RU2242088C2 - Способ приема многолучевого сигнала, способ уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала и приемник многолучевого сигнала - Google Patents

Abstract

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. Достигаемый технический результат - 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. Способ позволяет существенно уменьшить сложность многолучевого приемника, т.к. для его реализации требуется меньшее количество однолучевых приемников, чем в решении-прототипе. Отличительной особенностью данного изобретения является периодическая оценка числа используемых однолучевых приемников, временные положения опорных сигналов которых могут принимать достаточно близкие значения. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 23 ил.

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.

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.

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 работают, когда компоненты многолучевого сигнала являются разрешаемыми. Однако, в случае приема кластеров лучей их эффективность заметно снижается.

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 сигнала. 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 соответственно с опережением и запаздыванием. 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.

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.

Известен способ многолучевого приема, приведенный в патенте US #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.

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.

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.

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.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ приема многолучевых сигналов и устройство для его реализации, описанные в патенте РФ №2120180.

Описанный способ приема многолучевых сигналов заключается в следующем:

- проводят поиск лучей на интервале многолучевости;

- 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;

- обнаруживают в каждом кластере луч максимальной мощности и определяют его как основной луч кластера, а остальные лучи определяют как дополнительные лучи кластера;

- формируют опорный сигнал для каждого обнаруженного луча;

- 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;

- 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;

- определяют сигналы взаимной корреляции между лучом и соответствующим ему опорным сигналом на длительности каждого принимаемого символа;

- взвешивают сигналы взаимной корреляции путем умножения на весовые коэффициенты, которые формируют таким образом, чтобы большему уровню сигнала корреляции соответствовал больший коэффициент;

- 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.

Устройство для реализации такого способа представлено на фиг.1, где обозначено:

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 - приемники кластера,

7-1 - 7-М - умножители,

8 - схема обнаружения и анализа кластера лучей,

9 - приемник поиска,

10 - коммутатор,

11 - блок управления.

Устройство приема многолучевых сигналов содержит L приемников данных 1-1 - 1-L и соответственно им умножители 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 входы 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 - со 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 первый выход приемника поиска 9 соединен с третьим входом схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8, второй выход приемника поиска соединен с первым 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.

Устройство приема многолучевых сигналов, представленное на фиг.1, работает следующим образом.

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, сформированные в блоке определения весовых коэффициентов 3 таким образом, что большему по мощности 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.

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.

Влево псевдослучайная последовательность приемника поиска 9 сдвигается на Qn чипов, а вправо на Qm чипов.

Всего для просмотра временных сдвигов (Q=Qn+Qm) псевдослучайных последовательностей потребуется Q/K параллельных временных сдвигов К корреляторов приемника поиска 9.

При каждом сдвиге происходит накопление сигнала в корреляторах приемника поиска 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.

Если при временном сдвиге на величину, длительностью менее одного чипа или равную одному чипу, происходит обнаружение сигнала, то это означает обнаружение кластера лучей.

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).

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.

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.

Способ уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, описанный в патенте РФ №2120180, заключается в следующем.

Определяют временные области наличия сигнала (области временных задержек компонент многолучевого сигнала).

Для каждой области наличия сигнала определяют число компонент многолучевого сигнала и их начальные временные позиции (задержки).

Это достигается следующим.

- Формируют комплексные корреляционные отклики пилот сигнала, определяя корреляцию входного сигнала с известной ПСП, сдвинутой на заданные дискретные интервалы времени в пределах области наличия сигнала.

- Определяют значения решающей функции в заданных дискретных временных позициях области наличия сигнала, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала.

- 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.

- Число компонент многолучевого сигнала при наличии кластера равно числу временных позиций области наличия сигнала, в которых решающая функция превысила порог.

- 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).

- 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.

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.

Устройство уточнения числа и временных позиций компонент многолучевого сигнала представлено на фиг.2, где обозначено:

1-1 - 1-L - приемники 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-K - квадратурные корреляторы,

16 - генератор ПСП,

17 - схема формирования порога,

18 - первый мультиплексор,

19 - второй мультиплексор,

20 - первый перемножитель,

21 - сумматор,

22 - второй перемножитель,

23 - схема управления.

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 микроЭВМ 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 микроЭВМ 12 соединен с соответствующим входом блока управления 11.

Приемник поиска 9 содержит К квадратурных корреляторов 15-1 - 15-К, 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-К 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. Первый выход каждого квадратурного коррелятора 15-1 - 15-K соединен с соответствующим входом первого мультиплексора 18. Второй выход каждого квадратурного коррелятора 15-1 - 15-К 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 22. Выходы первого и второго перемножителей 20 и 22 соединены с соответствующими входами сумматора 21, 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 выходами 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.

Работает устройство следующим образом.

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 К параллельных квадратурных корреляторов 15-1 - 15-К. 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-К 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-К синфазные и квадратурные составляющие этих откликов через схемы мультиплексоров 18 и 19 поступают на входы перемножителей 20 и 22. 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 схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8 и на вход блока управления 11.

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-К.

Схема формирования порога 17 формирует порог, используемый для обнаружения кластера лучей по входному сигналу, поступающему на его входы.

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.

Если при временном сдвиге на величину, длительностью менее одного чипа или равную одному чипу, происходит обнаружение сигнала, то это означает обнаружение кластера лучей.

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.

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.

Если кластер не обнаружен, используют один приемник (приемник данных 1), который устанавливают во временную позицию, в которой приемник поиска обнаружил сигнал.

Временные позиции приемников данных 1-1 - 1-L 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 сигналам и входным сигналом. Выходной сигнал схемы слежения за задержкой 14 поступает на вход микроЭВМ 12, которая периодически осуществляет временную подстройку генератора ПСП 13 таким образом, чтобы получить наибольший уровень взаимной корреляции между опорным сигналом и принимаемым сигналом.

Одновременно с подстройкой опорных сигналов приемников данных 1-1 - 1-L 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.

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.

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.

Для решения этой задачи в способ приема многолучевого сигнала, заключающийся в том, что проводят поиск сигнала и определяют оценку числа, временных задержек и уровня компонент многолучевого сигнала, при приеме компонент многолучевого сигнала формируют последовательность корреляционных откликов информационных символов, осуществляют взвешенное суммирование корреляционных откликов информационных символов принятых компонент многолучевого сигнала, получая объединенные мягкие решения об информационных символах, дополнительно введены операции:

- после поиска сигнала производят отбор заданного числа найденных компонент многолучевого сигнала,

- периодически разделяют компоненты многолучевого сигнала на группы и независимо для каждой группы компонент многолучевого сигнала уточняют число и временные задержки компонент многолучевого сигнала,

- осуществляют прием отобранных компонент многолучевого сигнала.

Поиск сигнала проводят, например, с шагом по задержке, равным одному чипу известной псевдослучайной последовательности.

Отбор найденных компонент многолучевого сигнала осуществляют, например, выделяя заданное число компонент с наибольшим уровнем.

Компоненты многолучевого сигнала разделяют на группы, например, таким образом, что разница задержек смежных компонент каждой группы не более удвоенного минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала.

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.

Для повышения помехоустойчивости и увеличения емкости системы связи при приеме многолучевого сигнала с кластерной структурой в способ уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, при котором предварительно проведен поиск сигнала и определена начальная оценка числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, заключающийся в том, что формируют комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала в заданных дискретных временных позициях, формируют значения решающей функции в заданных дискретных временных позициях, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала, дополнительно введены операции:

- периодически разделяют компоненты многолучевого сигнала на группы и независимо для каждой группы компонент многолучевого сигнала производят уточнение оценки числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала,

для каждой компоненты многолучевого сигнала

- комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала формируют для опережающего, запаздывающего и центрального моментов времени,

- значения решающей функции формируют для опережающего, запаздывающего и центрального моментов времени,

- из значений решающей функции, соответствующих опережающему, центральному и запаздывающему моментам времени, находят временную позицию максимума решающей функции компоненты,

когда группа включает одну компоненту многолучевого сигнала, то

- если временная позиция максимума решающей функции соответствует центральному моменту времени, принимают решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует центральному моменту времени,

- если временная позиция максимума решающей функции соответствует опережающему моменту времени, сравнивают разность значений решающей функции, соответствующих запаздывающему и центральному моментам времени, с заданным порогом h₁, при превышении порога принимают решение о наличии двух компонент многолучевого сигнала в исследуемой группе, временные позиции которых соответствуют моментам времени, сдвинутым относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала соответственно вперед и назад на величину, равную половине минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала, при непревышении порога принимают решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует моменту времени, сдвинутому относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала вперед на величину, равную шагу подстройки,

- если временная позиция максимума решающей функции соответствует запаздывающему моменту времени, сравнивают разность значений решающей функции, соответствующих опережающему и центральному моментам времени, с заданным порогом h₁, при превышении порога принимают решение о наличии двух компонент многолучевого сигнала в исследуемой группе, временные позиции которых соответствуют моментам времени, сдвинутым относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала соответственно вперед и назад на величину, равную половине минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала, при непревышении порога принимают решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует моменту времени, сдвинутому относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала назад на величину, равную шагу подстройки, когда группа компонент включает несколько компонент многолучевого сигнала, то

- компоненты многолучевого сигнала группы разделяют на подгруппы компонент, уточнение оценок временных позиций которых в пределах подгруппы осуществляют так, что временное расстояние между компонентами подгруппы не меняется,

- последовательно для каждой подгруппы компонент от подгруппы с наименьшими временными задержками к подгруппе с наибольшими временными задержками производят уточнение временных задержек компонент многолучевого сигнала.

Уточненные временные задержки компонент многолучевого сигнала группы представляют собой совокупность уточненных временных задержек компонент всех подгрупп группы, уточненное число компонент многолучевого сигнала группы равно количеству уточненных временных компонент группы, уточненные временные задержки компонент многолучевого сигнала представляют собой совокупность уточненных временных задержек компонент всех групп, уточненное число компонент многолучевого сигнала равно количеству уточненных временных компонент всех групп.

Комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала, соответствующие опережающему, запаздывающему и центральному моментам времени, формируют, определяя на интервалах заданной длительности корреляцию входного сигнала с известной ПСП, сдвинутой на заданный дискретный интервал времени соответственно вперед, назад и не сдвинутой относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала.

Компоненты многолучевого сигнала группы разделяют на подгруппы компонент, например,

- формируя разности временных положений максимумов решающих функций соседних компонент многолучевого сигнала группы, и сравнивают эти разности с заданным порогом τ ,

- если разность меньше порога τ , для обеих соседних компонент сравнивают разность максимума решающей функции и значения решающей функции, соответствующих центральному моменту времени, с заданным порогом h₂, при превышении порога h₂ для обеих разностей принимают решение об удалении из дальнейшего рассмотрения той компоненты, значение максимума решающей функции которой меньше, а в случае равенства значений максимумов решающей функции - той компоненты, для которой значение решающей функции, соответствующее центральному моменту времени, меньше, при непревышении порога h₂ хотя бы для одной из разностей принимают решение о том, что рассматриваемые соседние компоненты многолучевого сигнала входят в одну подгруппу компонент,

- если разность временных положений максимумов решающих функций соседних компонент не меньше порога τ , принимают решение о том, что рассматриваемые соседние компоненты многолучевого сигнала входят в разные подгруппы компонент.

Уточнение временных задержек компонент многолучевого сигнала подгруппы компонент производят следующим образом:

- формируют значения решающей функции подгруппы, соответствующие опережающим, центральным и запаздывающим моментам времени компонент подгруппы, суммируя значения решающих функций компонент подгруппы соответственно для опережающих, центральных и запаздывающих моментов времени,

- из значений решающей функции подгруппы, соответствующих опережающим, центральным и запаздывающим моментам времени компонент подгруппы, находят моменты времени, соответствующие максимуму решающей функции подгруппы,

- если моменты времени максимума решающей функции подгруппы соответствуют центральным моментам времени компонент подгруппы, то в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают центральные временные позиции компонент подгруппы,

- если моменты времени максимума решающей функции подгруппы соответствуют запаздывающим моментам времени компонент подгруппы, то в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают временные позиции, сдвинутые относительно временных позиций компонент многолучевого сигнала назад на величину, равную шагу подстройки,

- если момент времени максимума решающей функции подгруппы соответствует опережающим моментам времени компонент подгруппы, то

- для первой подгруппы компонент группы, либо для подгруппы компонент, не являющейся первой, в случае, когда разность между временной позицией первой компоненты подгруппы и уточненной временной позицией последней компоненты предыдущей подгруппы больше минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала, то в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают соответственно временные позиции, сдвинутые относительно временных позиций компонент многолучевого сигнала вперед на величину, равную шагу подстройки,

- для подгруппы компонент, не являющейся первой, в случае, когда разность между временной позицией первой компоненты подгруппы и уточненной временной позицией последней компоненты предыдущей подгруппы не больше минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала, то, если значение решающей функции подгруппы, соответствующее центральным моментам компонент, не менее значения решающей функции подгруппы, соответствующего запаздывающим моментам компонент, в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают временные позиции компонент подгруппы,

- если значение решающей функции подгруппы, соответствующее центральным моментам компонент, менее значения решающей функции подгруппы, соответствующего запаздывающим моментам компонент, в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают временные позиции, сдвинутые относительно временных задержек компонент многолучевого сигнала назад на величину, равную шагу подстройки.

Для каждой компоненты порог h₁, выбирают, например, равным 0,2 от величины решающей функции, соответствующей центральному моменту времени.

Порог τ выбирают, например, равным сумме минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала и шага подстройки.

Для каждой компоненты порог h₂ выбирают, например, равным 0,2 от величины решающей функции, соответствующей центральному моменту времени.

Шаг подстройки выбирают, например, равным 0,25 чипа.

Для повышения помехоустойчивости и увеличения емкости системы связи при приеме многолучевого сигнала с кластерной структурой предлагаются устройство приема многолучевого сигнала и устройство уточнения временных задержек компонент многолучевого сигнала.

В 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 соответствующим 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

блок уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, блок отбора компонент многолучевого сигнала и М генераторов псевдослучайной последовательности, первый и второй выходы каждого генератора псевдослучайной последовательности, которые являются выходами опорного сигнала, соединены с четвертым и пятым 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 уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала объединены с сигнальными входами устройства, управляющие входы блока уточнения 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 уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала объединены и соединены с соответствующими входами блока управления, выход оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала и выход соответствующих значений решающей функции поиска блока управления соединены с соответствующими входами блока отбора компонент многолучевого сигнала, выход оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала блока отбора компонент многолучевого сигнала соединены с соответствующим входом блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала.

В устройство уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, содержащее квадратурный коррелятор, генератор псевдослучайных последовательностей, сумматор, первый и второй перемножители, выходы которых являются выходами квадратов синфазной и квадратурной составляющих корреляционных откликов и соединены с соответствующими входами сумматора, третий и четвертый входы квадратурного коррелятора являются опорными входами и соединены с первым и вторым опорными выходами генератора псевдослучайных последовательностей, дополнительно введены

узел управления, узел разделения на группы, узел памяти, элемент памяти, узел определения временных задержек максимума решающей функции, узел разделения компонент на подгруппы, узел уточнения временных задержек, первый и второй входы узла памяти являются входами комплексного сигнала, а третий вход узла памяти является управляющим входом и соединен с первым выходом узла управления, первый и второй выходы блока памяти, которые являются выходами отсчетов входного комплексного сигнала, соединены с первым и вторым входами квадратурного коррелятора, вход управления состояния генератора псевдослучайных последовательностей соединен со вторым выходом узла управления, третий выход узла управления, формирующий сигнал сброса, соединен со входом сброса квадратурного коррелятора, первый и второй выходы квадратурного коррелятора, которые являются соответственно выходами синфазной и квадратурной составляющих откликов пилот-сигнала, соединены с первым и вторым входами первого и второго перемножителей, выход сумматора, который является выходом значения решающей функции, соответствующей опережающим, центральным и запаздывающим моментам времени компонент группы, соединен с первым входом элемента памяти, второй вход элемента памяти, который является входом управления записи и считывания, соединен с четвертым выходом узла управления, выход элемента памяти является выходом значений решающей функции компонент группы и соединен с входами значений решающей функции, соответствующей опережающим, центральным и запаздывающим моментам времени компонент группы узла определения временных задержек максимума решающей функции, узла разделения компонент на подгруппы и узла уточнения временных задержек, второй вход узла определения временных задержек максимума решающей функции является входом синхронизации и соединен с пятым выходом узла управления, выход узла определения временных задержек максимума решающей функции, который является выходом найденных временных позиций максимумов решающей функции компонент группы, соединен со вторыми входами узла разделения компонент на подгруппы и узла уточнения временных задержек, третьи входы которых являются входами синхронизации и соединены соответственно с шестым и седьмым выходами узла управления, осуществляющего синхронную работу узлов блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, выход узла разделения компонент на подгруппы, который является выходом уточненного числа компонент в группе, соединен с четвертым входом узла уточнения временных задержек, выход которого является выходом уточненных оценок временных позиций компонент, соединен с первым входом узла разделения на группы и является выходом блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, второй вход узла разделения на группы является входом оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала и третьим входом блока, выход значений временных позиций компонент многолучевого сигнала узла разделения на группы соединен с первым входом узла управления, второй вход которого является управляющим.

Сопоставительный анализ способа приема многолучевого сигнала, способа уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, устройства приема многолучевого сигнала и устройства уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала с прототипом показывает, что предлагаемые изобретения существенно отличаются от известного решения, так как позволяют повысить помехоустойчивость и увеличить емкость системы связи при приеме многолучевого сигнала с кластерной структурой.

Сопоставительный анализ заявляемых решений с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, заявленные в отличительных частях формул изобретений. Следовательно, заявляемые решения отвечают критериям "новизна", "техническое решение задачи", "существенные отличия" и обладают неочевидностью решения.

Графические материалы, представленные в материалах заявки

Фиг.1 - структурная схема устройства приема многолучевого сигнала (прототип).

Фиг.2 - структурная схема блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала (прототип).

Фиг.3 - пример определения групп компонент многолучевого сигнала.

Фиг.4 - структурная схема предлагаемого устройства приема многолучевого сигнала.

Фиг.5 - пример случая, когда временная позиция максимума решающей функции соответствует центральному моменту времени.

Фиг.6 - пример случая, когда временная позиция максимума решающей функции соответствует опережающему моменту времени и разность значений решающей функции превышает порог.

Фиг.7 - пример случая, когда временная позиция максимума решающей функции соответствует опережающему моменту времени и разность значений решающей функции не превышает порог.

Фиг.8 - пример удаления из дальнейшего рассмотрения одной из двух компонент, значение максимума решающей функции которой меньше.

Фиг.9 - пример принятия решения о том, что рассматриваемые соседние компоненты многолучевого сигнала входят в одну подгруппу компонент.

Фиг.10 - пример принятия решения о том, что рассматриваемые соседние компоненты многолучевого сигнала не входят в одну подгруппу компонент.

Фиг.11 - пример формирования значений решающей функции подгруппы.

Фиг.12 - пример случая, когда временная позиция максимума решающей функции подгруппы соответствует центральным моментам времени компонент подгруппы.

Фиг.13 - пример случая, когда временная позиция максимума решающей функции подгруппы соответствует запаздывающим моментам времени компонент подгруппы.

Фиг.14 - пример случая, когда временная позиция максимума решающей функции подгруппы соответствует опережающим моментам времени компонент подгруппы и расстояние между последней компоненты предыдущей подгруппы и первой компонентой текущей подгруппы более минимального расстояния между компонентами.

Фиг.15 - пример случая, когда временная позиция максимума решающей функции подгруппы соответствует опережающим моментам времени компонент подгруппы и расстояние между последней компонентой предыдущей подгруппы и первой компонентой текущей подгруппы не более минимального расстояния между компонентами и значение решающей функции подгруппы, соответствующее центральным моментам времени компонент, не менее запаздывающего значения.

Фиг.16 - пример случая, когда временная позиция максимума решающей функции подгруппы соответствует опережающим моментам времени компонент подгруппы и расстояние между последней компонентой предыдущей подгруппы и первой компонентой текущей подгруппы не более минимального расстояния между компонентами и значение решающей функции подгруппы, соответствующее центральным моментам времени компонент, менее запаздывающего значения.

Фиг.17 - структурная схема предлагаемого блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала.

Фиг.18 - алгоритм работы узла разделения на группы.

Фиг.19 - алгоритм работы узла разделения компонент на подгруппы.

Фиг.20 - алгоритм работы узла уточнения временных задержек, если группа включает одну компоненту многолучевого сигнала.

Фиг.21 - алгоритм работы узла уточнения временных задержек, если группа включает несколько компонент многолучевого сигнала.

Фиг.22 - пример функциональной схемы блока управления.

Фиг.23 - пример функциональной схемы узла управления.

Предлагаемый способ приема многолучевого сигнала заключается в следующем.

- Проводят поиск сигнала и определяют оценку числа, временных задержек и уровня компонент многолучевого сигнала.

- Производят отбор заданного числа найденных компонент многолучевого сигнала.

- Периодически разделяют компоненты многолучевого сигнала на группы. Независимо для каждой группы компонент многолучевого сигнала уточняют оценку числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала.

- Осуществляют прием отобранных компонент многолучевого сигнала.

- Осуществляют взвешенное суммирование корреляционных откликов информационных символов всех компонент многолучевого сигнала, получая объединенные мягкие решения об информационных символах.

При поиске сигнала решающую функцию формируют для временных задержек с некоторым дискретом (шагом поиска), например, через один чип ПСП, оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала определяют по превышению решающей функцией поиска заданного порога, а оценку числа компонент многолучевого сигнала - по количеству превышений решающей функцией поиска этого порога.

Отбор найденных компонент многолучевого сигнала осуществляют, например, выделяя заданное число компонент с наибольшим уровнем. Под уровнем компоненты многолучевого сигнала понимается, например, амплитуда, мощность, значения решающей функции поиска и т.д.

Компоненты многолучевого сигнала разделяют на группы таким образом, что разница задержек смежных компонент каждой группы не более удвоенного минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала (фиг.3).

За уточненную компоненту многолучевого сигнала принимают компоненту с уточненной временной задержкой (позицией), суммарное уточненное число компонент многолучевого сигнала равно количеству уточненных компонент всех групп компонент многолучевого сигнала.

Веса при суммировании корреляционных откликов информационных символов уточненных компонент многолучевого сигнала выбирают, например, как комплексно сопряженные оценки комплексной огибающей информационных символов уточненных компонент многолучевого сигнала.

Для реализации такого способа используется устройство, представленное на фиг.4, где обозначено:

3 - блок определения весовых коэффициентов,

4 - сумматор,

6-1 - 6-М - однолучевый приемник (приемник кластера лучей),

7-1 - 7-М - умножитель, 9 - приемник поиска, 11 - блок управления, 24-1 - 24-М - генератор ПСП,

25 - блок уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала.

26 - блок отбора компонент многолучевого сигнала.

Устройство содержит М однолучевых приемников 6-1 - 6-М, выход корреляционных откликов об информационных символах каждого из которых соединен с первым входом соответствующего ему умножителя 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, блок уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25, блок отбора компонент многолучевого сигнала 26. При этом первые и вторые входы приемника поиска 9, первые и вторые входы однолучевых приемников 6-1 - 6-М и первые и вторые входы блока уточнения 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 соответствующими выходами 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.

Выход оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала и выход соответствующих значений решающей функции поиска блока управления 11 соединены с соответствующими входами блока отбора компонент многолучевого сигнала 26. Выход оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала блока отбора компонент многолучевого сигнала 26 соединен с соответствующим входом блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25. Выходы уточненных оценок временных задержек компонент многолучевого сигнала блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25 соединены с соответствующими входами блока управления 11. Управляющие входы блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25 соединены с управляющими выходами блока управления 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.

Предлагаемое устройство приема многолучевого сигнала работает следующим образом.

Входной комплексный дискретный сигнал поступает на блок уточнения 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 в прототипе, по команде синхронизации с блока управления 11, формирует решающую функцию поиска в дискретных временных позициях области многолучевости.

Эта информация с приемника поиска 9 поступает в блок управления 11, который сравнивает полученные значения решающей функции поиска с порогом и определяет оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала как временные позиции, на которых значения решающей функции поиска превышают порог. С выхода блока управления 11 оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала и соответствующие значения решающей функции поиска поступают на вход блока отбора компонент многолучевого сигнала 26. Блок отбора 26 производит отбор компонент многолучевого сигнала, выделяя заданное число компонент с наибольшими значениями решающей функции поиска. Значения временных позиций отобранных компонент многолучевого сигнала с выхода блока отбора 26 поступают на вход блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25. В соответствии с этими значениями временных задержек компонент многолучевого сигнала по команде с блока управления 11 блок уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25 разделяет компоненты многолучевого сигнала на группы компонент и независимо для каждой группы уточняет оценку числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала. С выхода блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25 уточненные оценки временных задержек 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-М. Однолучевые приемники 6-1 - 6-М по командам синхронизации с блока управления 11 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 информационных символов 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.

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.

Блок управления 11 может быть выполнен различным образом.

На фиг.22 показан пример функциональной схемы выполнения блока управления 11, который может быть реализован на современных микропроцессорах цифровой обработки сигналов (DSP), например, TMS 320Схх, Motorola 56xxx, Intel и т.п.

Рассмотрим алгоритм работы блока управления 11 (фиг.22).

Последовательность сигналов управления, которая формируется в блоке управления 11, синхронизируется сигналами генератора тактовых импульсов 34 и линии задержки 35. Синхронизирующие сигналы генератора тактовых импульсов 34 и линии задержки 35 задают последовательность операций обработки входного сигнала в соответствии с предложенным способом.

Последовательность сигналов управления с блока управления 11 для обработки сигнала формируется в следующем порядке.

По выходному сигналу синхронизации с первого выхода линии задержки 35, который поступает на первый вход МикроЭВМ 36, в формирователе 37 формируют команду синхронизации. Сформированная команда синхронизации подается с первого выхода МикроЭВМ 36 на приемник поиска 9.

Команда синхронизации представляет собой сигнал управления поиском сигналов лучей. Например, при поиске с параллельным режимом обработки сигнала - это периодический цифровой сигнал заданной длительности, равной времени анализа на каждой временной позиции. Начало цифрового сигнала управления поиском определяет момент включения режима поиска в приемнике поиска 9, а момент окончания цифрового сигнала задает момент считывания значений решающей функции поиска в дискретных временных позициях области многолучевости, которые поступают на четвертый вход МикроЭВМ 36 в формирователь 40.

В формирователе 40 МикроЭВМ 36 по значениям решающей функции поиска в дискретных временных позициях области многолучевости формируют оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала и соответствующие значения решающей функции поиска, например, путем сравнения с порогом и с четвертого выхода МикроЭВМ 36 подают на блок 26.

По выходному сигналу синхронизации со второго выхода линии задержки 35, который поступает на второй вход МикроЭВМ 36, в формирователе 41 формируют сигнал управления блоком 25, который с пятого выхода МикроЭВМ 36 поступает на управляющие входы блока 25, по которому информация об уточненных оценках временных задержек компонент многолучевого сигнала с выхода блока 25 поступает на третий вход МикроЭВМ 36.

По этому сигналу в формирователе 38 МикроЭВМ 36 формируют сигналы управления состояния опорных генераторов ПСП 24-1 - 24-М, которые содержат информацию об уточненных временных позициях сигналов лучей, а в формирователе 39 МикроЭВМ 36 формируются сигналы синхронизации для однолучевых приемников 6-1 - 6-М. Сформированные сигналы управления с третьего и второго выходов МикроЭВМ 36 подаются соответственно на управляющие входы генераторов ПСП 24-1 - 24-М и на управляющие входы однолучевых приемников 6-1 - 6-М.

Способ уточнения оценки числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала временных задержек, при котором предварительно проведен поиск сигнала и определена начальная оценка числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, заключается в следующем:

- периодически разделяют компоненты многолучевого сигнала на группы и независимо для каждой группы компонент многолучевого сигнала производят уточнение оценки числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала.

Для каждой компоненты многолучевого сигнала

- комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала формируют для опережающего, запаздывающего и центрального моментов времени,

- значения решающей функции формируют для опережающего, запаздывающего и центрального моментов времени.

Для каждой компоненты многолучевого сигнала каждой группы

формируют комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала, соответствующие опережающему, запаздывающему и центральному моментам времени;

формируют значения решающей функции, соответствующие опережающему, центральному и запаздывающему моментам времени, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот сигнала;

из значений решающей функции, соответствующих опережающему, центральному и запаздывающему моментам времени, находят момент времени (временную позицию) максимума решающей функции компоненты.

Когда группа компонент включает одну компоненту многолучевого сигнала, производят следующие операции.

Если временная позиция максимума решающей функции соответствует центральному моменту времени, принимают решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует центральному моменту времени (фиг.5).

Если временная позиция максимума решающей функции соответствует опережающему моменту времени, то сравнивают разность значений решающей функции, соответствующих запаздывающему и центральному моментам времени, с заданным порогом h₁, при превышении порога принимают решение о наличии двух компонент многолучевого сигнала в исследуемой группе, временные позиции которых соответствуют моментам времени, сдвинутым относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала соответственно вперед и назад на величину, равную половине минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала (фиг.6), при не превышении порога принимают решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует моменту времени, сдвинутому относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала вперед на величину, равную шагу подстройки (фиг.7).

Если временная позиция максимума решающей функции соответствует запаздывающему моменту времени, то сравнивают разность значений решающей функции, соответствующих опережающему и центральному моментам времени, с заданным порогом h₁, при превышении порога принимают решение о наличии двух компонент многолучевого сигнала в исследуемой группе, временные позиции которых соответствуют моментам времени, сдвинутым относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала соответственно вперед и назад на величину, равную половине минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала, при непревышении порога принимают решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует моменту времени, сдвинутому относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала назад на величину, равную шагу подстройки.

Когда группа компонент включает несколько компонент многолучевого сигнала, производят следующие операции.

Компоненты многолучевого сигнала группы разделяют на подгруппы компонент, уточнение оценок временных позиций которых в пределах подгруппы осуществляют так, что временное расстояние между компонентами подгруппы не меняется.

Последовательно для каждой подгруппы компонент от подгруппы с наименьшими временными задержками к подгруппе с наибольшими временными задержками производят уточнение временных задержек компонент многолучевого сигнала.

Уточненные временные задержки компонент многолучевого сигнала группы представляют собой совокупность уточненных временных задержек компонент всех подгрупп группы. Уточненное число компонент многолучевого сигнала группы равно количеству компонент, для которых были уточнены временные позиции.

Комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала, соответствующие опережающему, запаздывающему и центральному моментам времени, формируют, определяя на интервалах заданной длительности корреляцию входного сигнала с известной ПСП, соответственно сдвинутой на заданный дискретный интервал времени (плечо системы слежения) вперед, назад и не сдвинутой относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала.

Компоненты многолучевого сигнала группы разделяют на подгруппы компонент, например, следующим образом.

Формируют разности временных положений максимумов решающих функций соседних компонент многолучевого сигнала группы и сравнивают эти разности с заданным порогом τ .

Если разность меньше порога τ , для обеих соседних компонент сравнивают разность максимума решающей функции и значения решающей функции, соответствующего центральному моменту времени, с заданным порогом h₂, при превышении порога h₂ для обеих разностей принимают решение об удалении из дальнейшего рассмотрения той компоненты, значение максимума решающей функции которой меньше (фиг.8), а в случае равенства значений максимумов решающей функции - той компоненты, для которой значение решающей функции, соответствующие центральному моменту времени меньше, при непревышении порога h₂ хотя бы для одной из разностей принимают решение о том, что рассматриваемые соседние компоненты многолучевого сигнала входят в одну подгруппу компонент (фиг.9).

Если разность временных положений максимумов решающих функций соседних компонент не меньше порога τ , принимают решение о том, что рассматриваемые соседние компоненты многолучевого сигнала входят в разные подгруппы компонент (фиг.10).

Таким образом, подгруппа компонент может содержать одну, две и более компонент многолучевого сигнала.

Уточнение временных задержек компонент многолучевого сигнала подгруппы компонент производят следующим образом.

- Формируют значения решающей функции подгруппы, соответствующие опережающим, центральным и запаздывающим моментам времени компонент подгруппы, суммируя значения решающих функций компонент подгруппы соответственно для опережающих, центральных и запаздывающих моментов времени (фиг.11).

- Из значений решающей функции подгруппы, соответствующих опережающему, центральному и запаздывающему моментам времени компонент подгруппы, находят момент времени, соответствующий максимуму решающей функции подгруппы.

- Если момент времени максимума решающей функции подгруппы соответствует центральному моменту времени подгруппы, то в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают (центральные) временные позиции компонент подгруппы (фиг.12).

- Если момент времени максимума решающей функции подгруппы соответствует запаздывающему моменту времени подгруппы, то в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают временные позиции, сдвинутые относительно временных позиций компонент многолучевого сигнала назад на величину, равную шагу подстройки (фиг.13).

- Если момент времени максимума решающей функции подгруппы соответствует опережающему моменту времени подгруппы, то для первой подгруппы компонент группы (подгруппы с наименьшими временными задержками компонент) либо для подгруппы компонент, не являющейся первой, в случае, когда разность между временной позицией первой компоненты подгруппы (компоненты с наименьшей временной задержкой в подгруппе) и уточненной временной позицией последней компоненты предыдущей подгруппы (компоненты с наибольшей временной задержкой в подгруппе) больше минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала, то в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают соответственно временные позиции, сдвинутые относительно временных позиций компонент многолучевого сигнала вперед на величину, равную шагу подстройки (фиг.14).

Для подгруппы компонент, не являющейся первой, в случае, когда разность между временной позицией первой компоненты подгруппы (компоненты с наименьшей временной задержкой в подгруппе) и уточненной временной позицией последней компоненты предыдущей подгруппы (компоненты с наибольшей временной задержкой в подгруппе) не больше минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала, то в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают:

временные позиции компонент подгруппы, если значение решающей функции подгруппы, соответствующее центральным моментам компонент, не менее значения решающей функции подгруппы, соответствующего запаздывающим моментам компонент (фиг.15);

временные позиции, сдвинутые относительно временных задержек компонент многолучевого сигнала назад на величину, равную шагу подстройки, если значение решающей функции подгруппы, соответствующее центральным моментам компонент, менее значения решающей функции подгруппы, соответствующего запаздывающим моментам компонент (фиг.16).

Для каждой компоненты порог h₁ выбирают, например, равным 0,2 от величины решающей функции компоненты, соответствующей центральному моменту времени.

Порог τ , выбирают, например, равным сумме минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала и шага подстройки.

Шаг подстройки выбирают, например, равным 0.25 чипа.

Для каждой компоненты порог h₁ выбирают, например, равным 0,2 от величины решающей функции, соответствующей центральному моменту времени.

Блок уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25, реализующий данный способ, представлен фиг.17, где обозначено:

15 - квадратурный коррелятор,

16 - генератор ПСП,

20 - первый перемножитель,

21 - сумматор,

22 - второй перемножитель,

27 - узел управления,

28 - узел разделения на группы,

29 - узел памяти,

30 - элемент памяти,

31 - узел определения временных задержек максимума решающей функции,

32 - узел разделения компонент на подгруппы,

33 - узел уточнения временных задержек.

Устройство уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25 содержит узел памяти 29, квадратурный коррелятор 15, генератор ПСП 16, первый 20 и второй 22 перемножители, выходы которых соединены со входами сумматора 21, элемент памяти 30, узел управления 27, узел разделения на группы 28, узел определения временных задержек максимума решающей функции 31, узел разделения компонент на подгруппы 32, узел уточнения временных задержек 33. Первый и второй входы узла памяти 29 являются входами комплексного сигнала, а третий вход узла памяти 29 является управляющим входом и соединен с первым выходом узла управления 27.

Первый и второй выходы узла памяти 29, которые являются выходами отсчетов входного комплексного сигнала и соединены с первым и вторым входами квадратурного коррелятора 15, третий и четвертый входы квадратурного коррелятора 15 являются опорными входами и соединены с первым и вторым опорными выходами генератора ПСП 16, вход управления состояния которого соединен со вторым выходом узла управления 27. Третий выход узла управления 27, формирующий сигнал сброса, соединен со входом сброса квадратурного коррелятора 15. Первый и второй выходы квадратурного коррелятора 15, которые являются соответственно выходами синфазной и квадратурной составляющих откликов пилот-сигнала, соединены с первыми и вторыми входами первого и второго перемножителей 20 и 22. Выходы первого и второго перемножителей 20 и 22, которые являются выходами квадратов синфазной и квадратурной составляющих корреляционных откликов, соединены с соответствующими входами сумматора 21. Выход сумматора 21 соединен с первым входом элемента памяти 30, выход которого является выходом значений решающей функции компонент группы, соединен с входами значений решающей функции, соответствующие опережающим, центральным и запаздывающим моментам времени компонент группы, узла определения временных задержек максимума решающей функции 31, узла разделения компонент на подгруппы 32 и узла уточнения временных задержек 33. Второй вход элемента памяти 30, который является входом управления записи и считывания, соединен с четвертым выходом узла управления 27. Второй вход узла определения временных задержек максимума решающей функции 31 является входом синхронизации и соединен с пятым выходом узла управления 27. Выход узла определения временных задержек максимума решающей функции 31, который является выходом найденных временных позиций максимумов решающей функции компонент группы, соединен со вторыми входами узла разделения компонент на подгруппы 32 и узла уточнения временных задержек 33, третьи входы которых являются входами синхронизации и соединены соответственно с шестым и седьмым выходами узла управления 27, осуществляющего синхронную работу узлов блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25. Выход узла разделения компонент на подгруппы 32, который является выходом уточненного числа компонент в группе, соединен с четвертым входом узла уточнения временных задержек 33, выход которого является выходом уточненных оценок временных позиций компонент, соединен с первым входом узла разделения на группы 28 и является выходом блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25. Второй вход узла разделения на группы 28 является входом оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала и третьим входом блока 25. Выход значений временных позиций компонент многолучевого сигнала узла разделения на группы 28 соединен с первым входом узла управления 27, второй вход которого является управляющим и соединен с соответствующим выходом блока управления 11.

Блок уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25 работает следующим образом.

Входной комплексный сигнал поступает на вход узла памяти 29, на другой вход которого поступает управляющий сигнал с узла управления 27. Узел памяти 29 запоминает и хранит отсчеты входного комплексного сигнала. С выходов узла памяти 29 по управляющему сигналу эти отсчеты поступают на первый и второй входы квадратурного коррелятора 15. На третий и четвертый входы квадратурного коррелятора 15 с генератора ПСП 16 поступают синфазные и квадратурные составляющие опорного сигнала. Временным положением опорного сигнала генератора ПСП 16 управляет узел управления 27.

Значения временных позиций отобранных компонент многолучевого сигнала с выхода блока отбора компонент многолучевого сигнала 26 (на первом шаге) или значения временных позиций уточненных компонент многолучевого сигнала с выхода узла уточнения временных задержек 33 (на последующих шагах) поступают на вход узла разделения на группы 28. В соответствии с поступившими значениями временных задержек компонент многолучевого сигнала узел разделения на группы 28 определяет на интервале многолучевости группы компонент многолучевого сигнала. Значения временных позиций компонент многолучевого сигнала групп поступают на вход узла управления 27, по которым в узле управления 27 формируются команды управления, по которым работает блок 25.

В квадратурном корреляторе 15 входной сигнал, поступающий с узла памяти 29, перемножается на опорный сигнал генератора ПСП 16. Синфазные и квадратурные составляющие результатов перемножения накапливаются, формируя комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала. Процесс накопления управляется узлом управления 27 посредством сигнала сброса.

С выходов квадратурного коррелятора 15 синфазные и квадратурные составляющие этих откликов поступают на входы перемножителей 20 и 22. С выходов перемножителей 20 и 22 квадраты синфазной и квадратурной составляющих корреляционных откликов поступают на входы сумматора 21. Выходной сигнал сумматора 21 представляет собой значения решающей функции, соответствующие опережающим, центральным и запаздывающим моментам времени компонент группы. Эти значения поступают на первый вход элемента памяти 30, в котором хранятся значения решающей функции компонент группы. По команде управления записи и считывания с узла 27 значения решающей функции, соответствующие опережающим, центральным и запаздывающим моментам времени компонент группы, с выхода элемента памяти 30 поступают на вход узла определения временных задержек максимума решающей функции 31, на вход узла разделения компонент на подгруппы 32 и на вход узла уточнения временных задержек 33, которые работают по сигналам синхронизации соответственно с пятого, шестого и седьмого выходов узла управления 27. Для каждой компоненты многолучевого сигнала группы из значений решающей функции, соответствующих опережающему, центральному и запаздывающему моментам времени, узел определения временных задержек максимума решающей функции 31 находит момент времени (временную позицию) максимума решающей функции компоненты. Найденные временные позиции максимумов решающей функции компонент группы поступают с выхода узла 31 в узел уточнения временных задержек 33 и узел разделения компонент на подгруппы 32. Если текущая группа включает несколько компонент многолучевого сигнала, узел разделения компонент на подгруппы 32 уточняет число компонент в группе и разделяет компоненты многолучевого сигнала группы на подгруппы компонент, уточнение оценок временных позиций которых в пределах подгруппы осуществляется в узле уточнения временных задержек 33 так, что временное расстояние между компонентами подгруппы не меняется. Если текущая группа включает одну компоненту многолучевого сигнала, узел уточнения временных задержек 33 производит уточнение оценки числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала группы. Если текущая группа включает несколько компонент многолучевого сигнала, узел уточнения временных задержек 33 производит уточнение временных задержек компонент многолучевого сигнала подгрупп группы. Уточненные временные задержки компонент многолучевого сигнала являются выходными сигналами узла уточнения временных задержек 33 и блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25. Далее они поступают на вход блока управления 11.

Таким образом, узел управления 27 осуществляет общую синхронизацию узлов блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала 25.

Узел управления 27 может быть выполнен различным образом.

На фиг.23 показан пример функциональной схемы выполнения узла управления 27, который может быть реализован на современных микропроцессорах цифровой обработки сигналов (DSP), например TMS 320Схх, Motorola 56xxx, Intel и т.п.

Рассмотрим алгоритм работы узла управления 27.

Последовательность сигналов управления формируется в узле управления 27. Сигналы с блока управления 11 и узла разделения на группы 28 поступают на входы формирователей 42-48. Эти синхронизирующие сигналы задают последовательность операций обработки входного сигнала в соответствии с предложенным способом.

Последовательность сигналов управления узла управления 27 формируют следующим образом.

В формирователе 42 на первом выходе МикроЭВМ 49 формируют сигнал управления, который поступает на управляющий вход узла памяти 29. Сформированный сигнал управления представляет собой сигнал записи и считывания отсчетов входного комплексного сигнала.

В формирователе 43, на втором выходе МикроЭВМ 49 формируют сигнал управления состоянием опорного генератора ПСП 16, который поступает на вход управления состоянием опорного генератора ПСП 16.

В формирователе 44, на третьем выходе МикроЭВМ 49 формируют сигнал сброса, который поступает на вход сброса квадратурного коррелятора 15 и управляет процессом накопления.

В формирователе 45, на четвертом выходе МикроЭВМ 49 формируют сигнал записи и считывания значений решающей функции компонент группы, который поступает на вход управления записи и считывания элемента памяти 30 и управляет процессом коммутации значений решающей функции компонент группы.

В формирователях 46, 47 и 48 соответственно на пятом, шестом и седьмом выходах МикроЭВМ 49 формируют сигналы синхронизации для процедур определения временных задержек максимума решающей функции, уточнения временных задержек и сигнал синхронизации разделения на подгруппы, которые поступают на входы синхронизации узлов 31, 33 и 32 и обеспечивают синхронную работу эти узлов.

Алгоритм работы узла разделения на группы 28 представлен на фиг.18.

Компоненты многолучевого сигнала разделяют на группы таким образом, что временное расстояние между временными позициями первой компоненты текущей группы (компонента группы с наименьшей временной задержкой) и последней компоненты предыдущей группы (компонента группы с наибольшей временной задержкой) - не менее удвоенного минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала

τ _k+1,1-τ _k,Sk>2a,

,

где τ _k,n,

- временные позиции компонент k-ой группы, S_k - количество компонент k-ой группы, а - минимальное расстояние между компонентами многолучевого сигнала, N - число групп компонент многолучевого сигнала.

Для этого формируют разности временных позиций соседних компонент многолучевого сигнала Δ _i=τ _i+1-τ _i,

и сравнивают сформированные разности с порогом

.

При непревышении порога эти компоненты принадлежат одной группе, в противном случае - разным группам. М - количество компонент многолучевого сигнала.

Алгоритм работы узла разделения компонент на подгруппы 32 представлен на фиг.19. Компоненты многолучевого сигнала группы разделяют на подгруппы компонент, уточнение оценок временных позиций которых в пределах подгруппы осуществляют так, что временное расстояние между компонентами подгруппы не меняется. На входы узла разделения компонент на подгруппы 32 для каждой группы поступают значения временных позиций компонент τ _i,

(S - число компонент группы), значения временных позиций максимумов решающей функции компонент группы τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ ,

и соответствующие им значения решающей функции М(τ _i)M(τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ ),

. Здесь и далее опущен индекс, соответствующий номеру группы.

По сигналу с узла управления 27 (когда группа включает несколько компонент многолучевого сигнала) узел разделения компонент на подгруппы 32 разделяет компоненты многолучевого сигнала группы на подгруппы следующим образом:

Формируются разности временных позиций максимумов соседних компонент группы τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i+1}}$ -τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ ,

.

Если τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i+1}}$ -τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ <τ , где τ =5δ /4 - временной порог, то, если M(τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ )-M(τ _i)>

₂М(τ _i) и M(τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i+1}}$ )-М(τ _i+1)>

₂М(τ _i+1), принимается решение об удалении из дальнейшего рассмотрения той компоненты, значение максимума решающей функции которой меньше, а в случае равенства значений максимумов - той компоненты, значение решающей функции которой меньше (М(τ _i) или М(τ _i+1)) (фиг.8).

Рекомендуемое значение параметра

₂=0,2.

Если М(τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ )-М(τ _i)≤

₂М(≤ _i), где

₂M(≤ _i)=h₂ или М(τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i+1}}$ )-М(τ _i+1)≤

₂M(τ _i+1), где

₂М(τ _i+1)=h₂, принимается решение о том, что рассматриваемые соседние i-ая и (i+1)-ая компоненты многолучевого сигнала входят в одну подгруппу компонент (фиг.9).

Если τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i+1}}$ -τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ ≥ τ , принимается решение о том, что рассматриваемые соседние компоненты многолучевого сигнала входят в разные подгруппы компонент (фиг.10).

Алгоритм работы узла уточнения временных задержек 33 представлен на фиг.20 и фиг.21. На вход узла уточнения временных задержек 33 для каждой группы поступают значения временных позиций компонент, соответствующих опережающему τ _i+1,

, центральному τ _i,2,

и запаздывающему моментам времени τ _i,3,

, соответствующие им значения решающей функции М(τ _i,m),

,

, а также значения временных позиций максимумов решающей функции компонент группы τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ ,

. С выхода узла управления 27 на управляющий вход узла уточнения временных задержек 33 поступает информация о количестве компонент многолучевого сигнала в текущей группе компонент.

Если группа включает одну компоненту многолучевого сигнала (i=1), то узел уточнения временных задержек 33 для каждой i-ой временной позиции выполняет следующую последовательность операций (см. фиг.20) (на фиг.20 индекс i для τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ опущен):

Если τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ =τ _i,2, то принимается решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует центральному моменту времени τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{i}}$ =τ _i,2(фиг.5).

Если τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ =τ _i,1, то, если М(τ _i,2)-М(τ _i,2)>h₁М(τ _i,2), принимается решение о наличии двух компонент многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненные временные позиций которых соответствуют моментам времени τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{i}}$ =τ _i,2-а/2, τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{i+1}}$ =τ _i,2+а/2 (фиг.6). Рекомендуемое значение параметра h₁=0,2, а - минимальное расстояние между компонентами многолучевого сигнала, рекомендуемое значение a=1 чип.

Если М(τ _i,2)-М(τ _I,2)<h₁m(τ _i,2), то принимается решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует моменту времени τ =τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{i}}$ -Δ (фиг.7), Δ - шаг подстройки, рекомендуемое значение Δ =0,25 чипа.

Если τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{max}}{\text{i}}$ =τ _1,3, то если М(τ _i,1)-М(τ _i,2)>h₁М(τ _i,2), принимается решение о наличии двух компонент многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненные временные позиций которых соответствуют моментам времени τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{i}}$ =τ _i,2+а/2, τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{i+1}}$ =τ _i,2-а/2.

Если М(τ _i,1)-М(τ _i,2)<h₁M(τ _i,2), принимается решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует моменту времени τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{i}}$ =τ _i,2+Δ .

Если группа включает более одной компоненты многолучевого сигнала, то дополнительно с выхода узла разделения компонент на подгруппы 32 на вход узла уточнения временных задержек 33 поступают временные позиции компонент подгрупп группы. Узел уточнения временных задержек 33 последовательно для каждой подгруппы компонент группы от подгруппы с наименьшими временными задержками к подгруппе с наибольшими временными задержками производит уточнение временных задержек компонент многолучевого сигнала (фиг.21) следующим образом.

Определяется значение решающей функции подгруппы

, где q - количество компонент многолучевого сигнала в подгруппе, n - номер первой компоненты подгруппы. Пример построения решающей функции подгруппы для q=2 показан на фиг.11.

- Находят значение m=m^max, при котором решающая функция подгруппы М’(m),

имеет максимальное значение.

- Если m^max=2, то за уточненные временные позиции компонент многолучевого сигнала подгруппы принимают значения τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{i}}$ =τ _i,2,

(фиг.12).

- Если m^max=3, то за уточненные временные позиции компонент многолучевого сигнала подгруппы принимаются значения τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{i}}$ =τ _i,2+Δ ,

(фиг.13).

- Если m^max=1, то для первой подгруппы группы или при выполнении условия, что разность между временной позицией первой компоненты подгруппы и уточненной временной позицией последней компоненты предыдущей подгруппы больше минимального расстояния между компонентами τ _n,2-τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{n-1}}$ >a, то за окончательные оценки временных положений компонент многолучевого сигнала подгруппы принимаются значения τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{i}}$ =τ _j,2,-Δ ,

(фиг.14).

- Если m^max=1 и τ _n,2-τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{n+1}}$ <а, за окончательные оценки временных положений компонент многолучевого сигнала подгруппы принимают значения τ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{dll}}{\text{i}}$ =τ ,

(фиг.15).

Компьютерное моделирования заявляемого способа (предлагаемого способа приема многолучевого сигнала, использующего предлагаемый способ уточнения числа и временных позиций компонент многолучевого сигнала) и способа-прототипа (способа-прототипа приема многолучевого сигнала, использующего способ-прототипа уточнения числа и временных позиций компонент многолучевого сигнала) показало, что при равной помехоустойчивости заявляемого способа и способа-прототипа, заявляемый способ позволяет уменьшить сложность многолучевого приемника, т.к. для его реализации требуется меньшее количество однолучевых приемников.

Claims (15)

1. Способ приема многолучевого сигнала, заключающийся в том, что проводят поиск сигнала, определяя оценку числа, временных задержек и уровня компонент многолучевого сигнала, при приеме компонент многолучевого сигнала формируют последовательность корреляционных откликов информационных символов, осуществляют взвешенное суммирование корреляционных откликов информационных символов принятых компонент многолучевого сигнала, получая объединенные мягкие решения об информационных символах, отличающийся тем, что после поиска сигнала производят отбор заданного числа найденных компонент многолучевого сигнала, периодически разделяют отобранные компоненты многолучевого сигнала на группы и независимо для каждой группы компонент многолучевого сигнала уточняют число и временные задержки отобранных компонент многолучевого сигнала, осуществляют прием отобранных и уточненных компонент многолучевого сигнала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поиск сигнала проводят с шагом по задержке, равным одному чипу известной псевдослучайной последовательности.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбор найденных компонент многолучевого сигнала осуществляют, выделяя заданное число компонент с наибольшим уровнем.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что компоненты многолучевого сигнала разделяют на группы, таким образом, что разница задержек смежных компонент каждой группы не более удвоенного минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала.

5. 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.

6. Способ уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, при котором предварительно проведен поиск сигнала и определена начальная оценка числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, заключающийся в том, что формируют комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала в заданных дискретных временных позициях, формируют значения решающей функции в заданных дискретных временных позициях, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот-сигнала, отличающийся тем, что периодически разделяют компоненты многолучевого сигнала на группы и независимо для каждой группы компонент многолучевого сигнала производят уточнение оценки числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала формируют для опережающего, запаздывающего и центрального моментов времени, значения решающей функции формируют для опережающего, запаздывающего и центрального моментов времени, из значений решающей функции, соответствующих опережающему, центральному и запаздывающему моментам времени, находят временную позицию максимума решающей функции компоненты, когда группа включает одну компоненту многолучевого сигнала, то, если временная позиция максимума решающей функции соответствует центральному моменту времени, принимают решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует центральному моменту времени, если временная позиция максимума решающей функции соответствует опережающему моменту времени, сравнивают разность значений решающей функции, соответствующих запаздывающему и центральному моментам времени, с заданным порогом h₁, при превышении порога принимают решение о наличии двух компонент многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненные временные позиции которых соответствуют моментам времени, сдвинутым относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала соответственно вперед и назад на величину, равную половине минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала, при непревышении порога принимают решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует моменту времени, сдвинутому относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала вперед на величину, равную шагу подстройки, если временная позиция максимума решающей функции соответствует запаздывающему моменту времени, сравнивают разность значений решающей функции, соответствующих опережающему и центральному моментам времени, с заданным порогом h₁, при превышении порога принимают решение о наличии двух компонент многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненные временные позиции которых соответствуют моментам времени, сдвинутым относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала соответственно вперед и назад на величину, равную половине минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала, при непревышении порога принимают решение о наличии одной компоненты многолучевого сигнала в исследуемой группе, уточненная временная позиция которой соответствует моменту времени, сдвинутому относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала назад на величину, равную шагу подстройки, когда группа компонент включает несколько компонент многолучевого сигнала, то компоненты многолучевого сигнала группы разделяют на подгруппы компонент, уточнение оценок временных позиций которых в пределах подгруппы осуществляют так, что временное расстояние между компонентами подгруппы не меняется, последовательно для каждой подгруппы компонент от подгруппы с наименьшими временными задержками к подгруппе с наибольшими временными задержками производят уточнение временных задержек компонент многолучевого сигнала, уточненные временные задержки компонент многолучевого сигнала группы представляют собой совокупность уточненных временных задержек компонент всех подгрупп группы, уточненное число компонент многолучевого сигнала группы равно количеству уточненных временных компонент группы, уточненные временные задержки компонент многолучевого сигнала представляют собой совокупность уточненных временных задержек компонент всех групп, уточненное число компонент многолучевого сигнала равно количеству уточненных временных компонент всех групп.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что компоненты многолучевого сигнала разделяют на группы, таким образом, что разница задержек смежных компонент каждой группы не более удвоенного минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что комплексные корреляционные отклики пилот-сигнала, соответствующие опережающему, запаздывающему и центральному моментам времени, формируют, определяя на интервалах заданной длительности корреляцию входного сигнала с известной ПСП, сдвинутой на заданный дискретный интервал времени соответственно вперед, назад и не сдвинутой относительно временной задержки компоненты многолучевого сигнала.

9. Способ по п.6, отличающийся тем, что компоненты многолучевого сигнала группы разделяют на подгруппы компонент, формируя разности временных положений максимумов решающих функций соседних компонент многолучевого сигнала группы, и сравнивают эти разности с заданным порогом τ, если разность меньше порога τ, для обеих соседних компонент сравнивают разность максимума решающей функции и значения решающей функции, соответствующего центральному моменту времени, с заданным порогом h₂, при превышении порога h₂ для обеих разностей, принимают решение об удалении из дальнейшего рассмотрения той компоненты, значение максимума решающей функции которой меньше, а в случае равенства значений максимумов решающей функции - той компоненты, для которой значение решающей функции, соответствующее центральному моменту времени, меньше, при непревышении порога h₂ хотя бы для одной из разностей принимают решение о том, что рассматриваемые соседние компоненты многолучевого сигнала входят в одну подгруппу компонент, если разность временных положений максимумов решающих функций соседних компонент не меньше порога τ, принимают решение о том, что рассматриваемые соседние компоненты многолучевого сигнала входят в разные подгруппы компонент.

10. Способ по п.6, отличающийся тем, что уточнение временных задержек компонент многолучевого сигнала подгруппы компонент производят, формируя значения решающей функции подгруппы, соответствующие опережающим, центральным и запаздывающим моментам времени компонент подгруппы, суммируя значения решающих функций компонент подгруппы, соответственно для опережающих, центральных и запаздывающих моментов времени, из значений решающей функции подгруппы, соответствующих опережающим, центральным и запаздывающим моментам времени компонент подгруппы, находят моменты времени, соответствующие максимуму решающей функции подгруппы, если моменты времени максимума решающей функции подгруппы соответствуют центральным моментам времени компонент подгруппы, то в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают центральные временные позиции компонент подгруппы, если моменты времени максимума решающей функции подгруппы соответствуют запаздывающим моментам времени компонент подгруппы, то в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают временные позиции, сдвинутые относительно временных позиций компонент многолучевого сигнала назад на величину, равную шагу подстройки, если момент времени максимума решающей функции подгруппы соответствует опережающим моментам времени компонент подгруппы, то для первой подгруппы компонент группы, либо для подгруппы компонент, не являющейся первой, в случае, когда разность между временной позицией первой компоненты подгруппы и уточненной временной позицией последней компоненты предыдущей подгруппы больше минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала, то в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают соответственно временные позиции, сдвинутые относительно временных позиций компонент многолучевого сигнала вперед на величину, равную шагу подстройки, для подгруппы компонент, не являющейся первой, в случае, когда разность между временной позицией первой компоненты подгруппы и уточненной временной позицией последней компоненты предыдущей подгруппы не больше минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала, то, если значение решающей функции подгруппы, соответствующее центральным моментам компонент, не менее значения решающей функции подгруппы, соответствующего запаздывающим моментам компонент, в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают временные позиции компонент подгруппы, если значение решающей функции подгруппы, соответствующее центральным моментам компонент, менее значения решающей функции подгруппы, соответствующего запаздывающим моментам компонент, в качестве уточненных временных позиций компонент подгруппы принимают временные позиции, сдвинутые относительно временных задержек компонент многолучевого сигнала назад на величину, равную шагу подстройки.

11. Способ по п.6, отличающийся тем, что для каждой компоненты порог h₁ выбирают равным 0,2 от величины решающей функции, соответствующей центральному моменту времени.

12. Способ по п.6, отличающийся тем, что порог τ выбирают равным сумме минимального расстояния между компонентами многолучевого сигнала и шага подстройки.

13. Способ по п.6, отличающийся тем, что для каждой компоненты порог h₂ выбирают равным 0,2 от величины решающей функции, соответствующей центральному моменту времени.

14. Способ по п.6, отличающийся тем, что шаг подстройки выбирают равным 0,25 чипа.

15. 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 соответствующим 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 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 уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, блок отбора компонент многолучевого сигнала и М генераторов псевдослучайной последовательности, выходные опорные сигналы каждого генератора псевдослучайной последовательности поступают на соответствующий однолучевой приемник, входы генераторов псевдослучайной последовательности являются входами управления состояния и соединены с соответствующим управляющим выходом блока управления, первый и второй входы блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала являются сигнальными входами устройства, управляющие входы блока уточнения 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 уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала соединены с соответствующими входами блока управления, выход оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала и выход соответствующих значений решающей функции поиска блока управления соединены с соответствующими входами блока отбора компонент многолучевого сигнала, выход оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала блока отбора компонент многолучевого сигнала соединен с соответствующим входом блока уточнения числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала.

Images