластер лучей, поступают на М-приемников кластера лучей 6-1 - 6-М. Причем каждому обнаруженному кластеру лучей соответствует опорный сигнал приемника данных, по времени эти сигналы совпадают.By the detection signal of the cluster of beams, the control unit 11 sets the switch 10 so that the reference signals from the data receiver 1-1 - 1-L, relative to the reference signal of which a cluster of beams is detected, are fed to the M-receivers of the cluster of beams 6-1 - 6-M . Moreover, each detected cluster of rays corresponds to a reference signal of the data receiver; in time, these signals coincide.

Выходные сигналы приемников кластера лучей 6-1 - 6-М умножаются на весовые коэффициенты, которые формируются таким образом, что большему сигналу соответствует больший коэффициент. Затем выходные сигналы суммируются сумматором 4 и подаются на вход решающей схемы 5.The output signals of the receivers of the cluster of rays 6-1 - 6-M are multiplied by weighting factors, which are formed in such a way that a larger coefficient corresponds to a larger signal. Then the output signals are summed by the adder 4 and fed to the input of the decision circuit 5.

Способ определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, описанный в патенте РФ № 2120180, заключается в следующем.A method for determining the number and time delays of a multipath signal component described in RF patent No. 2120180 is as follows.

Определяют области наличия сигнала.The areas of signal presence are determined.

Для каждой области наличия сигнала определяют число компонент многолучевого сигнала и их начальные временные позиции (задержки), для этого выполняют следующие операции.For each region of signal presence, the number of components of the multipath signal and their initial time positions (delays) are determined; for this, the following operations are performed.

- Формируют комплексные корреляционные отклики пилот сигнала, определяя корреляцию входного сигнала с известной ПСП, сдвинутой на заданные дискретные интервалы времени в пределах области наличия сигнала.- Form the complex correlation responses of the pilot signal by determining the correlation of the input signal with the known SRP shifted by predetermined discrete time intervals within the signal presence domain.

- Определяют значения решающей функции в заданных дискретных временных позициях области наличия сигнала, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот сигнала.- Determine the values of the decisive function in the given discrete time positions of the signal presence region by summing the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding complex correlation responses of the pilot signal.

- Производят сравнение значений решающей функции с порогом. Если порог превышен для временных позиций, отстоящих не более чем на один чип, принимается решение о наличии кластера лучей.- Comparing the values of the decisive function with a threshold. If the threshold is exceeded for temporary positions separated by no more than one chip, a decision is made on the presence of a cluster of rays.

- Число компонент многолучевого сигнала при наличии кластера равно числу временных позиций области наличия сигнала, в которых решающая функция превысила порог.- The number of components of the multipath signal in the presence of a cluster is equal to the number of temporary positions of the signal presence region in which the decision function has exceeded the threshold.

- При наличии кластера начальные временные позиции компонент многолучевого сигнала определяют как позиции, в которых решающая функция превысила порог. Компоненту многолучевого сигнала, соответствующую положению максимума решающей функции, определяют как основную компоненту кластера (прием которой осуществляют основным однолучевым приемником кластера), а остальные компоненты определяют как дополнительные компоненты кластера (прием которых осуществляют дополнительными однолучевыми приемниками кластера).- In the presence of a cluster, the initial temporary positions of the components of the multipath signal are defined as the positions in which the decisive function exceeded the threshold. The component of the multipath signal corresponding to the position of the maximum of the decisive function is determined as the main component of the cluster (which is received by the main single-beam receiver of the cluster), and the remaining components are determined as additional components of the cluster (which are received by additional single-beam receivers of the cluster).

- Если кластер не обнаружен, начальную временную позицию компоненты многолучевого сигнала определяют как позицию, в которой приемник поиска обнаружил сигнал. Для приема такой компоненты используют один однолучевый приемник.- If the cluster is not detected, the initial time position of the multipath component is determined as the position at which the search receiver detected the signal. To receive such a component, one single-beam receiver is used.

Периодически осуществляют временную подстройку опорных сигналов однолучевых приемников, не входящих в кластеры, а также основных однолучевых приемников кластеров таким образом, чтобы получить наибольший уровень взаимной корреляции между опорными сигналами однолучевых приемников и принимаемым сигналом. При этом осуществляют временную подстройку дополнительных однолучевых приемников кластеров таким образом, чтобы сохранялась разность задержек между опорными сигналами дополнительных однолучевых приемников кластеров и опорными сигналами соответствующих им основных однолучевых приемников кластеров.Periodically, the reference signals of single-beam receivers that are not included in the clusters are temporarily adjusted, as well as the main single-beam receivers of the clusters in such a way as to obtain the highest level of mutual correlation between the reference signals of single-beam receivers and the received signal. At the same time, additional single-beam receivers of the clusters are temporarily tuned so that the delay difference between the reference signals of the additional single-beam receivers of the clusters and the reference signals of the corresponding main single-beam receivers of the clusters is preserved.

Устройство определения числа и временных позиций компонент многолучевого сигнала представлено на фиг.2, где обозначено:A device for determining the number and time positions of the components of the multipath signal is presented in figure 2, where it is indicated:

1-1 - 1- L - приемник данных, 8 - схема обнаружения и анализа кластера лучей, 9 - приемник поиска, 11 - блок управления, 12 - микро-ЭВМ, 13 - генератор ПСП, 14 - схема слежения за задержкой, 15-1 - 15-К - квадратурный коррелятор, 16 - генератор ПСП, 17 - схема формирования порога, 18 - первый мультиплексор, 19 - второй мультиплексор, 20 - первый перемножитель, 21 - сумматор, 22 - второй перемножитель, 23 - схема управления.1-1 - 1- L is a data receiver, 8 is a ray cluster detection and analysis scheme, 9 is a search receiver, 11 is a control unit, 12 is a microcomputer, 13 is an SRP generator, 14 is a delay tracking scheme, 15- 1 - 15-K - quadrature correlator, 16 - PSP generator, 17 - threshold formation circuit, 18 - first multiplexer, 19 - second multiplexer, 20 - first multiplier, 21 - adder, 22 - second multiplier, 23 - control circuit.

Устройство-прототип определения необходимого числа и временных позиций однолучевых приемников содержит L приемников данных 1-1 - 1-L, приемник поиска 9, схему обнаружения и анализа кластера лучей 8 и блок управления 11. Каждый из L приемников данных 1-1 - 1-L содержит схему слежения за задержкой 14, первый и второй входы которой являются сигнальными входами устройства, третий и четвертый входы схемы слежения за задержкой 14 соединены с соответствующими выходами генератора ПСП 13. Первый и второй выходы схемы слежения за задержкой 14 соединены с первым и вторым входами микро-ЭВМ 12, первый выход которой соединен с первым входом генератора ПСП 13 и является выходом временного положения соответствующего приемника данных 1-1 - 1-L, второй выход микро-ЭВМ 12 соединен с соответствующим входом блока управления 11.The prototype device for determining the required number and time positions of single-beam receivers contains L data receivers 1-1 - 1-L, a search receiver 9, a detection cluster and analysis of a cluster of rays 8 and a control unit 11. Each of the L data receivers 1-1 - 1- L contains a delay tracking circuit 14, the first and second inputs of which are signal inputs of the device, the third and fourth inputs of the delay tracking circuit 14 are connected to the corresponding outputs of the SRP generator 13. The first and second outputs of the delay tracking circuit 14 are connected to the first and the second inputs of the micro-computer 12, the first output of which is connected to the first input of the PSP generator 13 and is the output of the temporary position of the corresponding data receiver 1-1 - 1-L, the second output of the micro-computer 12 is connected to the corresponding input of the control unit 11.

Приемник поиска 9 содержит К квадратурных коррелятора 15-1 - 15-K, первые и вторые входы которых объединены с первым и вторым входами схемы формирования порога 17 и с сигнальными входами устройства. Третий вход каждого квадратурного коррелятора 15-1 - 15-K соединен с соответствующим ему выходом генератора ПСП 16, четвертый вход каждого квадратурного коррелятора 15-1 - 15-K соединен с соответствующим ему одним выходом схемы управления 23. Другой выход схемы управления соединен со входом генератора ПСП 16. При этом вход схемы управления 23 является входом управляющего сигнала и соединен с третьим выходом блока управления 11.The search receiver 9 contains K quadrature correlators 15-1 - 15-K, the first and second inputs of which are combined with the first and second inputs of the threshold formation circuit 17 and with the signal inputs of the device. The third input of each quadrature correlator 15-1 - 15-K is connected to the corresponding output of the PSP generator 16, the fourth input of each quadrature correlator 15-1 - 15-K is connected to its corresponding one output of the control circuit 23. Another output of the control circuit is connected to the input generator PSP 16. In this case, the input of the control circuit 23 is the input of the control signal and is connected to the third output of the control unit 11.

Первый выход каждого квадратурного коррелятора 15-1 - 15-К соединен с соответствующим входом первого мультиплексора 18. Второй выход каждого квадратурного коррелятора 15-1 - 15-K соединен с соответствующим входом второго мультиплексора 19. Выход первого мультиплексора 18 соединен с первым и вторым входами первого перемножителя 20, а выход второго мультиплексора 19 соединен с первым и вторым входами второго перемножителя 21. Выходы первого и второго перемножителей 20 и 21 соединены с соответствующими входами сумматора 20, выход которого соединен с первым входом блока управления 11 и четвертым входом схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8. Выход схемы формирования порога 17 соединен с третьим входом схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8, первый и второй входы которого соединены с четвертым и пятым выходом блока управления 11. Первый выход схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8 является выходом размера кластеров лучей, второй - соединен со вторым входом блока управления 11.The first output of each quadrature correlator 15-1 - 15-K is connected to the corresponding input of the first multiplexer 18. The second output of each quadrature correlator 15-1 - 15-K is connected to the corresponding input of the second multiplexer 19. The output of the first multiplexer 18 is connected to the first and second inputs the first multiplier 20, and the output of the second multiplexer 19 is connected to the first and second inputs of the second multiplier 21. The outputs of the first and second multipliers 20 and 21 are connected to the corresponding inputs of the adder 20, the output of which is connected to the first m the input of the control unit 11 and the fourth input of the detection and analysis circuit of the cluster of rays 8. The output of the circuit for generating a threshold 17 is connected to the third input of the detection and analysis circuit of the cluster of rays 8, the first and second inputs of which are connected to the fourth and fifth output of the control unit 11. First output detection and analysis of a cluster of rays 8 is the output of the size of the clusters of rays, the second is connected to the second input of the control unit 11.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Входной сигнал поступает на входы L приемников данных 1-1 - 1-L и на входы приемника поиска 9, т.е. на входы схемы формирования порога 17 и на входы K параллельных квадратурных корреляторов 15-1 - 15-K. На другие входы квадратурных корреляторов 15-1 - 15-К поступают синфазные и квадратурные составляющие опорного сигнала с генератора ПСП 16. Временными положениями (задержками) опорных сигналов генератора ПСП 16 управляет сигнал схемы управления 23. В каждом квадратурном корреляторе 15-1 - 15-K входной сигнал перемножается на опорный сигнал. Синфазные и квадратурные составляющие результатов перемножения накапливаются, формируя комплексные корреляционные отклики пилот-символов. С выходов квадратурных корреляторов 15-1 - 15-K синфазные и квадратурные составляющие этих откликов через схемы мультиплексоров 18 и 19 поступают на входы перемножителей 20 и 21. С выходов перемножителей 20 и 21 квадраты синфазной и квадратурной составляющих корреляционных откликов поступают на входы сумматора 22. Выходной сигнал сумматора 22, представляющий собой последовательность значений решающей функции в заданных дискретных временных позициях области, поступает на вход схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8 и на вход блока управления 11.The input signal is fed to the inputs L of the data receivers 1-1 - 1-L and to the inputs of the search receiver 9, i.e. to the inputs of the threshold formation circuit 17 and to the inputs of K parallel quadrature correlators 15-1 - 15-K. The other inputs of the quadrature correlators 15-1 - 15-K receive the in-phase and quadrature components of the reference signal from the PSP generator 16. The time positions (delays) of the reference signals of the PSP generator 16 are controlled by the signal of the control circuit 23. In each quadrature correlator 15-1 - 15- K input signal is multiplied by a reference signal. Common-mode and quadrature components of the multiplication results are accumulated, forming complex correlation responses of the pilot symbols. From the outputs of the quadrature correlators 15-1 - 15-K, the in-phase and quadrature components of these responses through the multiplexer circuits 18 and 19 are fed to the inputs of the multipliers 20 and 21. From the outputs of the multipliers 20 and 21, the squares of the in-phase and quadrature components of the correlation responses are fed to the inputs of the adder 22. The output signal of the adder 22, which is a sequence of values of the decisive function in the given discrete time positions of the region, is fed to the input of the detection and analysis circuit of the cluster of rays 8 and to the input of the control unit 1 1.

Схема управления 23 по сигналу с блока управления 11 осуществляет временной сдвиг генератора псевдослучайной последовательности 16 и соответственно со сдвигом обнуляет квадратурные корреляторы 15-1 - 15-K.The control circuit 23, upon a signal from the control unit 11, carries out a time shift of the pseudo-random sequence generator 16 and, accordingly, with a shift resets the quadrature correlators 15-1 - 15-K.

Схема формирования порога 17 формирует порог, используемый для обнаружения кластера лучей по входному сигналу, поступающему на его входы.The threshold formation circuit 17 forms a threshold used to detect a cluster of beams by an input signal arriving at its inputs.

В схеме обнаружения и анализа кластера лучей 8 значения решающей функции сравниваются с порогом, сформированным в схеме формирования порога 17. Превышение порога означает обнаружение сигнала.In the detection and analysis scheme of the cluster of rays 8, the values of the decisive function are compared with the threshold formed in the formation of the threshold 17. Exceeding the threshold means detecting the signal.

Если при временном сдвиге на величину, длительностью менее одного чипа или равную одному чипу, происходит обнаружение сигнала, то это означает обнаружение кластера лучей.If a signal is detected during a time shift of less than one chip or equal to one chip, then this means that a cluster of rays is detected.

Если обнаружен кластер Q лучей, то схема обнаружения и анализа кластера лучей 8 выдает на блок управления 11 сигнал обнаружения кластера лучей и его размер. Размер кластера лучей определяется двумя величинами: числом правых и числом левых сдвигов (Qn и Qm). Необходимое число приемников при приеме кластера определяется числом временных позиций области, в которых произошло обнаружение сигнала.If a cluster of Q rays is detected, then the detection and analysis circuit of the cluster of rays 8 outputs to the control unit 11 a detection signal of the cluster of rays and its size. The size of the cluster of rays is determined by two quantities: the number of right shifts and the number of left shifts (Qn and Qm). The required number of receivers when receiving a cluster is determined by the number of temporary positions of the area in which the signal was detected.

Приемники при приеме кластера лучей устанавливают в начальные временные позиции, в которых решающая функция превысила порог. Приемник кластера, установленный в положение максимума решающей функции, определяют как основной однолучевый приемник кластера (приемник данных 1), а остальные приемники определяют как дополнительные однолучевые приемники кластера.Receivers, when receiving a cluster of rays, are set at the initial time positions in which the decisive function has exceeded the threshold. The cluster receiver, set to the maximum position of the decisive function, is defined as the primary single-beam receiver of the cluster (data receiver 1), and the remaining receivers are determined as additional single-beam receivers of the cluster.

Если кластер не обнаружен, используют один приемник (приемник данных 1), который устанавливают во временную позицию, в которой приемник поиска обнаружил сигнал.If the cluster is not detected, use one receiver (data receiver 1), which is set at the temporary position in which the search receiver has detected a signal.

Временные позиции приемников данных 1 и дополнительных однолучевых приемников в процессе работы определяются следующим образом. В приемниках данных 1-1 - 1-L входной сигнал поступает на входы схемы слежения за задержкой 14, на другие входы которой поступают синфазные и квадратурные составляющие опорного сигнала с генератора ПСП 13. Схема слежения за задержкой 14 рассчитывает взаимную корреляцию между опорным сигналом и входным сигналом. Выходной сигнал схемы слежения за задержкой 14 поступает на вход микро-ЭВМ 12, которая периодически осуществляет временную подстройку генератора ПСП 13 таким образом, чтобы получить наибольший уровень взаимной корреляции между опорным сигналом и принимаемым сигналом.The temporary positions of the data receivers 1 and additional single-beam receivers during operation are determined as follows. In the data receivers 1-1 - 1-L, the input signal is fed to the inputs of the delay tracking circuit 14, the other inputs of which are in-phase and quadrature components of the reference signal from the SRP generator 13. The delay tracking circuit 14 calculates the cross-correlation between the reference signal and the input signal. The output of the delay tracking circuit 14 is fed to the input of the microcomputer 12, which periodically adjusts the clock generator 13 in such a way as to obtain the highest level of mutual correlation between the reference signal and the received signal.

Одновременно с подстройкой опорных сигналов приемников данных 1 осуществляется подстройка дополнительных однолучевых приемников кластеров таким образом, чтобы сохранялась разность задержек между опорными сигналами дополнительных однолучевых приемников и опорными сигналами соответствующих им основных однолучевых приемников.Simultaneously with the adjustment of the reference signals of the data receivers 1, the additional single-beam receivers of the clusters are tuned so that the delay difference between the reference signals of the additional single-beam receivers and the reference signals of the corresponding main single-beam receivers is maintained.

Недостатком данного способа приема многолучевого сигнала с кластерной структурой является необходимость использования большого количества однолучевых приемников (пропорционально длительности кластера) - при небольшом временном расстоянии между временными положениями опорных сигналов соседних однолучевых приемников кластера, и низкая эффективность - при значительном временном расстоянии между временными положениями (задержками) опорных сигналов соседних однолучевых приемников кластера. При этом число и временные положения опорных сигналов используемых однолучевых приемников не оптимизируются. Кроме того, слежение за кластером лучей основано на слежении за основным лучом кластера. Однако при слежении за временным положением (задержкой) основного луча кластера возможно замирание сигнала этого луча, так что его мощность окажется меньше мощности сигналов других лучей кластера. Это приводит к погрешности слежения и, как следствие, к энергетическим потерям.The disadvantage of this method of receiving a multipath signal with a cluster structure is the need to use a large number of single-beam receivers (in proportion to the cluster duration) - with a small time distance between the temporal positions of the reference signals of adjacent single-beam receivers of the cluster, and low efficiency - with a significant time distance between the temporary positions (delays) reference signals of neighboring single-beam receivers of the cluster. In this case, the number and temporal positions of the reference signals of the used single-beam receivers are not optimized. In addition, tracking a cluster of rays is based on tracking the main beam of the cluster. However, when monitoring the temporal position (delay) of the main beam of the cluster, the signal of this beam may fade, so that its power will be less than the power of the signals of other rays of the cluster. This leads to tracking errors and, as a consequence, to energy losses.

Задача, которую решает предлагаемое изобретение - повышение помехоустойчивости и увеличение емкости системы связи при приеме многолучевого сигнала с кластерной структурой за счет оптимизации числа и временных положений опорных сигналов используемых однолучевых приемников.The problem that the present invention solves is to increase the noise immunity and increase the capacity of a communication system when receiving a multipath signal with a cluster structure by optimizing the number and time positions of the reference signals of the used single-beam receivers.

Для решения этой задачи в способ приема многолучевого сигнала, заключающийся в том, что проводят поиск сигнала и определяют число и временные задержки компонент многолучевого сигнала, определяют области временных задержек компонент многолучевого сигнала, при приеме каждой найденной компоненты многолучевого сигнала формируют последовательность корреляционных откликов информационных символов, определяя корреляцию входного сигнала с известной псевдослучайной последовательностью с соответствующей задержкой на интервалах длительности каждого символа, осуществляют взвешенное суммирование корреляционных откликов информационных символов всех компонент многолучевого сигнала, получая объединенные мягкие решения об информационных символах, дополнительно введены следующие операции:To solve this problem, a method for receiving a multipath signal, which consists in searching for a signal and determining the number and time delays of the components of the multipath signal, determines the areas of time delays of the components of the multipath signal, upon receiving each found component of the multipath signal, form a sequence of correlation responses of information symbols, determining the correlation of the input signal with a known pseudo-random sequence with the corresponding delay at intervals whith each symbol carried weighted summation correlation responses of the information symbols of all multipath component signal to obtain the combined soft decisions about information symbols, the following operation is further introduced:

- после определения областей временных задержек компонент многолучевого сигнала для каждой области временных задержек компонент многолучевого сигнала периодически уточняют число и временные задержки компонент многолучевого сигнала,- after determining the areas of time delays of the multipath component for each area of the time delays of the multipath component, the number and time delays of the multipath component are periodically updated,

- для уточненных компонент многолучевого сигнала осуществляют прием, формирование последовательности корреляционных откликов информационных символов и взвешенное суммирование корреляционных откликов информационных символов.- for the specified components of the multipath signal, they receive, form a sequence of correlation responses of information symbols and weighted summation of the correlation responses of information symbols.

Поиск сигнала проводят, например, с шагом по задержке, равным одному или половине чипа известной псевдослучайной последовательности.A signal search is carried out, for example, with a delay step equal to one or half a chip of a known pseudo-random sequence.

Область временных задержек компонент многолучевого сигнала определяют таким образом, чтобы охватить отдельную или подряд следующие по задержке найденные при поиске компоненты многолучевого сигнала, при этом начало области задержек расположено ранее первой компоненты многолучевого сигнала области задержек на половину шага поиска, окончание области задержек - позже последней компоненты многолучевого сигнала области задержек на половину шага поиска.The area of time delays of the multipath signal components is determined in such a way as to encompass the components of the multipath signal that were found by searching separately or successively following the delay, while the beginning of the delay region is located half the search step earlier than the first component of the multipath signal, the end of the delay region is later than the last component multipath signal delay region by half search step.

Весовые коэффициенты при суммировании корреляционных откликов информационных символов уточненных компонент многолучевого сигнала выбирают, например, как комплексно сопряженные оценки комплексной огибающей информационных символов уточненных компонент многолучевого сигнала.The weighting coefficients when summarizing the correlation responses of information symbols of the refined components of the multipath signal are selected, for example, as complex conjugate estimates of the complex envelope of information symbols of the refined components of the multipath signal.

Для решения этой же задачи в способ определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, заключающийся в том, что проводят поиск сигнала и определяют число и временные задержки компонент многолучевого сигнала, определяют области временных задержек компонент многолучевого сигнала, формируют комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала, определяя корреляцию входного сигнала с известной псевдослучайной последовательностью, сдвинутой на заданные дискретные интервалы времени в пределах области временных задержек компонент многолучевого сигнала, определяют значения решающей функции в заданных дискретных временных задержках области временных задержек компонент многолучевого сигнала, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала, дополнительно введены следующие операции:To solve the same problem, in a method for determining the number and time delays of a multipath signal component, which consists in searching for a signal and determining the number and time delays of a multipath signal component, determining the time delay regions of a multipath signal component, forming complex correlation responses of the pilot signal, determining the correlation of the input signal with a known pseudo-random sequence shifted by predetermined discrete time intervals within the time delay region to the components of the multipath signal, determine the values of the decisive function in the given discrete time delays of the time delay region of the components of the multipath signal by summing the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding complex correlation responses of the pilot signal, the following operations are additionally introduced:

после определения областей временных задержек компонент многолучевого сигнала для каждой области временных задержек компонент многолучевого сигналаafter determining the time delay areas of the multipath component for each time delay region of the multipath component

- производят поэтапное уточнение временных задержек компонент многолучевого сигнала, на каждом этапе определяя одну компоненту многолучевого сигнала;- produce a phased refinement of the time delays of the components of the multipath signal, at each stage determining one component of the multipath signal;

- при этом на первом этапе после формирования комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала и определения значений решающей функции находят временную задержку максимума решающей функции, которую принимают за временную задержку компоненты многолучевого сигнала;- in this case, at the first stage, after the formation of complex correlation responses of the pilot signal and determination of the values of the decisive function, the time delay of the maximum of the decisive function is found, which is taken as the time delay of the multipath component of the signal;

- на последующих этапах корректируют комплексные корреляционные отклики области временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего этапа, получая скорректированные комплексные корреляционные отклики текущего этапа;- at subsequent stages, the complex correlation responses of the time delay region of the components of the multipath signal of the previous stage are corrected, receiving the adjusted complex correlation responses of the current stage;

- определяют значения решающей функции текущего этапа в заданных дискретных временных задержках области временных задержек компонент многолучевого сигнала, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих скорректированных комплексных корреляционных откликов текущего этапа;- determine the values of the decisive function of the current stage in the given discrete time delays of the time delay region of the components of the multipath signal by summing the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding corrected complex correlation responses of the current stage;

- находят временную задержку максимума решающей функции текущего этапа;- find the time delay of the maximum of the decisive function of the current stage;

- сравнивают значение максимума решающей функции текущего этапа с заданным порогом;- compare the value of the maximum of the decisive function of the current stage with a given threshold;

- при превышении порога временную задержку компоненты многолучевого сигнала определяют равной временной задержке максимума решающей функции текущего этапа и переходят к следующему этапу;- when the threshold is exceeded, the time delay of the components of the multipath signal is determined equal to the time delay of the maximum of the decisive function of the current stage and proceed to the next stage;

- если порог не превышен, то поиск компонент многолучевого сигнала и определение их временных задержек области временных задержек компонент многолучевого сигнала прекращают;- if the threshold is not exceeded, then the search for multipath signal components and the determination of their time delays in the time delay region of the multipath signal components is stopped;

- определяют число компонент многолучевого сигнала как количество компонент, для которых были уточнены временные задержки.- determine the number of components of the multipath signal as the number of components for which time delays were specified.

Коррекцию каждого комплексного корреляционного отклика области временных задержек компонент многолучевого сигнала осуществляют путем формирования комплексной корректирующей величины, равной произведению корреляционного отклика максимума решающей функции предыдущего этапа на коэффициент корреляции, зависящий от модуля разности временных задержек корректируемого корреляционного отклика и максимума решающей функции предыдущего этапа, вычитания сформированной комплексной корректирующей величины из комплексного корреляционного отклика предыдущего этапа, умножения результата вычитания на множитель, зависящий от коэффициента корреляции, в результате получая скорректированный комплексный корреляционный отклик.The correction of each complex correlation response of the time delay region of the multipath components is carried out by forming a complex correction value equal to the product of the correlation response of the maximum of the decisive function of the previous stage and the correlation coefficient, depending on the module of the difference in the time delays of the corrected correlation response and the maximum of decisive function of the previous stage, subtracting the formed complex correction values from the complex correlation the response of the previous stage, multiplying the result of subtraction by a factor depending on the correlation coefficient, resulting in an adjusted complex correlation response.

Для повышения помехоустойчивости и увеличения емкости системы связи при приеме многолучевого сигнала в устройство приема многолучевых сигналов, содержащее М однолучевых приемников, М умножителей, приемник поиска, блок управления, блок определения весовых коэффициентов и сумматор, первый и второй входы каждого однолучевого приемника и приемника поиска одновременно являются сигнальными входами устройства, третьи их входы соединены с выходом блока управления, обеспечивающего синхронную работу приемников, выход значений решающей функции поиска приемника поиска соединен со входом блока управления, выход каждого из М однолучевых приемников соединен с соответствующими входами блока определения весовых коэффициентов, выходы значений весовых коэффициентов которого соединены со вторыми входами М умножителей, причем выходы корреляционных откликов об информационных символах М однолучевых приемников соединены с первыми входами М умножителей, выходы которых являются выходами мягких решений об информационных символах и соединены с соответствующими входами сумматора, выход сумматора является выходом объединенных мягких решений об информационных символах, дополнительно введены:To increase the noise immunity and increase the capacity of the communication system when receiving a multipath signal to a multipath signal receiving device, containing M single-beam receivers, M multipliers, a search receiver, a control unit, a weight determination unit and an adder, the first and second inputs of each single-beam receiver and search receiver simultaneously are the signal inputs of the device, their third inputs are connected to the output of the control unit that provides synchronous operation of the receivers, the output of the values of the decisive function search receiver is connected to the input of the control unit, the output of each of M single-beam receivers is connected to the corresponding inputs of the unit for determining the weight coefficients, the outputs of the values of the weight coefficients of which are connected to the second inputs of the M multipliers, and the outputs of the correlation responses about the information symbols M of the single-beam receivers are connected to the first inputs of M multipliers whose outputs are outputs of soft decisions about information symbols and connected to the corresponding inputs of the adder, you the adder move is the output of the combined soft decisions about information symbols, additionally introduced:

блок определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала и М генераторов псевдослучайной последовательности, первый и второй выходы каждого генератора псевдослучайной последовательности, которые являются выходами опорного сигнала, соединены с первым и вторым опорными входами соответствующего однолучевого приемника, входы генераторов псевдослучайной последовательности являются входами управления состояния и соединены с соответствующим управляющим выходом блока управления, первый и второй входы блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала объединены с сигнальными входами устройства, управляющие входы блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала соединены с управляющими выходами блока управления, выход оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала и выход сигнала превышения порога блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала объединены и соединены с соответствующими входами блока управления.a unit for determining the number and time delays of the components of the multipath signal and M pseudo-random sequence generators, the first and second outputs of each pseudo-random sequence generator, which are the outputs of the reference signal, are connected to the first and second reference inputs of the corresponding single-beam receiver, the inputs of the pseudo-random sequence generators are state control inputs and connected to the corresponding control output of the control unit, the first and second inputs of the unit are defined the number and time delays of the multipath component are combined with the signal inputs of the device, the control inputs of the unit for determining the number and time delays of the multipath component are connected to the control outputs of the control unit, the output of the evaluation of the time delays of the multipath signal component and the output of the signal exceeding the threshold of the number and time delay determination unit the multipath component is combined and connected to the corresponding inputs of the control unit.

Для решения этой же задачи в блок определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, содержащий квадратурный коррелятор, генератор псевдослучайной последовательности, первый и второй выходы опорного сигнала генератора псевдослучайной последовательности соединены с соответствующими опорными входами квадратурного коррелятора, первый и второй перемножители, выходы которых соединены со входами сумматора, узел формирования порога, вход управления состояния генератора псевдослучайной последовательности соединен с управляющим выходом блока управления, дополнительно введены:To solve the same problem, in the unit for determining the number and time delays of a multipath component containing a quadrature correlator, a pseudo-random sequence generator, the first and second outputs of the reference signal of the pseudo-random sequence generator are connected to the corresponding reference inputs of the quadrature correlator, the first and second multipliers, the outputs of which are connected to the adder inputs, the threshold forming unit, the state control input of the pseudo-random sequence generator is connected with the control output of the control unit, additionally introduced:

узел памяти, первый и второй коммутатор, первый и второй элементы коррекции, узел определения временной задержки максимума решающей функции, узел сравнения максимума решающей функции с порогом, причем первый и второй входы узла памяти являются сигнальными и соединены со входом устройства, первый и второй входы квадратурного коррелятора являются сигнальными и соединены с первым и вторым выходами узла памяти, первый и второй выходы комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала квадратурного коррелятора соединены с первыми входами первого и второго коммутаторов, выход каждого коммутатора соединен с первым и вторым входом соответствующего перемножителя и входом элемента коррекции, выход которого является выходом синфазной или квадратурной составляющей скорректированных комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала и соединен со вторым входом коммутатора, выход сумматора, который является выходом значений решающей функции, соединен с первым входом узла определения временной задержки максимума решающей функции, выход которого является выходом значения максимума решающей функции, соединен с первым входом узла формирования порога и первым входом узла сравнения максимума решающей функции с порогом, второй вход которого соединен с выходом значения порога узла формирования порога, вход сигнала сброса квадратурного коррелятора, управляющие входы первого и второго коммутаторов, входы синхронизации первого и второго элементов коррекции, вход синхронизации узла определения временной задержки максимума решающей функции, вход синхронизации узла формирования порога, вход синхронизации узла сравнения максимума решающей функции с порогом, управляющий вход узла памяти объединены и соединены с управляющими выходами блока управления, выход узла определения временной задержки максимума решающей функции, который является выходом оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала, и выход сигнала превышения порога узла сравнения максимума решающей функции с порогом объединены и соединены с входами блока управления.a memory node, a first and second switch, first and second correction elements, a node for determining the time delay of the maximum of the decisive function, a node for comparing the maximum of the decisive function with a threshold, the first and second inputs of the memory node being signal and connected to the device input, the first and second quadrature inputs correlators are signal and are connected to the first and second outputs of the memory node, the first and second outputs of the complex correlation responses of the pilot signal of the quadrature correlator are connected to the first inputs of the first and second switches, the output of each switch is connected to the first and second input of the corresponding multiplier and the input of the correction element, the output of which is the output of the in-phase or quadrature component of the adjusted complex correlation responses of the pilot signal and connected to the second input of the switch, the output of the adder, which is the output of the values decision function, connected to the first input of the node determining the time delay of the maximum of the decision function, the output of which is the output of the value the maximum of the decision function, connected to the first input of the threshold formation node and the first input of the comparison node of the maximum of the decision function with the threshold, the second input of which is connected to the threshold value of the threshold formation node, the input of the quadrature correlator reset signal, the control inputs of the first and second switches, the synchronization inputs of the first and the second correction elements, the synchronization input of the node determining the time delay of the maximum of the decisive function, the synchronization input of the threshold formation node, the synchronization input of the sra node the maximum of the decisive function with a threshold, the control input of the memory node are combined and connected to the control outputs of the control unit, the output of the node determining the time delay of the maximum of the decisive function, which is the output of estimating the time delays of the multipath signal components, and the output of the signal exceeding the threshold of the node for comparing the maximum of the decisive function with threshold combined and connected to the inputs of the control unit.

Сопоставительный анализ способа многолучевого приема с прототипом показывает, что предлагаемое изобретение существенно отличается от прототипа, так как позволяет повысить помехоустойчивость и увеличить емкость системы связи при приеме многолучевого сигнала с кластерной структурой.A comparative analysis of the method of multipath reception with the prototype shows that the present invention is significantly different from the prototype, as it allows to increase noise immunity and increase the capacity of the communication system when receiving a multipath signal with a cluster structure.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, заявляемый способ многолучевого приема отвечает критериям "новизна", "техническое решение задачи", "существенные отличия" и обладает неочевидностью решения.A comparative analysis of the proposed method with other technical solutions in the art did not allow to identify the features claimed in the characterizing part of the claims. Therefore, the inventive method of multipath reception meets the criteria of "novelty", "technical solution of the problem", "significant differences" and has non-obvious solutions.

Сопоставительный анализ второго решения, способа определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала с прототипом, показывает, что предлагаемое изобретение также отличается от прототипа, так как за счет оптимизации числа и временных положений опорных сигналов используемых однолучевых приемников позволяет повысить помехоустойчивость и увеличить емкость системы связи при приеме многолучевого сигнала с кластерной структурой.A comparative analysis of the second solution, the method for determining the number and time delays of the multipath signal components with the prototype, shows that the invention also differs from the prototype, since by optimizing the number and time positions of the reference signals of the used single-beam receivers, it allows to increase noise immunity and increase the capacity of the communication system when receiving a multipath signal with a cluster structure.

Сопоставительный анализ второго заявляемого способа с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, заявляемый способ определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, для которых осуществляют квазикогерентный прием, отвечает критериям "новизна", "техническое решение задачи", "существенные отличия" и обладает неочевидностью решения.A comparative analysis of the second proposed method with other technical solutions in the art did not allow to identify the features claimed in the characterizing part of the claims. Therefore, the inventive method for determining the number and time delays of the components of a multipath signal, for which quasi-coherent reception is carried out, meets the criteria of "novelty", "technical solution of the problem", "significant differences" and has a non-obvious solution.

Сопоставительный анализ третьего технического решения, устройства многолучевого приема с прототипом показывает, что предлагаемое изобретение существенно отличается от прототипа, так как приводит к повышению помехоустойчивости и увеличению емкости системы связи при приеме многолучевого сигнала с кластерной структурой за счет введения блока определения числа и временных задержек опорных сигналов используемых однолучевых приемников.A comparative analysis of the third technical solution, the multipath reception device with the prototype shows that the present invention is significantly different from the prototype, as it leads to increased noise immunity and increase the capacity of the communication system when receiving a multipath signal with a cluster structure due to the introduction of a unit for determining the number and time delays of reference signals used single beam receivers.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, заявляемое устройство многолучевого приема отвечает критериям "новизна", "техническое решение задачи", "существенные отличия" и обладает неочевидностью решения.A comparative analysis of the claimed device with other technical solutions in the art did not allow to identify the features claimed in the characterizing part of the claims. Therefore, the claimed device multipath reception meets the criteria of "novelty", "technical solution of the problem", "significant differences" and has non-obvious solutions.

Сопоставительный анализ четвертого технического решения, устройства определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, с прототипом показывает, что предлагаемое изобретение существенно приводит к повышению помехоустойчивости и увеличению емкости системы связи при приеме многолучевого сигнала с кластерной структурой за счет предлагаемой совокупности блоков, входящих в состав устройства и их связей.A comparative analysis of the fourth technical solution, a device for determining the number and time delays of the components of a multipath signal, with the prototype shows that the invention significantly improves the noise immunity and capacity of the communication system when receiving a multipath signal with a cluster structure due to the proposed set of units included in the device and their connections.

Сопоставительный анализ четвертого технического решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, заявляемое устройство определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала отвечает критериям "новизна", "техническое решение задачи", "существенные отличия" и обладает неочевидностью решения.A comparative analysis of the fourth technical solution with other technical solutions in the art did not allow to reveal the features claimed in the characterizing part of the claims. Therefore, the claimed device for determining the number and time delays of a component of a multipath signal meets the criteria of "novelty", "technical solution of the problem", "significant differences" and has a non-obvious solution.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

Фиг.1 - структурная схема устройства приема многолучевого сигнала (прототип);Figure 1 - structural diagram of a device for receiving a multipath signal (prototype);

Фиг.2 - структурная схема блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала (прототип);Figure 2 is a structural diagram of a unit for determining the number and time delays of a multipath signal component (prototype);

Фиг.3 - пример определения области временных задержек компонент многолучевого сигнала;Figure 3 is an example of determining the area of time delays of the components of the multipath signal;

Фиг.4 - структурная схема предлагаемого устройства приема многолучевого сигнала;Figure 4 is a structural diagram of the proposed device receiving a multipath signal;

Фиг.5 - структурная схема предлагаемого блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала;5 is a structural diagram of the proposed unit for determining the number and time delays of the components of the multipath signal;

Фиг.6 - пример реализации элемента коррекции;6 is an example implementation of a correction element;

Фиг.7 - зависимость вероятности ошибки от отношения сигнал/шум для предлагаемого способа и способа прототипа.Fig.7 - dependence of the probability of error on the signal-to-noise ratio for the proposed method and the prototype method.

Предлагаемый способ приема многолучевого сигнала заключается в следующем.The proposed method of receiving a multipath signal is as follows.

- Проводят поиск сигнала и определяют число и временные задержки компонент многолучевого сигнала.- Perform a signal search and determine the number and time delays of the multipath component.

- Определяют области временных задержек компонент многолучевого сигнала.- The time delay areas of the multipath component are determined.

- Для каждой области временных задержек компонент многолучевого сигнала периодически уточняют число и временные задержки компонент многолучевого сигнала.- For each area of time delays of the multipath component, the number and time delays of the multipath component are periodically updated.

- При приеме каждой уточненной компоненты многолучевого сигнала формируют последовательность корреляционных откликов информационных символов, определяя корреляцию входного сигнала с известной ПСП на интервалах длительности каждого символа.- Upon receipt of each specified component of the multipath signal, a sequence of correlation responses of information symbols is formed, determining the correlation of the input signal with the known SRP at intervals of the duration of each symbol.

- Осуществляют взвешенное суммирование корреляционных откликов информационных символов всех компонент многолучевого сигнала, получая объединенные мягкие решения об информационных символах.- Carry out a weighted summation of the correlation responses of information symbols of all components of the multipath signal, obtaining the united soft decisions about information symbols.

При поиске сигнала решающая функция формируется для временных задержек с некоторым дискретом (шагом), например, один или половина чипа ПСП. Компоненты многолучевого сигнала или их временные задержки определяются по превышению решающей функцией поиска заданного порога. Количество превышений решающей функцией поиска порога определяет число компонент многолучевого сигнала.When searching for a signal, a decisive function is formed for time delays with a certain discrete (step), for example, one or half of the memory chip. The components of the multipath signal or their time delays are determined by the decisive function exceeding the search for the specified threshold. The number of excesses by the decisive threshold search function determines the number of multipath signal components.

Области временных задержек компонент многолучевого сигнала определяют, например, таким образом, чтобы охватить отдельную или подряд следующие найденные компоненты многолучевого сигнала, при этом начало области расположено ранее первой компоненты многолучевого сигнала области на половину шага поиска, окончание области - позже последней компоненты многолучевого сигнала области на половину шага поиска (см. фиг.3).The regions of time delays of the multipath signal components are determined, for example, in such a way as to cover separately or successively the following found components of the multipath signal, while the beginning of the region is located before the first component of the multipath signal of the region by half the search step, the end of the region is later than the last component of the multipath signal of the region by half search step (see figure 3).

Уточненной компонентой многолучевого сигнала будем считать компоненту, расположенную на уточненной временной задержке (позиции). Суммарное уточненное число компонент многолучевого сигнала всех областей временных задержек компонент многолучевого сигнала равно количеству уточненных компонент.The refined component of the multipath signal will be considered the component located at the refined time delay (position). The total specified number of multipath components of all areas of time delays of the multipath components is equal to the number of specified components.

Веса при суммировании корреляционных откликов информационных символов уточненных компонент многолучевого сигнала могут выбираться, например, как комплексно сопряженные оценки комплексной огибающей информационных символов уточненных компонент многолучевого сигнала.Weights when summarizing the correlation responses of information symbols of the refined components of a multipath signal can be selected, for example, as complex conjugate estimates of the complex envelope of information symbols of the refined components of a multipath signal.

Для реализации такого способа используется устройство, представленное на фиг.4, где обозначено:To implement this method, the device shown in figure 4 is used, where it is indicated:

3 - блок определения весовых коэффициентов,3 - block determining the weighting coefficients,

4 - сумматор,4 - adder

6-1 - 6-М - однолучевый приемник (приемник кластера лучей),6-1 - 6-M - single-beam receiver (receiver of a cluster of rays),

7-1 - 7-М - умножитель,7-1 - 7-M - multiplier,

9 - приемник поиска,9 - search receiver,

11 - блок управления,11 - control unit

24-1 - 24-М - генератор ПСП,24-1 - 24-M - PSP generator,

25 - блок определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала.25 is a block for determining the number and time delays of a multipath component.

Устройство содержит М однолучевых приемников 6-1 - 6-М, выход корреляционных откликов об информационных символах каждого из которых соединен с соответствующим ему умножителем 7-1 - 7-М и с соответствующим входом блока определения весовых коэффициентов 3, М генераторов ПСП 24-1 - 24-М, приемник поиска 9, блок управления 11 и блок определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25. При этом первые и вторые входы приемника поиска 9 и однолучевых приемников 6-1 - 6-М, блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25 объединены между собой и являются сигнальными входами устройства. Третий вход приемника поиска 9 и третьи входы однолучевых приемников 6-1 - 6-М соединены с выходом блока управления 11, обеспечивающего синхронную работу приемников 9 и 6-1 - 6-М. Выход приемника поиска 9, который является выходом значений решающей функции поиска, соединен с входом блока управления 11. Четвертый и пятый опорные входы однолучевых приемников 6-1 - 6-М соединены с выходами соответствующего генератора ПСП 24-1 - 24-М. Вход каждого генератора ПСП 24-1 - 24-М, который является входом управления состояния, соединен с соответствующим управляющим выходом блока управления 11. Управляющие входы блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25 соединены с управляющими выходами блока управления 11. Выход оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала и выход сигнала о превышении порога блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25 объединены и соединены с соответствующими входами блока управления 11.The device contains M single-beam receivers 6-1 - 6-M, the output of the correlation responses about the information symbols of each of which is connected to its corresponding multiplier 7-1 - 7-M and to the corresponding input of the unit for determining the weight coefficients 3, M generators PSP 24-1 - 24-M, search receiver 9, control unit 11 and a unit for determining the number and time delays of the multipath signal component 25. In this case, the first and second inputs of the search receiver 9 and single-beam receivers 6-1 - 6-M, the unit for determining the number and time delays multipath component about the signal 25 are interconnected and are the signal inputs of the device. The third input of the search receiver 9 and the third inputs of the single-beam receivers 6-1 - 6-M are connected to the output of the control unit 11, which ensures the synchronous operation of the receivers 9 and 6-1 - 6-M. The output of the search receiver 9, which is the output of the values of the decisive search function, is connected to the input of the control unit 11. The fourth and fifth reference inputs of the single-beam receivers 6-1 - 6-M are connected to the outputs of the corresponding generator ПСП 24-1 - 24-М. The input of each generator ПСП 24-1 - 24-М, which is the state control input, is connected to the corresponding control output of the control unit 11. The control inputs of the unit for determining the number and time delays of the multipath component 25 are connected to the control outputs of the control unit 11. Time evaluation output the delays of the multipath signal component and the output of the signal exceeding the threshold of the unit for determining the number and time delays of the multipath signal components 25 are combined and connected to the corresponding inputs of the block the board 11.

Вторые входы умножителей 7-1 - 7-М соединены с выходами значений весовых коэффициентов блока определения весовых коэффициентов 3. Выход каждого умножителя 7-1 - 7-М является выходом мягких решений об информационных символах и соединен с соответствующим входом сумматора 4, выход которого является выходом объединенных мягких решений об информационных символах и выходом устройства.The second inputs of the multipliers 7-1 - 7-M are connected to the outputs of the values of the weight coefficients of the unit for determining the weighting coefficients 3. The output of each multiplier 7-1 - 7-M is the output of soft decisions about information symbols and is connected to the corresponding input of the adder 4, the output of which is the output of the united soft decisions about information symbols and the output of the device.

Предлагаемое устройство приема многолучевого сигнала работает следующим образом.The proposed device receiving a multipath signal operates as follows.

Входной комплексный дискретный сигнал поступает на блок определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25, на входы однолучевых приемников (в прототипе - приемники кластера лучей) 6-1 - 6-М и на входы приемника поиска сигнала 9. Приемник поиска 9, который выполнен так же, как у прототипа, формирует решающую функцию поиска в дискретных временных позициях. Эта информация с приемника поиска 9 поступает в блок управления 11, который сравнивает полученные значения решающей функции с порогом и определяет области временных задержек компонент многолучевого сигнала (временные положения областей наличия сигнала). В соответствии с найденными значениями временных задержек областей наличия сигнала блок управления 11 управляет работой блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25. С выхода этого блока оценки временных задержек числа компонент многолучевого сигнала поступают в блок управления 11. Блок управления 11 в соответствии с полученными оценками устанавливает опорные генераторы ПСП 24-1 - 24-М, выходные опорные сигналы которых поступают на соответствующие однолучевые приемники 6-1 - 6-M.The input complex discrete signal is fed to the unit for determining the number and time delays of the components of the multipath signal 25, to the inputs of the single-beam receivers (in the prototype - receivers of a cluster of beams) 6-1 - 6-M, and to the inputs of the receiver for searching for signal 9. Search receiver 9, which is made just like the prototype, forms the decisive search function in discrete time positions. This information from the search receiver 9 enters the control unit 11, which compares the obtained values of the decisive function with a threshold and determines the areas of time delays of the multipath component (time positions of signal presence areas). In accordance with the found values of the time delays of the signal presence regions, the control unit 11 controls the operation of the unit for determining the number and time delays of the components of the multipath signal 25. From the output of this block for estimating the time delays, the number of components of the multipath signal are sent to the control unit 11. The control unit 11 is estimates sets the reference generators PSP 24-1 - 24-M, the output reference signals of which are supplied to the corresponding single-beam receivers 6-1 - 6-M.

Однолучевые приемники 6-1 - 6-М формируют комплексные корреляционные отклики символов, которые поступают на блок определения весовых коэффициентов 3 и умножители 7-1 - 7-М. Блок определения весовых коэффициентов 3 формирует необходимые веса при объединении комплексных корреляционных откликов всех однолучевых приемников. Эти веса являются в общем случае комплексными и могут формироваться, например, как комплексно сопряженные величины оценок комплексной огибающей входных сигналов однолучевых приемников.Single-beam receivers 6-1 - 6-M form the complex correlation responses of the characters, which are sent to the unit for determining the weighting coefficients 3 and multipliers 7-1 - 7-M. The unit for determining the weighting coefficients 3 forms the necessary weights when combining the complex correlation responses of all single-beam receivers. These weights are generally complex and can be formed, for example, as complex conjugate values of the estimates of the complex envelope of the input signals of single-beam receivers.

Сигналы с выходов умножителей 7-1 - 7-М, представляющие собой мягкие решения об информационных символах, поступают на входы сумматора 4, где осуществляется их объединение. Выходной сигнал сумматора 4 представляет собой объединенное мягкое решение и является результатом работы устройства приема многолучевого сигнала.The signals from the outputs of the multipliers 7-1 - 7-M, which are soft decisions about information symbols, go to the inputs of the adder 4, where they are combined. The output signal of the adder 4 is a combined soft solution and is the result of the operation of the device for receiving a multipath signal.

Для определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала предлагается способ, который заключается в следующем.To determine the number and time delays of the components of the multipath signal, a method is proposed, which consists in the following.

Для каждой области наличия сигнала производят поэтапное уточнение временных задержек компонент многолучевого сигнала, на каждом этапе определяя одну компоненту многолучевого сигнала, при этом на первом этапе:For each area of the signal presence, a step-by-step refinement of the time delays of the component of the multipath signal is performed, at each stage determining one component of the multipath signal, while at the first stage:

- формируют комплексные корреляционные отклики пилот символов, определяя на интервалах длительности символа корреляцию входного сигнала с известной ПСП, сдвинутой на заданные дискретные интервалы времени в пределах области временных задержек компонент многолучевого сигнала (области наличия сигнала);- form the complex correlation responses of the pilot symbols, determining, at intervals of the symbol duration, the correlation of the input signal with the known SRP shifted by predetermined discrete time intervals within the time delay region of the multipath signal components (signal presence region);

- определяют значения решающей функции в заданных дискретных временных задержек (позиций) области временных задержек компонент многолучевого сигнала, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала;- determine the values of the decisive function in the given discrete time delays (positions) of the time delay region of the components of the multipath signal by summing the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding complex correlation responses of the pilot signal;

- находят временную позицию максимума решающей функции, которую принимают за временную позицию компоненты многолучевого сигнала.- find the temporary position of the maximum of the decisive function, which is taken as the temporary position of the components of the multipath signal.

На последующих этапах:In the following steps:

- корректируют комплексные корреляционные отклики области наличия сигнала, получая скорректированные комплексные корреляционные отклики текущего этапа;- correct the complex correlation responses of the signal presence region, obtaining the adjusted complex correlation responses of the current stage;

- определяют значения решающей функции текущего этапа в заданных дискретных временных позициях области наличия сигнала, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих скорректированных комплексных корреляционных откликов текущего этапа;- determine the values of the decisive function of the current stage in the given discrete time positions of the signal presence region by summing the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding corrected complex correlation responses of the current stage;

- находят временную позицию (задержку) максимума решающей функции текущего этапа;- find the temporary position (delay) of the maximum of the decisive function of the current stage;

- сравнивают значение максимума решающей функции текущего этапа с заданным порогом, при превышении порога временную позицию очередной компоненты многолучевого сигнала определяют равной временной позиции максимума решающей функции текущего этапа и переходят к следующему этапу, если порог не превышен, то поиск компонент многолучевого сигнала и определение их временных позиций области наличия сигнала прекращают.- compare the value of the maximum of the decisive function of the current stage with a given threshold, if the threshold is exceeded, the time position of the next component of the multipath signal is determined equal to the time position of the maximum decisive function of the current stage and proceed to the next stage, if the threshold is not exceeded, then search for the components of the multipath signal and determine their time positions of the signal presence area are stopped.

Количество компонент, для которых были уточнены временные позиции, равно числу уточненных компонент многолучевого сигнала.The number of components for which the time positions were specified is equal to the number of specified components of the multipath signal.

Коррекцию каждого комплексного корреляционного отклика области наличия сигнала осуществляют, например, путем формирования комплексной корректирующей величины, равной произведению корреляционного отклика максимума решающей функции предыдущего этапа на коэффициент корреляции, зависящий от модуля разности временных задержек (положений) корректируемого корреляционного отклика и максимума решающей функции предыдущего этапа, вычитания сформированной комплексной корректирующей величины из комплексного корреляционного отклика предыдущего этапа, умножения результата вычитания на множитель, зависящий от коэффициента корреляции, в результате получая скорректированный комплексный корреляционный отклик.The correction of each complex correlation response of the signal presence region is carried out, for example, by forming a complex correction value equal to the product of the correlation response of the maximum of the decision function of the previous stage and the correlation coefficient, which depends on the modulus of the difference in time delays (positions) of the corrected correlation response and the maximum of the decision function of the previous stage, subtracting the generated complex correction value from the complex correlation response of the previous uschego phase, multiplying the subtraction result by a factor which depends on the correlation coefficient, thereby obtaining a corrected complex correlation response.

Блок определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25, реализующий данный способ, представлен на фиг.5, где обозначено:The unit for determining the number and time delays of the multipath signal component 25 implementing this method is presented in FIG. 5, where it is indicated:

15 - квадратурный коррелятор,15 - quadrature correlator,

16 - генератор ПСП,16 - generator PSP,

17 - узел формирования порога,17 - node formation of the threshold,

20 - первый перемножитель,20 - the first multiplier,

21 - сумматор,21 - adder

22 - второй перемножитель,22 - the second multiplier,

26 - узел памяти,26 - memory node

27 - первый коммутатор,27 - the first switch

28 - первый элемент коррекции,28 is the first correction element,

29 - второй коммутатор,29 - the second switch,

30 - второй элемент коррекции,30 - the second correction element,

31 - узел определения временных задержек максимума решающей функции,31 - node determining the time delay of the maximum of the decisive function,

32 - узел сравнения максимума решающей функции с порогом.32 is a node comparing the maximum of the decisive function with a threshold.

Устройство определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25 содержит узел памяти 26, квадратурный коррелятор 15, генератор ПСП 16, первый и второй выходы генератора ПСП 16, которые являются выходами опорного сигнала, соединены с соответствующими (третьим и четвертым) опорными входами квадратурного коррелятора 15, первый 20 и второй перемножители 22, выходы которых соединены со входами сумматора 21, узел формирования порога 17, вход управления состояния генератора ПСП 16 соединен с управляющим выходом блока управления 11, первый 27 и второй коммутатор 29, первый 28 и второй элементы коррекции 30, узел определения временных задержек максимума решающей функции 31, узел сравнения максимума решающей функции с порогом 32. Первый и второй входы узла памяти 26 являются сигнальными и соединены с входом устройства, первый и второй входы квадратурного коррелятора 15 являются сигнальными и соединены с первым и вторым выходами узла памяти 26. Первый и второй выходы комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала квадратурного коррелятора 15 соединены с первыми входами первого и второго коммутаторов 27 и 29. Выход коммутаторов 27 и 29 соединен с первым и вторым входом соответствующего перемножителя 20, 22 и входом элемента коррекции 28, 30. Выход элементов коррекции 28, 30 является выходом синфазной и квадратурной составляющей скорректированных комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала и соединены со вторым входом коммутатора 27, 29. Выход сумматора 21, который является выходом значений решающей функции, соединен с первым входом узла определения временных задержек максимума решающей функции 31, выход которого является выходом значения максимума решающей функции, и соединен с первым входом узла формирования порога 17 и первым входом узла сравнения максимума решающей функции с порогом 32. Второй вход узла сравнения максимума решающей функции с порогом 32 соединен с выходом значения порога узла формирования порога 17. Вход сигнала сброса квадратурного коррелятора 15, управляющие входы первого и второго коммутаторов 27, 29, входы синхронизации первого и второго элементов коррекции 28, 30, вход синхронизации узла определения максимума решающей функции 31, вход синхронизации узла формирования порога 17, вход синхронизации узла сравнения максимума решающей функции с порогом 32, управляющий вход узла памяти 26 объединены и соединены с управляющими выходами блока управления 11. Выход узла определения временных задержек максимума решающей функции 31, который является выходом оценки временных позиций (задержек) компонент многолучевого сигнала, и выход сигнала превышения порога узла сравнения максимума решающей функции с порогом 32 объединены и соединены с входами блока управления 11.The device for determining the number and time delays of the multipath component of the signal 25 contains a memory node 26, a quadrature correlator 15, an SRP generator 16, the first and second outputs of the SRP generator 16, which are the outputs of the reference signal, connected to the corresponding (third and fourth) reference inputs of the quadrature correlator 15 , the first 20 and the second multipliers 22, the outputs of which are connected to the inputs of the adder 21, the node forming the threshold 17, the control input of the state of the generator PSP 16 is connected to the control output of the control unit 11, ne 27 and the second switch 29, the first 28 and the second correction elements 30, the node for determining the time delays of the maximum of the decision function 31, the node for comparing the maximum of the decision function with a threshold 32. The first and second inputs of the memory node 26 are signal and connected to the input of the device, the first and the second inputs of the quadrature correlator 15 are signal and are connected to the first and second outputs of the memory node 26. The first and second outputs of the complex correlation responses of the pilot signal of the quadrature correlator 15 are connected to the first inputs of the first and the second switches 27 and 29. The output of the switches 27 and 29 is connected to the first and second input of the corresponding multiplier 20, 22 and the input of the correction element 28, 30. The output of the correction elements 28, 30 is the output of the in-phase and quadrature component of the corrected complex correlation responses of the pilot signal and connected to the second input of the switch 27, 29. The output of the adder 21, which is the output of the values of the decision function, is connected to the first input of the node for determining the time delays of the maximum of the decision function 31, the output of which is the output of the maximum value of the decisive function, and connected to the first input of the node forming the threshold 17 and the first input of the node comparing the maximum of the decisive function with the threshold 32. The second input of the node for comparing the maximum of the decisive function with the threshold 32 is connected to the output of the threshold value of the node of the formation of threshold 17. Signal input reset the quadrature correlator 15, the control inputs of the first and second switches 27, 29, the synchronization inputs of the first and second correction elements 28, 30, the synchronization input of the node determining the maximum of the decision function 31, the input is the synchronization of the node generating the threshold 17, the synchronization input of the node for comparing the maximum of the decisive function with the threshold 32, the control input of the memory node 26 are combined and connected to the control outputs of the control unit 11. The output of the node for determining the time delays of the maximum of the decisive function 31, which is the output of the estimation of time positions (delays ) the component of the multipath signal, and the output of the signal exceeding the threshold of the node for comparing the maximum of the decisive function with the threshold 32 are combined and connected to the inputs of the control unit 11.

Работает такое устройство следующим образом.Such a device works as follows.

Входной комплексный сигнал поступает на вход узла памяти 26, на другой вход которого поступает управляющий сигнал с блока управления 11. Узел памяти 26 запоминает и хранит отсчеты входного комплексного сигнала обнаруженных временных областей наличия сигнала. С выходов узла памяти 26 эти отсчеты поступают на первый и второй входы квадратурного коррелятора 15. На третий и четвертый входы квадратурного коррелятора 15 поступают синфазные и квадратурные составляющие опорного сигнала, поступающие с генератора ПСП 16. Временным положением опорного сигнала генератора ПСП 16 управляет сигнал блока управления 11. В квадратурном корреляторе 15 входной сигнал, поступающий из узла памяти 26, перемножается на опорный сигнал. Синфазные и квадратурные составляющие результатов перемножения накапливаются, формируя комплексные корреляционные отклики пилот-символов.The input complex signal is fed to the input of the memory node 26, the other input of which receives the control signal from the control unit 11. The memory node 26 stores and stores samples of the input complex signal of the detected time areas of the signal. From the outputs of the memory node 26, these readings are fed to the first and second inputs of the quadrature correlator 15. The third and fourth inputs of the quadrature correlator 15 receive the in-phase and quadrature components of the reference signal coming from the PSP generator 16. The time position of the reference signal of the PSP generator 16 is controlled by the control unit signal 11. In the quadrature correlator 15, the input signal coming from the memory node 26 is multiplied by a reference signal. Common-mode and quadrature components of the multiplication results are accumulated, forming complex correlation responses of the pilot symbols.

На первом этапе с выходов квадратурного коррелятора 15 синфазные и квадратурные составляющие этих откликов через коммутаторы 27 и 29 поступают на входы перемножителей 20 и 22 и на входы элементов коррекции 28 и 30. Элементы коррекции 28 и 30 используются на последующих этапах. С выходов перемножителей 20 и 22 квадраты синфазной и квадратурной составляющих корреляционных откликов поступают на входы сумматора 21. Выходной сигнал сумматора 21, представляющий собой последовательность значений решающей функции в заданных дискретных временных позициях области, поступает на вход узла определения временных задержек максимума решающей функции 31. Узел определения временных задержек максимума решающей функции 31 находит временную позицию максимума решающей функции области первого этапа, информация о которой поступает с выхода узла 31 в блок управления 11. Блок управления 11 устанавливает однолучевой приемник 6 во временную позицию максимума решающей функции первого этапа области.At the first stage, the in-phase and quadrature components of these responses are supplied from the outputs of the quadrature correlator 15 through the switches 27 and 29 to the inputs of the multipliers 20 and 22 and to the inputs of the correction elements 28 and 30. Correction elements 28 and 30 are used in the subsequent steps. From the outputs of the multipliers 20 and 22, the squares of the in-phase and quadrature components of the correlation responses are fed to the inputs of the adder 21. The output signal of the adder 21, which is a sequence of values of the decisive function in the given discrete time positions of the region, is fed to the input of the node for determining the time delays of the maximum of the decisive function 31. Node determining the time delays of the maximum of the decisive function 31 finds the temporal position of the maximum decisive function of the region of the first stage, information about which is received output unit 31 to the control unit 11. The control unit 11 sets the single beam receiver 6 in the interim position of decision function maximum of the first phase region.

Для проведения последующих этапов определения временных позиций компонент многолучевого сигнала данной временной области наличия сигнала с выхода узла определения временных задержек максимума решающей функции 31 значение максимума решающей функции первого этапа поступает на вход узла формирования порога 17. Узел формирования порога 17 по значению максимума решающей функции первого этапа формирует значение порога, который поступает на узел сравнения максимума решающей функции с порогом 32 и будет использоваться на последующих этапах.To carry out the subsequent stages of determining the time positions of the components of the multipath signal of a given time domain of the signal from the output of the node for determining the time delays of the maximum of the decisive function 31, the value of the maximum of the decisive function of the first stage is supplied to the input of the threshold formation node 17. The threshold formation node 17 by the value of the maximum of the decisive function of the first stage forms the value of the threshold, which is received at the node for comparing the maximum of the decisive function with the threshold 32 and will be used in subsequent stages.

На последующих этапах элементы коррекции 28 и 30 последовательно корректируют значения синфазных и квадратурных составляющих комплексных корреляционных откликов для заданных временных позиций области в соответствии с информацией о временных задержках максимума решающей функции предыдущего этапа, поступающей с блока управления 11. Скорректированные значения решающей функции через коммутатор 27 и 29 поступают на входы перемножителей 20 и 22. Управление коммутатором 27 и 29 осуществляется сигналом с блока управления 11, поступающим на его управляющий вход. На первом этапе коммутаторы 27 и 29 пропускают выходные сигналы квадратурного коррелятора 15, на последующих этапах - выходные сигналы элементов коррекции 28 и 30. В перемножителях 20 и 22 рассчитываются квадраты синфазной и квадратурной составляющих скорректированных корреляционных откликов, которые поступают на входы сумматора 21. Выходной сигнал сумматора 21, представляющий собой значение решающей функции текущего этапа, поступает на вход узла определения временных задержек максимума решающей функции 31. С выхода узла определения временных задержек максимума решающей функции 31 значение максимума решающей функции текущего этапа поступает на вход узла сравнения максимума решающей функции с порогом 32. Результат сравнения поступает на блок управления 11.At subsequent stages, correction elements 28 and 30 sequentially correct the values of the in-phase and quadrature components of the complex correlation responses for the given time positions of the region in accordance with the information about the time delays of the maximum of the decision function of the previous stage coming from the control unit 11. The adjusted values of the decision function through the switch 27 and 29 are fed to the inputs of the multipliers 20 and 22. The switch 27 and 29 are controlled by a signal from the control unit 11 received at its control the entrance. At the first stage, the switches 27 and 29 pass the output signals of the quadrature correlator 15, at the next stages - the output signals of the correction elements 28 and 30. In multipliers 20 and 22, the squares of the in-phase and quadrature components of the corrected correlation responses that are input to the adder 21 are calculated. The output signal the adder 21, which is the value of the decisive function of the current stage, is input to the node determining the time delays of the maximum of the decisive function 31. From the output of the node determining the time aderzhek maximum value of the decision function maximum 31 decisive step function current supplied to the input node of the maximum comparisons of decision function with the threshold 32. The result of comparison is supplied to control unit 11.

Если порог превышен, блок управления 11 устанавливает однолучевой приемник 6 текущего этапа во временную позицию максимума решающей функции этого этапа области наличия сигнала и переходят к следующему этапу. Информация о временной позиции максимума решающей функции текущего этапа в блок управления 11, как и для первого этапа, поступает с выхода узла определения временных задержек максимума решающей функции 31.If the threshold is exceeded, the control unit 11 sets the single-beam receiver 6 of the current stage to the temporary position of the maximum of the decisive function of this stage of the signal domain and proceed to the next stage. Information about the time position of the maximum of the decisive function of the current stage in the control unit 11, as for the first stage, comes from the output of the node for determining the time delays of the maximum of the decisive function 31.

Если порог не превышен, то определение позиций компонент многолучевого сигнала (установку однолучевых приемников 6) данной области наличия сигнала прекращают и переходят к поэтапной процедуре для следующей области.If the threshold is not exceeded, then the determination of the positions of the components of the multipath signal (installation of single-beam receivers 6) in this area of the presence of the signal is stopped and proceeds to a phased procedure for the next area.

Синхронизация узла формирования порога 17, узла сравнения максимума решающей функции с порогом 32 и узла определения временных задержек максимума решающей функции 31 осуществляется управляющими сигналами с блока управления 11.The synchronization of the node forming the threshold 17, the node for comparing the maximum of the decisive function with the threshold 32 and the node for determining the time delays of the maximum of the decisive function 31 is carried out by control signals from the control unit 11.

Блок управления 11 осуществляет синхронную работу всех блоков устройства. Такой блок управления с описанными функциональными связями является типичным и может быть реализован на современных микропроцессорах цифровой обработки сигналов (DSP), например, TMS 320Схх, Motorola 56xxx, Intel и т.п.The control unit 11 performs synchronous operation of all units of the device. Such a control unit with the described functional relationships is typical and can be implemented on modern digital signal processing (DSP) microprocessors, for example, TMS 320Схх, Motorola 56xxx, Intel, etc.

Пример реализации элемента коррекции 28 (30) представлен на фиг.6, где обозначено:An example implementation of the correction element 28 (30) is presented in Fig.6, where it is indicated:

33 - первый перемножитель,33 - the first multiplier,

34 - элемент расчета

Figure 00000002
34 - calculation element
Figure 00000002

35 - элемент памяти,35 is a memory element,

36 - вычитатель а - b,36 - subtractor a - b,

37 - второй перемножитель,37 - the second multiplier,

38 - элемент расчета β,38 - element calculation β

39 - регистр.39 is a register.

Элемент коррекции 28 (30) на очередном текущем этапе работает следующим образом.The correction element 28 (30) at the next current stage works as follows.

Синфазные (или квадратурные) составляющие комплексных корреляционных откликов области предыдущего этапа поступают на вход элемента памяти 35, на другой вход которого поступает управляющий сигнал с блока управления 11. Элемент памяти 35 запоминает и хранит синфазные (или квадратурные) составляющие комплексных корреляционных откликов области предыдущего этапа. По сигналу управления с блока управления 11 элемент памяти 35 передает на вход регистра 39 синфазную (или квадратурную) составляющую комплексного корреляционного отклика, соответствующего максимальному значению решающей функции предыдущего этапа. Значение этой синфазной (или квадратурной) составляющей комплексного корреляционного отклика запоминается в регистре 39. По сигналу управления с блока управления 11 элемент памяти 35 последовательно выдает на свой выход синфазные (или квадратурные) составляющие комплексных корреляционных откликов области предыдущего этапа, которые поступают на вход вычитателя 36. На другой вход вычитателя 36 с перемножителя 37 поступает результат перемножения значения синфазной (или квадратурной) составляющей комплексного корреляционного отклика, хранимого в регистре 39, и коэффициента корреляции, рассчитываемого в элементе расчета β 38.In-phase (or quadrature) components of the complex correlation responses of the region of the previous stage are input to the memory element 35, the other input of which receives a control signal from the control unit 11. The memory element 35 stores and stores in-phase (or quadrature) components of the complex correlation responses of the region of the previous stage. By the control signal from the control unit 11, the memory element 35 transmits to the input of the register 39 the in-phase (or quadrature) component of the complex correlation response corresponding to the maximum value of the decisive function of the previous stage. The value of this in-phase (or quadrature) component of the complex correlation response is stored in register 39. By the control signal from the control unit 11, the memory element 35 sequentially outputs in-phase (or quadrature) components of the complex correlation responses of the region of the previous stage, which are input to the subtractor 36 . At the other input of the subtractor 36 from the multiplier 37, the result of multiplying the value of the in-phase (or quadrature) component of the complex correlation response is received. of the register 39, and the correlation coefficient calculated in the calculating member 38 β.

Величина коэффициента β рассчитывается, как sinc(•) от разности между положением максимума решающей функции и временным положением текущего корреляционного отклика. Информация о положении (временных задержек) максимума решающей функции и временном положении (временных задержек) текущего корреляционного отклика поступает на элемент расчета β 38 с блока управления 11. Выходной сигнал вычитателя перемножается на величину

Figure 00000003
в перемножителе 33. Величина k рассчитывается в элемент расчета
Figure 00000004
34, в который поступает значение величины β с элемента расчета β 38. Выходной сигнал перемножителя 33 представляет собой последовательность скорректированных синфазных (или квадратурных) составляющих комплексных корреляционных откликов области и является выходным сигналом элемента коррекции 28 (30).The value of the coefficient β is calculated as sinc (•) of the difference between the position of the maximum of the decision function and the time position of the current correlation response. Information about the position (time delays) of the maximum of the decisive function and the time position (time delays) of the current correlation response is supplied to the calculation element β 38 from the control unit 11. The output signal of the subtractor is multiplied by
Figure 00000003
in the multiplier 33. The value of k is calculated in the calculation element
Figure 00000004
34, into which the value of β from the calculation element β 38 is supplied. The output signal of the multiplier 33 is a sequence of corrected in-phase (or quadrature) components of the complex correlation responses of the region and is the output signal of the correction element 28 (30).

Общую синхронизацию элемента коррекции осуществляет блок управления 11.The general synchronization of the correction element is carried out by the control unit 11.

На фиг.7 приведены полученные с помощью компьютерного моделирования кривые зависимости вероятности ошибки на двоичный символ от отношения сигнал-шум на двоичный символ для заявляемого способа (предлагаемого способа приема многолучевого сигнала, использующего предлагаемый способ определения числа и временных позиций компонент многолучевого сигнала) и способа-прототипа (способа-прототипа приема многолучевого сигнала, использующего способ прототипа определения числа и временных позиций компонент многолучевого сигнала).Figure 7 shows the curves obtained by computer simulation of the probability of error per binary symbol versus signal-to-noise per binary symbol for the proposed method (the proposed method for receiving a multipath signal using the proposed method for determining the number and time positions of multipath components) and prototype (prototype method of receiving a multipath signal using the prototype method of determining the number and time positions of multipath signal components).

Моделирование было выполнено для двухлучевого канала. Предполагалось, что сигналы каждого луча неразрешаемы, федингуют независимо и имеют одинаковую среднюю мощность. Временное расстояние между сигналами лучей - 3/4 чипа (0.61 мкс). Принимаемый сигнал представлял собой последовательность информационных фазоманипулированных символов и пилот-символов с разными кодовыми последовательностями. Скорость движения мобильного абонента - 100 км/час. Временная подстройка временных позиций однолучевых приемников осуществлялась периодически с периодом 1.67 мс.Simulation was performed for a two-beam channel. It was assumed that the signals of each beam are unresolvable, fading independently and have the same average power. The temporal distance between the beam signals is 3/4 of the chip (0.61 μs). The received signal was a sequence of phase-shifted information symbols and pilot symbols with different code sequences. The speed of the mobile subscriber is 100 km / h. Temporary adjustment of the time positions of single-beam receivers was carried out periodically with a period of 1.67 ms.

На фиг.7 кривая "способ прототип" соответствует случаю, когда временное расстояние между временными положениями опорных сигналов соседних однолучевых приемников способа-прототипа составляет один чип ПСП. Как видно из фиг.7, применение заявляемого способа позволяет получить существенно более качественные по сравнению со способом прототипа характеристики приема (выигрыш составляет 1,5-2 дБ).In Fig. 7, the curve "prototype method" corresponds to the case when the time distance between the temporary positions of the reference signals of adjacent single-beam receivers of the prototype method is one SRP chip. As can be seen from Fig.7, the application of the proposed method allows to obtain significantly better reception characteristics compared to the prototype method (gain is 1.5-2 dB).

Если временное расстояние между временными положениями опорных сигналов соседних однолучевых приемников кластера способа прототипа составляет половину чипа ПСП, кривые помехоустойчивости заявляемого способа и способа прототипа совпадают. Однако в этом случае способ прототип требует использования трех однолучевых приемников, тогда как заявляемый способ требует в среднем 1,8 однолучевых приемников, т.е. заявляемый способ позволяет уменьшить сложность многолучевого приемника в 1,7 раза.If the temporary distance between the temporary positions of the reference signals of the adjacent single-beam receivers of the prototype method cluster is half the memory bandwidth chip, the noise immunity curves of the proposed method and the prototype method are the same. However, in this case, the prototype method requires the use of three single-beam receivers, while the inventive method requires an average of 1.8 single-beam receivers, i.e. The claimed method allows to reduce the complexity of the multipath receiver by 1.7 times.

Claims (7)

1. Способ приема многолучевого сигнала, заключающийся в том, что проводят поиск сигнала и определяют число и временные задержки компонент многолучевого сигнала, определяют области временных задержек компонент многолучевого сигнала, при приеме каждой найденной компоненты многолучевого сигнала формируют последовательность корреляционных откликов информационных символов, определяя корреляцию входного сигнала с известной псевдослучайной последовательностью с соответствующей задержкой на интервалах длительности каждого символа, осуществляют взвешенное суммирование корреляционных откликов информационных символов всех компонент многолучевого сигнала, получая объединенные мягкие решения об информационных символах, отличающийся тем, что после определения областей временных задержек компонент многолучевого сигнала для каждой области временных задержек компонент многолучевого сигнала периодически уточняют число и временные задержки компонент многолучевого сигнала, для уточненных компонент многолучевого сигнала осуществляют прием, формирование последовательности корреляционных откликов информационных символов и взвешенное суммирование корреляционных откликов информационных символов.1. The method of receiving a multipath signal, which consists in searching for the signal and determining the number and time delays of the components of the multipath signal, determining the time delay areas of the components of the multipath signal, upon receipt of each found component of the multipath signal, forming a sequence of correlation responses of information symbols, determining the correlation of the input a signal with a known pseudo-random sequence with a corresponding delay in the intervals of the duration of each symbol, There is a weighted summation of the correlation responses of the information symbols of all components of the multipath signal, obtaining united soft decisions on information symbols, characterized in that after determining the time delay regions of the multipath signal component for each region of time delays of the multipath signal component, the number and time delays of the multipath signal component are periodically updated, for the specified components of the multipath signal receive, the formation of sequential spacing of correlation responses of information symbols and weighted summation of correlation responses of information symbols. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поиск сигнала проводят с шагом по задержке, равным одному или половине чипа известной псевдослучайной последовательности.2. The method according to claim 1, characterized in that the search for the signal is carried out with a delay step equal to one or half a chip of a known pseudo-random sequence. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что область временных задержек компонент многолучевого сигнала определяют таким образом, чтобы охватить отдельную или подряд следующие по задержке найденные при поиске компоненты многолучевого сигнала, при этом начало области задержек расположено ранее первой компоненты многолучевого сигнала области задержек на половину шага поиска, окончание области задержек - позже последней компоненты многолучевого сигнала области задержек на половину шага поиска.3. The method according to claim 1, characterized in that the time delay region of the multipath signal components is determined in such a way as to encompass the components of the multipath signal that are found by searching separately or successively by delay, while the beginning of the delay region is located earlier than the first component of the multipath signal of the delay region half the search step, the end of the delay region is later than the last component of the multipath signal of the delay region by half the search step. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что весовые коэффициенты при суммировании корреляционных откликов информационных символов уточненных компонент многолучевого сигнала выбирают как комплексно сопряженные оценки комплексной огибающей информационных символов уточненных компонент многолучевого сигнала.4. The method according to claim 1, characterized in that the weighting coefficients when summing the correlation responses of the information symbols of the refined components of the multipath signal are selected as complex conjugate estimates of the complex envelope of the information symbols of the refined components of the multipath signal. 5. Способ определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, заключающийся в том, что проводят поиск сигнала, определяют области временных задержек компонент многолучевого сигнала, формируют комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала, определяя корреляцию входного сигнала с известной псевдослучайной последовательностью, сдвинутой на заданные дискретные интервалы времени в пределах области временных задержек компонент многолучевого сигнала, определяют значения решающей функции в заданных дискретных временных задержках области временных задержек компонент многолучевого сигнала, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала, отличающийся тем, что после определения областей временных задержек компонент многолучевого сигнала для каждой области временных задержек компонент многолучевого сигнала производят поэтапное уточнение временных задержек компонент многолучевого сигнала, на каждом этапе определяя одну компоненту многолучевого сигнала, при этом на первом этапе после формирования комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала и определения значений решающей функции, находят временную задержку максимума решающей функции, которую принимают за временную задержку компоненты многолучевого сигнала, на последующих этапах корректируют комплексные корреляционные отклики области временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего этапа, получая скорректированные комплексные корреляционные отклики текущего этапа, определяют значения решающей функции текущего этапа в заданных дискретных временных задержках области временных задержек компонент многолучевого сигнала, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих скорректированных комплексных корреляционных откликов текущего этапа, находят временную задержку максимума решающей функции текущего этапа, сравнивают значение максимума решающей функции текущего этапа с заданным порогом, при превышении порога временную задержку компоненты многолучевого сигнала определяют равной временной задержке максимума решающей функции текущего этапа и переходят к следующему этапу, если порог не превышен, то поиск компонент многолучевого сигнала и определение их временных задержек области временных задержек компонент многолучевого сигнала прекращают, определяют число компонент многолучевого сигнала как количество компонент, для которых были уточнены временные задержки.5. A method for determining the number and time delays of a multipath signal component, which consists in searching for a signal, determining the time delay regions of a multipath signal component, generating complex correlation responses of the pilot signal, determining the correlation of the input signal with a known pseudorandom sequence shifted by predetermined discrete ones time intervals within the region of time delays of the components of the multipath signal, determine the values of the decisive function at given discrete times time delays of the time delays of the multipath component, summing the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding complex correlation responses of the pilot signal, characterized in that after determining the areas of time delays of the multipath signal component for each area of the time delays of the multipath signal component, the time delays of the multipath component are stage-by-stage signal, at each stage determining one component of the multipath signal, while at the first e after the formation of the complex correlation responses of the pilot signal and determining the values of the decisive function, find the time delay of the maximum decisive function, which is taken as the time delay of the components of the multipath signal, at the next stages correct the complex correlation responses of the region of time delays of the components of the multipath signal of the previous stage, getting the corrected complex correlation responses of the current stage, determine the values of the decisive function of the current stage in the given discrete time delays of the time delay region of the multipath component, summing the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding adjusted complex correlation responses of the current stage, find the time delay of the maximum of the decision function of the current stage, compare the value of the maximum of the decision function of the current stage with a given threshold, if the threshold is exceeded, the component multipath signal is determined equal to the time delay of the maximum of the decisive function of the current a and proceeds to the next step if the threshold is exceeded, the search component of the multipath signal and determining their time delays field time delays of multipath signal components is stopped, determine the number of multipath signal components as the number of components, which have been specified time delay. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что коррекцию каждого комплексного корреляционного отклика области временных задержек компонент многолучевого сигнала осуществляют путем формирования комплексной корректирующей величины, равной произведению корреляционного отклика максимума решающей функции предыдущего этапа на коэффициент корреляции, зависящий от модуля разности временных задержек корректируемого корреляционного отклика и максимума решающей функции предыдущего этапа, вычитания сформированной комплексной корректирующей величины из комплексного корреляционного отклика предыдущего этапа, умножения результата вычитания на множитель, зависящий от коэффициента корреляции, в результате получая скорректированный комплексный корреляционный отклик.6. The method according to claim 5, characterized in that the correction of each complex correlation response of the time delay region of the components of the multipath signal is carried out by forming a complex correction value equal to the product of the correlation response of the maximum of the decision function of the previous step by the correlation coefficient, depending on the modulus of the difference in time delays of the corrected the correlation response and the maximum of the decisive function of the previous stage, subtracting the formed complex corrective value from the complex correlation response of the previous stage, multiplying the result of subtraction by a factor depending on the correlation coefficient, resulting in an adjusted complex correlation response. 7. Устройство приема многолучевого сигнала, содержащее М однолучевых приемников, М умножителей, приемник поиска, блок управления, блок определения весовых коэффициентов и сумматор, первый и второй входы каждого однолучевого приемника и приемника поиска одновременно являются сигнальными входами устройства, третьи их входы соединены с выходом блока управления, обеспечивающего синхронную работу приемников, выход значений решающей функции поиска приемника поиска соединен со входом блока управления, выход корреляционных откликов каждого из М однолучевых приемников соединен с соответствующими входами блока определения весовых коэффициентов, выходы значений весовых коэффициентов которого соединены со вторыми входами М умножителей, причем выходы корреляционных откликов М однолучевых приемников соединены с первыми входами М умножителей, выходы которых являются выходами мягких решений об информационных символах и соединены с соответствующими входами сумматора, выход сумматора является выходом объединенных мягких решений об информационных символах, отличающееся тем, что введены блок определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала и М генераторов псевдослучайной последовательности, первый и второй выходы каждого генератора псевдослучайной последовательности, которые являются выходами опорных сигналов, поступающих на опорные входы соответствующего однолучевого приемника, входы генераторов псевдослучайной последовательности являются входами управления состояния и соединены с соответствующим управляющим выходом блока управления, первый и второй входы блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала одновременно являются сигнальными входами устройства, управляющие входы блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала соединены с управляющими выходами блока управления, выход оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала и выход сигнала превышения порога блока определения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала объединены и соединены с соответствующими входами блока управления.7. A device for receiving a multipath signal, containing M single-beam receivers, M multipliers, a search receiver, a control unit, a weight determination unit and an adder, the first and second inputs of each single-beam receiver and a search receiver are simultaneously signal inputs of the device, and their third inputs are connected to the output a control unit providing synchronous operation of the receivers, the output of the values of the decisive search function of the search receiver is connected to the input of the control unit, the output of the correlation responses of each from M single-beam receivers connected to the corresponding inputs of the block for determining the weighting coefficients, the outputs of the values of the weighting coefficients of which are connected to the second inputs M of the multipliers, and the outputs of the correlation responses M of the single-beam receivers are connected to the first inputs of the M multipliers, the outputs of which are the outputs of soft decisions about information symbols and are connected with the corresponding inputs of the adder, the output of the adder is the output of the combined soft decisions about information symbols, characterized in then a unit for determining the number and time delays of the components of the multipath signal and M pseudo-random sequence generators, the first and second outputs of each pseudo-random sequence generator, which are the outputs of the reference signals arriving at the reference inputs of the corresponding single-beam receiver, the inputs of the pseudo-random sequence generators are the state control inputs and connected with the corresponding control output of the control unit, the first and second inputs of the unit for determining h The isl and time delays of the multipath component are simultaneously the signal inputs of the device, the control inputs of the unit for determining the number and time delays of the multipath component are connected to the control outputs of the control unit, the output of estimating the time delays of the multipath component and the signal exceeding the threshold of the unit for determining the number and time delays of the component multipath signal combined and connected to the corresponding inputs of the control unit.
RU2002103357/09A 2002-02-12 2002-02-12 Method and device for receiving multibeam signal and method for evaluating number and time delay of multibeam signal components RU2230432C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002103357/09A RU2230432C2 (en) 2002-02-12 2002-02-12 Method and device for receiving multibeam signal and method for evaluating number and time delay of multibeam signal components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002103357/09A RU2230432C2 (en) 2002-02-12 2002-02-12 Method and device for receiving multibeam signal and method for evaluating number and time delay of multibeam signal components

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002103357A RU2002103357A (en) 2003-08-20
RU2230432C2 true RU2230432C2 (en) 2004-06-10

Family

ID=32845468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002103357/09A RU2230432C2 (en) 2002-02-12 2002-02-12 Method and device for receiving multibeam signal and method for evaluating number and time delay of multibeam signal components

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2230432C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504790C1 (en) * 2012-05-24 2014-01-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Device and method for signal search and detection

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Цифровые радиоприемные системы/Под ред. М.И. ЖОДЗИШСКОГО. - М.: Радио и связь, 1990, с.25-27. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504790C1 (en) * 2012-05-24 2014-01-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Device and method for signal search and detection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1135725C (en) Search window delay tracking in code division multiple access communication systems
EP1303058B1 (en) Searching and tracking unit for determining the location and/or moving direction of a CDMA mobile station
EP1095467B1 (en) Adaptive path selection threshold setting for ds-cdma receivers
US6269075B1 (en) Finger assignment in a CDMA rake receiver
US8503509B2 (en) Method and system for managing, controlling, and combining signals in a frequency selective multipath fading channel
US7505509B2 (en) Receiving communication apparatus using array antenna
US7697596B2 (en) Cluster path processor time alignment for signal suppression/separation in a wireless device
JP4295112B2 (en) Construction of interference matrix for coded signal processing engine
EP1107468A2 (en) Code division multiple access system and method of operation
US20040174300A1 (en) Adaptive array antenna reception apparatus and method
WO2001017185A9 (en) Estimation, in a rake receiver, of the rate of change of the channel
KR100361408B1 (en) Synchronous capture circuit for code division multiple access communication
KR20000047620A (en) Communication terminal apparatus and radio communication method
EP1087539B1 (en) Demodulating receiver with simple structure
EP1454421B1 (en) Interference suppression in a cdma radio receiver
GB2365269A (en) Receiver synchronisation
RU2230432C2 (en) Method and device for receiving multibeam signal and method for evaluating number and time delay of multibeam signal components
US7889781B2 (en) Maximum energy delay locked loop for cluster path processing in a wireless device
US6233272B1 (en) Spread spectrum communication receiver
RU2242088C2 (en) Method for multibeam signal reception, method for qualifying time delays of multibeam signal components, and multibeam signal receiver
RU2297713C2 (en) Method and device for receiving multibeam signal
WO2001059948A1 (en) Method of performing code synchronization, and receiver
RU2168274C1 (en) Procedure of reception of multipath signal
RU2252493C2 (en) Method and device for quasi-coherent reception of multibeam signal

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190213