RU2251802C1 - Method for receiving multiple-beam signal, method for searching for and method for generating soft decisions in case of receiving multiple-beam signal and devices, containing implementations of said method - Google Patents
Method for receiving multiple-beam signal, method for searching for and method for generating soft decisions in case of receiving multiple-beam signal and devices, containing implementations of said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2251802C1 RU2251802C1 RU2003124504/09A RU2003124504A RU2251802C1 RU 2251802 C1 RU2251802 C1 RU 2251802C1 RU 2003124504/09 A RU2003124504/09 A RU 2003124504/09A RU 2003124504 A RU2003124504 A RU 2003124504A RU 2251802 C1 RU2251802 C1 RU 2251802C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- signal
- components
- multipath
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способам приема многолучевого сигнала в системах связи с кодовым разделением каналов и может использоваться в приемных устройствах базовой и мобильной (абонентской) станций.The invention relates to the field of radio engineering, in particular to methods for receiving a multipath signal in communication systems with code division multiplexing and can be used in receiving devices of the base and mobile (subscriber) stations.
В системах связи с подвижными объектами каналы распространения сигнала между приемником и передатчиком данных являются многолучевыми и нестационарными. Временные задержки компонент многолучевого сигнала находятся в некоторой временной области неопределенности (области многолучевости). Эффективность систем связи во многом определяется способностью алгоритмов поиска, временной синхронизации и обработки данных обеспечить в многолучевых нестационарных каналах необходимое качество принимаемой информации.In communication systems with moving objects, the signal propagation channels between the receiver and the data transmitter are multipath and non-stationary. The time delays of the components of the multipath signal are in a certain time domain of uncertainty (the multipath region). The effectiveness of communication systems is largely determined by the ability of the search, time synchronization and data processing algorithms to provide the necessary quality of received information in multipath non-stationary channels.
Кодовое разделение каналов в системах связи осуществляется, например, с использованием кодовых расширяющих псевдослучайных последовательностей (ПСП) и может использоваться в приемных устройствах базовой и мобильной (абонентской) станций.Code separation of channels in communication systems is, for example, using code spreading pseudorandom sequences (PSP) and can be used in the receiving devices of the base and mobile (subscriber) stations.
Интервал задержки между любыми двумя лучами в области многолучевости удобно измерять в чипах ПСП.The delay interval between any two beams in the multipath region is conveniently measured in the PSP chips.
Чип ПСП - это длительность одного элементарного временного интервала псевдослучайной последовательности.The PSP chip is the duration of one elementary time interval of a pseudo-random sequence.
В системах связи с кодовым разделением каналов в условиях многолучевости для улучшения качества связи используют многолучевые (RAKE) приемники, в которых производят взвешенное суммирование выходных сигналов совокупности однолучевых приемников, настроенных на сигналы обнаруженных лучей.In communication systems with code division multiplexing under multipath conditions, to improve the quality of communication, multipath (RAKE) receivers are used, which produce a weighted summation of the output signals of a set of single-beam receivers tuned to the signals of the detected rays.
Известен способ многолучевого приема, приведенный в патенте ЕР 1041725 A2 "RAKE receiver", H 04 B 1/707, October, 04, 2000.A known method of multipath reception described in patent EP 1041725 A2 "RAKE receiver", H 04
Описанный в патенте способ заключается в следующем. Периодически производят поиск временных положений (задержек) сигналов лучей базовых станций, получая первоначальные оценки временных положений сигналов лучей. На каждом периоде поиска оценивают мощность максимальных лучей базовых станций и выбирают для сеанса связи базовую станцию с наибольшим по мощности лучом. Производят оценку временных задержек сигналов обнаруженных лучей выбранной базовой станции. В однолучевых приемниках для всех сигналов лучей выбранной базовой станции получают мягкие решения об информационных символах и объединяют эти мягкие решения путем их взвешенного суммирования.The method described in the patent is as follows. Periodically search for the temporal positions (delays) of the beam signals of the base stations, obtaining initial estimates of the temporal positions of the beam signals. At each search period, the power of the maximum beams of the base stations is estimated and the base station with the highest beam power is selected for the communication session. The time delays of the signals of the detected beams of the selected base station are estimated. In single-beam receivers, for all beam signals of a selected base station, soft decisions about information symbols are obtained and these soft decisions are combined by weighted summation.
Предложенный в данном патенте подход позволяет эффективно обеспечить прием и улучшить качество принимаемой информации за счет периодического анализа области многолучевости и использования для сеанса связи той базовой станции, сигнал которой имеет набольшую энергию.The approach proposed in this patent allows one to efficiently provide reception and improve the quality of received information by periodically analyzing the multipath region and using the base station for which the signal has the highest energy for a communication session.
Известен способ многолучевого приема, приведенный в патенте ЕР 0877493 A2 "Synchronization in a multipath spread spectrum communication receiver", H 04 B 1/707, November, 11, 1998.The known method of multipath reception described in patent EP 0877493 A2 "Synchronization in a multipath spread spectrum communication receiver", H 04
Описанный в патенте способ заключается в следующем. Осуществляют прием многолучевого сигнала на две разнесенные в пространстве антенны. В области многолучевости в несколько этапов производят предварительный поиск сигналов лучей, отстоящих друг от друга на чип и более. На каждом этапе выделяют компоненту, которая имеет наибольший корреляционный отклик. Интервал анализа для каждой временной задержки при поиске сигналов лучей выбирают в зависимости от времени корреляции, которое оценивают по среднему периоду фединга. Для обнаруженных сигналов лучей, отстоящих друг от друга на чип и более, производят слежение за временной задержкой, получают мягкие решения об информационных символах и объединяют эти мягкие решения путем взвешенного суммирования.The method described in the patent is as follows. A multipath signal is received on two antennas spaced apart in space. In the field of multipath, in several stages, a preliminary search is made for the signals of rays spaced from each other by a chip or more. At each stage, the component that has the greatest correlation response is isolated. The analysis interval for each time delay when searching for beam signals is selected depending on the correlation time, which is estimated by the average fading period. For detected signals of beams spaced from each other by a chip or more, the time delay is monitored, soft decisions about information symbols are obtained, and these soft decisions are combined by weighted summation.
Предложенный в данном патенте подход позволяет эффективно обеспечить прием информации, во-первых, за счет пространственного разнесения, во-вторых, за счет использования для обработки некоррелированных компонент многолучевого сигнала, разнесенных по времени на чип и более и, в-третьих, за счет использования адаптивного интервала анализа при поиске сигналов лучей.The approach proposed in this patent allows one to efficiently provide information reception, firstly, due to spatial diversity, and secondly, due to the use of multi-beam signal components uncorrelated for processing, separated in time by a chip or more, and thirdly, due to the use of adaptive analysis interval when searching for ray signals.
Известен способ многолучевого приема, приведенный в патенте США № 5490165 "Demodulation Element Assignment in a System Capable of Receiving Multiple Signals", H 04 B 1/69, Feb.6, 1996.A known method of multipath reception, is shown in US patent No. 5490165 "Demodulation Element Assignment in a System Capable of Receiving Multiple Signals", H 04
Описанный способ заключается в следующем. Производят предварительный поиск временных положений (задержек) сигналов лучей, получая первоначальные оценки временных положений сигналов лучей. Для каждого обнаруженного луча выполняют процедуру слежения за временной задержкой сигнала и получают уточненную оценку временной задержки. В однолучевых приемниках для обнаруженных сигналов лучей с уточненной оценкой временной задержки получают мягкие решения об информационных символах и объединяют эти мягкие решения путем их взвешенного суммирования.The described method is as follows. A preliminary search is made for the temporal positions (delays) of the ray signals, obtaining initial estimates of the temporal positions of the ray signals. For each detected beam, the procedure for tracking the time delay of the signal is performed and an updated estimate of the time delay is obtained. In single-beam receivers for detected ray signals with an accurate estimate of the time delay, soft decisions about information symbols are obtained and these soft decisions are combined by weighted summation.
Известен способ приема многолучевого сигнала, приведенный в патенте РФ № 2168274.A known method of receiving a multipath signal described in the patent of the Russian Federation No. 2168274.
Описанный способ заключается в следующем. Периодически производят предварительный поиск временных положений (задержек) сигналов лучей на интервале многолучевости, получая первоначальные оценки временных положений сигналов лучей.The described method is as follows. Periodically, a preliminary search is made for the temporal positions (delays) of the ray signals in the multipath interval, obtaining initial estimates of the temporal positions of the ray signals.
Для каждого последующего периода поиска формируют область многолучевости, как интервал временных задержек относительно временного положения обнаруженного при начальном поиске сигнала с максимальным уровнем. Границы области многолучевости определяется характеристиками канала связи.For each subsequent search period, a multipath region is formed as an interval of time delays relative to the time position of the signal with the maximum level detected during the initial search. The boundaries of the multipath region are determined by the characteristics of the communication channel.
Для каждого сигнала луча производят оценку его временной задержки. Для сигналов лучей получают мягкие решения об информационных символах и объединяют их путем взвешенного суммирования.For each beam signal, its time delay is estimated. For ray signals, soft decisions about information symbols are obtained and combined by weighted summation.
Предложенный в данном патенте подход позволяет эффективно обеспечить прием информации в многолучевом сигнале путем адаптации к изменяющимся условиям распространения в канале связи, за счет периодического определения области многолучевости, периодического поиска и использования на каждом периоде обновленных лучей.The approach proposed in this patent makes it possible to efficiently ensure the reception of information in a multipath signal by adapting to changing propagation conditions in the communication channel by periodically determining the multipath region, periodically searching and using updated beams on each period.
Недостатком предложенных подходов обработки сигнала в упомянутых патентах является то, что при проведении процедуры поиска сигналов лучей не учитывается влияние компонент многолучевого сигнала друг на друга. В результате этого возрастает вероятность ошибочного обнаружения сигналов лучей. Кроме того, не осуществляется оптимизация числа сигналов лучей, которые используют для получения мягких решений об информационных символах, что приводит к завышенным требованиям к аппаратурной реализации без увеличения качества выделяемой информации.The disadvantage of the proposed signal processing approaches in the mentioned patents is that during the search for the beam signals the effect of the components of the multipath signal on each other is not taken into account. As a result of this, the probability of erroneous detection of ray signals increases. In addition, the number of ray signals that are used to obtain soft decisions about information symbols is not optimized, which leads to excessive requirements for hardware implementation without increasing the quality of the information that is extracted.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ приема многолучевых сигналов и устройство для его реализации, описанные в патенте РФ №2120180.Closest to the proposed solution is a method of receiving multipath signals and a device for its implementation, described in RF patent No. 2120180.
Описанный способ приема многолучевых сигналов прототипа заключается в следующем:The described method for receiving multipath signals of the prototype is as follows:
Определяют временную область многолучевости.The time domain of multipath is determined.
Периодически определяют число и временные задержки компонент многолучевого сигнала, для чего производят следующие операции:The number and time delays of the components of the multipath signal are periodically determined, for which the following operations are performed:
- Проводят поиск сигнала в области многолучевости и определяют оценку поиска числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала.- A signal is searched in the multipath region and a search estimate of the number and time delays of the multipath signal components is determined.
- Формируют обновленное число и временные задержки компонент многолучевого сигнала, для чего:- Form the updated number and time delays of the component of the multipath signal, for which:
- формируют совокупность компонент, состоящую из компонент многолучевого сигнала предыдущего периода и максимальной по мощности компоненты поиска;- form a set of components consisting of components of the multipath signal of the previous period and the maximum power of the search component;
- из сформированной совокупности компонент исключают минимальную по мощности компоненту. Обновленные временные задержки компонент многолучевого сигнала равны временным задержкам компонент совокупности.- from the formed set of components exclude the minimum component power. The updated time delays of the multipath components are equal to the time delays of the constituent components.
- Находят временные задержки компонент многолучевого сигнала текущего периода, уточняя обновленные временные задержки компонент многолучевого сигнала.- Find the time delay component of the multipath signal of the current period, updating the updated time delay component of the multipath signal.
Формируют мягкие решения об информационных символах, используя найденные временные задержки компонент многолучевого сигнала.Soft decisions about information symbols are formed using the found time delays of the multipath component.
Укрупненная структурная схема устройства для реализации способа прототипа приведена на фиг.2. Подробная структурная схема прототипа приведена на фиг.1.An enlarged structural diagram of a device for implementing the prototype method is shown in figure 2. A detailed structural diagram of the prototype is shown in figure 1.
На фиг.1 используются следующие обозначения:In figure 1, the following notation is used:
1-1 - 1-L - приемники данных,1-1 - 1-L - data receivers,
2-1 - 2-L - умножители,2-1 - 2-L - multipliers,
3 - схема определения весовых коэффициентов,3 is a diagram for determining weighting factors,
4 - сумматор,4 - adder
5 - решающая схема,5 is a decision scheme,
6-1 - 6-М - приемники кластера,6-1 - 6-M - cluster receivers,
7-1 - 7-М - умножители,7-1 - 7-M - multipliers,
8 - схема обнаружения и анализа кластера лучей,8 is a diagram for detecting and analyzing a cluster of rays,
9 - приемник поиска,9 - search receiver,
10 - коммутатор,10 - switch
11 - блок управления.11 - control unit.
На фиг.2 обозначено:In figure 2 is indicated:
11 - блок управления,11 - control unit
12 - блок поиска,12 is a search block,
13 - многоканальный приемник данных,13 is a multi-channel data receiver,
14 - схема объединения мягких решений,14 is a scheme for combining soft decisions,
15 - блок формирования мягких решений.15 is a block forming soft decisions.
Укрупненная структурная схема устройства прототипа содержит блок поиска 12, который включает приемник поиска 9 и схему обнаружения и анализа кластера лучей 8, многоканальный приемник данных 13, содержащий L приемников данных 1-1 - 1-L и М - приемников кластера лучей 6-1 - 6-М и коммутатор 10, блок управления 11, и схему объединения мягких решений 14, в которую входят умножители 2-1 - 2-L, умножители 7-1 - 7-М, схема определения весовых коэффициентов 3, сумматор 4 и решающая схема 5.The enlarged structural diagram of the prototype device includes a search unit 12, which includes a
При этом первый и второй входы блока поиска 12 и многоканального приемника данных 13 объединены и являются сигнальными входами устройства. Выход блока поиска 12, который является выходом оценки поиска числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, соединен с первым входом блока управления 11.In this case, the first and second inputs of the search unit 12 and the multi-channel data receiver 13 are combined and are signal inputs of the device. The output of the search unit 12, which is the output of the search estimate of the number and time delays of the multipath component, is connected to the first input of the control unit 11.
Первые выходы многоканального приемника данных 13, которые являются выходами корреляционных откликов символов совокупности компонент многолучевого сигнала предыдущего периода, соединены со вторыми входами блока управления 11.The first outputs of the multi-channel data receiver 13, which are the outputs of the correlation responses of the symbols of the set of components of the multipath signal of the previous period, are connected to the second inputs of the control unit 11.
Первый выход блока управления 11, который является управляющим выходом, соединен с третьим входом блока поиска 12.The first output of the control unit 11, which is the control output, is connected to the third input of the search unit 12.
Вторые выходы блока управления 11, которые являются выходами обновленного числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала, соединены с третьими входами многоканального приемника данных 13.The second outputs of the control unit 11, which are outputs of the updated number and time delays of the multipath components, are connected to the third inputs of the multi-channel data receiver 13.
Второй выход многоканального приемника данных 13, который является выходом корреляционных откликов символов компонент многолучевого сигнала с уточненными обновленными временными задержками, соединен со входом схемы объединения мягких решений 14. Многоканальный приемник данных 13 и схемы объединения мягких решений 14 объединены в блок формирования мягких решений 15, выход которого является выходом мягких решений устройства.The second output of the multi-channel data receiver 13, which is the output of the correlation responses of the symbols of the components of the multipath signal with updated updated time delays, is connected to the input of the soft
Устройство-прототип приема многолучевых сигналов, представленное на фиг.2, работает следующим образом.The device prototype receiving multipath signals, presented in figure 2, works as follows.
Входной комплексный многолучевой сигнал, содержащий синфазную и квадратурную составляющие (СС и КВС), поступает на входы блока поиска 12 и на входы многоканального приемника данных 13, при этом каждый приемник данных обрабатывает сигнал отдельного луча. Сигналы с первого выхода многоканального приемника данных 13, представляющие собой корреляционные отклики символов компонент многолучевого сигнала с уточненными обновленными временными задержками, поступают на второй вход блока управления 11. Сигналы со второго выхода многоканального приемника данных 13, представляющие собой корреляционные отклики символов компонент многолучевого сигнала с уточненными обновленными временными задержками, поступают на вход схемы объединения мягких решений 14.An input complex multipath signal containing in-phase and quadrature components (SS and FAC) is fed to the inputs of the search unit 12 and to the inputs of the multi-channel data receiver 13, with each data receiver processing a single beam signal. The signals from the first output of the multi-channel data receiver 13, which are the correlation responses of the symbols of the components of the multipath signal with updated updated time delays, are fed to the second input of the control unit 11. The signals from the second output of the multi-channel data receiver 13, which are the correlation responses of the symbols of the components of the multipath signal with updated updated time delays, input to the circuit combining
В схеме объединения мягких решений 14 корреляционные отклики компонент многолучевого сигнала с уточненными обновленными временными задержками многоканального приемника данных 13 умножаются на сформированные весовые коэффициенты таким образом, что большему по мощности сигналу соответствует больший коэффициент. Затем взвешенные выходные сигналы схем умножения суммируются, в результате чего формируется мягкое решение о принятом информационном сигнале.In the soft
Блок поиска 12 по управляющим сигналам с первого выхода блока 11 периодически анализирует область многолучевости, при этом на каждом периоде определяет число и временные задержки компонент многолучевого сигнала.The search block 12 for control signals from the first output of block 11 periodically analyzes the multipath region, and at each period determines the number and time delays of the multipath component.
Максимальная по мощности компонента поиска поступает на вход блока управления 11, где сравнивается с минимальной по мощности компонентой многолучевого сигнала предыдущего периода, поступившей с многоканального приемника данных 13.The maximum power of the search component is fed to the input of the control unit 11, where it is compared with the minimum power component of the multipath signal of the previous period, received from the multi-channel data receiver 13.
Если максимальная по мощности компонента поиска больше минимальной по мощности компоненты многолучевого сигнала предыдущего периода, то формируют совокупность компонент, состоящую из компонент многолучевого сигнала предыдущего периода и максимальной по мощности компоненты поиска. При этом из сформированной совокупности компонент исключают минимальную по мощности компоненту предыдущего периода. Таким образом формируется совокупность компонент многолучевого сигнала текущего периода с обновленными временными задержками, которые далее уточняются системой слежения за задержкой в многоканальном приемнике данных 13.If the maximum power of the search component is greater than the minimum power of the component of the multipath signal of the previous period, then a set of components is formed consisting of the components of the multipath signal of the previous period and the maximum power of the search component. At the same time, the minimum power component of the previous period is excluded from the formed set of components. Thus, a set of components of the multipath signal of the current period is formed with updated time delays, which are further refined by the delay tracking system in the multi-channel data receiver 13.
Способ поиска многолучевого сигнала прототипа по патенту РФ №2120180 заключается в следующем:The method of searching for the multipath signal of the prototype according to the patent of the Russian Federation No. 2120180 is as follows:
- Формируют комплексные корреляционные отклики пилот сигнала, определяя корреляцию входного сигнала с опорным сигналом, сдвинутым на дискрет времени поиска в пределах области многолучевости.- Form the complex correlation responses of the pilot signal, determining the correlation of the input signal with the reference signal shifted by the discrete search time within the multipath region.
- Определяют значения решающей функции для заданных дискретных временных задержек области многолучевости, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот сигнала.- Determine the values of the decisive function for the given discrete time delays of the multipath region by summing the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding complex correlation responses of the pilot signal.
- Сравнивают значения сформированной решающей функции с заданным порогом h.- Compare the values of the generated decision function with a given threshold h.
- Формируют оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала по превышению порога h.- Form estimates of the search for time delays of the multipath signal components by exceeding the threshold h.
Дискрет времени поиска выбирают, например, равным половине чипа ПСП.The search time discrete is selected, for example, to be equal to half the memory bandwidth chip.
Порог h выбирают пропорционально мощности шума.The threshold h is selected in proportion to the noise power.
Для реализации способа поиска в прототипе используется блок поиска 12, который включает приемник поиска 9 и схему обнаружения и анализа кластера лучей 8. Структурная схема блока поиска 12 представлена на фиг.3, где обозначено:To implement the search method in the prototype, a search unit 12 is used, which includes a
16-1 - 16-K - квадратурные корреляторы,16-1 - 16-K - quadrature correlators,
17 - генератор псевдослучайной последовательности (ПСП),17 - pseudo-random sequence generator (PSP),
18 - схема формирования порога,18 is a diagram of the formation of the threshold,
19 - схема управления,19 is a control circuit,
20 - мультиплексор.20 - multiplexer.
Блок поиска 12 содержит К квадратурных корреляторов 16-1 - 16-К, первые и вторые входы которых объединены с первым и вторым входами схемы формирования порога 18 и являются сигнальными входами устройства. Третий вход каждого квадратурного коррелятора 16-1 - 16-K является входом сигнала ПСП и соединен с соответствующим ему выходом генератора ПСП 17.The search unit 12 contains K quadrature correlators 16-1 to 16-K, the first and second inputs of which are combined with the first and second inputs of the threshold formation circuit 18 and are signal inputs of the device. The third input of each quadrature correlator 16-1 - 16-K is the input of the SRP signal and connected to the corresponding output of the
Четвертый вход каждого квадратурного коррелятора 16-1 - 16-K, который является входом управляющего сигнала, соединен с соответствующим ему первым выходом схемы управления 19. Второй выход схемы управления 19, который является выходом временных сдвигов генератора ПСП 17, соединен со входом генератора ПСП 17. Выход каждого квадратурного коррелятора 16-1 - 16-K, который является выходом значений решающих функций для заданных временных задержек области многолучевости, соединен с соответствующим входом мультиплексора 20.The fourth input of each quadrature correlator 16-1 - 16-K, which is the input of the control signal, is connected to its corresponding first output of the control circuit 19. The second output of the control circuit 19, which is the output of time shifts of the
Выход мультиплексора 20, который является выходом значений решающих функций из области многолучевости, соединен с третьим входом схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8. Одновременно выход мультиплексора 20 и выходы схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8 соединены со входом блока управления 11.The output of the multiplexer 20, which is the output of the values of the critical functions from the multipath region, is connected to the third input of the detection and analysis circuit of the
Выход схемы формирования порога 18, который является выходом значения порога h, соединен со вторым входом схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8.The output of the threshold formation circuit 18, which is the output of the threshold value h, is connected to the second input of the
Вход схемы управления 19 и первый вход схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8, которые являются входами управляющих сигналов, соединены с первым выходом блока управления 11.The input of the control circuit 19 and the first input of the detection and analysis circuit of the cluster of
Блок поиска 12 работает следующим образом.The search unit 12 operates as follows.
Входной сигнал поступает на первый и второй входы К параллельных квадратурных корреляторов 16-1 – 16-K и на первый и второй входы схемы формирования порога 18. На третий вход квадратурных корреляторов 16-1 - 16-АK поступает опорный сигнал с генератора ПСП 17. Для смежных квадратурных корреляторов этот сигнал сдвинут на дискрет времени поиска, равный, например, половине чипа ПСП. Временные сдвиги (задержки) опорных сигналов генератора ПСП 17 задает сигнал временных сдвигов генератора ПСП схемы управления 19. В каждом квадратурном корреляторе 16-1 - 16-К входной пилот сигнал перемножается на опорный сигнал. Результаты перемножения накапливают, формируя синфазную и квадратурную составляющие комплексных корреляционных откликов сигнала. Квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов суммируют, в результате чего формируют значения решающей функции для заданных дискретных временных задержек области многолучевости. Значения сформированной решающей функции через мультиплексор 20 поступают на третий вход схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8 и на вход блока управления 11.The input signal is supplied to the first and second inputs K of the parallel quadrature correlators 16-1 - 16-K and to the first and second inputs of the threshold formation circuit 18. The reference signal from the
Схема управления 19 по сигналу с выхода блока управления 11 осуществляет временной сдвиг генератора псевдослучайной последовательности 17 и обнуляет сумматоры квадратурных корреляторов 16-1 - 16-K.The control circuit 19, upon a signal from the output of the control unit 11, carries out a time shift of the
По входному сигналу схема формирования порога 18 формирует порог h, который выбирают, например, пропорционально мощности шума. Значение порога h поступает на второй вход схемы обнаружения и анализа кластера лучей 8.According to the input signal, the threshold formation circuit 18 forms a threshold h, which is selected, for example, in proportion to the noise power. The value of the threshold h goes to the second input of the detection and analysis of the cluster of
В схеме 8 значения решающих функций сравниваются с порогом h. При превышении порога h принимают решение о наличии сигнала для заданных дискретных временных задержек области многолучевости, и формируют оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала. Сформированные оценки поступают на блок управления 11.In
Способ формирования мягких решений при приеме многолучевого сигнала прототипа по патенту РФ № 2120180 заключается в следующем:The method of forming soft decisions when receiving a multipath signal of the prototype according to the patent of the Russian Federation No. 2120180 is as follows:
- Формируют последовательность корреляционных откликов информационных символов для каждой уточненной компоненты многолучевого сигнала.- Form a sequence of correlation responses of information symbols for each specified component of the multipath signal.
- Осуществляют взвешенное суммирование корреляционных откликов информационных символов всех уточненных компонент многолучевого сигнала, получая объединенные мягкие решения об информационных символах.- Carry out a weighted summation of the correlation responses of the information symbols of all the specified components of the multipath signal, obtaining the united soft decisions about information symbols.
Корреляционные отклики информационных символов для каждой отобранной компоненты многолучевого сигнала формируют, например, определяя корреляцию входного сигнала с известной ПСП на интервалах длительности символов.Correlation responses of information symbols for each selected component of a multipath signal are generated, for example, by determining the correlation of the input signal with the known SRP at symbol duration intervals.
Веса при суммировании корреляционных откликов информационных символов уточенных компонент многолучевого сигнала выбирают таким образом, что большему по мощности сигналу соответствует больший весовой коэффициент.The weights when summarizing the correlation responses of the information symbols of the specified components of the multipath signal are selected in such a way that a higher weight coefficient corresponds to a signal with a higher power.
Структурная схема устройства для реализации способа-прототипа формирования мягких решений приведена на фиг.4.The block diagram of the device for implementing the prototype method of forming soft solutions is shown in Fig.4.
В состав блока формирования мягких решений 15 входят многоканальный приемник данных 13 и схема объединения мягких решений 14.The soft
При этом первый и второй входы многоканального приемника данных 13 являются сигнальными входами устройства. Первые выходы и третьи входы многоканального приемника данных 13 соединены с блоком управления 11. Второй выход многоканального приемника данных 13, который является выходом последовательности корреляционных откликов символов уточненных компонент многолучевого сигнала, соединен с входами схемы объединения мягких решений 14, выход которой является выходом объединенных мягких решений устройства.In this case, the first and second inputs of the multi-channel data receiver 13 are the signal inputs of the device. The first outputs and third inputs of the multi-channel data receiver 13 are connected to the control unit 11. The second output of the multi-channel data receiver 13, which is the output of the sequence of correlation responses of the symbols of the specified multipath signal components, is connected to the inputs of the soft
Блок 15 работает следующим образом:
В многоканальном приемнике данных 13 формируют последовательность корреляционных откликов информационных символов каждой уточненной компоненты многолучевого сигнала. Для этого начальные оценки временных задержек компонент уточняют с помощью системы слежения за временной задержкой. Далее: определяют корреляцию входного сигнала с известной ПСП, соответствующей уточненной временной задержке компоненты многолучевого сигнала. Сформированные корреляционные отклики уточненных компонент информационных символов многолучевого сигнала поступают на схему объединения мягких решений 14, где осуществляют их взвешенное суммирование, получая объединенные мягкие решения об информационных символах, которые поступают на выход устройства.In the multi-channel data receiver 13, a sequence of correlation responses of information symbols of each specified component of the multipath signal is formed. For this, the initial estimates of the time delays of the component are refined using a time delay tracking system. Next: determine the correlation of the input signal with a known SRP corresponding to the specified time delay of the multipath component. The generated correlation responses of the refined components of the information symbols of the multipath signal are fed to the soft
Веса при суммировании корреляционных откликов информационных символов уточенных компонент многолучевого сигнала выбираю таким образом, что большему по мощности сигналу соответствует больший весовой коэффициент.The weights when summing the correlation responses of the information symbols of the specified components of the multipath signal are chosen in such a way that a greater weight coefficient corresponds to a signal with a higher power.
Данный способ приема многолучевого сигнала имеет следующие недостатки.This method of receiving a multipath signal has the following disadvantages.
Согласно описанию прототипа на каждом периоде приемник поиска последовательно просматривает область многолучевости. При этом в области многолучевости оценку поиска числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала проводят без учета влияния боковых выбросов корреляционных откликов компонент многолучевого сигнала друг на друга.According to the description of the prototype at each period, the search receiver sequentially scans the multipath region. Moreover, in the field of multipath, the search for the number and time delays of the components of the multipath signal is evaluated without taking into account the influence of lateral emissions of the correlation responses of the multipath components on each other.
В результате процедуры обновления осуществляется замена одной наиболее слабой компоненты совокупности предыдущего периода максимальной по мощности компонентой совокупности текущего периода. Это приводит к некоторому энергетическому выигрышу. Однако возможны случаи, когда несколько вновь обнаруженных компонент совокупности текущего периода превосходят по мощности компоненты совокупности предыдущего периода. Поэтому такой подход при обработке входного многолучевого сигнала приводит к энергетическим потерям, т.к. часть более мощных компонент совокупности многолучевого сигнала текущего периода не используется. Кроме того, максимальная компонента совокупности текущего периода может иметь временное положение (задержку), близкое к временному положению компонент совокупности предыдущего периода. Это приводит к нерациональному использованию однолучевых приемников. В итоге все выделенные каналы многоканального приемника данных могут быть настроены на одну и ту же наиболее мощную компоненту совокупности многолучевого сигнала.As a result of the update procedure, one of the weakest components of the aggregate of the previous period is replaced by the maximum component of the aggregate of the current period. This leads to some energy gain. However, there may be cases in which several newly discovered constituent components of the current period outperform the constituent components of the previous period. Therefore, this approach when processing the input multipath signal leads to energy losses, because some of the more powerful components of the multipath signal of the current period are not used. In addition, the maximum constituent component of the current period may have a temporary position (delay) close to the temporal position of the constituent components of the previous period. This leads to the irrational use of single-beam receivers. As a result, all the selected channels of the multi-channel data receiver can be tuned to the same most powerful component of the multipath signal combination.
Кроме того, не осуществляется оптимизация числа сигналов лучей, которые используют для получения мягких решений об информационных символах, что приводит к завышенным требованиям к аппаратурной реализации без увеличения качества выделяемой информации.In addition, the number of ray signals that are used to obtain soft decisions about information symbols is not optimized, which leads to excessive requirements for hardware implementation without increasing the quality of the information that is extracted.
Задача, которую решает предлагаемое изобретение - повышение помехоустойчивости и увеличение емкости системы связи при приеме многолучевого сигнала за счет эффективной периодической процедуры обновления компонент многолучевого сигнала при получении оценки поиска компонент, учета влияния компонент многолучевого сигнала друг на друга при проведении процедуры поиска, оптимизации числа компонент, которые используются для получения мягких решений об информационных символах.The problem that the invention solves is to increase the noise immunity and increase the capacity of a communication system when receiving a multipath signal due to an effective periodic procedure for updating the components of a multipath signal when receiving an estimate of the components search, taking into account the influence of the multipath signal components on each other during the search procedure, optimizing the number of components, which are used to obtain soft decisions about information symbols.
Для решения этой задачи в способ приема многолучевого сигнала, заключающийся в том, что при приеме периодически определяют число и временные задержки компонент многолучевого сигнала, для чего:To solve this problem, a method of receiving a multipath signal, which consists in the fact that when receiving periodically determine the number and time delay component of the multipath signal, for which:
- определяют временную область многолучевости,- determine the time domain of multipath,
- проводят поиск сигнала в области многолучевости и определяют оценку поиска числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала,- conduct a signal search in the field of multipath and determine the search estimate of the number and time delays of the components of the multipath signal,
- формируют обновленные число и временные задержки компонент многолучевого сигнала,- form the updated number and time delay component of the multipath signal,
- находят временные задержки компонент многолучевого сигнала текущего периода, постоянно уточняя обновленные временные задержки компонент многолучевого сигнала,- find the time delay component of the multipath signal of the current period, constantly updating the updated time delay component of the multipath signal,
- используя эти временные задержки, формируют мягкие решения об информационных символах,- using these time delays, form soft decisions about information symbols,
дополнительно вводят следующие операции:additionally introduce the following operations:
- формируют обновленные числа и временные задержки компонент многолучевого сигнала из компонент многолучевого сигнала предыдущего периода и тех компонент поиска, временные задержки которых отличаются от временных задержек каждой из компонент многолучевого сигнала предыдущего периода более, чем на заданную величину Th, причем- generate updated numbers and time delays of the multipath component from the components of the multipath signal of the previous period and those search components whose time delays differ from the time delays of each component of the multipath signal of the previous period by more than a predetermined value Th, and
- если количество компонент сформированной совокупности не превышает заданное число L, то обновленное число компонент равно количеству компонент сформированной совокупности, а обновленные временные задержки компонент многолучевого сигнала равны временным задержкам компонент совокупности,- if the number of components of the formed population does not exceed a given number L, then the updated number of components is equal to the number of components of the formed population, and the updated time delays of the components of the multipath signal are equal to the time delays of the components of the population,
- если количество компонент сформированной совокупности больше заданного числа L, то оценивают мощность компонент совокупности и выбирают L наиболее мощных компонент, временные задержки которых являются обновленными временными задержками компонент многолучевого сигнала, в этом случае обновленное число компонент равно L.- if the number of components of the formed population is greater than a given number L, then the power of the components of the population is estimated and L of the most powerful components is selected, the time delays of which are updated time delays of the multipath component, in this case, the updated number of components is L.
Временную область многолучевости определяют как временную область задержек, начало которой на величину t1 меньше минимальной временной задержки компонент многолучевого сигнала предыдущего периода, а конец - на t2 больше максимальной временной задержки компонент многолучевого сигнала предыдущего периода.The time domain of multipath is defined as the time domain of delays, the beginning of which is t1 less than the minimum time delay of the components of the multipath signal of the previous period, and the end is t2 more than the maximum time delay of the components of the multipath signal of the previous period.
Величину Th выбирают, например, равной половине чипа ПСП.The value of Th is chosen, for example, equal to half the chip memory bandwidth.
Величину L выбирают, например, равной максимальному количеству многолучевых компонент, используемых для демодуляции данных.The value of L is selected, for example, equal to the maximum number of multipath components used to demodulate data.
Мощность компонент многолучевого сигнала можно оценивать по решающей функции поиска.The power of the multipath components can be estimated by the decisive search function.
Для решения этой же задачи в способе приема многолучевого сигнала использован способ поиска многолучевого сигнала, заключающийся в том, чтоTo solve the same problem, in the method of receiving a multipath signal, a method for searching for a multipath signal is used, which consists in the fact that
- формируют комплексные корреляционные отклики пилот сигнала, определяя корреляцию входного сигнала с опорным сигналом, соответствующим заданным дискретным временным задержкам области многолучевости,- form the complex correlation responses of the pilot signal, determining the correlation of the input signal with the reference signal corresponding to the given discrete time delays of the multipath region,
- определяют значения решающей функции для заданных дискретных временных задержек области многолучевости, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот сигнала,- determine the values of the decisive function for the given discrete time delays of the multipath region by summing the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding complex correlation responses of the pilot signal,
- сравнивают значения сформированной решающей функции с заданным порогом h,- compare the values of the generated decision function with a given threshold h,
дополнительно введены следующие операции:additionally introduced the following operations:
- формируют совокупность значений решающей функции, превысивших порог, и совокупность соответствующих им временных задержек (позиций),- form the totality of the values of the decisive function that exceeded the threshold, and the totality of the corresponding time delays (positions),
- поэтапно формируют оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала, при этом на каждом этапе получают оценку одной компоненты, для чего:- stage-by-stage estimates of the search for the time delays of the components of the multipath signal are formed, and at each stage, an estimate of one component is obtained, for which:
- определяют элемент с максимальным значением из совокупности значений решающей функции текущего этапа, при этом совокупностью значений решающей функции первого этапа является сформированная совокупность значений решающей функции,- determine the element with the maximum value from the set of values of the decisive function of the current stage, while the set of values of the decisive function of the first stage is the formed set of values of the decisive function,
- сравнивают максимальное значение решающей функции текущего этапа с порогом h,- compare the maximum value of the decisive function of the current stage with a threshold h,
- в случае непревышения порога формирование оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала прекращают,- in the case of not exceeding the threshold, the formation of an estimate of the search for time delays of the components of the multipath signal is stopped,
- в случае превышения порога:- in case of exceeding the threshold:
временную задержку, соответствующую элементу с максимальным значением решающей функции текущего этапа, считают оценкой поиска временной задержки компоненты многолучевого сигнала,the time delay corresponding to the element with the maximum value of the decisive function of the current stage is considered an estimate of the search for the time delay of the components of the multipath signal,
производят коррекцию элементов совокупности значений решающей функции текущего этапа,correct the elements of the set of values of the decisive function of the current stage,
формируют совокупность значений решающей функции последующего этапа, исключая из скорректированной совокупности значений решающей функции текущего этапа элемент с максимальным значением.form a set of values of the decisive function of the subsequent stage, excluding from the adjusted set of values of the decisive function of the current stage the element with the maximum value.
Порог h выбирают, например, пропорциональным мощности шума.The threshold h is selected, for example, proportional to the noise power.
Коррекцию элементов совокупности значений решающей функции текущего этапа производят, например, путем вычитания корректирующей величины из элементов совокупности, временные задержки которых отличаются от временной задержки максимального элемента не более чем на заданный временной порог η.Correction of elements of the set of values of the decisive function of the current stage is performed, for example, by subtracting the correction value from the elements of the set, the time delays of which differ from the time delay of the maximum element by no more than a given time threshold η.
Корректирующую величину выбирают, например, пропорциональной максимальному элементу и обратно пропорциональной модулю разности временных задержек максимального и корректируемого элемента совокупности значений решающей функции текущего этапа.The correction value is selected, for example, proportional to the maximum element and inversely proportional to the module of the difference in time delays of the maximum and the adjusted element of the set of values of the decisive function of the current stage.
Для приема многолучевого сигнала предлагается использовать способ формирования мягких решений, заключающийся в том, чтоTo receive a multipath signal, it is proposed to use a method of forming soft decisions, which consists in the fact that
- формируют последовательность корреляционных откликов информационных символов для каждой компоненты многолучевого сигнала,- form a sequence of correlation responses of information symbols for each component of the multipath signal,
- осуществляют взвешенное суммирование корреляционных откликов информационных символов всех компонент многолучевого сигнала, получая объединенные мягкие решения об информационных символах,- carry out a weighted summation of the correlation responses of information symbols of all components of the multipath signal, obtaining the united soft decisions about information symbols,
дополнительно введены следующие операции:additionally introduced the following operations:
до формирования последовательности корреляционных откликов информационных символовbefore the formation of a sequence of correlation responses of information symbols
- осуществляют отбор компонент многолучевого сигнала, для чего:- carry out the selection of the components of the multipath signal, for which:
- производят оценку мощности компонент многолучевого сигнала,- evaluate the power of the components of the multipath signal,
- выполняют ранжирование компонент многолучевого сигнала по убыванию их мощности,- perform the ranking of the components of the multipath signal in decreasing order of their power,
- последовательно для всех ранжированных компонент многолучевого сигнала, кроме первой,- sequentially for all ranked components of the multipath signal, except the first,
формируют отношение мощности компоненты к сумме мощностей всех предыдущих ранжированных компонент,form the ratio of the power of the component to the sum of the power of all previous ranked components,
сравнивают сформированное отношение с заданным порогом ν,comparing the generated ratio with a given threshold ν,
в случае превышения порога компоненту отбирают для формирования мягких решений,if the threshold is exceeded, the component is selected to form soft decisions,
в случае непревышения порога процедуру отбора компонент завершают,in case of not exceeding the threshold, the component selection procedure is completed,
- формирование последовательности корреляционных откликов информационных символов и их взвешенное суммирование осуществляют для отобранных компонент многолучевого сигнала.- the formation of a sequence of correlation responses of information symbols and their weighted summation is carried out for the selected components of the multipath signal.
Порог ν может быть выбран, например, по допустимым энергетическим потерям из-за ограничения используемых при демодуляции компонент.The threshold ν can be selected, for example, by allowable energy loss due to the limitation of the components used in demodulation.
Корреляционные отклики информационных символов для каждой отобранной компоненты многолучевого сигнала формируют, например, определяя корреляцию входного сигнала с известной ПСП на интервале длительности символов.The correlation responses of information symbols for each selected component of the multipath signal are generated, for example, by determining the correlation of the input signal with the known SRP over the symbol duration interval.
Весовые коэффициенты при суммировании корреляционных откликов информационных символов отобранных компонент многолучевого сигнала выбирают как комплексно сопряженные оценки комплексной огибающей информационных символов компонент многолучевого сигнала.Weighting coefficients when summarizing the correlation responses of information symbols of the selected components of the multipath signal are selected as complex conjugate estimates of the complex envelope of the information symbols of the components of the multipath signal.
Для повышения помехоустойчивости и увеличения емкости системы связи при приеме многолучевого сигнала с использованием периодической процедуры обновления компонент многолучевого сигнала предлагается устройство приема многолучевого сигнала, содержащее блок поиска, блок управления, блок формирования мягких решений, причем первые и вторые входы блока поиска и блока формирования мягких решений объединены и являются входами синфазной и квадратурной составляющих входного многолучевого сигнала, третий вход блока поиска соединен с первым выходом блока управления, который является управляющим выходом, вторые выходы блока управления, которые являются выходами временных задержек обновленных компонент многолучевого сигнала текущего периода, соединены с третьими входами блока формирования мягких решений, первый выход блока формирования мягких решений является выходом мягких решений об информационных символах и выходом устройства, в которое согласно изобретению дополнительно введен блок обновления компонент сигнала, причем выход блока поиска, который является выходом оценок временных задержек и значений решающей функции поиска компонент многолучевого сигнала, соединен с первым входом блока обновления компонент сигнала, и четвертым входом блока формирования мягких решений, выход блока обновления компонент сигнала, который является выходом временных задержек обновленных компонент многолучевого сигнала соединен со входом блока управления, второй выход блока формирования мягких решений является выходом корреляционных откликов пилот символов и временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода и соединен со вторым входом блока обновления компонент сигнала.To increase the noise immunity and increase the capacity of the communication system when receiving a multipath signal using the periodic procedure for updating the multipath signal components, a multipath signal receiving device is proposed comprising a search unit, a control unit, a soft decision forming unit, the first and second inputs of the search unit and soft decision forming unit combined and are the inputs of the in-phase and quadrature components of the input multipath signal, the third input of the search unit is connected to the first m is the output of the control unit, which is the control output, the second outputs of the control unit, which are the time delay outputs of the updated components of the multipath signal of the current period, are connected to the third inputs of the soft decision forming unit, the first output of the soft decision forming unit is the output of soft decision about information symbols and the output of the device into which, according to the invention, a signal component updating unit is additionally introduced, the output of the search unit being the output estimates of the time delays and the values of the deciding function of the search for the multipath component, connected to the first input of the signal component update unit, and the fourth input of the soft decision forming unit, the output of the signal component update unit, which is the time delay output of the updated multipath component, is connected to the input of the control unit, the second output of the soft decision forming unit is the output of the pilot symbol correlation responses and time delays of the multipath signal component n edyduschego period and is coupled to a second input of block update signal component.
В устройстве приема многолучевого сигнала предлагается использовать блок поиска многолучевого сигнала, содержащий К квадратурных корреляторов, схему формирования порога, генератор псевдослучайной последовательности, схему управления, мультиплексор, причем первые и вторые входы корреляторов объединены с первым и вторым входами схемы формирования порога и являются входами синфазной и квадратурной составляющих входного многолучевого сигнала, третий вход каждого квадратурного коррелятора является входом сигнала псевдослучайной последовательности и соединен с соответствующим ему выходом генератора псевдослучайной последовательности, четвертый вход каждого квадратурного коррелятора, который является входом управляющего сигнала, соединен с соответствующим ему первым выходом схемы управления, второй выход схемы управления, который является выходом временных сдвигов генератора псевдослучайной последовательности, соединен со входом генератора псевдослучайной последовательности, выход каждого квадратурного коррелятора, который является выходом значений решающей функции для заданных временных задержек области многолучевости, соединен с соответствующим входом мультиплексора, вход схемы управления является входом управляющих сигналов, в который согласно изобретению введены схема обнаружения лучей, первый, второй и третий ключ, первый и второй компаратор, логический узел, счетчик, узел управления, схема ИЛИ, узел определения максимального элемента, первый и второй вычитатель, формирователь модуля, регистр, элемент памяти исходной совокупности решающих функций, элемент памяти исходной совокупности временных задержек, регистр памяти решающих функций поиска, регистр памяти оценки поиска временных задержек, формирователь сигнала коррекции, причем выход мультиплексора, который является выходом значений решающей функции области многолучевости, соединен с первым входом схемы обнаружения лучей, второй выход схемы управления, который является выходом временных сдвигов генератора псевдослучайной последовательности, соединен со вторым входом схемы обнаружения лучей, выход схемы формирования порога, который является выходом значения порога, соединен с третьим входом схемы обнаружения лучей и первым входом первого компаратора, первый выход схемы обнаружения лучей, который является выходом временных задержек, соединен со вторым входом элемента памяти исходной совокупности временных задержек, второй выход схемы обнаружения лучей, который является выходом значений решающих функций, превысивших порог, соединен со вторым входом элемента памяти исходной совокупности решающих функций, третий выход схемы обнаружения лучей, который является выходом сигнала, равного числу обнаруженных компонент, превысивших порог, соединен с первым входом узла управления, четвертый выход схемы обнаружения лучей, который является выходом сигнала индикации превышения порога для заданной дискретной временной задержки, соединен со вторым входом узла управления, первый выход узла управления, который является выходом сигнала записи, соединен с первым входом элемента памяти исходной совокупности решающих функций и с первым входом элемента памяти исходной совокупности временных задержек, выход элемента памяти исходной совокупности решающих функций, который является выходом решающей функции текущего этапа, соединен с первым входом узла определения максимального элемента, с первым входом второго вычитателя, с первыми входами первого и второго ключей, второй вход узла определения максимального элемента является входом управления и соединен с пятым выходом узла управления, выход узла определения максимального элемента, который является выходом адреса выбранного максимального элемента, соединен с пятым входом узла управления, второй выход узла управления, который является выходом сигнала индикации наличия максимума, соединен со вторым входом первого ключа и первым входом логического узла, выход первого ключа соединен со вторым входом первого компаратора, выход первого компаратора, который является выходом превышения порога, соединен со вторым входом логического узла, первым входом счетчика, со вторыми управляемыми входами второго и третьего ключей, с первым входом регистра, третий выход узла управления, который является выходом числа обнаруженных компонент текущего периода поиска, соединен со вторым входом счетчика, выход счетчика соединен с первым входом схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом логического узла, выход схемы ИЛИ, который является выходом индикатора окончания процедуры поиска, соединен с третьим входом узла управления, четвертый выход узла управления, который является выходом управляющего сигнала формирования оценки поиска, соединен с первым входом регистра памяти решающих функций поиска, первым входом регистра памяти оценки поиска временных задержек и с третьим входом формирователя сигнала коррекции, второй вход регистра памяти решающих функций поиска и первый вход формирователя сигнала коррекции объединены и соединены с выходом второго ключа, который является выходом максимального значения решающей функции текущего этапа, вторые входы регистра памяти оценки поиска временных задержек и регистра объединены и соединены с выходом третьего ключа, первый вход которого объединен с первым входом первого вычитателя и соединен с выходом элемента памяти исходной совокупности временных задержек, который является выходом значения временной задержки, соответствующей максимальному элементу, выход регистра, который является выходом значений временной задержки, соединен со вторым входом первого вычитателя, выход первого вычитателя, который является выходом разности временных задержек, соединен со входом формирователя модуля, выход модуля сигнала разности формирователя модуля соединен со вторым входом формирователя сигнала коррекции и первым входом второго компаратора, второй вход второго компаратора является пороговым входом, выход второго компаратора является выходом превышения порога и соединен с четвертым входом узла управления и четвертым входом формирователя сигнала коррекции, выход формирователя сигнала коррекции, являющийся выходом сигнала коррекции, соединен со вторым входом второго вычитателя, выход которого соединен со вторым входом элемента памяти исходной совокупности решающих функций, выход регистра памяти оценки поиска временных задержек и выход регистра памяти решающих функций поиска объединены и являются выходом блока поиска.In the device for receiving a multipath signal, it is proposed to use a multipath signal search unit containing K quadrature correlators, a threshold generating circuit, a pseudo-random sequence generator, a control circuit, a multiplexer, the first and second inputs of the correlators being combined with the first and second inputs of the threshold generating circuit and are common mode inputs and of the quadrature components of the input multipath signal, the third input of each quadrature correlator is the input of the pseudo-random signal sequence and is connected to the corresponding output of the pseudo-random sequence generator, the fourth input of each quadrature correlator, which is the input of the control signal, is connected to the corresponding first output of the control circuit, the second output of the control circuit, which is the output of time offsets of the pseudo-random sequence generator, is connected to the generator input pseudo-random sequence, the output of each quadrature correlator, which is the output of the values I decide functions for the given time delays of the multipath region, connected to the corresponding input of the multiplexer, the input of the control circuit is an input of control signals, into which according to the invention a ray detection circuit, a first, second and third key, a first and second comparator, a logical node, a counter, a node are introduced control, OR circuit, node for determining the maximum element, the first and second subtracter, module former, register, memory element of the initial set of decision functions, memory element of the original set spacing of time delays, a memory register of decision search functions, a memory register of search estimates of time delays, a shaper of a correction signal, the output of the multiplexer, which is the output of the values of the decision function of the multipath region, is connected to the first input of the beam detection circuit, the second output of the control circuit, which is the output time shifts of the pseudo-random sequence generator, connected to the second input of the ray detection circuit, the output of the threshold formation circuit, which is the output of threshold, connected to the third input of the ray detection circuit and the first input of the first comparator, the first output of the ray detection circuit, which is the time delay output, is connected to the second input of the memory element of the original set of time delays, the second output of the ray detection circuit, which is the output of decisive values functions that exceed the threshold is connected to the second input of the memory element of the initial set of decision functions, the third output of the ray detection circuit, which is the output of a signal equal to h if detected components that exceed the threshold are connected to the first input of the control unit, the fourth output of the ray detection circuit, which is the output of the signal indicating the threshold is exceeded for a given discrete time delay, is connected to the second input of the control unit, the first output of the control unit, which is the output of the recording signal connected to the first input of the memory element of the original set of decision functions and with the first input of the memory element of the original set of time delays, the output of the original memory element with the aggregate of decisive functions, which is the output of the decisive function of the current stage, is connected to the first input of the node for determining the maximum element, with the first input of the second subtractor, with the first inputs of the first and second keys, the second input of the node for determining the maximum element is the control input and connected to the fifth output of the node control, the output of the node determining the maximum element, which is the output address of the selected maximum element, is connected to the fifth input of the control node, the second output of the node is controlled I, which is the output of the signal indicating the presence of a maximum, is connected to the second input of the first key and the first input of the logical node, the output of the first key is connected to the second input of the first comparator, the output of the first comparator, which is the output of exceeding the threshold, is connected to the second input of the logical node, the first the counter input, with the second controlled inputs of the second and third keys, with the first input of the register, the third output of the control node, which is the output of the number of detected components of the current search period, with is single with the second input of the counter, the output of the counter is connected to the first input of the OR circuit, the second input of which is connected to the output of the logical node, the output of the OR circuit, which is the output of the end indicator of the search procedure, is connected to the third input of the control unit, the fourth output of the control unit, which is the output of the control signal for generating a search estimate, is connected to the first input of the memory register of the decision functions of the search, the first input of the register of the memory of the evaluation of the search for time delays and to the third input of the signal generator la corrections, the second input of the memory register of the decision functions of the search and the first input of the driver of the correction signal are combined and connected to the output of the second key, which is the output of the maximum value of the decisive function of the current stage, the second inputs of the register of the evaluation of the search for time delays and the register are combined and connected to the output of the third key, the first input of which is combined with the first input of the first subtractor and connected to the output of the memory element of the original set of time delays, which is the output of the value the time delay corresponding to the maximum element, the output of the register, which is the output of the time delay values, is connected to the second input of the first subtracter, the output of the first subtractor, which is the output of the time delay difference, is connected to the input of the module shaper, the output of the module of the signal difference of the module shaper is connected to the second input of the correction signal generator and the first input of the second comparator, the second input of the second comparator is a threshold input, the output of the second comparator is is the output of exceeding the threshold and connected to the fourth input of the control unit and the fourth input of the correction signal generator, the output of the correction signal generator, which is the output of the correction signal, is connected to the second input of the second subtractor, the output of which is connected to the second input of the memory element of the initial set of decision functions, register output the memory of the evaluation of the search for time delays and the output of the memory register of the crucial search functions are combined and are the output of the search block.
В устройстве приема многолучевого сигнала предлагается использовать блок формирования мягких решений, содержащий многоканальный приемник данных и схему объединения мягких решений, первый и второй входы многоканального приемника данных являются входами синфазной и квадратурной составляющих компонент входного сигнала и первым и вторым входами устройства, выход многоканального приемника данных соединен со входом схемы объединения мягких решений, который является входом последовательности корреляционных откликов информационных и пилот символов компонент многолучевого сигнала, выход объединенных мягких решений схемы объединения мягких решений является первым выходом блока, в который согласно изобретению дополнительно введены регистр памяти, первый, второй и третий мультиплексоры, узел оценки мощности, ключ, первый, второй и третий узлы памяти, счетчик, сумматор, первый и второй компараторы, схема ИЛИ, схема НЕ, узел ранжирования, формирователь отношения, узел управления, причем третий вход блока является входами временных задержек и первыми входами второго мультиплексора, четвертый вход блока является входом значений решающей функции поиска текущего этапа и первым входом первого мультиплексора, выход многоканального приемника данных соединен со входом узла оценки мощности, который является входом последовательности корреляционных откликов пилот символов компонент многолучевого сигнала, кроме того, выход многоканального приемника данных является выходом последовательности корреляционных откликов пилот символов и временных задержек компонент многолучевого сигнала и вторым выходом устройства, вторые входы первого и второго мультиплексоров являются управляющими и соединены с первым выходом узла управления, выход узла оценки мощности, который является выходом оценки мощности компонент многолучевого сигнала, соединен с первым входом третьего мультиплексора, выход первого мультиплексора объединен с выходом третьего мультиплексора, который является выходом сигнала оценки мощности компонент многолучевого сигнала, и соединен с первым входом третьего узла памяти, выход второго мультиплексора, который является выходом временных задержек обновленных компонент многолучевого сигнала, соединен с первым входом первого узла памяти, второй вход которого объединен со вторым входом третьего мультиплексора и соединен со вторым управляющим выходом узла управления, третий выход узла управления является выходом сигналов управления и соединен со вторым входом третьего узла памяти, первым входом первого компаратора и первым входом регистра памяти, выход третьего узла памяти, который является выходом оценки мощности текущей компоненты, соединен с первым входом узла ранжирования, первым входом сумматора и первым входом формирователя отношения, выход узла ранжирования, который является выходом упорядоченных адресов ячеек памяти, соединен с первым входом узла управления, второй вход узла ранжирования соединен с четвертым управляющим выходом узла управления, пятый выход узла управления, который является выходом сигнала записи, соединен со вторым входом второго узла памяти, первый вход которого соединен с выходом сумматора, выход второго узла памяти, который является выходом суммарных мощностей всех предыдущих ранжированных компонент, соединен со вторым входом сумматора и вторым входом формирователя отношения, выход формирователя отношения соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого является пороговым входом, выход второго компаратора, который является выходом сигнала превышения порога, соединен со входом схемы НЕ, со входом счетчика и с первым входом ключа, второй вход ключа соединен с выходом первого узла памяти, выход ключа соединен со вторым входом регистра памяти, который является входом временной задержки компоненты многолучевого сигнала, выход регистра памяти, который является выходом совокупности временных задержек отобранных компонент, соединен с третьим входом многоканального приемника данных, выход схемы НЕ является инверсным выходом и соединен с первым входом схемы ИЛИ, выход счетчика является выходом сигнала, равного числу превышений порога, и соединен со вторым входом первого компаратора, выход первого компаратора соединен со вторым входом схемы ИЛИ, выход которой является выходом сигнала индикации завершения процедуры отбора компонент для формирования мягких решений и соединен со вторым входом узла управления.In the device for receiving a multipath signal, it is proposed to use a soft decision generating unit containing a multi-channel data receiver and a soft decision combining circuit, the first and second inputs of the multi-channel data receiver are inputs of the in-phase and quadrature components of the input signal and the first and second inputs of the device, the output of the multi-channel data receiver is connected with the input of the soft decision combining scheme, which is the input to the sequence of correlation responses of information and the symbol lot of the multipath component components, the output of the combined soft decisions of the soft decision combining circuit is the first output of the block into which, according to the invention, the memory register, the first, second and third multiplexers, the power estimation unit, the key, the first, second and third memory nodes, a counter are additionally introduced , adder, first and second comparators, OR circuit, NOT circuit, ranking node, relation former, control node, and the third block input is the time delay inputs and the first inputs of the second multip lexor, the fourth input of the block is the input of the values of the search function of the current stage and the first input of the first multiplexer, the output of the multi-channel data receiver is connected to the input of the power estimation node, which is the input to the sequence of correlation responses of the pilot symbols of the multipath component of the signal, in addition, the output of the multi-channel data receiver is the output of the sequence of correlation responses of the pilot symbols and time delays of the multipath component and the second output of the device VA, the second inputs of the first and second multiplexers are control and connected to the first output of the control unit, the output of the power estimation unit, which is the output of the power estimation of the multipath component, is connected to the first input of the third multiplexer, the output of the first multiplexer is combined with the output of the third multiplexer, which is the output of the signal for estimating the power of the component of a multipath signal, and connected to the first input of the third memory node, the output of the second multiplexer, which is the time output the delay of the updated components of the multipath signal, connected to the first input of the first memory node, the second input of which is combined with the second input of the third multiplexer and connected to the second control output of the control node, the third output of the control node is the output of the control signals and connected to the second input of the third memory node, the first input of the first comparator and the first input of the memory register, the output of the third memory node, which is the output of the power rating of the current component, is connected to the first input of the node operation, the first input of the adder and the first input of the ratio former, the output of the ranking node, which is the output of the ordered addresses of the memory cells, is connected to the first input of the control node, the second input of the ranking node is connected to the fourth control output of the control node, the fifth output of the control node, which is the output a recording signal, connected to the second input of the second memory node, the first input of which is connected to the output of the adder, the output of the second memory node, which is the output of the total powers of all of the previous ranked components, connected to the second input of the adder and the second input of the ratio former, the output of the relationship former is connected to the first input of the second comparator, the second input of which is a threshold input, the output of the second comparator, which is the output of the threshold exceeding signal, is connected to the input of the circuit NOT, with counter input and with the first key input, the second key input is connected to the output of the first memory node, the key output is connected to the second input of the memory register, which is a time delay input and components of the multipath signal, the output of the memory register, which is the output of the set of time delays of the selected components, is connected to the third input of the multi-channel data receiver, the output of the circuit is NOT an inverse output and connected to the first input of the OR circuit, the counter output is the signal output equal to the number of threshold exceeded , and connected to the second input of the first comparator, the output of the first comparator is connected to the second input of the OR circuit, the output of which is the output of the signal indicating the completion of the rejection procedure a component for generating the soft decisions, and is coupled to a second control input node.
Сопоставительный анализ способа приема многолучевого сигнала, способа поиска при приеме многолучевого сигнала, способа формирования мягких решений при приеме многолучевого сигнала с прототипом показывает, что предлагаемые изобретения существенно отличаются от прототипа, так как позволяют повысить помехоустойчивость и увеличить емкость системы связи при приеме многолучевого сигнала.A comparative analysis of the method of receiving a multipath signal, the search method for receiving a multipath signal, the method of generating soft decisions when receiving a multipath signal with a prototype shows that the proposed invention is significantly different from the prototype, as it allows to increase noise immunity and increase the capacity of the communication system when receiving a multipath signal.
Сопоставительный анализ заявляемых способов с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, заявленные в отличительных частях формулы изобретения. Следовательно, заявляемые способ приема многолучевого сигнала, способ поиска при приеме многолучевого сигнала, способ формирования мягких решений при приеме многолучевого сигнала отвечают критериям "новизна", "техническое решение задачи", "существенные отличия" и обладает неочевидностью решения.A comparative analysis of the proposed methods with other technical solutions in the art did not allow to identify the features claimed in the distinctive parts of the claims. Therefore, the inventive method for receiving a multipath signal, a search method for receiving a multipath signal, a method for generating soft decisions when receiving a multipath signal meet the criteria of "novelty", "technical solution of the problem", "significant differences" and has non-obvious solutions.
Сопоставительный анализ устройства приема многолучевого сигнала, приемника поиска многолучевого сигнала и формирователя мягких решений при приеме многолучевого сигнала с прототипом показывает, что предлагаемые изобретения существенно отличаются от прототипа, так как приводят к повышению помехоустойчивости и увеличению емкости системы связи при приеме многолучевого сигнала за счет введения новых блоков и связей блоков устройств.A comparative analysis of the multipath signal reception device, the multipath signal search receiver and the soft decision driver when receiving the multipath signal with the prototype shows that the proposed inventions are significantly different from the prototype, as they lead to increased noise immunity and increase the capacity of the communication system when receiving a multipath signal due to the introduction of new blocks and connections of device blocks.
Сопоставительный анализ заявляемых устройств с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, заявленные в отличительных частях формулы изобретения. Следовательно, заявляемые устройство приема многолучевого сигнала, приемник поиска многолучевого сигнала и формирователь мягких решений при приеме многолучевого сигнала отвечают критериям "новизна", "техническое решение задачи", "существенные отличия" и обладают неочевидностью решения.A comparative analysis of the claimed devices with other technical solutions in the art did not allow to identify the features claimed in the distinctive parts of the claims. Therefore, the inventive device for receiving a multipath signal, a multipath signal search receiver and a soft decision driver when receiving a multipath signal meet the criteria of "novelty", "technical solution of the problem", "significant differences" and have non-obvious solutions.
Графические материалы, представленные в материалах заявки:Graphic materials presented in the application materials:
Фиг.1 - подробная структурная схема устройства приема многолучевого сигнала (прототип).Figure 1 is a detailed structural diagram of a device for receiving a multipath signal (prototype).
Фиг.2 - укрупненная структурная схема устройства приема многолучевого сигнала (прототип).Figure 2 is an enlarged structural diagram of a device for receiving a multipath signal (prototype).
Фиг.3 - структурная схема блока поиска (прототип).Figure 3 is a structural diagram of a search unit (prototype).
Фиг.4 - структурная схема блока формирования мягких решений (прототип).Figure 4 is a structural diagram of a block forming soft decisions (prototype).
Фиг.5 - структурная схема предлагаемого устройства приема многолучевого сигнала.5 is a structural diagram of the proposed device receiving a multipath signal.
Фиг.6 - вариант выполнения блока обновления компонент сигналов.6 is an embodiment of a signal component update unit.
Фиг.7 - вариант выполнения узла оценки мощности.7 is an embodiment of a power estimation unit.
Фиг.8 - вариант выполнения узла выбора.Fig. 8 is an embodiment of a selection node.
Фиг.9 - структурная схема предлагаемого блока поиска при приеме многолучевого сигнала.Fig.9 is a structural diagram of the proposed search unit when receiving a multipath signal.
Фиг.10 - вариант выполнения схемы обнаружения лучей.10 is an embodiment of a beam detection circuit.
Фиг.11 - вариант выполнения формирователя сигнала коррекции.11 is an embodiment of a correction signal driver.
Фиг.12 - вариант выполнения логического узла.12 is an embodiment of a logical node.
Фиг.13 - структурная схема предлагаемого блока формирования мягких решений при приеме многолучевого сигнала.Fig is a structural diagram of the proposed block forming soft decisions when receiving a multipath signal.
Предлагаемый способ приема многолучевого сигнала заключается в следующем.The proposed method of receiving a multipath signal is as follows.
Периодически определяют число и временные задержки компонент многолучевого сигнала, для чего производят следующие операции:The number and time delays of the components of the multipath signal are periodically determined, for which the following operations are performed:
- Определяют временную область многолучевости.- Determine the time domain of multipath.
- Проводят поиск сигнала в области многолучевости и определяют оценку поиска числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала.- A signal is searched in the multipath region and a search estimate of the number and time delays of the multipath signal components is determined.
- Формируют обновленные число и временные задержки компонент многолучевого сигнала, для чего:- Form the updated number and time delays of the component of the multipath signal, for which:
- формируют совокупность компонент, состоящую из компонент многолучевого сигнала предыдущего периода и тех компонент поиска, временные задержки которых отличаются от временных задержек каждой из компонент многолучевого сигнала предыдущего периода более чем на заданную величину Th;- form a set of components consisting of components of the multipath signal of the previous period and those search components whose time delays differ from the time delays of each component of the multipath signal of the previous period by more than a predetermined value Th;
- если количество компонент сформированной совокупности не превышает заданное число L, то обновленное число компонент равно количеству компонент сформированной совокупности, а обновленные временные задержки компонент многолучевого сигнала равны временным задержкам компонент совокупности;- if the number of components of the formed population does not exceed a given number L, then the updated number of components is equal to the number of components of the formed population, and the updated time delays of the components of the multipath signal are equal to the time delays of the components of the population;
- если количество компонент сформированной совокупности больше заданного числа L, то оценивают мощность компонент совокупности и выбирают L наиболее мощных компонент, временные задержки которых являются обновленными временными задержками компонент многолучевого сигнала. В этом случае обновленное число компонент равно L.- if the number of components of the formed population is greater than a given number L, then the power of the components of the population is estimated and L most powerful components are selected whose time delays are updated time delays of the multipath component. In this case, the updated number of components is L.
- Находят временные задержки компонент многолучевого сигнала текущего периода, постоянно уточняя обновленные временные задержки компонент многолучевого сигнала.- Find the time delay component of the multipath signal of the current period, constantly updating updated time delays of the component of the multipath signal.
- Используя эти временные задержки, формируют мягкие решения об информационных символах.- Using these time delays, soft decisions about information symbols are formed.
Временную область многолучевости определяют как временную область задержек, начало которой на величину t1 меньше минимальной временной задержки компонент многолучевого сигнала предыдущего периода, а конец - на t2 больше максимальной временной задержки компонент многолучевого сигнала предыдущего периода.The time domain of multipath is defined as the time domain of delays, the beginning of which is t1 less than the minimum time delay of the components of the multipath signal of the previous period, and the end is t2 more than the maximum time delay of the components of the multipath signal of the previous period.
Величину Th выбирают, например, равной половине чипа ПСП.The value of Th is chosen, for example, equal to half the chip memory bandwidth.
Величину L выбирают, например, равной максимальному количеству многолучевых компонент, используемых для демодуляции данных.The value of L is selected, for example, equal to the maximum number of multipath components used to demodulate data.
Мощность компонент многолучевого сигнала оценивают, например, по решающей функции поиска.The power of the components of the multipath signal is estimated, for example, by the decisive search function.
Для реализации предлагаемого способа приема многолучевого сигнала используется устройство, представленное на фиг.5, где обозначено:To implement the proposed method for receiving a multipath signal, the device shown in Fig. 5 is used, where it is indicated:
11 - блок управления,11 - control unit
12 - блок поиска,12 is a search block,
15 - блок формирования мягких решений,15 - block forming soft decisions,
21 - блок обновления компонент сигнала.21 is a signal component update unit.
Устройство приема многолучевого сигнала содержит блок поиска 12, блок управления 11, блок формирования мягких решений 15, блок обновления компонент сигнала 21. Первые и вторые входы блока поиска 12 и блока формирования мягких решений 15 объединены и являются входами синфазной и квадратурной составляющих входного многолучевого сигнала (сигнальными входами устройства).The multipath signal receiving device comprises a search unit 12, a control unit 11, a soft
Третий вход блока поиска 12 соединен с первым выходом блока управления 11, который является выходом управления. Вторые выходы блока управления 11, которые являются выходами временных задержек обновленных компонент многолучевого сигнала текущего периода, соединены с третьими входами блока формирования мягких решений 15. Первый выход блока формирования мягких решений 15 является выходом мягких решений об информационных символах и выходом устройства.The third input of the search unit 12 is connected to the first output of the control unit 11, which is the control output. The second outputs of the control unit 11, which are the time delay outputs of the updated multipath signal components of the current period, are connected to the third inputs of the soft
Выход блока поиска 12, который является выходом оценок временных задержек и значений решающей функции поиска компонент многолучевого сигнала текущего периода, соединен с первым входом блока обновления компонент сигнала 21 и четвертым входом блока формирования мягких решений 15.The output of the search unit 12, which is the output of estimates of the time delays and the values of the decisive function of the search for the components of the multipath signal of the current period, is connected to the first input of the update component of the signal component 21 and the fourth input of the soft
Выход блока обновления компонент сигнала 21, который является выходом временных задержек обновленных компонент многолучевого сигнала текущего периода, соединен со входом блока управления 11.The output of the update component of the signal component 21, which is the time delay output of the updated components of the multipath signal of the current period, is connected to the input of the control unit 11.
Второй выход блока формирования мягких решений 15 является выходом корреляционных откликов пилот символов обновленных компонент многолучевого сигнала и обновленных временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода и соединен со вторым входом блока обновления компонент сигнала 21.The second output of the soft
Работает предлагаемое устройство приема многолучевого сигнала следующим образом.The proposed device for receiving a multipath signal works as follows.
Входной комплексный сигнал устройства, содержащий синфазную и квадратурную составляющие, поступает на первый и второй входы блока поиска 12 и на первый и второй входы блока формирования мягких решений 15.The input complex signal of the device, containing the in-phase and quadrature components, is fed to the first and second inputs of the search unit 12 and to the first and second inputs of the soft
В блоке поиска 12 периодически анализируют область многолучевости. При этом на каждом текущем периоде поиска, например, как в прототипе, путем корреляционной обработки и сравнения значений решающей функции поиска с порогом определяют оценку поиска числа и временных задержек компонент многолучевого сигнала. Оценка временных задержек компонент многолучевого сигнала и соответствующие им значения решающей функции поиска поступают на первый вход блока обновления компонент сигнала 21 и на четвертый вход блока формирования мягких решений 15.In the search unit 12 periodically analyze the multipath region. Moreover, at each current search period, for example, as in the prototype, by correlation processing and comparing the values of the decisive search function with a threshold, the search estimate of the number and time delays of the components of the multipath signal is determined. The estimation of the time delays of the multipath signal components and the corresponding values of the decisive search function are received at the first input of the signal component update block 21 and at the fourth input of the
Область многолучевости для текущего периода поиска определяют в блоке управления 11 по сигналу, который поступает на его вход с выхода блока обновления компонент сигнала 21.The multipath region for the current search period is determined in the control unit 11 by the signal that is supplied to its input from the output of the update unit of the signal component 21.
Границы области многолучевости текущего периода поиска определяют, например, следующим образом: за нижнюю границу принимают временную задержку, расположенную на t1 ранее временной задержки первой обнаруженной компоненты многолучевого сигнала (компоненты с наименьшей временной задержкой), а за верхнюю границу принимают временную задержку, расположенную на t2 позже временной задержки последней обнаруженной компоненты многолучевого сигнала.The boundaries of the multipath region of the current search period are determined, for example, as follows: for the lower boundary, take the time delay located at t1 before the time delay of the first detected component of the multipath signal (components with the least time delay), and take the time delay located at t2 as the upper boundary later than the time delay of the last detected multipath component.
Информация о размере и временном положении области многолучевости с первого выхода управления блока управления 11 поступает на третий вход блока поиска 12.Information about the size and temporary position of the multipath region from the first control output of the control unit 11 is supplied to the third input of the search unit 12.
В блоке обновления компонент сигнала 21 формируют обновленное число и временные задержки компонент многолучевого сигнала:In the block update component of the signal 21 form the updated number and time delay component of the multipath signal:
- Для текущего периода поиска по оценке временных задержек и значений решающей функции поиска компонент многолучевого сигнала блока поиска 12 и по корреляционным откликам обновленных компонент многолучевого сигнала с уточненными временными задержками блока формирования мягких решений 15.- For the current search period, by estimating the time delays and the values of the decisive search function of the components of the multipath signal of the search unit 12 and the correlation responses of the updated components of the multipath signal with the specified time delays of the soft
- Для первого периода поиска по оценкам временных задержек компонент многолучевого сигнала блока поиска 12.- For the first search period according to the estimated time delays of the component of the multipath signal of the search unit 12.
Обновленные временные задержки компонент многолучевого сигнала текущего периода с блока 21 поступают на вход блока управления 11, со второго выхода которого на третий вход блока формирования мягких решений 15 поступает совокупность обновленных временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода.The updated time delays of the components of the multipath signal of the current period from block 21 are received at the input of the control unit 11, from the second output of which the set of updated time delays of the components of the multipath signal of the previous period is supplied to the third input of the soft
По сформированным временным задержкам в блоке формирования мягких решений 15 осуществляют перестройку генератора псевдослучайных последовательностей приемников данных 13, производят уточнение временных задержек обновленных компонент многолучевого сигнала текущего периода и формируют корреляционные отклики символов уточненных компонент.Based on the generated time delays in the soft
Со второго выхода блока формирования мягких решений 15 уточненные временные задержки и соответствующие корреляционные отклики пилот символов обновленных компонент многолучевого сигнала поступают на вторые входы блока обновления сигнала 21.From the second output of the soft
В блоке формирования мягких решений 15 осуществляют взвешенное суммирование сформированных корреляционных откликов информационных символов уточненных компонент многолучевого сигнала, получая объединенные мягкие решения об информационных символах, которые поступают на выход устройства.In the soft
Веса при суммировании выходных сигналов блока формирования мягких решений 15 выбирают, например, как комплексно сопряженные оценки комплексной огибающей информационных символов обновленных компонент многолучевого сигнала с уточненными временными задержками приемников данных.The weights when summing the output signals of the soft
Блок управления 11 является типовым блоком и может быть реализован различными средствами, например, на современных микропроцессорах цифровой обработки сигналов (DSP) - TMS320Cxx, Motorola 56xxx, Intel и т.п.The control unit 11 is a typical unit and can be implemented by various means, for example, on modern digital signal processing (DSP) microprocessors - TMS320Cxx, Motorola 56xxx, Intel, etc.
Вариант выполнения блока обновления компонент сигнала 21 предлагаемого устройства приема многолучевого сигнала представлен на фиг.6.An embodiment of the updating unit of the signal components 21 of the proposed multipath signal receiving device is shown in FIG. 6.
На фиг.6 используются следующие обозначения:In Fig.6, the following notation is used:
22, 32, 36, 41 - мультиплексоры,22, 32, 36, 41 - multiplexers,
23, 33, 35 - ключи,23, 33, 35 - keys,
24 - вычитатель,24 - subtractor,
25 - регистр,25 - register
26 - схема ИЛИ-НЕ,26 is an OR-NOT circuit,
27 - триггер,27 - trigger
28 - формирователь модуля,28 - shaper module
29, 39 - компараторы,29, 39 - comparators,
30 - схема НЕ,30 - circuit NOT
31 - счетчик,31 is a counter
34 - сумматор,34 - adder
37, 38, 42 - узлы памяти,37, 38, 42 - memory nodes,
40 - узел оценки мощности,40 - node assessment power
43 - узел выбора,43 - node selection
44 - узел управления.44 - control unit.
Узлы 22-31, входящие в состав блока 21, определяют компоненты поиска текущего этапа, временные задержки которых отличаются от временных задержек каждой из компонент многолучевого сигнала предыдущего периода более, чем на заданную величину Th.The nodes 22-31, which are part of block 21, determine the search components of the current stage, the time delays of which differ from the time delays of each component of the multipath signal of the previous period by more than a predetermined value Th.
В узле памяти 37 формируют и запоминают совокупность временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода и тех компонент поиска текущего этапа, временные задержки которых отличаются от временных задержек каждой из компонент многолучевого сигнала предыдущего периода более чем на заданную величину Th.In the
Узел оценки мощности 40, мультиплексор 41, узел памяти 42, мультиплексор 32 и ключ 33 используют для формирования в узле памяти 42 совокупности оценок мощности (решающей функции) компонент многолучевого сигнала предыдущего периода и оценок поиска мощности (решающей функции) компонент многолучевого сигнала текущего периода, временные задержки которых отличаются от временных задержек каждой из компонент многолучевого сигнала предыдущего периода более чем на заданную величину Th.The
Сумматор 34, узел памяти 38, ключ 35 и компаратор 39 формируют сигналы о количестве компонент в узлах памяти 37 и 42 и сигнал управления о факте превышения сигналом количества компонент заданного числа L.The
Узел выбора 43 формирует адреса совокупности обновленных временных задержек L. наиболее мощных компонент многолучевого сигнала, записанных в узле памяти 37.The
Блок обновления компонент сигнала 21 работает следующим образом.The update unit of the signal component 21 operates as follows.
С блока поиска 12 на первые входы мультиплексора 22, на первые входы мультиплексора 32 и на первые входы узла управления 44 поступают соответственно оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала, оценки поиска мощности (решающей функции) и оценка поиска числа компонент многолучевого сигнала текущего периода.From the search unit 12, the first inputs of the
С блока формирования мягких решений 15 на первый вход мультиплексора 36 и первый вход узла оценки мощности 40 поступают соответственно временные задержки и корреляционные отклики пилот символов обновленных компонент многолучевого сигнала предыдущего периода.From the soft
В узле оценки мощности 40 по корреляционным откликам символов обновленных компонент и сигналам сброса со второго выхода узла управления 44, поступающим на второй вход узла оценки мощности 40, формируют оценку мощности (решающую функцию) обновленных компонент многолучевого сигнала предыдущего периода, которая поступает на первый вход мультиплексора 41.In the
С третьего выхода узла управления 44 на второй вход мультиплексора 41 поступает сигнал коммутации, по которому производят поэлементную передачу на выход мультиплексора и первый вход узла памяти 42 оценок мощности (решающей функции) обновленных компонент многолучевого сигнала предыдущего периода.From the third output of the
В узле памяти 42 по сигналу записи, поступающему с четвертого выхода узла управления 44 на второй вход узла памяти 42, формируют совокупность оценок мощности (решающая функция) обновленных компонент многолучевого сигнала предыдущего периода, а по сигналу считывания, поступающему с того же выхода блока управления 44, эта совокупность с выхода узла памяти 42 поступает на первый вход узла выбора 43.In the
С первого выхода узла управления 44 на второй вход мультиплексора 36 поступает сигнал коммутации, по которому производят поэлементную передачу на выход мультиплексора 36 и первый вход узла памяти 37 оценок обновленных временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода.From the first output of the
В узле памяти 37 по сигналу записи, поступающему с третьего выхода узла управления 44 на второй вход узла памяти 37, формируют совокупность оценок обновленных временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода.In the
Далее рассмотрена процедура формирования совокупности временных задержек предыдущего периода и тех компонент поиска текущего этапа, временные задержки которых отличаются от временных задержек каждой из компонент многолучевого сигнала предыдущего периода более чем на заданную величину порога Th.The following describes the procedure for generating a set of time delays of the previous period and those components of the search for the current stage whose time delays differ from the time delays of each component of the multipath signal of the previous period by more than a predetermined threshold Th.
С первого выхода узла управления 44 на второй вход мультиплексора 22 и на второй вход мультиплексора 32 поступает сигнал коммутации, по которому производят поэлементную передачу на выход мультиплексора 22 оценок поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала текущего периода, а на выход мультиплексора 32 оценок поиска мощности (решающей функции) соответствующих компонент многолучевого сигнала.From the first output of the
Одновременно с первого выхода узла управления 44 на второй вход регистра 25 поступают соответствующие сигналы тактовой частоты, сигналы записи и считывания, а на первый вход счетчика 31 сигналы тактовой частоты и оценки поиска числа компонент многолучевого сигнала текущего периода.At the same time, from the first output of the
Поэлементно оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала текущего периода с выхода мультиплексора 22 поступают на первый вход ключа 23 и второй вход вычитателя 24. На первый вход вычитателя 24 с выхода узла памяти 37 по команде считывания с третьего выхода узла управления 44 поэлементно поступают оценки обновленных временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода.Elementally, evaluations of the search for time delays of the components of the multipath signal of the current period from the output of the
Коммутацию мультиплексора 22 и считывание из узла памяти 37 осуществляют по сигналам управления с узла управления 44 таким образом, что оценку поиска временных задержек каждой компоненты многолучевого сигнала текущего периода последовательно сравнивают в вычитателе 24 со всеми оценками обновленных временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода.Switching of the
Выходной сигнал вычитателя 24, представляющий собой величину (значение) разности оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала текущего периода и оценки обновленных временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода поступает на вход формирователя модуля 28, в котором формируется модуль этого сигнала. Сформированный сигнал с выхода формирователя модуля 28 поступает на первый вход компаратора 29, на второй вход которого подают заданный сигнал порога Th. Значение сигнала порога Th выбирают, например, равным половине чипа ПСП.The output signal of the
При превышении выходным сигналом формирователя модуля 28 сигнала порога Th на выходе компаратора 29 вырабатывают сигнал, равный, например, логической единице. В противном случае вырабатывают сигнал, равный, например, логическому нулю. Этот сигнал поступает на вход схемы НЕ 30. С выхода схемы НЕ 30 инверсный сигнал поступает на первый вход регистра 25 с последовательным входом и параллельным выходом, например, реализованный на базе стандартных микросхем серии 561ПР1 или серии 1564ИР8. Регистр 25 предварительно обнуляют по включению питания или по сигналу индикации окончания текущего цикла сравнения, который в процессе работы формируют на выходе счетчика 31. Сигнал индикации окончания текущего цикла сравнения с выхода счетчика 31 поступает на третий вход регистра 25 и на второй вход триггера 27.When the output signal of the driver of the module 28 of the signal threshold Th at the output of the
Сигнал индикации окончания текущего цикла сравнения могут формировать с использованием стандартных программируемых счетчиков, например, серии 564ИЕ10 или др.The signal indicating the end of the current comparison cycle can be generated using standard programmable counters, for example, 564IE10 series or others.
Исходное состояние счетчика 31 задают по команде управления с первого выхода узла управления 44 на управляющий вход счетчика по известному числу компонент совокупности предыдущего периода, которые хранятся в узле памяти 37. При этом на счетный вход счетчика 31 подают сигнал тактовых импульсов, а на второй вход регистра 25 подают сигнал записи.The initial state of the
Сигнал индикации окончания текущего цикла сравнения формируют, например, по моменту появления сигнала логической единицы на выходе старшего разряда счетчика 31, который соответствует завершению считывания из узла памяти 37 всех компонент совокупности предыдущего периода.The signal indicating the end of the current comparison cycle is formed, for example, at the time of the appearance of the logical unit signal at the output of the high order of the
При такой организации процедуры формирования совокупности временных задержек счетчик 31 для каждого цикла считывания из узла памяти 37 вырабатывает сигнал индикации окончания текущего цикла.With this organization of the procedure for generating a set of time delays, the
Последовательно по результатам сравнения в вычитателе 24 оценок поиска временных задержек каждой компоненты многолучевого сигнала текущего периода со всеми оценками обновленных временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода на выходе схемы НЕ 30 формируют сигнал сравнения, равный логическому нулю, если оценки временных задержек компонент многолучевого сигнала отстоят друг от друга не менее чем на Th, и равный логической единице в противном случае. Сформированные сигналы сравнения последовательно записывают в регистр 25. С параллельных выходов регистра 25 сигналы сравнения поступают на входы схемы ИЛИ-НЕ 26, выходной сигнал которой по сигналу индикации окончания текущего цикла сравнения записывают в триггер 27, а регистр 25 обнуляют.Consistently, according to the results of the comparison in the subtractor, 24 estimates of the time delay search for each component of the multipath signal of the current period with all estimates of the updated time delays of the components of the multipath signal of the previous period at the output of the circuit HE 30 generate a comparison signal equal to logical zero if the estimates of the time delays of the component of the multipath signal are apart from a friend no less than Th, and equal to a logical unit otherwise. The generated comparison signals are sequentially recorded in the register 25. From the parallel outputs of the register 25, the comparison signals are fed to the inputs of the OR-NOT 26 circuit, the output signal of which is written to the
Выходной сигнал триггера 27 поступает на второй управляющий вход ключа 23, на второй управляющий вход ключа 33 и на первый вход сумматора 34. Выходной сигнал схемы ИЛИ-НЕ 26 (триггера 27) равен логической единице, если оценка временной задержки анализируемой компоненты сигнала текущего периода отстоит от всех оценок обновленных временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода не менее чем на Th. В противном случае выходной сигнал схемы ИЛИ-НЕ 26 (триггера 27) равен логическому нулю.The output signal of the
По сигналу, равному логической единице, оценку поиска временной задержки анализируемой компоненты сигнала текущего периода с выхода мультиплексора 22 через ключ 23 передают на первый вход узла памяти 37 и запоминают. Соответствующую оценку поиска мощности (решающую функцию) многолучевого сигнала текущего периода с выхода мультиплексора 32 через ключ 33 передают на первый вход узла памяти 42 и запоминают.According to a signal equal to a logical unit, the search estimate of the time delay of the analyzed component of the signal of the current period from the output of the
По сигналу, равному логическому нулю, ключи 23, 33 блокируют, и запись в узлы памяти не производят.By a signal equal to a logical zero, the keys 23, 33 are blocked, and they are not written to memory nodes.
При завершении процедуры сравнения всех оценок поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала текущего периода со всеми оценками обновленных временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода в узле памяти 37 формируют совокупность временных задержек компонент многолучевого сигнала предыдущего периода и тех компонент поиска, временные задержки которых отличаются от временных задержек каждой из компонент многолучевого сигнала предыдущего периода более чем на заданную величину порога Th. Одновременно в узле памяти 42 формируют совокупность оценок поиска мощности (решающей функции) соответствующих компонент многолучевого сигнала.Upon completion of the procedure for comparing all estimates of the search for time delays of the components of the multipath signal of the current period with all estimates of the updated time delays of the components of the multipath signal of the previous period in the
Для каждого цикла процедуры сравнения выходной сигнал триггера 27, равный логической единице или логическому нулю, поступает на первый вход сумматора 34. На второй вход сумматора 34, на первый вход компаратора 39 и второй вход узла управления 44 поступает сигнал с выхода узла памяти 38, который соответствует числу компонент совокупности текущего периода. В сумматоре 34 для каждого цикла сравнения суммируют число, записанное в узле памяти 38 и сигнал с выхода триггера 27. Результат суммирования поступает на первый вход узла памяти 38, который запоминают по сигналу записи, приходящему с четвертого выхода узла управления 44 на второй вход узла памяти 38.For each cycle of the comparison procedure, the output signal of the
После завершения процедуры формирования совокупности компонент текущего этапа по сигналу считывания, приходящему с четвертого выхода узла управления 44 на второй вход узла памяти 38, результат суммирования с выхода узла памяти 38 поступает на вход компаратора 39. В компараторе 39 этот сигнал сравнивают с заданным числом L, которое поступает на второй вход компаратора 39 и на второй вход ключа 35.After the completion of the procedure for forming the constituent components of the current stage by the read signal coming from the fourth output of the
На выходе компаратора 39 вырабатывается сигнал управления процедуры формирования совокупности обновленных временных задержек, который поступает на первый вход ключа 35 и на третий вход узла управления 44.At the output of the
Если сигнал с выхода узла памяти 38 превышает заданное число L, то на выходе компаратора 39 вырабатывается сигнал, равный в данном случае логической единице, который поступает на первый вход ключа 35 и на третий вход узла управления 44. На второй вход узла управления 44 с выхода узла памяти 38 поступает сигнал, который соответствует числу компонент суммарной совокупности. По этим сигналам узел управления 44 вырабатывает сигналы управления для узла выбора 43 и узла памяти 42, которые соответственно поступают с пятого выхода узла управления 44 на второй вход узла выбора 43 и с четвертого выхода узла управления 44 на второй вход узла памяти 42.If the signal from the output of the
Сигналы управления с четвертого и пятого выхода узла управления 44 содержат сигнал тактовой частоты, сигналы записи и считывания, сигналы, соответствующие числу компонент суммарной совокупности и заданному числу L. По этим сигналам из узла памяти 42 в узел выбора 43 производят считывание совокупности оценок поиска мощности (решающей функции) соответствующих компонент многолучевого сигнала и формируют адреса временных задержек L наиболее мощных компонент многолучевого сигнала, записанных в узле памяти 37. Сформированные адреса с выхода узла выбора 43 поступают на четвертый вход узла управления 44. Узел управления 44 производит считывание из узла памяти 37 обновленной совокупности временных задержек текущего периода, находящихся по сформированным адресам. Обновленная совокупность временных задержек текущего периода с выхода узла памяти 37 и соответствующие ей адреса с шестого выхода узла управления 44 поступают на блок управления 11.The control signals from the fourth and fifth outputs of the
Если сигнал с выхода узла памяти 38 не превышает заданное число L, то по команде управления с третьего выхода узла управления 44 производят считывание из узла памяти 37 в блок управления 11 всей совокупности временных задержек компонент многолучевого сигнала текущего периода.If the signal from the output of the
Узел управления 44 может быть реализован различным образом, например, на современных микропроцессорах цифровой обработки сигналов (DSP) - TMS320Cxx, Motorola 56xxx, Intel и т.п.The
Вариант выполнения узла оценки мощности 40 предлагаемого устройства приема многолучевого сигнала представлен на фиг.7.An embodiment of a
Узел оценки мощности 40 работает следующим образом.The
На первые входы сумматоров со сбросом 46, 50 узлов оценки мощности компоненты 45-1, 45-М со второго выхода блока формирования мягких решений 15 поступают соответственно синфазные и квадратурные составляющие корреляционных откликов обновленных компонент многолучевого сигнала (Асi Asi i=1...M). На вторые входы сумматоров со сбросом 46, 50 и 49 узлов оценки мощности компоненты 45-1, 45-М с узла управления 44 поступают соответственно сигналы сброс 1 и сброс 2. В сумматорах со сбросом 46, 50 на временных интервалах между сигналами сброса производят когерентное накопление синфазных и квадратурных составляющих корреляционных откликов обновленных компонент многолучевого сигнала. При формировании сигнала сброс 1 для сумматоров со сбросом 46, 50 учитывают интервал когерентности многолучевого сигнала. Сформированные сигналы с выходов сумматоров со сбросом 46, 50 поступают соответственно на входы квадраторов 47 и 51, где формируют сигналы, равные квадратам синфазных и квадратурных составляющих корреляционных откликов. Эти сигналы поступают соответственно на первый и второй вход сумматора 48, на выходе которого формируют последовательность сумм квадратов синфазных и квадратурных составляющих корреляционных откликов, которая поступает на вход сумматора со сбросом 49. В сумматорах со сбросом 49 узлов оценки мощности компоненты 45-1, 45-М производят некогерентное накопление сумм квадратов синфазных и квадратурных составляющих корреляционных откликов и формируют совокупность оценок мощности (решающей функции) компонент многолучевого сигнала предыдущего периода, которая поступает на вход мультиплексора 41. Характеристики сигналов сброс 1 для сумматоров со сбросом 46, 50 и сброс 2 для сумматора со сбросом 49 выбирают таким образом, чтобы обеспечить условия для оценки мощности компонент многолучевого сигнала, такие же, как в блоке поиска 12. Это необходимо для получения адекватных оценок, которые используются для сравнения в узле выбора 43.The first inputs of the adders with a reset of 46, 50 nodes for evaluating the power of components 45-1, 45-M from the second output of the soft
Вариант выполнения узла выбора 43 предлагаемого устройства приема многолучевого сигнала представлен на фиг.8.An embodiment of a
Предварительно следует отметить, что для реализации конкретного решения использование элемента памяти 55 в узле выбора 43 избыточно. Однако такой подход позволяет получить универсальную структуру, которую можно использовать в предлагаемом устройстве для решения различных задач.First, it should be noted that to implement a specific solution, the use of a memory element 55 in the
Узел выбора 43 по суммарной совокупности N оценок поиска мощности (решающей функции) компонент многолучевого сигнала, сформированной в узле памяти 42, формирует адреса обновленных временных задержек для L ранжированных наиболее мощных компонент совокупности. При этом N>L.The
Узел выбора 43 работает следующим образом.The
На первый вход элемента памяти 55 с выхода узла памяти 42 поступает суммарная совокупность из N оценок поиска мощности (решающей функции) компонент многолучевого сигнала. По сигналу записи, поступающему с узла управления 44 на второй вход элементаThe first input of the memory element 55 from the output of the
памяти 55, эту совокупность запоминают. Следует отметить, что элемент памяти 55 имеет структуру, тождественную узлу памяти 42 и 37, то есть по одинаковым адресам записаны соответствующие параметры компонент совокупности.memory 55, this set is remembered. It should be noted that the memory element 55 has a structure identical to the
Далее все операции выполняют с компонентами совокупности, записанной в элемент памяти 55.Further, all operations are performed with the components of the population recorded in the memory element 55.
Процедуру выбора осуществляют в L этапов. Для каждого этапа, который состоит из K циклов, определяют максимальный элемент совокупности элемента памяти 55 и запоминают соответствующий ему адрес в регистре адресов 60. Максимальный элемент совокупности элемента памяти 55 обнуляют и выполняют следующий этап для измененной совокупности элементов. Вся процедура занимает NxL циклов.The selection procedure is carried out in L stages. For each stage, which consists of K cycles, the maximum element of the population of the element of memory 55 is determined and the address corresponding to it is stored in the
С узла управления 44 на второй вход элемента памяти 55 поступают сигнал тактовой частоты, сигнал считывания и адреса компонент совокупности. На первый вход ключа 57 поступают адреса компонент совокупности. На первый вход счетчика 61, на второй вход регистров 56, 58 и на первый вход регистра 52 поступает сигнал тактовой частоты. На второй вход счетчика 61 поступает сигнал, соответствующий числу компонент (циклов) N записанной в узле памяти 42 совокупности. На второй вход счетчика 62 поступает сигнал, соответствующий заданному числу (этапов) L.From the
На первом этапе регистр 52 предварительно обнуляют по сигналу, который поступает на его второй вход с узла управления 44.At the first stage, the register 52 is pre-zeroed by a signal that is supplied to its second input from the
Каждый последующий этап реализуют следующим образом.Each subsequent stage is implemented as follows.
С узла управления 44 на второй вход элемента памяти 55 и первый вход ключа 57 последовательно поступают адреса компонент совокупности. По сигналу считывания из элемента памяти 55 на первый вход регистра 56 производят последовательное считывание оценок мощности (решающей функции) компонент совокупности многолучевого сигнала. По сигналу записи, поступающему на второй вход регистра 56 с узла управления 44, считанные оценки мощности (решающей функции) компонент многолучевого сигнала записывают.From the
По сигналу считывания оценка мощности (решающей функции) анализируемой компоненты с выхода регистра 56 поступает на первый вход ключа 53 и на второй вход компаратора 54, на первый вход которого с выхода регистра 52 поступает нулевой сигнал для первого цикла или некоторая промежуточная наибольшая текущая оценка мощности компоненты для других циклов. Если сигнал на втором входе компаратора 54 больше, чем сигнал на его первом входе, то на выходе компаратора 54 формируют сигнал, равный логической единице, который поступает на второй вход ключа 53, на второй вход ключа 57, на третьи входы записи регистров 52 и 58.According to the read signal, an estimate of the power (decisive function) of the analyzed component from the output of the register 56 goes to the first input of the key 53 and to the second input of the
По этому сигналу оценка мощности (решающей функции) компоненты многолучевого сигнала с выхода регистра 56 через ключ 53 поступает на четвертый вход регистра 52, которую записывают в нем вместо ранее записанной меньшей по мощности оценки.According to this signal, an estimate of the power (decisive function) of the component of the multipath signal from the output of the register 56 through the key 53 is fed to the fourth input of the register 52, which is recorded in it instead of the previously recorded lower power rating.
Соответствующий адрес через ключ 57 поступает на первый вход регистра 58, который записывают в нем вместо ранее записанного адреса и передают на первый вход ключа 59.The corresponding address through the key 57 is fed to the first input of the register 58, which is recorded in it instead of the previously recorded address and transmitted to the first input of the key 59.
Если сигнал на втором входе компаратора 54 меньше, чем сигнал на его первом входе, то на выходе компаратора 54 формируют сигнал, равный логическому нулю, и коммутацию ключей 53, 57 не осуществляют. Регистры 52 и 58 остаются в состоянии, соответствующем предыдущему циклу.If the signal at the second input of the
Таким образом на каждом цикле выбирают адрес, соответствующий большей по мощности компоненте измененной совокупности элементов.Thus, on each cycle, the address corresponding to the larger component of the changed set of elements is selected.
Счетчик 61 по числу тактовых символов на первом входе и сигналу, соответствующему числу компонент совокупности N, формирует сигнал окончания текущего цикла и может быть реализован, например, на базе стандартного программируемого счетчика, например, серии 564ИЕ10 и др.The counter 61, according to the number of clock symbols at the first input and the signal corresponding to the number of components of the set N, generates a signal for the end of the current cycle and can be implemented, for example, on the basis of a standard programmable counter, for example, 564IE10 series, etc.
Сигнал окончания текущего цикла представляет собой, например, момент возникновения единичного сигнала в старшем разряде счетчика 61. Этот сигнал с выхода счетчика 61 поступает на первый вход счетчика 62, на второй вход ключа 59, на второй вход регистра 52 и на первый вход ключа 63, на второй вход которого поступает сигнал, равный нулю. Выходной сигнал ключа 63 поступает на первый вход элемента памяти 55.The signal for the end of the current cycle is, for example, the moment of occurrence of a single signal in the high order of the counter 61. This signal from the output of the counter 61 is fed to the first input of the counter 62, to the second input of the key 59, to the second input of the register 52 and to the first input of the key 63, the second input of which receives a signal equal to zero. The output signal of the key 63 is supplied to the first input of the memory element 55.
По сигналу окончания текущего цикла обнуляют регистр 52 и с выхода ключа 63 на первый вход элемента памяти 55 подают сигнал нулевого уровня.At the end of the current cycle, the register 52 is reset and the output of the key 63 sends a zero level signal to the first input of the memory element 55.
Адрес, соответствующий компоненте совокупности каждого этапа с максимальной оценкой мощности, через ключ 59 поступает на первый вход регистра адресов 60 и на второй вход элемента памяти 55.The address corresponding to the constituent component of each stage with the maximum power estimate is supplied through the key 59 to the first input of the
По сигналу записи, поступающему с узла управления 44 на второй вход регистра адресов 60, адрес, соответствующий компоненте каждого этапа совокупности с максимальной оценкой мощности, запоминают в регистре адресов 60.According to the write signal from the
Таким образом на каждом этапе выбирают адрес, соответствующий большему элементу измененной совокупности.Thus, at each stage, the address corresponding to the larger element of the changed population is selected.
В элементе памяти 55 по адресу, соответствующему компоненте совокупности с максимальной оценкой мощности, записывают нулевое значение.In the memory element 55 at the address corresponding to the component of the population with the maximum power rating, a zero value is recorded.
Счетчик 62 по числу сигналов окончания текущего цикла на первом входе и сигналу, соответствующему числу этапов L, формирует сигнал окончания процедуры выбора и может быть реализован, например, на базе стандартного программируемого счетчика серии 564ИЕ10 и др.The counter 62, based on the number of signals that end the current cycle at the first input and the signal corresponding to the number of steps L, generates a signal to end the selection procedure and can be implemented, for example, on the basis of a standard programmable counter of the 564IE10 series, etc.
Сигнал окончания процедуры выбора представляет собой, например, сигнал логической единицы на старшем разряде счетчика 62, который возникает в момент совпадения числа сигналов окончания текущего цикла и сигнала, соответствующего числу этапов L. Этот сигнал с выхода счетчика 62 поступает на узел управления 44. По сигналу окончания процедуры выбора в узле управления 44 формируют сигнал считывания, который поступает на второй вход регистра адресов 60. По этому сигналу из регистра адресов 60 в узел управления 44 считывают адреса L наиболее мощных компонент обновленной совокупности временных задержек.The signal of the end of the selection procedure is, for example, a signal of a logical unit at the high order of the counter 62, which occurs when the number of signals of the end of the current cycle coincides with the signal corresponding to the number of steps L. This signal from the output of the counter 62 is sent to the
Регистр адресов 60 с последовательным входом и параллельным выходом, может быть реализован, например, на базе стандартных микросхем серии 561ПР1 или серии 1564ИР8.The address register 60 with serial input and parallel output can be implemented, for example, on the basis of standard microcircuits of the 561PR1 series or 1564IR8 series.
Предлагаемый способ поиска сигнала в области многолучевости заключается в следующем:The proposed method of searching for a signal in the field of multipath is as follows:
- Формируют комплексные корреляционные отклики пилот сигнала, определяя корреляцию входного сигнала с опорным сигналом, соответствующим заданным дискретным временным позициям (задержкам) в области многолучевости (сдвинутым на дискрет времени поиска в пределах области многолучевости).- Form the complex correlation responses of the pilot signal by determining the correlation of the input signal with the reference signal corresponding to the given discrete time positions (delays) in the multipath region (shifted by the search time discrete within the multipath region).
- Определяют значения решающей функции для заданных дискретных временных задержек области многолучевости, суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот сигнала.- Determine the values of the decisive function for the given discrete time delays of the multipath region by summing the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding complex correlation responses of the pilot signal.
- Сравнивают значения сформированной решающей функции с заданным порогом h.- Compare the values of the generated decision function with a given threshold h.
- Формируют совокупность значений решающей функции, превысивших порог, и совокупность соответствующих им временных задержек.- Form the totality of the values of the decisive function that have exceeded the threshold, and the totality of the corresponding time delays.
- Поэтапно формируют оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала. При этом на каждом этапе получают оценку одной компоненты, для чего:- Gradually form estimates of the search for time delays of the components of the multipath signal. At the same time, at each stage, one component is evaluated, for which:
- определяют элемент с максимальным значением из совокупности значений решающей функции текущего этапа, при этом совокупностью значений решающей функции первого этапа является сформированная совокупность значений решающей функции,- determine the element with the maximum value from the set of values of the decisive function of the current stage, while the set of values of the decisive function of the first stage is the formed set of values of the decisive function,
- сравнивают максимальное значение решающей функции текущего этапа с порогом h,- compare the maximum value of the decisive function of the current stage with a threshold h,
- в случае непревышения порога формирование оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала прекращают,- in the case of not exceeding the threshold, the formation of an estimate of the search for time delays of the components of the multipath signal is stopped,
- в случае превышения порога:- in case of exceeding the threshold:
временную задержку, соответствующую элементу с максимальным значением решающей функции текущего этапа, считают оценкой поиска временной задержки компоненты многолучевого сигнала,the time delay corresponding to the element with the maximum value of the decisive function of the current stage is considered an estimate of the search for the time delay of the components of the multipath signal,
производят коррекцию элементов совокупности значений решающей функции текущего этапа,correct the elements of the set of values of the decisive function of the current stage,
формируют совокупность значений решающей функции последующего этапа, исключая из скорректированной совокупности значений решающей функции текущего этапа элемент с максимальным значением.form a set of values of the decisive function of the subsequent stage, excluding from the adjusted set of values of the decisive function of the current stage the element with the maximum value.
Дискрет времени поиска выбирается, например, равным половине чипа ПСП.The search time discrete is selected, for example, to be equal to half the memory bandwidth chip.
Порог h выбирают, например, пропорциональным мощности шума.The threshold h is selected, for example, proportional to the noise power.
Коррекцию элементов совокупности значений решающей функции текущего этапа производят, например, вычитая корректирующую величину из элементов совокупности, временные задержки которых отличаются от временной задержки максимального элемента не более чем на заданный временной порог η.Correction of elements of the set of values of the decisive function of the current stage is performed, for example, by subtracting the correction value from the elements of the set, the time delays of which differ from the time delay of the maximum element by no more than a given time threshold η.
Корректирующая величина выбирается, например, пропорциональной максимальному элементу и обратно пропорциональной модулю разности временных задержек максимального и корректируемого элемента совокупности значений решающей функции текущего этапа.The correction value is selected, for example, proportional to the maximum element and inversely proportional to the module of the difference in time delays of the maximum and the corrected element of the set of values of the decisive function of the current stage.
Временной порог η выбирается, например, равным двум дискретам времени поиска.The time threshold η is selected, for example, equal to two discrete search time.
Для реализации предлагаемого способа поиска сигнала в области многолучевости используется устройство, представленное на фиг.9, где обозначено:To implement the proposed method of searching for a signal in the multipath domain, the device shown in Fig. 9 is used, where it is indicated:
16-1 - 16-К - квадратурные корреляторы,16-1 - 16-K - quadrature correlators,
17 - генератор ПСП,17 - generator PSP,
18 - схема формирования порога,18 is a diagram of the formation of the threshold,
19 - схема управления,19 is a control circuit,
20 - мультиплексор,20 - multiplexer,
64 - схема обнаружения лучей,64 is a beam detection circuit,
65, 73, 76 - первый, второй, третий ключи,65, 73, 76 - the first, second, third keys,
66, 83 - первый и второй компараторы,66, 83 - the first and second comparators,
67 - логический узел,67 - logical node
68 - счетчик,68 - counter
69 - узел управления,69 - control unit,
70 - схема ИЛИ,70 is an OR diagram
71 - элемент памяти исходной совокупности решающих функций,71 - a memory element of the original set of decisive functions,
72 - узел определения максимального элемента,72 - node determining the maximum element,
74 – регистр памяти решающих функций поиска,74 - memory register of critical search functions,
75 - элемент памяти исходной совокупности временных задержек,75 - memory element of the original set of time delays,
77 – регистр памяти оценок поиска временных задержек,77 - memory register estimates search time delays,
78, 82 - первый и второй вычитатели,78, 82 - the first and second subtractors,
79 - формирователь модуля,79 - shaper module
80 - регистр,80 - register
81 - формирователь сигнала коррекции.81 - shaper correction signal.
Устройство, реализующее способ поиска, содержит К квадратурных корреляторов 16-1 - 16-К, первые и вторые входы которых объединены с первым и вторым входами схемы формирования порога 18 и являются сигнальными входами устройства. Третий вход каждого квадратурного коррелятора 16-1 - 16-K является входом сигнала ПСП и соединен с соответствующим ему выходом генератора ПСП 17.A device that implements the search method contains K quadrature correlators 16-1 to 16-K, the first and second inputs of which are combined with the first and second inputs of the threshold formation circuit 18 and are signal inputs of the device. The third input of each quadrature correlator 16-1 - 16-K is the input of the SRP signal and connected to the corresponding output of the
Четвертый вход каждого квадратурного коррелятора 16-1 - 16-К, который является входом управляющего сигнала, соединен с соответствующим ему первым выходом схемы управления 19. Второй выход схемы управления 19, который является выходом временных сдвигов генератора ПСП 17, соединен со входом генератора ПСП 17 и вторым входом схемы обнаружения лучей 64. Выход каждого квадратурного коррелятора 16-1 - 16-K, который является выходом значений решающей функции для заданных временных задержек области многолучевости, соединен с соответствующим входом мультиплексора 20.The fourth input of each quadrature correlator 16-1 - 16-K, which is the input of the control signal, is connected to its corresponding first output of the control circuit 19. The second output of the control circuit 19, which is the output of time shifts of the
Выход мультиплексора 20, который является выходом значений решающей функции из области многолучевости, соединен с первым входом схемы обнаружения лучей 64.The output of the multiplexer 20, which is the output of the values of the decisive function from the multipath region, is connected to the first input of the
Выход схемы формирования порога 18, который является выходом значения порога h, соединен с третьим входом схемы обнаружения лучей 64 и первым входом первого компаратора 66.The output of the threshold formation circuit 18, which is the output of the threshold value h, is connected to the third input of the
Вход схемы управления 19, который является входом управляющих сигналов, соединен с первым выходом блока управления 11.The input of the control circuit 19, which is the input of the control signals, is connected to the first output of the control unit 11.
Первый выход схемы обнаружения лучей 64, который является выходом временных задержек, соединен со вторым выходом элемента памяти исходной совокупности временных задержек 75. Второй выход схемы обнаружения лучей 64, который является выходом значений решающих функций, превысивших порог, соединен со вторым входом элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71. Третий выход схемы обнаружения лучей 64, который является выходом сигнала, равного числу обнаруженных компонент, превысивших порог, соединен с первым входом узла управления 69. Четвертый выход схемы обнаружения лучей 64, который является выходом сигнала индикации превышения порога для заданной дискретной временной задержки, соединен со вторым входом узла управления 69. Первый выход узла управления 69, который является выходом сигнала записи, соединен с первым входом элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71 и с первым входом элемента памяти исходной совокупности временных задержек 75. Выход элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71, который является выходом решающей функции текущего этапа, соединен с первым входом узла определения максимального элемента 72, с первым входом вычитателя 82, с первыми входами первого ключа 65 и второго ключа 73. Второй вход узла определения максимального элемента 72 является входом управления и соединен с пятым выходом узла управления 69. Выход узла определения максимального элемента 72, который является выходом адреса выбранного максимального элемента, соединен с пятым входом узла управления 69.The first output of the
Второй выход узла управления 69, который является выходом сигнала индикации наличия максимума, соединен со вторым входом ключа 65 и первым входом логического узла 67. Выход ключа 65 соединен со вторым входом первого компаратора 66. Выход компаратора 66, который является выходом превышения порога, соединен со вторым входом логического узла 67, первым входом счетчика 68, со вторыми управляемыми входами второго 73 и третьего 76 ключей и с первым входом регистра 80.The second output of the control unit 69, which is the output of the signal indicating the presence of a maximum, is connected to the second input of the key 65 and the first input of the
Третий выход узла управления 69, который является выходом числа обнаруженных компонент текущего периода поиска, соединен со вторым входом счетчика 68. Выход счетчика 68 соединен с первым входом схемы ИЛИ 70, второй вход которой соединен с выходом логического узла 67. Выход схемы ИЛИ 70, который является выходом индикатора окончания процедуры поиска, соединен с третьим входом узла управления 69.The third output of the control node 69, which is the output of the number of detected components of the current search period, is connected to the second input of the counter 68. The output of the counter 68 is connected to the first input of the OR circuit 70, the second input of which is connected to the output of the
Четвертый выход узла управления 69, который является выходом управляющего сигнала формирования оценки поиска, соединен с первым входом регистра памяти решающих функций поиска 74, с первым входом регистра памяти оценки поиска временных задержек 77 и с третьим входом формирователя сигнала коррекции 81. Второй вход регистра памяти решающих функций поиска 74 и первый вход формирователя сигнала коррекции 81 объединены и соединены с выходом второго ключа 73, который является выходом максимальной решающей функции текущего этапа. Вторые входы регистра памяти оценки поиска временных задержек 77 и регистра 80 объединены и соединены с выходом третьего ключа 76, первый вход которого объединен с первым входом первого вычитателя 78 и соединен с выходом элемента памяти исходной совокупности временных задержек 75, который является выходом значения временной задержки, соответствующей максимальному элементу. Выход регистра 80, который является выходом значений временной задержки, соединен со вторым входом первого вычитателя 78. Выход первого вычитателя 78, который является выходом разности временных задержек, соединен со входом формирователя модуля 79. Выход модуля сигнала разности формирователя модуля 79 соединен со вторым входом формирователя сигнала коррекции 81 и первым входом второго компаратора 83. Второй вход компаратора 83 является пороговым входом. Выход второго компаратора 83 является выходом превышения порога и соединен с четвертым входом узла управления 69 и с четвертым входом формирователя сигнала коррекции 81. Выход формирователя сигнала коррекции 81, являющийся выходом сигнала коррекции, соединен со вторым входом второго вычитателя 82, выход которого соединен со вторым входом элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71. Выход регистра памяти оценки поиска временных задержек и выход регистра памяти решающих функций поиска объединены и являются выходом блока поиска 12.The fourth output of the control unit 69, which is the output of the control signal for generating a search estimate, is connected to the first input of the memory register of the search decision functions 74, with the first input of the register of the memory of the search for time delays 77 and with the third input of the shaper of the correction signal 81. The second input of the decision memory register search functions 74 and the first input of the correction signal generator 81 are combined and connected to the output of the second key 73, which is the output of the maximum decisive function of the current stage. The second inputs of the memory register search evaluation time delays 77 and the register 80 are combined and connected to the output of the third key 76, the first input of which is combined with the first input of the first subtractor 78 and connected to the memory element of the original set of time delays 75, which is the output of the time delay value, corresponding to the maximum element. The output of the register 80, which is the output of the time delay values, is connected to the second input of the first subtractor 78. The output of the first subtractor 78, which is the output of the time delay difference, is connected to the input of the shaper of module 79. The output of the difference signal module of the shaper of module 79 is connected to the second input of the shaper correction signal 81 and the first input of the second comparator 83. The second input of the comparator 83 is a threshold input. The output of the second comparator 83 is the threshold exceeding output and is connected to the fourth input of the control unit 69 and to the fourth input of the correction signal generator 81. The output of the correction signal generator 81, which is the output of the correction signal, is connected to the second input of the
Предлагаемое устройство поиска сигнала 12 работает следующим образом.The proposed device signal search 12 operates as follows.
Из совокупности значений решающей функции поиска, превысивших порог, формируется совокупность оценки поиска значений решающей функции компонент многолучевого сигнала и совокупность соответствующих им временных задержек.From the totality of the values of the decisive search function that exceeded the threshold, a set of estimates of the search for the values of the decisive function of the components of the multipath signal and the set of time delays corresponding to them are formed.
При формировании оценки поиска временных позиций (задержек) компонент многолучевого сигнала учитывается влияние боковых выбросов корреляционных откликов сигналов лучей друг на друга.When forming an estimate of the search for temporary positions (delays) of the component of a multipath signal, the influence of lateral emissions of the correlation responses of ray signals on each other is taken into account.
Синфазная и квадратурная составляющие входного комплексного сигнала поступают соответственно на первый и второй входы К параллельных квадратурных корреляторов 16-1 - 16-К и на первый и второй входы схемы формирования порога 18. На третий вход квадратурных корреляторов 16-1 - 16-K с соответствующих выходов генератора ПСП 17 поступает опорный сигнал, сдвинутый на дискрет времени поиска в пределах области многолучевости, например, равный половине чипа ПСП. Временные сдвиги опорных сигналов генератора ПСП 17 задают сигналом временных сдвигов генератора ПСП, который поступает со второго выхода схемы управления 19 на вход генератора ПСП 17 и на второй вход схемы обнаружения лучей 64. На четвертый вход каждого квадратурного коррелятора 16-1 - 16-K с соответствующего ему первого выхода схемы управления 19 поступает управляющий сигнал, например сигнал сброса.The in-phase and quadrature components of the input complex signal are respectively supplied to the first and second inputs K of the parallel quadrature correlators 16-1 - 16-K and to the first and second inputs of the threshold formation circuit 18. To the third input of the quadrature correlators 16-1 - 16-K from the corresponding the outputs of the
В каждом квадратурном корреляторе 16-1 - 16-K входной сигнал перемножают на опорный сигнал, результаты перемножения накапливают и в пределах области многолучевости формируют корреляционные отклики синфазных и квадратурных составляющих пилот сигнала, формируют квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов пилот сигнала. Суммируя квадраты синфазной и квадратурной частей соответствующих комплексных корреляционных откликов, определяют значения решающей функции в заданных дискретных временных позициях области многолучевости, которые поступают на вход мультиплексора 20.In each quadrature correlator 16-1 - 16-K, the input signal is multiplied by a reference signal, the multiplication results are accumulated and the correlation responses of the in-phase and quadrature components of the pilot signal are generated within the multipath region, the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding complex correlation responses of the pilot signal are formed. Summing the squares of the in-phase and quadrature parts of the corresponding complex correlation responses, determine the values of the decisive function in the given discrete time positions of the multipath region, which are input to the multiplexer 20.
С выхода мультиплексора 20 значения решающей функции в заданных дискретных временных позициях области многолучевости поступают на первый вход схемы обнаружения лучей 64.From the output of the multiplexer 20, the values of the decisive function in the given discrete time positions of the multipath region are supplied to the first input of the
По управляющему сигналу с выхода блока управления 11 схема управления 19 осуществляет временной сдвиг генератора ПСП 17 в пределах области многолучевости и обнуляет сумматоры квадратурных корреляторов 16-1 - 16-K.According to the control signal from the output of the control unit 11, the control circuit 19 performs a time shift of the
По входному сигналу схема формирования порога 18 формирует порог h, который выбирают, например, пропорционально оценке мощности шума и подают на третий вход схемы обнаружения лучей 64 и на первый вход компаратора 66.According to the input signal, the threshold formation circuit 18 forms a threshold h, which is selected, for example, in proportion to the noise power estimate and is supplied to the third input of the
В схеме обнаружения лучей 64 значения решающей функции для заданных дискретных временных задержек области многолучевости сравнивают с порогом h и формируют значения решающей функции, превысившие порог h, и соответствующие им временные позиции, сигнал, соответствующий числу обнаруженных компонент N, превысивших порог, и сигнал индикации превышения порога h в заданной дискретной временной позиции.In the
Значения решающей функции, превысившие порог h, и соответствующие им временные позиции со второго и первого выхода схемы обнаружения лучей 64 поступают соответственно на второй вход элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71 и на второй вход элемента памяти исходной совокупности временных задержек 75. На первый вход узла управления 69 с третьего выхода схемы обнаружения лучей 64 и на второй вход узла управления 69 с четвертого выхода схемы обнаружения лучей 64 поступают соответственно сигнал, равный числу обнаруженных компонент N, превысивших порог, и сигнал индикации превышения порога h в заданной дискретной временной позиции.Values of the decisive function that exceed the threshold h and the corresponding time positions from the second and first output of the
По сигналу индикации превышения порога h на первом выходе узла управления 69 формируют сигнал записи, который поступает на первый вход элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71 и на первый вход элемента памяти исходной совокупности временных задержек 75. По этому сигналу значения решающей функции, превысившие порог h, и соответствующие им временные позиции записывают соответственно в элементы памяти исходной совокупности решающих функций 71 и элемента памяти исходной совокупности временных задержек 75 и формируют исходную совокупность значений решающей функции, превысивших порог h, и исходную совокупность соответствующих им временных позиций (задержек) текущего периода поиска.The signal indicating the excess of the threshold h at the first output of the control unit 69 generates a write signal that is transmitted to the first input of the memory element of the original set of decision functions 71 and to the first input of the memory element of the original set of time delays 75. By this signal, the values of the decision function exceeding the threshold h , and the corresponding temporary positions are recorded respectively in the memory elements of the original set of decision functions 71 and the memory element of the original set of time delays 75 and form the original ovokupnost decision function values that exceed the threshold h, and an initial set of corresponding time position (latency) of the current search period.
Используя исходные совокупности, поэтапно для каждого периода поиска формируют оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала. При этом на каждом этапе получают оценку одной компоненты.Using the initial sets, step-by-step estimates for the search of time delays of the components of the multipath signal are generated for each search period. Moreover, at each stage, one component is evaluated.
Исходной совокупностью значений решающей функции первого этапа является сформированная совокупность значений решающей функции.The initial set of values of the decisive function of the first stage is the formed set of values of the decisive function.
Для каждого текущего этапа по команде считывания с узла управления 69 с выхода элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71 поэлементно считывают исходную совокупность решающих функций и подают на первый вход узла определения максимального элемента 72, на первый вход вычитателя 82, на первый вход ключа 73 и на первый вход ключа 65.For each current stage, by a command to read from the control unit 69, from the output of the memory element of the initial set of decision functions 71, the initial set of decision functions is element-wise read and fed to the first input of the node for determining the maximum element 72, to the first input of the
В узле определения максимального элемента 72 по сигналам управления, поступающим на его второй вход с пятого выхода узла управления 69, выбирают элемент совокупности значений текущего этапа, который имеет максимальное значение решающей функции. В качестве узла определения максимального элемента 72 может быть использован, например, узел выбора 43, описанный ранее. Для определения максимального элемента для узла 72 в узле управления 69 формируют сигналы управления такие же, как для узла выбора 43 блока обновления компонент сигналов 21, за исключением сигнала, соответствующего числу наибольших элементов. В данном случае число наибольших элементов совокупности решающих функций равно единице (L=1).In the node for determining the maximum element 72 by the control signals received at its second input from the fifth output of the control unit 69, an element of the set of values of the current stage is selected that has the maximum value of the decisive function. As the node for determining the maximum element 72, for example, the
При такой реализации в узле определения максимального элемента 72 формируют адрес элемента совокупности в элементе памяти исходной совокупности решающих функций 71, который имеет максимальное значение решающей функции. Адрес выбранного максимального элемента с выхода узла определения максимального элемента 72 поступает на пятый вход узла управления 69, который с его первого выхода передают на первые входы элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71 и на первые входы элемента памяти исходной совокупности временных задержек 75.With such an implementation, in the node for determining the maximum element 72, the address of the constellation element is formed in the memory element of the initial set of decision functions 71, which has a maximum value of the decision function. The address of the selected maximum element from the output of the node for determining the maximum element 72 goes to the fifth input of the control node 69, which is transmitted from its first output to the first inputs of the memory element of the initial set of decision functions 71 and to the first inputs of the memory element of the original set of time delays 75.
Из ячейки памяти элемента исходной совокупности решающих функций 71 с адресом значения максимальной решающей функции на первый вход ключа 73 и на первый вход ключа 65 считывают значение максимальной решающей функции текущего этапа, а из ячейки памяти с соответствующим адресом элемента памяти исходной совокупности временных задержек 75 на первый вход вычитателя 78 и на первый вход ключа 76 считывают временную позицию, соответствующую значению максимальной решающей функции.From the memory cell of the element of the initial set of decision functions 71 with the address of the value of the maximum decision function to the first input of the key 73 and to the first input of the key 65, the value of the maximum decision function of the current stage is read, and from the memory cell with the corresponding address of the memory element of the original set of time delays 75 to the first the input of the subtractor 78 and the first input of the key 76 read the temporary position corresponding to the value of the maximum decisive function.
На второй вход ключа 65 и на первый вход логического узла 67 со второго выхода узла управления 69 поступает сигнал индикации наличия максимума, равный, например, логической единице. По этому сигналу максимальное значение решающей функции текущего этапа с первого входа ключа 65 поступает на второй вход компаратора 66, в котором сравнивается с порогом h.The second input of the key 65 and the first input of the
По результату сравнения в компараторе 66 формируют сигнал управления (превышения порога h). Этот сигнал с выхода компаратора 66 поступает на первый вход счетчика 68, на второй вход логического узла 67, на вторые управляемые входы ключа 73 и 76 и на первый вход записи регистра 80. На второй вход счетчика 68 с третьего выхода узла управления 69 поступает сигнал, соответствующий числу обнаруженных компонент N многолучевого сигнала текущего периода поиска.According to the result of the comparison, a control signal (exceeding the threshold h) is formed in the comparator 66. This signal from the output of the comparator 66 is fed to the first input of the counter 68, to the second input of the
Если максимальный элемент совокупности текущего этапа не превышает порог h, то в компараторе 66 вырабатывают сигнал управления, равный, например, логическому нулю. По этому сигналу ключи 73 и 76 закрывают, регистр 80 обнуляют. По сигналу управления с компаратора 66 и по сигналу индикации наличия максимума со второго выхода узла управления 69 на выходе логического узла 67 формируют сигнал, равный логической единице, который поступает на второй вход схемы ИЛИ 70, на первый вход которой поступает сигнал с выхода счетчика 68. В этом случае независимо от сигнала с выхода счетчика 68 выходной сигнал схемы ИЛИ 70 равен логической единице и поступает на третий вход узла управления 69, по которому в нем формируют сигналы управления. Сформированные сигналы управления поступают с четвертого выхода узла управления 69 на первые входы регистра памяти решающих функций поиска 74 и на первые входы регистра памяти оценки поиска временных задержек 77 и с первого выхода узла управления 69 на первые входы элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71 и элемента памяти исходной совокупности временных задержек 75. По этим сигналам формирование оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала прекращают и содержимое регистров памяти 74, 77 считывают в блок формирования мягких решений 15 и в блок обновления компонент сигнала 21.If the maximum element of the totality of the current stage does not exceed the threshold h, then in the comparator 66 generate a control signal equal to, for example, a logical zero. At this signal, the
Если максимальный элемент совокупности текущего этапа превышает порог h, то в компараторе 66 вырабатывают сигнал управления, равный логической единице. По этому сигналу максимальный элемент исходной совокупности через ключ 73 поступает на второй вход регистра памяти решающих функций поиска 74 и на первый вход формирователя сигнала коррекции 81, а значение соответствующей временной задержки поступает через ключ 76 на второй вход регистра памяти временных задержек оценки поиска 77 и на второй вход регистра 80, в которых запоминаются. Значение временной задержки, соответствующей максимальному элементу, считывают с выхода регистра 80 на второй вход вычитателя 78.If the maximum element of the totality of the current stage exceeds the threshold h, then in the comparator 66 generate a control signal equal to a logical unit. According to this signal, the maximum element of the original population through
Временную позицию (задержку), соответствующую элементу с максимальным значением решающей функции, считают оценкой поиска временной задержки компоненты многолучевого сигнала. Для следующего этапа производят коррекцию элементов совокупности значений решающей функции текущего этапа.The time position (delay) corresponding to the element with the maximum value of the decisive function is considered an estimate of the search for the time delay of the multipath signal component. For the next stage, the elements of the set of values of the decisive function of the current stage are corrected.
На выходе логического узла 67 по сигналу с компаратора 66 (равному логической единице) и сигналу индикации наличия максимума с узла управления 69 формируют сигнал, равный логическому нулю, который поступает на второй вход схемы ИЛИ 70, на первый вход которой поступает сигнал с выхода счетчика 68.The output of the
Счетчик 68 суммирует число превышений порога h в компараторе 66 и при накоплении суммарного значения, равного числу обнаруженных компонент N, вырабатывает сигнал, равный логической единице, который соответствует просмотру всех элементов исходной совокупности текущего периода. В противном случае сигнал на выходе счетчика 68 равен логическому нулю. По сигналу, равному логической единице, формирование оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала прекращают и содержимое регистров памяти 74, 77 считывают в блок формирования мягких решений 15 и блок обновления компонент сигнала 21.The counter 68 summarizes the number of excesses of the threshold h in the comparator 66 and, when the accumulated total value equal to the number of detected components N is accumulated, it generates a signal equal to a logical unit that corresponds to viewing all the elements of the original set of the current period. Otherwise, the signal at the output of counter 68 is logic zero. By a signal equal to a logical unit, the formation of an estimate of the search for time delays of the multipath signal components is stopped and the contents of the memory registers 74, 77 are read into the soft
По сигналу управления с первого выхода узла управления 69 поэлементно считывают значения решающей функции с элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71 на первый вход вычитателя 82 и соответствующие временные задержки с элемента памяти исходной совокупности временных задержек 75 на первый вход вычитателя 78.According to the control signal from the first output of the control unit 69, the values of the decisive function are read out from the memory element of the original set of decisive functions 71 to the first input of the
На выходе вычитателя 78 формируют разность между временными позициями каждого элемента совокупности текущего этапа и временной позицией максимального элемента. Сигнал разности для каждого элемента совокупности текущего этапа поступает на вход формирователя модуля 79. С выхода формирователя 79 модуль сигнала разности поступает на первый вход второго компаратора 83 и на второй вход формирователя сигнала коррекции 81. На второй вход компаратора 83 подают временной порог η, который выбирают, например, равным двум дискретам времени поиска. Если модуль сигнала разности не больше порога η, то на выходе компаратора 83 формируют сигнал управления, например, сигнал, равный логической единице, который поступает на четвертый вход узла управления 69 и на четвертый вход формирователя сигнала коррекции 81. По этому сигналу в узле 69 формируют сигнал считывания и сигнал записи, которые соответственно поступают с четвертого выхода узла 69 на третий вход формирователя сигнала коррекции 81 и с первого выхода узла 69 на первый вход элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71.At the output of the subtractor 78, a difference is formed between the temporary positions of each element of the totality of the current stage and the temporary position of the maximum element. The difference signal for each element of the totality of the current stage is input to the shaper of module 79. From the output of the shaper 79, the difference signal module goes to the first input of the second comparator 83 and to the second input of the shaper of the correction signal 81. The time threshold η is applied to the second input of the comparator 83, which is selected , for example, equal to two discrete search times. If the signal module of the difference is not greater than the threshold η, then a control signal is generated at the output of the comparator 83, for example, a signal equal to a logical unit that is supplied to the fourth input of the control unit 69 and to the fourth input of the correction signal generator 81. This signal is generated in the node 69 a read signal and a write signal, which respectively come from the fourth output of the node 69 to the third input of the driver of the correction signal 81 and from the first output of the node 69 to the first input of the memory element of the original set of decision functions 71.
По сигналу управления и сигналу считывания в формирователе сигнала коррекции 81 формируют корректирующую величину (сигнал коррекции).Using the control signal and the read signal in the shaper of the correction signal 81, a correction value (correction signal) is generated.
Корректирующую величину выбирают, например, пропорционально значению максимального элемента и обратно пропорционально модулю разности временных позиций максимального и корректируемого элемента совокупности значений решающей функции текущего этапа.The correction value is selected, for example, in proportion to the value of the maximum element and inversely to the modulus of the difference in the time positions of the maximum and the adjusted element of the set of values of the decisive function of the current stage.
Коррекцию элементов совокупности значений решающей функции текущего этапа производят, например, вычитая корректирующую величину из соответствующего элемента совокупности.Correction of elements of the set of values of the decisive function of the current stage is performed, for example, by subtracting the correction value from the corresponding element of the set.
Корректирующая величина (сигнал коррекции) с выхода формирователя сигнала коррекции 81 поступает на второй вход вычитателя 82, в котором проводят коррекцию значения решающей функции элемента совокупности текущего этапа. Скорректированное значение поступает на второй вход элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71.The correction value (correction signal) from the output of the shaper of the correction signal 81 is fed to the second input of the
По сигналу записи скорректированное значение решающей функции элемента совокупности записывают в элемент памяти исходной совокупности решающих функций 71 по адресу корректируемого элемента совокупности.According to the recording signal, the adjusted value of the decisive function of the element of the population is recorded in the memory element of the original set of decisive functions 71 at the address of the corrected element of the population.
Если модуль сигнала разности больше порога η, то коррекцию соответствующего элемента совокупности значений решающей функции текущего этапа не производят.If the modulus of the difference signal is greater than the threshold η, then the correction of the corresponding element of the set of values of the decisive function of the current stage is not performed.
По окончании анализа всех элементов совокупности значений решающей функции текущего этапа значение максимального элемента в элементе памяти исходной совокупности решающих функций 71 обнуляют.At the end of the analysis of all elements of the set of values of the decisive function of the current stage, the value of the maximum element in the memory element of the original set of decisive functions 71 is reset.
Таким образом на каждом текущем этапе формируют совокупность значений решающей функции и соответствующих им временных задержек для анализа на последующем этапе.Thus, at each current stage, a set of values of the decisive function and the corresponding time delays are formed for analysis at a subsequent stage.
Вариант выполнения схемы обнаружения лучей 64 представлен на фиг.10.An embodiment of the
Работает схема обнаружения лучей следующим образом.The ray detection circuit operates as follows.
В компараторе 84 сравнивают значения решающей функции в заданных дискретных временных позициях области многолучевости, поступающие с выхода мультиплексора 20, со значением порога h, поступающим со схемы формирования порога 18, и формируют сигнал индикации превышения порога h в заданной дискретной временной позиции. Этот сигнал поступает на узел управления 69 и используется как сигнал записи. При превышении порога значения решающей функции через ключ 86 поступают на второй вход элемента памяти исходной совокупности решающих функций 71, а соответствующие им временные позиции (задержки) со схемы управления 19 через ключ 87 поступают на второй вход элемента памяти исходной совокупности временных задержек 75.The comparator 84 compares the values of the decisive function in the given discrete time positions of the multipath region, coming from the output of the multiplexer 20, with the threshold value h coming from the threshold 18 circuit, and the signal for exceeding the threshold h at a given discrete time position is generated. This signal is supplied to the control unit 69 and is used as a write signal. When the threshold is exceeded, the values of the decisive function through the key 86 go to the second input of the memory element of the original set of decisive functions 71, and the corresponding time positions (delays) from the control circuit 19 through the key 87 go to the second input of the memory element of the original set of time delays 75.
В сумматоре 85 осуществляют накопление числа фактов превышения порога h и формируют сигнал, соответствующий числу обнаруженных компонент N, который поступает на первый вход узла управления 69.In the adder 85, the number of facts of exceeding the threshold h is accumulated and a signal corresponding to the number of detected components N is generated, which is supplied to the first input of the control unit 69.
Вариант выполнения формирователя сигнала коррекции 85 представлен на фиг.11.An embodiment of the correction signal driver 85 is shown in FIG. 11.
Предлагаемый формирователь сигнала коррекции работает следующим образом.The proposed driver signal correction works as follows.
По сигналу управления с узла управления 69 значение решающей функции максимального элемента совокупности текущего этапа записывают с выхода ключа 73 в регистр 88, а сигналы модуля разности временных задержек максимального элемента и анализируемого элемента совокупности последовательно записывают с выхода формирователя модуля 79 в регистр 92. Эти сигналы считывают с выходов регистров 88, 92 на входы формирователя отношения 89, в котором последовательно формируют отношения значений решающей функции максимального элемента совокупности текущего этапа к сигналу модуля разности временных задержек максимального элемента и анализируемого элемента совокупности. Сигнал отношения масштабируют в перемножителе 90 путем умножения на коэффициент α, выбранный, например, по результатам моделирования на ЭВМ. По сигналу с компаратора 83, равному логической единице для элементов совокупности, временные позиции которых отличаются от временной позиции максимального элемента не более, чем на заданный временной порог η, выходной сигнал перемножителя 90 через ключ 91 поступает на вычитатель 82.By the control signal from the control unit 69, the value of the decisive function of the maximum element of the population of the current stage is recorded from the output of the key 73 in the register 88, and the signals of the time difference module of the maximum element and the analyzed element of the population are sequentially written from the output of the driver of the module 79 in the register 92. These signals are read from the outputs of the registers 88, 92 to the inputs of the shaper of the
Вариант выполнения логического узла 67 представлен на фиг.12.An embodiment of the
Стандартные логический элемент И 93 и элемент НЕ 94 включены в логический узел 67 таким образом, что по сигналам с узла управления 69 и с компаратора 66 формируется сигнал управления на прекращение (логическая единица) или продолжение (логический ноль) процедуры формирования оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала.The standard logical element AND 93 and the element NOT 94 are included in the
Регистры памяти 74, 77 могут быть реализованы на базе регистра с последовательным входом и параллельным выходом, например, на стандартных микросхемах серии 561ПР1 или серии 1564ИР8.The memory registers 74, 77 can be implemented on the basis of a register with serial input and parallel output, for example, on standard microcircuits of the 561PR1 series or 1564IR8 series.
Счетчик 68 может быть реализован, например, на базе стандартного программируемого счетчика серии 564ИЕ10 и др.Counter 68 can be implemented, for example, on the basis of a standard programmable counter series 564IE10 and others.
Узел управления 69 может быть реализован различным образом, например, на современных микропроцессорах цифровой обработки сигналов (DSP) - TMS320Cxx, Motorola 56xxx, Intel и т.п.The control node 69 can be implemented in various ways, for example, on modern digital signal processing (DSP) microprocessors - TMS320Cxx, Motorola 56xxx, Intel, etc.
Предлагаемый способ формирования мягких решений при приеме многолучевого сигнала заключается в следующем.The proposed method for forming soft decisions when receiving a multipath signal is as follows.
- Осуществляют отбор компонент многолучевого сигнала, для чего:- Carry out the selection of the components of the multipath signal, for which:
- производят оценку мощности компонент многолучевого сигнала;- evaluate the power of the components of the multipath signal;
- выполняют ранжирование компонент многолучевого сигнала по убыванию их мощности;- perform the ranking of the components of the multipath signal in decreasing order of their power;
- последовательно для всех ранжированных компонент многолучевого сигнала, кроме первой;- sequentially for all ranked components of the multipath signal, except the first;
формируют отношение мощности компоненты к сумме мощностей всех предыдущих ранжированных компонент;form the ratio of the power of the component to the sum of the power of all previous ranked components;
сравнивают сформированное отношение с заданным порогом ν;comparing the generated ratio with a given threshold ν;
в случае превышения порога компоненту отбирают для формирования мягких решений;if the threshold is exceeded, the component is selected to form soft decisions;
в случае непревышения порога процедуру отбора компонент завершают.in case of not exceeding the threshold, the component selection procedure is completed.
- Формируют последовательность корреляционных откликов информационных символов для каждой отобранной компоненты многолучевого сигнала.- Form a sequence of correlation responses of information symbols for each selected component of the multipath signal.
- Осуществляют взвешенное суммирование корреляционных откликов информационных символов всех отобранных компонент многолучевого сигнала, получая объединенные мягкие решения об информационных символах.- Carry out a weighted summation of the correlation responses of the information symbols of all the selected components of the multipath signal, obtaining the united soft decisions about information symbols.
Порог ν выбирают, например, по допустимым энергетическим потерям из-за ограничения используемых при демодуляции компонент, например при потерях 0,1 дБ ν=0,03.The threshold ν is chosen, for example, according to permissible energy losses due to the limitation of the components used in demodulation, for example, for losses of 0.1 dB ν = 0.03.
Корреляционные отклики информационных символов для каждой отобранной компоненты многолучевого сигнала формируют, например, определяя корреляцию входного сигнала с известной ПСП на интервалах длительности символов.Correlation responses of information symbols for each selected component of a multipath signal are generated, for example, by determining the correlation of the input signal with the known SRP at symbol duration intervals.
Весовые коэффициенты при суммировании корреляционных откликов информационных символов отобранных компонент многолучевого сигнала выбирают, например, как комплексно сопряженные оценки комплексной огибающей информационных символов компонент многолучевого сигнала.The weighting coefficients when summarizing the correlation responses of the information symbols of the selected components of the multipath signal are selected, for example, as complex conjugate estimates of the complex envelope of information symbols of the components of the multipath signal.
Для реализации способа формирования мягких решений предлагается устройство, представленное на фиг.13, где обозначено:To implement the method of forming soft solutions, the device shown in Fig.13, where indicated:
13 - многоканальный приемник данных,13 is a multi-channel data receiver,
14 - схема объединения мягких решений,14 is a scheme for combining soft decisions,
95 - регистр памяти,95 - memory register,
96, 103, 109 - первый, второй, третий мультиплексоры,96, 103, 109 - the first, second, third multiplexers,
97, 102 - первый и второй компараторы,97, 102 - the first and second comparators,
98 - схема ИЛИ,98 is an OR circuit,
99 - счетчик,99 - counter
100 - схема НЕ,100 - circuit NOT
101 - ключ,101 is the key
104, 106, 110 - первый, второй и третий узел памяти,104, 106, 110 - the first, second and third memory node,
105 - сумматор,105 - adder
107 - формирователь отношения,107 - shaper relationships,
108 - узел оценки мощности,108 - power rating unit,
111 - узел ранжирования,111 - ranking node,
112 - узел управления.112 - control unit.
Устройство формирования мягких решений содержит многоканальный приемник данных 13, первый и второй входы которого являются входами синфазной и квадратурной составляющих компонент входного сигнала и первым и вторым входами устройства. Третий вход устройства является входами временных задержек и первыми входами второго мультиплексора 103. Четвертый вход устройства является входом значений решающей функции поиска текущего этапа и первым входом первого мультиплексора 96. Выход многоканального приемника данных 13 соединен со входом схемы объединения мягких решений 14, который является входом последовательности корреляционных откликов информационных и пилот символов компонент многолучевого сигнала, и со входом узла оценки мощности 108, который является входом последовательности корреляционных откликов пилот символов компонент многолучевого сигнала. Кроме того, выход многоканального приемника данных 13 является выходом последовательности корреляционных откликов пилот символов и временных задержек компонент многолучевого сигнала и вторым выходом устройства. Первым выходом устройства является выход объединенных мягких решений схемы объединения мягких решений 14. Вторые входы первого мультиплексора 96 и второго мультиплексора 103 являются управляющими и соединены с первым выходом узла управления 112. Выход узла оценки мощности 108, который является выходом оценки мощности компонент многолучевого сигнала (решающей функции поиска), соединен с первым входом третьего мультиплексора 109. Выход первого мультиплексора 96 объединен с выходом третьего мультиплексора 109, который является выходом сигнала оценки мощности компонент, и соединен с первым входом третьего узла памяти 110. Выход второго мультиплексора 103, который является выходом временных задержек обновленных компонент многолучевого сигнала, соединен с первым входом первого узла памяти 104, второй вход которого объединен со вторым входом третьего мультиплексора 109 и соединен со вторым управляющим выходом узла управления 112. Третий выход узла управления 112 является выходом сигналов управления и соединен со вторым входом третьего узла памяти 110, первым входом первого компаратора 97 и первым входом регистра памяти 95. Выход третьего узла памяти 110, который является выходом оценки мощности текущей компоненты, соединен с первым входом узла ранжирования 111, первым входом сумматора 105 и первым входом формирователя отношения 107, в котором формируются отношения мощности текущей компоненты к сумме мощностей всех предыдущих ранжированных компонент. Выход узла ранжирования 111, который является выходом упорядоченных адресов ячеек памяти, соединен с первым входом узла управления 112. Второй вход узла ранжирования 111 соединен с четвертым управляющим выходом узла управления 112. Пятый выход узла управления 112, который является выходом сигнала записи, соединен со вторым входом второго узла памяти 106, первый вход которого соединен с выходом сумматора 105. Выход второго узла памяти 106, который является выходом суммарных мощностей всех предыдущих ранжированных компонент, соединен со вторым входом сумматора 105 и вторым входом формирователя отношения 107. Выход формирователя отношения мощности 107 соединен с первым входом второго компаратора 102, второй вход которого является входом значения порога ν. Выход второго компаратора 102, который является выходом сигнала сравнения сформированного отношения мощности текущей компоненты к сумме мощностей всех предыдущих ранжированных компонент с заданным порогом ν, соединен со входом схемы НЕ 100, со входом счетчика 99 и с первым входом ключа 101. Второй вход ключа 101 соединен с выходом первого узла памяти 104. Выход ключа 101, который является выходом временной задержки компоненты многолучевого сигнала, соединен со вторым входом регистра памяти 95. Выход регистра памяти 95, который является выходом совокупности временных задержек отобранных компонент, соединен с третьим входом многоканального приемника данных 13. Выход схемы НЕ 100 является инверсным выходом и соединен с первым входом схемы ИЛИ 98. Выход счетчика 99, который является выходом сигнала, равного числу превышений порога ν, соединен со вторым входом первого компаратора 97. Выход первого компаратора 97 соединен со вторым входом схемы ИЛИ 98, выход которой является выходом сигнала индикации завершения процедуры отбора компонент для формирования мягких решений и соединен со вторым входом узла управления 112.The soft decision forming device comprises a multi-channel data receiver 13, the first and second inputs of which are the inputs of the in-phase and quadrature components of the input signal components and the first and second inputs of the device. The third input of the device is the inputs of time delays and the first inputs of the
Устройство формирования мягких решений работает следующим образом.A device for forming soft solutions works as follows.
В предлагаемом устройстве для формирования мягких решений (демодуляции) информационного сигнала текущего периода предварительно осуществляют отбор компонент многолучевого сигнала. Процедуру отбора выполняют из ранжированной по убыванию мощности совокупности компонент многолучевого сигнала, обнаруженных в блоке поиска 12, и компонент, обрабатываемых в схеме объединения мягких решений 14. Процедуру отбора осуществляют для каждого периода поиска.In the proposed device for the formation of soft decisions (demodulation) of the information signal of the current period, the components of the multipath signal are preliminarily selected. The selection procedure is performed from the ranked in decreasing order of the population of the multipath signal components found in the search unit 12 and the components processed in the soft
В качестве критерия отбора компонент многолучевого сигнала, которые используют при формировании мягких решений, принимают факт превышения некоторого заданного порогового значения величиной, равной отношению мощности исследуемой компоненты к суммарной мощности всех предыдущих компонент, ранжированных по убыванию их мощности.As a selection criterion, the components of the multipath signal that are used in the formation of soft solutions take the fact that some predetermined threshold value is exceeded by a value equal to the ratio of the power of the component under study to the total power of all previous components, ranked by decrease in their power.
На первый и второй вход многоканального приемника данных 13 поступает соответственно синфазная и квадратурная составляющая компонент входного многолучевого сигнала. С выходов блока управления 11 на первые входы мультиплексора 103 поступают временные задержки обновленных компонент многолучевого сигнала текущего периода.The first and second input of the multi-channel data receiver 13 receives respectively the in-phase and quadrature component of the input multipath signal component. From the outputs of the control unit 11, the first inputs of the
С первого выхода блока поиска 12 на первый вход мультиплексора 96 поступают значения решающей функции поиска текущего периода, эквивалентные мощности соответствующих компонент. С выхода многоканального приемника данных 13 на вход узла оценки мощности 108 поступает последовательность корреляционных откликов пилот символов уточненных компонент многолучевого сигнала, на вход схемы объединения мягких решений 14 поступают последовательности корреляционных откликов информационных и пилот символов уточненных компонент многолучевого сигнала, на блок обновления сигналов 21 поступает последовательность корреляционных откликов пилот символов и временные задержки уточненных компонент многолучевого сигнала.From the first output of the search unit 12 to the first input of the multiplexer 96 receives the values of the decisive search function of the current period, equivalent to the power of the respective components. From the output of the multi-channel data receiver 13, the sequence of correlation responses of the pilot symbols of the updated multipath components of the signal arrives at the input of the node for estimating the
Многоканальный приемник данных 13 предлагаемого устройства может быть реализован аналогично многоканальному приемнику данных прототипа. Временные задержки уточненных компонент многолучевого сигнала в устройстве прототипа формируют в схемах слежения за задержкой приемников данных, выходной сигнал которых может использоваться в предлагаемом устройстве.The multichannel data receiver 13 of the proposed device can be implemented similarly to the multichannel data receiver of the prototype. The time delay of the specified components of the multipath signal in the prototype device is formed in the tracking schemes for the delay of the data receivers, the output signal of which can be used in the proposed device.
В узле оценки мощности 108 по корреляционным откликам пилот символов уточненных компонент многолучевого сигнала формируют оценку мощности (решающую функцию поиска) уточненных компонент многолучевого сигнала. Сформированный сигнал оценки мощности компонент поступает с выхода узла оценки мощности 108 на первый вход мультиплексора 109. В качестве узла оценки мощности 108 может быть использован, например, узел оценки мощности 40, описанный ранее.At the
По сигналам управления, поступающим с первого выхода узла управления 112 на вторые входы мультиплексоров 96 и 103, входные сигналы мультиплексоров поэлементно поступают соответственно на первый вход узла памяти 110 и на первый вход узла памяти 104.According to the control signals received from the first output of the control unit 112 to the second inputs of the
По сигналу записи, поступающему со второго выхода узла управления 112 на второй вход узла памяти 104, временные задержки обновленных компонент многолучевого сигнала текущего периода и оценки поиска временных задержек компонент многолучевого сигнала с выхода мультиплексора 103 записывают в память.According to the recording signal from the second output of the control unit 112 to the second input of the memory node 104, the time delays of the updated multipath components of the current period and the evaluation of the search for time delays of the components of the multipath signal from the output of the
По сигналу управления, поступающему со второго выхода узла управления 112 на второй вход мультиплексора 109, сигнал оценки мощности уточненных компонент через мультиплексор 109 поэлементно поступает на первый вход узла памяти 110.According to the control signal from the second output of the control unit 112 to the second input of the multiplexer 109, the signal for evaluating the power of the specified components through the multiplexer 109 is element-wise transmitted to the first input of the
По сигналу записи с третьего выхода узла управления 112, который поступает на второй вход узла памяти 110 оценки мощности компонент записывают в память.According to the write signal from the third output of the control unit 112, which is supplied to the second input of the
Таким образом в узел памяти 104 запоминают временные задержки обновленных компонент многолучевого сигнала текущего периода, а в узел памяти 110 запоминают соответствующие значения оценок мощности компонент многолучевого сигнала текущего периода. При этом временные задержки и соответствующие им значения оценок мощности компонент запоминают в ячейках памяти узлов 104 и 110 по одинаковым адресам.Thus, the time delay of the updated components of the multipath signal of the current period is stored in the memory node 104, and the corresponding values of the power estimates of the components of the multipath signal of the current period are stored in the
По сигналу считывания, поступающему с третьего выхода узла управления 112 на второй вход узла памяти 110, осуществляют считывание оценок мощности обновленных компонент многолучевого сигнала текущего периода, которые с выхода узла памяти 110 поступают на первый вход узла ранжирования 111.The read signal from the third output of the control unit 112 to the second input of the
В узле ранжирования 111 по командам управления, поступающим с четвертого выхода узла управления 112 на второй вход узла 111, адреса ячеек памяти упорядочивают таким образом, чтобы размещенные в них оценки мощности компонент располагались в порядке убывания. Упорядоченные адреса ячеек памяти поступают с выхода узла ранжирования 111 на первый вход узла управления 112.In the
В качестве узла ранжирования 111 может быть использован, например, узел выбора 43, описанный ранее. При этом в узле управления 112 для узла ранжирования 110 формируют сигналы управления такие же, как для узла выбора 43 блока обновления компонент сигнала 21, за исключением сигнала, соответствующего числу наибольших элементов. В данном случае число наибольших элементов совокупности равно N (т.е. L=N).As the
Из ячеек памяти узла 110, расположенных по адресам, которые поступают с третьего выхода узла управления 112 на второй вход узла памяти 110, поэлементно считывают оценки мощности компонент многолучевого сигнала в порядке их убывания. Считанные оценки мощности компонент с выхода узла памяти 110 поступают на первый вход сумматора 105 и на первый вход формирователя отношения 107. Одновременно из ячеек памяти узла памяти 104, расположенных по адресам, которые поступают со второго выхода узла управления 112 на второй вход узла памяти 104, поэлементно считывают соответствующие временные задержки компонент многолучевого сигнала, которые с выхода узла памяти 104 поступают на второй вход ключа 101.From the memory cells of the
По сигналу считывания, который поступает с пятого выхода узла управления 112 на второй вход узла памяти 106, на второй вход сумматора 105 и на второй вход формирователя отношения 107 с выхода узла памяти 106 поступает сигнал, равный сумме мощностей всех предыдущих ранжированных компонент совокупности.The read signal, which comes from the fifth output of the control unit 112 to the second input of the
В сумматоре 105 осуществляют суммирование мощности текущей компоненты с суммарной мощностью всех предыдущих ранжированных компонент совокупности из узла памяти 106. Результат суммирования с выхода сумматора 105 поступает на первый вход узла памяти 106. По сигналу записи с пятого выхода узла управления 112, поступающему на второй вход узла памяти 106, результат суммирования запоминают.In the adder 105, the power of the current component is summed with the total power of all the previous ranked components of the population from the
Таким образом, в сумматоре 105 и узле памяти 106 осуществляют поэлементное накопление (суммирование) значений оценок мощности компонент многолучевого сигнала. При этом для каждого шага анализа на второй вход формирователя отношения 107 с выхода узла памяти 106 поступает текущая сумма значений оценок мощности ранжированных компонент многолучевого сигнала, а на первый вход формирователя отношения 107 с выхода узла памяти 110 поступает значение оценки мощности текущей компоненты.Thus, in the adder 105 and the
В формирователе отношения 107 для каждого шага анализа формируют отношение мощности текущей компоненты а к сумме мощностей всех предыдущих ранжированных компонент b.For each step of the analysis, a ratio of the power of the current component a to the sum of the power of all previous ranked components b is formed in the
Полученный сигнал с выхода формирователя отношения 107 поступает на первый вход компаратора 102, на второй вход которого поступает заданный сигнал порога ν.The received signal from the output of the shaper of the
Порог ν выбирают, например, по допустимым энергетическим потерям из-за ограничения используемых при демодуляции компонент, например при потерях 0,1 дБ, ν=0,03.The threshold ν is chosen, for example, according to the permissible energy loss due to the limitation of the components used in demodulation, for example, for losses of 0.1 dB, ν = 0.03.
В компараторе 102 сравнивают сформированное отношение мощности текущей компоненты к сумме мощностей всех предыдущих ранжированных компонент с заданным порогом ν, и результат сравнения поступает на вход схемы НЕ 100, на вход счетчика 99 и на первый вход ключа 101.The
Инверсный сигнал с выхода схемы НЕ 100 поступает на первый вход схемы ИЛИ 98.The inverse signal from the output of the circuit NOT 100 goes to the first input of the circuit OR 98.
В случае превышения порога в компараторе 102 формируют сигнал управления, например, в форме логической единицы. По этому сигналу соответствующая временная задержка компоненты многолучевого сигнала через ключ 101 поступает на второй вход регистра памяти 95. По сигналу записи, который поступает с третьего выхода узла управления 112 на первый вход регистра памяти 95, осуществляют запись временной задержки этой компоненты многолучевого сигнала в регистр памяти 95.If the threshold is exceeded, a control signal is generated in the
На выходе счетчика 99 для каждого шага анализа формируют сигнал, равный числу превышений порога ν, который поступает на второй вход компаратора 97. На первый вход компаратора 97 с третьего выхода узла управления 112 поступает сигнал, равный числу компонент, записанных в узле памяти 110. По результатам сравнения на выходе компаратора 97 формируют сигнал, равный логической единице, если сигнал, равный числу превышений порога ν не меньше числа компонент, записанных в узле памяти 110 и равный логическому нулю в противном случае. Этот сигнал с выхода компаратора 97 поступает на второй вход схемы ИЛИ 98, на выходе которой формируют сигнал индикации завершения процедуры отбора компонент для формирования мягких решений. Этот сигнал равен логической единице в случае непревышения порога ν или когда число превышений порога ν не меньше числа компонент, записанных в узле памяти 110, и поступает с выхода схемы ИЛИ 98 на второй вход узла управления 112.At the output of the counter 99, for each analysis step, a signal is generated equal to the number of threshold exceeded ν, which is fed to the second input of the comparator 97. A signal equal to the number of components recorded in the
По сигналу индикации завершения процедуры отбора компонент для формирования мягких решений в узле управления 112 формируют сигнал считывания, который с третьего выхода узла 112 поступает на первый вход регистра памяти 95. По этому сигналу из регистра памяти 95 считывают совокупность временных задержек отобранных компонент, которая поступает на третий вход многоканального приемника данных 13.The signal indicating the completion of the selection procedure for the components to form soft decisions in the control unit 112 generates a read signal, which from the third output of the node 112 is supplied to the first input of the memory register 95. The signal from the memory register 95 reads the set of time delays of the selected components, which is fed to the third input of a multi-channel data receiver 13.
В схеме объединения мягких решений 14 по корреляционным откликам отобранных компонент информационных символов многолучевого сигнала текущего периода осуществляют взвешенное суммирование, получая объединенные мягкие решения об информационных символах отобранных компонент многолучевого сигнала, которые поступают на выход устройства. Веса при взвешенном суммировании корреляционных откликов информационных символов уточенных компонент многолучевого сигнала выбирают, например, как комплексно сопряженные оценки комплексной огибающей информационных символов уточненных компонент многолучевого сигнала, которые поступают на блок объединения мягких решений с выхода многоканального приемника данных 13.In the scheme for combining
Регистр памяти 95 может быть реализован на базе регистра с последовательным входом и параллельным выходом, например на стандартных микросхемах серии 561ПР1 или серии 1564ИР8.The memory register 95 can be implemented on the basis of a register with serial input and parallel output, for example, on standard microcircuits of the 561PR1 series or 1564IR8 series.
Узел управления 112 может быть реализован различным образом, например на современных микропроцессорах цифровой обработки сигналов (DSP) - TMS320Cxx, Motorola 56xxx, Intel и т.п.The control unit 112 can be implemented in various ways, for example, on modern digital signal processing (DSP) microprocessors - TMS320Cxx, Motorola 56xxx, Intel, etc.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124504/09A RU2251802C1 (en) | 2003-08-05 | 2003-08-05 | Method for receiving multiple-beam signal, method for searching for and method for generating soft decisions in case of receiving multiple-beam signal and devices, containing implementations of said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124504/09A RU2251802C1 (en) | 2003-08-05 | 2003-08-05 | Method for receiving multiple-beam signal, method for searching for and method for generating soft decisions in case of receiving multiple-beam signal and devices, containing implementations of said method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003124504A RU2003124504A (en) | 2005-02-10 |
RU2251802C1 true RU2251802C1 (en) | 2005-05-10 |
Family
ID=35208462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003124504/09A RU2251802C1 (en) | 2003-08-05 | 2003-08-05 | Method for receiving multiple-beam signal, method for searching for and method for generating soft decisions in case of receiving multiple-beam signal and devices, containing implementations of said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2251802C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541163C2 (en) * | 2010-02-05 | 2015-02-10 | Чайна Мобайл Коммуникейшенс Корпорейшн | Method, device and system for indicating user equipment-specific demodulation reference signal |
-
2003
- 2003-08-05 RU RU2003124504/09A patent/RU2251802C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541163C2 (en) * | 2010-02-05 | 2015-02-10 | Чайна Мобайл Коммуникейшенс Корпорейшн | Method, device and system for indicating user equipment-specific demodulation reference signal |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003124504A (en) | 2005-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1095467B1 (en) | Adaptive path selection threshold setting for ds-cdma receivers | |
EP0717505B1 (en) | CDMA multiuser receiver and method | |
EP0989685B1 (en) | CDMA rake receiver and method thereof | |
US5818866A (en) | Method of selecting propagation delays retained for receiving messages transmitted by spread spectrum radio communication | |
EP1048127B1 (en) | Method and apparatus for multipath delay estimation in direct sequence spread spectrum communication systems | |
US20060203894A1 (en) | Method and device for impulse response measurement | |
EP1209818B1 (en) | Multi-path detection circuit and method for a CDMA receiver | |
EP1069697B1 (en) | Receiver and method for CDMA transmission with enhanced path searcher | |
KR20010052444A (en) | Multipath propagation delay determining means using periodically inserted pilot symbols | |
JPH10501933A (en) | Receiving method and receiver | |
US6757345B1 (en) | Reception method and receiver | |
RU2251802C1 (en) | Method for receiving multiple-beam signal, method for searching for and method for generating soft decisions in case of receiving multiple-beam signal and devices, containing implementations of said method | |
EP1069696B1 (en) | Receiver and method with enhanced performance for CDMA transmission | |
RU2242088C2 (en) | Method for multibeam signal reception, method for qualifying time delays of multibeam signal components, and multibeam signal receiver | |
Chang et al. | Chip-level 2-D RAKE receiver with symbol-level searcher beamforming | |
KR100307006B1 (en) | Cdma receiver capable of detecting a close timing relation between reception timing assigned to finger circuits | |
US7940835B2 (en) | Method of eliminating false echoes of a signal and corresponding rake receiver | |
RU2230432C2 (en) | Method and device for receiving multibeam signal and method for evaluating number and time delay of multibeam signal components | |
RU2120180C1 (en) | Method of reception of multiray signals and device for its realization | |
JP2000115030A (en) | Cdma reception device, method for multipath finger allocation thereof, and recording medium where control program thereof is recorded | |
RU2248674C2 (en) | Method for quasi-coherent receipt of multi-beam signal and device for realization of said method | |
RU2002133847A (en) | METHOD FOR RECEIVING A MULTI-BEAM SIGNAL, METHOD FOR REFINING THE NUMBER AND TIME DELAYS THE COMPONENTS OF THE MULTI-BEAM SIGNAL AND THE MULTI-BEAM SIGNAL RECEIVER | |
RU2187209C2 (en) | Method and device for quasicoherent signal reception and signal processing unit of single- beam quasicoherent receiver | |
RU2004100254A (en) | METHOD FOR RECEIVING MULTI-BEAM SIGNAL AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
Aissaoui et al. | Adaptive PN code acquisition using automatic censoring for DS-CDMA communication. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180806 |