RU2289883C2 - Method for quasi-coherent reception of multibeam signal - Google Patents
Method for quasi-coherent reception of multibeam signal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289883C2 RU2289883C2 RU2004137353/09A RU2004137353A RU2289883C2 RU 2289883 C2 RU2289883 C2 RU 2289883C2 RU 2004137353/09 A RU2004137353/09 A RU 2004137353/09A RU 2004137353 A RU2004137353 A RU 2004137353A RU 2289883 C2 RU2289883 C2 RU 2289883C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- complex
- harmonics
- frequency
- modulated
- estimates
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способу квазикогерентного приема многолучевого сигнала в системах связи со многими поднесущими (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing).The invention relates to the field of radio engineering, in particular to a method for the quasicoherent reception of a multipath signal in communication systems with many subcarriers (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing).
В последнее время большое развитие получили OFDM системы связи. OFDM сигнал представляет собой последовательность OFDM символов. Каждый такой символ состоит из двух частей - префикса и многочастотного информационного символа. Многочастотный информационный символ представляет собой сумму модулированных гармоник. Обычно используют многоуровневые фазовые (PSK - phase-shift keying) и амплитудно-фазовые (QAM - quadrature amplitude modulation) виды модуляции сигнала. Под префиксом понимают некую последовательность отсчетов сигнала, которая непосредственно предшествует каждому многочастотному информационному символу и представляет собой часть этого символа. Как правило, длительность префикса меньше длительности информационного символа. Наличие префикса при обработке сигнала позволяет уменьшить или полностью устранить межсимвольную интерференцию (см. IEEE Std 802.11а - 1999, Прокис Дж., Цифровая связь, Перевод с английского, М.: Радио и связь, 2000 г., с.593) [1].Recently, OFDM communication systems have been greatly developed. An OFDM signal is a sequence of OFDM symbols. Each such symbol consists of two parts - a prefix and a multi-frequency information symbol. A multi-frequency information symbol is the sum of modulated harmonics. Usually multilevel phase (PSK - phase-shift keying) and amplitude-phase (QAM - quadrature amplitude modulation) types of signal modulation are used. The prefix means a certain sequence of samples of the signal, which immediately precedes each multi-frequency information symbol and is a part of this symbol. As a rule, the prefix duration is less than the duration of the information symbol. The presence of a prefix during signal processing allows you to reduce or completely eliminate intersymbol interference (see IEEE Std 802.11a - 1999, Prokis J., Digital Communications, Translation from English, M .: Radio and Communications, 2000, p. 593) [1 ].
Передаваемое сообщение представляет собой последовательность информационных символов (модулирующих гармоники). В эту последовательность периодически вставляют известные пилот-символы, предназначенные для оценки комплексной огибающей гармоник. В системе связи IEEE 802.11а (см. Supplement to IEEE Standard for Information technology. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHZ Band) [2] для оценки комплексной огибающей гармоник может использоваться также вторая часть преамбулы, которая включает два длинных обучающих многочастотных символа и защитный интервал (префикс). Преамбула - это специальный известный сигнал, который предшествует информационному сообщению. Пример структуры опорных сигналов (пилот-символов и второй части преамбулы) представлен на фиг.1.The transmitted message is a sequence of information symbols (modulating harmonics). Known pilot symbols designed to evaluate the complex harmonic envelope are periodically inserted into this sequence. In the IEEE 802.11a communication system (see Supplement to IEEE Standard for Information technology. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHZ Band) [2] the second part of the preamble, which includes two long training multi-frequency symbols and a guard interval (prefix), can also be used to evaluate the complex harmonic envelope. A preamble is a special known signal that precedes an informational message. An example of the structure of the reference signals (pilot symbols and the second part of the preamble) is presented in figure 1.
В системах связи каналы распространения сигнала между приемником и передатчиком данных являются многолучевыми и нестационарными. При приеме MPSK или MQAM модулированных сигналов эффективность систем связи во многом определяется способностью алгоритмов оценки канала обеспечить в многолучевых нестационарных каналах необходимую точность оценки комплексной огибающей. Заметим, что в OFDM системах связи оценка комплексной огибающей осуществляется в двумерной частотно-временной области.In communication systems, the signal propagation channels between the receiver and the data transmitter are multipath and non-stationary. When receiving MPSK or MQAM modulated signals, the effectiveness of communication systems is largely determined by the ability of channel estimation algorithms to provide the necessary accuracy of complex envelope estimation in multipath non-stationary channels. Note that in OFDM communication systems, the complex envelope is estimated in the two-dimensional time-frequency domain.
Известны способы квазикогерентного приема сигнала в OFDM системах связи, описанные, например, в работе Sandell М, О.Edfors A Comparative Study of Pilot-Based Channel Estimators for Wireless OFDM, Research Report TULEA, Sep., 1996 [3]. В этой работе предлагают несколько алгоритмов оценки комплексной огибающей по пилот-сигналу. Выделено два основных подхода к оценке комплексной огибающей. Первый - использование фильтра в двумерной частотно-временной области. Второй - применение двух фильтров (в частотной и временной областях). При использовании фильтра в двумерной частотно-временной области оценка комплексной огибающей информационных символов представляет собой результат весового суммирования комплексной огибающей, ближайших (в частотно-временной области) пилот-символов. Применение двух разделенных фильтров в частотной и временной областях позволяет реализовать несколько более простой алгоритм оценки комплексной огибающей. Сначала осуществляют весовое суммирование значений комплексной огибающей пилот-символов во временной области, а затем в частотной.Known methods for quasi-coherent signal reception in OFDM communication systems are described, for example, in the work of Sandell M, O. Efors A Comparative Study of Pilot-Based Channel Estimators for Wireless OFDM, Research Report TULEA, Sep., 1996 [3]. In this paper, several algorithms for estimating the complex envelope from a pilot signal are proposed. Two main approaches to the estimation of the complex envelope are distinguished. The first is the use of a filter in a two-dimensional time-frequency domain. The second is the use of two filters (in the frequency and time domains). When using a filter in a two-dimensional time-frequency domain, the estimate of the complex envelope of information symbols is the result of weight summation of the complex envelope and the nearest (in the time-frequency domain) pilot symbols. The use of two separate filters in the frequency and time domains allows us to implement a slightly simpler algorithm for estimating the complex envelope. First, weight summation of the values of the complex envelope of the pilot symbols is carried out in the time domain, and then in the frequency domain.
При использовании пилот-символов для оценки комплексной огибающей качественная демодуляция информационных символов возможна, если интервал многолучевости принимаемого сигнала τmax удовлетворяет неравенству (см. Richard van Nee, Ramjee Prasad, OFDM Wireless Multimedia Communications, Artech House, Boston-London, 2000) [4]When using pilot symbols to estimate the complex envelope, high-quality demodulation of information symbols is possible if the multipath interval of the received signal τ max satisfies the inequality (see Richard van Nee, Ramjee Prasad, OFDM Wireless Multimedia Communications, Artech House, Boston-London, 2000) [4 ]
где Fp - разность частот, соответствующих соседним пилот-символам. В соответствии со спецификациями системы связи [2] разность частот соседних пилот-символов Fp=4375 kHz. В этом случае в соответствии с (1) допустимый интервал многолучевости принимаемого сигнала равен 0≤τmax≤110 ns, что значительно меньше требуемого интервала 0≤τmax≤800 ns. Таким образом, использование только пилот-символов для оценки комплексной огибающей является недопустимым.where F p is the frequency difference corresponding to neighboring pilot symbols. In accordance with the specifications of the communication system [2], the frequency difference of adjacent pilot symbols F p = 4375 kHz. In this case, in accordance with (1), the admissible multipath interval of the received signal is 0≤τ max ≤110 ns, which is significantly less than the required interval 0≤τ max ≤800 ns. Thus, the use of only pilot symbols to estimate the complex envelope is unacceptable.
Известен способ оценки канала, минимизирующий средний квадрат ошибки (MMSE - minimum mean-square error) оценки комплексной огибающей, описанный в работе J. - J. van de Beek, О. Edfors, M. Sandell, S.K.Wilson and P.O.Borjesson. On channel estimation in OFDM systems. In Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf., vol.2, pages 815-819, Chicago, IL, July 1995 [5]. В соответствии с алгоритмом MMSE оценка комплексной огибающей гармоник (поднесущих) формируется в соответствии со следующим выражениемThere is a method of channel estimation that minimizes the mean square error (MMSE) of the mean envelope estimate described in J. - J. van de Beek, O. Edfors, M. Sandell, SKWilson and POBorjesson. On channel estimation in OFDM systems. In Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf., Vol. 2, pages 815-819, Chicago, IL, July 1995 [5]. In accordance with the MMSE algorithm, an estimate of the complex envelope of harmonics (subcarriers) formed in accordance with the following expression
где y - наблюдаемая реализация сигнала, Х - передаваемые данные, F - матрица преобразования Фурье, Rgg - автоковариационная матрица импульсной характеристики канала распространения, - дисперсия шума. В алгоритме MMSE производится адаптация к каналу распространения за счет оценки автоковариационной матрицы Rgg. Структура алгоритма MMSE оценки канала показана на фиг.2.where y is the observed implementation of the signal, X is the transmitted data, F is the Fourier transform matrix, R gg is the autocovariance matrix of the impulse response of the propagation channel, - noise variance. In the MMSE algorithm, adaptation is made to the distribution channel by evaluating the autocovariance matrix R gg . The structure of the MMSE channel estimation algorithm is shown in FIG.
Описанный алгоритм MMSE позволяет производить достаточно качественную оценку комплексной огибающей. Однако реализация алгоритма является достаточно сложной, так как кроме выполнения обратного и прямого преобразования Фурье необходимо выполнять оценку автоковариационной матрицы Rgg, обращение и перемножение матриц.The described MMSE algorithm allows a fairly high-quality estimate of the complex envelope. However, the implementation of the algorithm is quite complicated, since in addition to performing the inverse and direct Fourier transforms, it is necessary to evaluate the autocovariance matrix R gg , inverse and multiply the matrices.
Наиболее близким к заявляемому решению является способ квазикогерентного приема сигнала, приведенный в книге Nee R. Prasad R., OFDM for Wireless Multimedia Communication, London: "Artech House", 2000, chapter 5. Coherent and Differential Detection, 5.2. Coherent Detection, 5.2.3. Special Training Symbols, стр.104-106; chapter 10. Applications of OFDM. 10.5.4 Training, стр.246-248 [6].Closest to the claimed solution is a method of quasi-coherent signal reception, described in the book Nee R. Prasad R., OFDM for Wireless Multimedia Communication, London: "Artech House", 2000, chapter 5. Coherent and Differential Detection, 5.2. Coherent Detection, 5.2.3. Special Training Symbols, pp. 104-106; chapter 10. Applications of OFDM. 10.5.4 Training, pp. 246-248 [6].
Этот способ квазикогерентного приема сигнала заключается в следующем:This method of quasi-coherent signal reception is as follows:
входной сигнал фильтруют, усиливают, переносят на видео частоту, осуществляют его аналогово-цифровое преобразование и децимацию, формируя входной цифровой комплексный сигнал на видеочастоте;the input signal is filtered, amplified, transferred to the video frequency, its analog-to-digital conversion and decimation are carried out, forming the input digital complex signal at the video frequency;
осуществляют частотно-временную синхронизацию, определяя временное положение начала преамбулы и частотный сдвиг между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала,carry out time-frequency synchronization, determining the temporary position of the beginning of the preamble and the frequency shift between the carrier frequency of the input signal and the frequency of the reference signal,
корректируют фазу входного цифрового комплексного сигнала с учетом оценки частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала;correcting the phase of the input digital complex signal, taking into account the estimate of the frequency shift between the carrier frequency of the input signal and the frequency of the reference signal;
находят комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяются по временному положению начала преамбулы,find complex spectra of long multi-frequency symbols of the preamble of the phase-corrected input digital complex signal, the temporal positions of which are determined by the temporal position of the beginning of the preamble,
формируют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, используя комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы,form estimates of the complex envelope of modulated harmonics of the long multi-frequency symbols of the preamble using the complex spectra of long multi-frequency symbols of the preamble,
объединяют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, формируя предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,combine estimates of the complex envelope of modulated harmonics of long multi-frequency symbols of the preamble, forming preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics,
находят комплексные спектры многочастотных информационных символов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяют по временному положению начала преамбулы,find complex spectra of multi-frequency information symbols of the phase-corrected input digital complex signal, the temporal positions of which are determined by the temporal position of the beginning of the preamble,
запоминают составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, соответствующие модулированным гармоникам,remember the components of the complex spectra of multi-frequency information symbols corresponding to modulated harmonics,
формируют оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, используя составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемые для передачи пилот-символов,form estimates of the complex envelope of the harmonics of the multi-frequency information symbols modulated by the pilot symbols using the components of the complex spectra of the multi-frequency information symbols used to transmit the pilot symbols,
для каждого многочастотного информационного символа формируют корректирующую величину, используя оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник этого многочастотного информационного символа и соответствующие им предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,for each multi-frequency information symbol, a correction value is generated using the estimates of the complex envelope of the harmonics modulated by the pilot symbols of this multi-frequency information symbol and the corresponding preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics,
для каждого многочастотного информационного символа формируют окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник путем коррекции предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник с использованием соответствующей этому многочастотному информационному символу корректирующей величины,for each multifrequency information symbol, final estimates of the complex envelope of modulated harmonics with information symbols are generated by correcting preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics using a correction value corresponding to this multifrequency information symbol,
формируют мягкие решения об информационных символах, используя соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов и окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов.form soft decisions about information symbols using the corresponding components of the complex spectra of multi-frequency information symbols and the final estimates of the complex envelope of the harmonics of these multi-frequency information symbols modulated by information symbols.
При этом частотно-временная синхронизация осуществляется, например, как приведено в книге Nee R. Prasad R., OFDM for Wireless Multimedia Communication, London: "Artech House", 2000, chapter 4. Synchronization. 4.6. Synchronization using Special Training Symbols, стр.86-88; chapter 10. Applications of OFDM. 10.5.4 Training, стр.246-247 [7].In this case, the time-frequency synchronization is carried out, for example, as given in the book Nee R. Prasad R., OFDM for Wireless Multimedia Communication, London: "Artech House", 2000, chapter 4. Synchronization. 4.6. Synchronization using Special Training Symbols, pp. 86-88; chapter 10. Applications of OFDM. 10.5.4 Training, pp. 246-247 [7].
Фазу входного цифрового комплексного сигнала корректируют, умножая отсчеты входного цифрового комплексного сигнала на комплексный множитель единичной амплитуды, фаза которого равна произведению оценки частотного сдвига на временные положения отсчетов.The phase of the input digital complex signal is adjusted by multiplying the samples of the input digital complex signal by a complex factor of unit amplitude, the phase of which is equal to the product of the frequency shift estimate by the time positions of the samples.
Комплексные спектры многочастотных символов определяют путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующих анализируемым многочастотным символам. Временное положение начала длинного многочастотного символа преамбулы определяют как сумму временного положения начала преамбулы и априори известного временного положения этого длинного многочастотного символа относительно начала преамбулы. Временное положение начала многочастотного информационного символа определяют как сумму временного положения начала преамбулы, априори известного временного положения OFDM символа, включающего этот многочастотный символ, относительно начала преамбулы и длительности префикса.Complex spectra of multi-frequency symbols are determined by fast discrete Fourier transform of samples of the phase-corrected input digital complex signal corresponding to the analyzed multi-frequency symbols. The temporary position of the beginning of the long multi-frequency symbol of the preamble is defined as the sum of the temporary position of the beginning of the preamble and the a priori known temporary position of this long multi-frequency symbol relative to the beginning of the preamble. The temporary position of the beginning of the multi-frequency information symbol is defined as the sum of the temporary position of the beginning of the preamble, a priori known temporary position of the OFDM symbol including this multi-frequency symbol, relative to the beginning of the preamble and the duration of the prefix.
Оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы формируют, например, умножая составляющие комплексных спектров длинных многочастотных символов преамбулы на комплексно сопряженные значения символов, модулирующих соответствующие гармоники. Значения символов, модулирующих гармоники длинных многочастотных символов преамбулы, априори известны.Estimates of the complex envelope of modulated harmonics of long multi-frequency preamble symbols form, for example, by multiplying the components of the complex spectra of long multi-frequency preamble symbols by the complex conjugate values of the symbols modulating the corresponding harmonics. The meanings of the symbols modulating the harmonics of the long multi-frequency symbols of the preamble are a priori known.
Объединение оценок комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы выполняют путем усреднения сумм оценок комплексной огибающей соответствующих модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы.Combining estimates of the complex envelope of modulated harmonics of long multi-frequency preamble symbols is performed by averaging the sums of the estimates of the complex envelope of modulated harmonics of long multi-frequency preamble symbols.
Оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов формируют, умножая составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемые для передачи пилот-символов, на комплексно сопряженные значения пилот-символов, модулирующих соответствующие гармоники. Значения пилот-символов априори известны.Estimates of the complex envelope of the multi-frequency information symbol harmonics modulated by the pilot symbols are multiplied by multiplying the components of the complex spectra of the multi-frequency information symbols used to transmit the pilot symbols by the complex conjugate values of the pilot symbols modulating the corresponding harmonics. The values of the pilot symbols are a priori known.
Корректирующую величину многочастотного информационного символа формируют как усредненную сумму отношений произведения оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники и соответствующей ей комплексно сопряженной предварительной оценки комплексной огибающей к квадрату модуля оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники.The correcting value of the multifrequency information symbol is formed as the average sum of the relations of the product of the complex envelope modulation modulated by the harmonic pilot symbol and the corresponding complex conjugate preliminary estimate of the complex envelope to the square of the complex envelope modulated harmonic pilot symbol estimation module.
Окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник многочастотного информационного символа формируют, умножая предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник на корректирующую величину, соответствующую этому многочастотному информационному символу.The final estimates of the complex envelope of the harmonics of the multifrequency information symbol modulated by information symbols are generated by multiplying the preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics by the correction value corresponding to this multi-frequency information symbol.
Мягкие решения об информационных символах формируют, например, умножая соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов на комплексно сопряженные окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов.Soft decisions about information symbols are formed, for example, by multiplying the corresponding components of the complex spectra of multi-frequency information symbols by the complex conjugate final estimates of the complex envelope of the harmonics of these multi-frequency information symbols modulated by information symbols.
Заметим, что значения огибающей гармоник изменяются по непрерывному закону, являясь коррелированными, как правило, на интервале нескольких гармоник. Поэтому основным недостатком способа-прототипа является отказ от использования значений оценок комплексной огибающей соседних гармоник при получении предварительной оценки комплексной огибающей гармоники, что ухудшает помехоустойчивость квазикогерентного приема многолучевого сигнала.Note that the values of the envelope of harmonics vary according to a continuous law, being correlated, as a rule, over the interval of several harmonics. Therefore, the main disadvantage of the prototype method is the refusal to use the estimates of the complex envelope of neighboring harmonics when obtaining a preliminary estimate of the complex envelope of the harmonic, which impairs the noise immunity of the quasi-coherent multipath signal reception.
Задача, которую решает заявляемое изобретение, - это повышение помехоустойчивости квазикогерентного приема многолучевого сигнала OFDM системы связи.The problem that the claimed invention solves is to increase the noise immunity of the quasi-coherent reception of a multipath OFDM signal of a communication system.
Технический результат достигается за счет того, что в способ квазикогерентного приема многолучевого сигнала, заключающийся в том, что:The technical result is achieved due to the fact that in the method of quasicoherent reception of a multipath signal, which consists in the fact that:
входной сигнал фильтруют, усиливают, переносят на видео частоту, осуществляют его аналогово-цифровое преобразование и децимацию, формируя входной цифровой комплексный сигнал на видеочастоте,the input signal is filtered, amplified, transferred to the video frequency, its analog-to-digital conversion and decimation are carried out, forming the input digital complex signal at the video frequency,
осуществляют частотно-временную синхронизацию, определяя временное положение начала преамбулы и частотный сдвиг между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала,carry out time-frequency synchronization, determining the temporary position of the beginning of the preamble and the frequency shift between the carrier frequency of the input signal and the frequency of the reference signal,
корректируют фазу входного цифрового комплексного сигнала с учетом оценки частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала,correct the phase of the input digital complex signal, taking into account the estimate of the frequency shift between the carrier frequency of the input signal and the frequency of the reference signal,
находят комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяют по временному положению начала преамбулы,find complex spectra of long multi-frequency symbols of the preamble of the phase-corrected input digital complex signal, the temporal positions of which are determined by the temporal position of the beginning of the preamble,
формируют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, используя комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы,form estimates of the complex envelope of modulated harmonics of the long multi-frequency symbols of the preamble using the complex spectra of long multi-frequency symbols of the preamble,
объединяют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, формируя предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,combine estimates of the complex envelope of modulated harmonics of long multi-frequency symbols of the preamble, forming preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics,
находят комплексные спектры многочастотных информационных символов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяются по временному положению начала преамбулы,find complex spectra of multi-frequency information symbols of the phase-corrected input digital complex signal, the temporal positions of which are determined by the temporal position of the beginning of the preamble,
запоминают составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, соответствующие модулированным гармоникам,remember the components of the complex spectra of multi-frequency information symbols corresponding to modulated harmonics,
формируют оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, используя составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, применяемые для передачи пилот-символов,form estimates of the complex envelope of the harmonics of the multi-frequency information symbols modulated by the pilot symbols using the components of the complex spectra of the multi-frequency information symbols used to transmit the pilot symbols,
для каждого многочастотного информационного символа формируют корректирующую величину, используя оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник этого многочастотного информационного символа и соответствующие им предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,for each multi-frequency information symbol, a correction value is generated using the estimates of the complex envelope of the harmonics modulated by the pilot symbols of this multi-frequency information symbol and the corresponding preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics,
для каждого многочастотного информационного символа формируют окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник путем коррекции предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник с использованием соответствующей этому многочастотному информационному символу корректирующей величины,for each multifrequency information symbol, final estimates of the complex envelope of modulated harmonics with information symbols are generated by correcting preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics using a correction value corresponding to this multifrequency information symbol,
формируют мягкие решения об информационных символах, используя соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов и окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов,form soft decisions about information symbols using the corresponding components of the complex spectra of multi-frequency information symbols and the final estimates of the complex envelope of the harmonics of these multi-frequency information symbols modulated by information symbols,
согласно изобретению вводят следующую последовательность действий:according to the invention, the following sequence of actions is introduced:
формируют среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник,form the average value of preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics,
корректируют предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, вычитая среднее значение этих оценок,correct the preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics, subtracting the average value of these estimates,
формируют оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник, используя скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,form estimates of the correlation function samples of the complex envelope of harmonics using adjusted preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics,
формируют оценку интервала многолучевости входного сигнала, используя сформированные оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник,form an estimate of the multipath interval of the input signal using the generated estimates of the samples of the correlation function of the complex envelope of harmonics,
фильтруют скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, определяя весовые коэффициенты фильтрации по оценке интервала многолучевости входного сигнала,filtering corrected preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics, determining the weighting coefficients of the filter according to the evaluation of the multipath interval of the input signal,
формируют уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, прибавляя среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник к профильтрованным скорректированным предварительным оценкам комплексной огибающей модулированных гармоник,formulate refined preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics, adding the average value of preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics to the filtered corrected preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics,
после формирования оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов формируют уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, фильтруя значения оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами соответствующих гармоник многочастотных информационных символов,after generating estimates of the complex envelope of the harmonics of the multi-frequency information symbols modulated by the pilot symbols, the updated estimates of the complex envelope of the harmonics of the multi-frequency information symbols modulated by the pilot symbols are generated by filtering the estimates of the complex envelope of the modulated pilot symbols of the harmonics of the multi-frequency information symbols,
причем при формировании корректирующей величины для каждого многочастотного информационного символа используют уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник этого многочастотного информационного символа и соответствующие им уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,moreover, when generating a correction value for each multi-frequency information symbol, accurate estimates of the complex envelope of the harmonics modulated by the pilot symbols of the harmonics of this multi-frequency information symbol and the corresponding updated preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics are used,
окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник для каждого многочастотного информационного символа формируют путем коррекции уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник с использованием соответствующей этому многочастотному информационному символу корректирующей величины.final estimates of the complex envelope of harmonics modulated by information symbols for each multifrequency information symbol are formed by correcting the updated preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics using a correction value corresponding to this multifrequency information symbol.
Причем частотно-временную синхронизацию осуществляют, например, как описано в [7].Moreover, the time-frequency synchronization is carried out, for example, as described in [7].
Фазу входного цифрового комплексного сигнала корректируют, умножая отсчеты входного цифрового комплексного сигнала на комплексный множитель единичной амплитуды, фаза которого равна произведению оценки частотного сдвига на временные положения отсчетов.The phase of the input digital complex signal is adjusted by multiplying the samples of the input digital complex signal by a complex factor of unit amplitude, the phase of which is equal to the product of the frequency shift estimate by the time positions of the samples.
Комплексные спектры многочастотных символов определяют путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующего этим многочастотным символам.The complex spectra of multi-frequency symbols are determined by the fast discrete Fourier transform of the samples of the phase-corrected input digital complex signal corresponding to these multi-frequency symbols.
Временное положение начала длинного многочастотного символа преамбулы определяют как сумму временного положения начала преамбулы и априори известного временного положения этого длинного многочастотного символа относительно начала преамбулы.The temporary position of the beginning of the long multi-frequency symbol of the preamble is defined as the sum of the temporary position of the beginning of the preamble and the a priori known temporary position of this long multi-frequency symbol relative to the beginning of the preamble.
Оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы формируют, умножая составляющие комплексных спектров длинных многочастотных символов преамбулы на комплексно сопряженные значения символов, модулирующих соответствующие гармоники, причем значения символов, модулирующих гармоники длинных многочастотных символов преамбулы, априори известны.Estimates of the complex envelope of modulated harmonics of long multi-frequency preamble symbols are formed by multiplying the components of the complex spectra of long multi-frequency preamble symbols by complex conjugate values of symbols modulating the corresponding harmonics, and the values of symbols modulating harmonics of long multi-frequency preamble symbols are a priori known.
Объединение оценок комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы выполняют путем усреднения сумм оценок комплексной огибающей соответствующих модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы.Combining estimates of the complex envelope of modulated harmonics of long multi-frequency preamble symbols is performed by averaging the sums of the estimates of the complex envelope of modulated harmonics of long multi-frequency preamble symbols.
Среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник формируют как отношение суммы предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник на их количество.The average value of preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics is formed as the ratio of the sum of preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics by their number.
Скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник получают, вычитая из предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.The corrected preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics are obtained by subtracting from the preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics the average value of the preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics.
Оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник формируют как полусумму оценок отсчетов корреляционной функции синфазной и квадратурной составляющих комплексной огибающей гармоник.Estimates of the samples of the correlation function of the complex harmonic envelope form as a half-sum of the estimates of the correlation function samples of the in-phase and quadrature components of the complex harmonic envelope.
Оценку интервала многолучевости входного сигнала формируют, усредняя оценки интервала многолучевости входного сигнала, полученные по различным оценкам отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник, и находя отношение разности оценки отсчета корреляционной функции комплексной огибающей гармоники и параметра b на произведение номера отсчета, разности частот соседних гармоник и параметра а.An estimate of the multipath interval of the input signal is formed by averaging estimates of the multipath interval of the input signal obtained from various estimates of the samples of the correlation function of the complex harmonic envelope, and finding the ratio of the difference in the estimate of the correlation function of the complex harmonic envelope and parameter b by the product of the reference number, the frequency difference of neighboring harmonics and parameter but.
Параметры b и а зависят от величины оценки отсчета корреляционной функции и представляют собой коэффициенты аппроксимации ломаной линии корреляционной функции синфазной и квадратурной составляющих комплексной огибающей.The parameters b and a depend on the magnitude of the estimate of the reference of the correlation function and are the coefficients of approximation of the broken line of the correlation function of the in-phase and quadrature components of the complex envelope.
Скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник фильтруют, выполняя весовое суммирование скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, при этом весовые коэффициенты фильтрации определяют пропорционально функции Бесселя нулевого порядка от произведения интервала многолучевости входного сигнала и разности частот гармоник.The adjusted preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics are filtered by weighting the adjusted preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics, while the filtering weights are proportional to the zero-order Bessel function of the product of the multipath of the input signal and the harmonic frequency difference.
Комплексные спектры многочастотных информационных символов определяют путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующего этим многочастотным символам.The complex spectra of multi-frequency information symbols are determined by the fast discrete Fourier transform of the samples of the phase-corrected input digital complex signal corresponding to these multi-frequency symbols.
Временное положение начала многочастотного информационного символа определяют как сумму временного положения начала преамбулы, априори известного временного положения начала OFDM символа - сигнального блока, включающего этот многочастотный символ, относительно начала преамбулы и длительности префикса.The temporary position of the beginning of the multi-frequency information symbol is defined as the sum of the temporary position of the beginning of the preamble, a priori known temporary position of the beginning of the OFDM symbol, a signal block including this multi-frequency symbol, relative to the beginning of the preamble and the duration of the prefix.
Оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов формируют, умножая составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемые для передачи пилот-символов, на комплексно сопряженные значения пилот-символов, модулирующих соответствующие гармоники, причем значения пилот-символов априори известны.Estimates of the complex envelope of harmonics of the multi-frequency information symbols modulated by pilot symbols are multiplied by multiplying the components of the complex spectra of the multi-frequency information symbols used to transmit the pilot symbols by the complex conjugate values of the pilot symbols modulating the corresponding harmonics, and the values of the pilot symbols are a priori known.
Уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов формируют, усредняя значения оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами соответствующих гармоник многочастотных информационных символов.Refined estimates of the complex envelope of the modulated by pilot symbols harmonics of multi-frequency information symbols are generated by averaging the estimates of the complex envelope of the modulated pilot symbols of harmonics of multi-frequency information symbols.
Корректирующую величину многочастотного информационного символа формируют как усредненную сумму отношений произведения уточненной оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники и соответствующей ей комплексно сопряженной уточненной предварительной оценки комплексной огибающей к квадрату модуля оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники.The correction value of the multi-frequency information symbol is formed as the average sum of the product relations of the refined estimate of the complex envelope modulated by the harmonic pilot symbol and the corresponding complex conjugate refined preliminary estimate of the complex envelope to the square of the complex envelope estimation module modulated by the harmonic pilot symbol.
Окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник многочастотного информационного символа формируют, умножая уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник на корректирующую величину, соответствующую этому многочастотному информационному символу.The final estimates of the complex envelope of the harmonics of the multifrequency information symbol modulated by the information symbols are generated by multiplying the refined preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics by the correction value corresponding to this multi-frequency information symbol.
Мягкие решения об информационных символах формируют, умножая соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов на комплексно сопряженные окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов.Soft decisions about information symbols are formed by multiplying the corresponding components of the complex spectra of multi-frequency information symbols by the complex conjugate final estimates of the complex envelope of the harmonics of these multi-frequency information symbols modulated by information symbols.
Заявляемый способ квазикогерентного приема многолучевого сигнала имеет существенные отличия от наиболее близких технических решений, выявленных из известного уровня техники. Отличия заключаются в использовании адаптивного к статистике канала распространения алгоритма оценки комплексной огибающей гармоник, который основан на разработанном оригинальном алгоритме оценки интервала многолучевости канала распространения.The inventive method of quasi-coherent reception of a multipath signal has significant differences from the closest technical solutions identified from the prior art. The differences lie in the use of a statistics-adaptive distribution channel estimation algorithm for estimating the complex envelope of harmonics, which is based on the developed original algorithm for estimating the propagation channel multipath interval.
Эти отличия обеспечивают повышение помехоустойчивости квазикогерентного приема многолучевого сигнала в OFDM системе связи.These differences provide increased noise immunity of quasi-coherent multipath signal reception in an OFDM communication system.
Описание изобретения поясняется примерами выполнения и чертежами:The description of the invention is illustrated by examples and drawings:
На фиг.1 показана структура опорных сигналов (пилот-символов и второй части преамбулы).Figure 1 shows the structure of the reference signals (pilot symbols and the second part of the preamble).
На фиг.2 выполнена структурная схема известного алгоритма MMSE.Figure 2 is a structural diagram of a well-known MMSE algorithm.
На фиг.3 - структурная схема устройства, на котором осуществляют заявляемый способ.Figure 3 is a structural diagram of a device on which the inventive method is carried out.
На фиг.4 - структурная схема блока 8 временной синхронизации.Figure 4 - structural diagram of block 8 of the time synchronization.
На фиг.5 - структурная схема блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.Figure 5 is a structural diagram of a block 11 for the formation of refined preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics.
На фиг.6 - структурная схема блока 1 формирования корректирующей величины.Figure 6 is a structural diagram of a
На фиг.7 - структурная схема блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.7 is a structural diagram of block 14 for the formation of final estimates of the complex envelope of modulated harmonics.
На фиг.8 - структурная схема блока 13 формирования мягких решений об информационных символах.On Fig is a structural diagram of block 13 for the formation of soft decisions about information symbols.
Структурные схемы блоков 8, 11, 12, 13 и 14, выполненные соответственно на фиг.4, 5, 6, 8 и 7, приведены как примеры выполнения.Structural diagrams of blocks 8, 11, 12, 13 and 14, made respectively in FIGS. 4, 5, 6, 8 and 7, are given as examples of execution.
Заявляемый способ квазикогерентного многолучевого приема сигнала осуществляют, используя следующую последовательность действий.The inventive method of quasi-coherent multipath signal reception is carried out using the following sequence of actions.
Входной сигнал фильтруют, усиливают, переносят на видео частоту, осуществляют его аналогово-цифровое преобразование и децимацию, формируя входной цифровой комплексный сигнал на видеочастоте.The input signal is filtered, amplified, transferred to the video frequency, its analog-to-digital conversion and decimation are carried out, forming the input digital complex signal at the video frequency.
Осуществляют частотно-временную синхронизацию, определяя временное положение начала преамбулы и частотный сдвиг между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала. Причем частотно-временную синхронизацию осуществляют, например, как описано в [7].The time-frequency synchronization is carried out, determining the temporary position of the beginning of the preamble and the frequency shift between the carrier frequency of the input signal and the frequency of the reference signal. Moreover, the time-frequency synchronization is carried out, for example, as described in [7].
Корректируют фазу входного цифрового комплексного сигнала с учетом оценки частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала. Причем фазу входного цифрового комплексного сигнала корректируют, например, умножая отсчеты входного цифрового комплексного сигнала на комплексный множитель единичной амплитуды, фаза которого равна произведению оценки частотного сдвига на временные положения отсчетов.The phase of the input digital complex signal is adjusted taking into account the estimate of the frequency shift between the carrier frequency of the input signal and the frequency of the reference signal. Moreover, the phase of the input digital complex signal is corrected, for example, by multiplying the samples of the input digital complex signal by a complex factor of unit amplitude, the phase of which is equal to the product of the frequency shift estimate by the time positions of the samples.
Находят комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяют по временному положению начала преамбулы. Причем комплексные спектры многочастотных символов определяют путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующего этим многочастотным символам, а временное положение начала длинного многочастотного символа преамбулы определяют как сумму временного положения начала преамбулы и априори известного временного положения этого длинного многочастотного символа относительно начала преамбулы.Complex spectra of long multi-frequency symbols of the preamble of the phase-corrected input digital complex signal are found, the temporal positions of which are determined by the temporal position of the beginning of the preamble. Moreover, the complex spectra of multi-frequency symbols are determined by the fast discrete Fourier transform of the samples of the phase-corrected input digital complex signal corresponding to these multi-frequency symbols, and the temporary position of the beginning of the long multi-frequency symbol of the preamble is determined as the sum of the temporary position of the beginning of the preamble and the a priori known temporal position of this long multi-frequency symbol relative to beginning of the preamble.
Формируют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, используя комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы. При этом оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы формируют, например, умножая составляющие комплексных спектров длинных многочастотных символов преамбулы на комплексно сопряженные значения символов, модулирующих соответствующие гармоники, причем значения символов, модулирующих гармоники длинных многочастотных символов преамбулы, априори известны.Estimates of the complex envelope of modulated harmonics of the long multi-frequency symbols of the preamble are generated using the complex spectra of the long multi-frequency symbols of the preamble. In this case, estimates of the complex envelope of modulated harmonics of long multi-frequency preamble symbols are formed, for example, by multiplying the components of complex spectra of long multi-frequency preamble symbols by complex conjugate values of symbols modulating the corresponding harmonics, and the values of symbols modulating harmonics of long multi-frequency preamble symbols are a priori known.
Объединяют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, формируя предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник. При этом, например, объединение оценок комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы выполняют путем усреднения сумм оценок комплексной огибающей соответствующих модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы.Combine the estimates of the complex envelope of the modulated harmonics of the long multi-frequency symbols of the preamble, forming preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics. Moreover, for example, combining estimates of the complex envelope of modulated harmonics of long multi-frequency preamble symbols is performed by averaging the sums of estimates of the complex envelope of the corresponding modulated harmonics of long multi-frequency preamble symbols.
Формируют среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник. Причем среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник формируют, например, как отношение суммы предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник на их количество.The average value of preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics is formed. Moreover, the average value of preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics is formed, for example, as the ratio of the sum of preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics by their number.
Корректируют предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, вычитая среднее значение этих оценок.The preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics are corrected by subtracting the average value of these estimates.
Формируют оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник, используя скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник. Причем оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник формируют, например, как полусумму оценок отсчетов корреляционной функции синфазной и квадратурной составляющих комплексной огибающей гармоник, как описано в Купер Дж., Макгиллем К. Вероятностные методы анализа сигналов и систем: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 376 с. ил. Глава 11 - Цифровые методы анализа, 11.4.1. - Непосредственное оценивание ковариационной функции, стр.380 [8].Estimates of the samples of the correlation function of the complex envelope of harmonics are generated using the adjusted preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics. Moreover, estimates of the samples of the correlation function of the complex envelope of harmonics are formed, for example, as a half-sum of estimates of the samples of the correlation function of the in-phase and quadrature components of the complex envelope of harmonics, as described in Cooper J., McGill K. Probabilistic methods for the analysis of signals and systems: Per. from English - M .: Mir, 1989 .-- 376 p. silt. Chapter 11 - Digital methods of analysis, 11.4.1. - Direct estimation of covariance function, p. 380 [8].
Формируют оценку интервала многолучевости входного сигнала, используя сформированные оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник. Причем оценку интервала многолучевости входного сигнала формируют, например, усредняя оценки интервала многолучевости входного сигнала, полученные по различным оценкам отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник, и находя отношение разности оценки отсчета корреляционной функции комплексной огибающей гармоники и параметра b на произведение номера отсчета, разности частот соседних гармоник и параметра а, при этом параметры b и а зависят от величины оценки отсчета корреляционной функции и представляют собой коэффициенты аппроксимации ломаной линии корреляционной функции синфазной и квадратурной составляющих комплексной огибающей.An estimate of the multipath interval of the input signal is generated using the generated estimates of the samples of the correlation function of the complex harmonic envelope. Moreover, the estimate of the multipath interval of the input signal is formed, for example, by averaging the estimates of the multipath interval of the input signal obtained from various estimates of the correlation function samples of the complex harmonic envelope, and finding the ratio of the difference in the estimate of the correlation function of the complex harmonic envelope and parameter b by the product of the reference number, the frequency difference of adjacent harmonics and parameter a, while parameters b and a depend on the value of the estimate of the correlation function and represent the coefficients cients approximation polyline correlation function phase and quadrature components of the complex envelope.
Фильтруют скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, определяя весовые коэффициенты фильтрации по оценке интервала многолучевости входного сигнала. Причем скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник получают, например, вычитая из предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.The adjusted preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics are filtered, determining the weighting coefficients of the filter by estimating the multipath interval of the input signal. Moreover, the corrected preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics are obtained, for example, by subtracting from the preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics the average value of the preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics.
Формируют уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, прибавляя среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник к профильтрованным скорректированным предварительным оценкам комплексной огибающей модулированных гармоник.Refined preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics are generated by adding the average value of preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics to the filtered corrected preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics.
Находят комплексные спектры многочастотных информационных символов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяются по временному положению начала преамбулы. Комплексные спектры многочастотных информационных символов определяют, например, путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующего этим многочастотным символам, а временное положение начала многочастотного информационного символа определяют как сумму временного положения начала преамбулы, априори известного временного положения начала OFDM символа - сигнального блока, включающего этот многочастотный символ, относительно начала преамбулы и длительности префикса.The complex spectra of multi-frequency information symbols of the phase-corrected input digital complex signal are found, the temporary positions of which are determined by the temporary position of the beginning of the preamble. The complex spectra of multi-frequency information symbols are determined, for example, by the fast discrete Fourier transform of the samples of the phase-corrected input complex digital signal corresponding to these multi-frequency symbols, and the time position of the beginning of the multi-frequency information symbol is determined as the sum of the time position of the beginning of the preamble, a priori known time position of the beginning of the OFDM symbol - a signal unit including this multi-frequency symbol, relative to the beginning of the preamble prefix length.
Запоминают составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, соответствующие модулированным гармоникам.The components of the complex spectra of multi-frequency information symbols corresponding to modulated harmonics are remembered.
Формируют оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, используя составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, применяемые для передачи пилот-символов.Estimates of the complex envelope of the harmonics of the multi-frequency information symbols modulated by the pilot symbols are estimated using the components of the complex spectra of the multi-frequency information symbols used to transmit the pilot symbols.
Формируют уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, фильтруя и, например, усредняя значения оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами соответствующих гармоник многочастотных информационных символов.Refined estimates of the complex envelope of the multi-frequency information symbol harmonics modulated by the pilot symbols are generated by filtering and, for example, averaging the estimates of the complex envelope estimates of the multi-frequency information symbol harmonics modulated by the pilot symbols.
Для каждого многочастотного информационного символа формируют корректирующую величину, используя уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник этого многочастотного информационного символа и соответствующие им уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник. Причем корректирующую величину многочастотного информационного символа формируют, например, как усредненную сумму отношений произведения уточненной оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники и соответствующей ей комплексно сопряженной уточненной предварительной оценки комплексной огибающей к квадрату модуля оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники.For each multi-frequency information symbol, a correction value is generated using the updated estimates of the complex envelope of the harmonics of the multi-frequency information symbol modulated by the pilot symbols and the corresponding updated preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics. Moreover, the correcting value of the multi-frequency information symbol is formed, for example, as the average sum of the relations of the product of the refined estimate of the complex envelope modulated by the harmonic pilot symbol and the corresponding complex conjugate refined preliminary estimate of the complex envelope to the square of the complex envelope estimation module modulated by the harmonic pilot symbol.
Для каждого многочастотного информационного символа формируют окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник путем коррекции уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник с использованием соответствующей этому многочастотному информационному символу корректирующей величины. Причем окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник многочастотного информационного символа формируют, например, умножая уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник на корректирующую величину, соответствующую этому многочастотному информационному символу.For each multifrequency information symbol, final estimates of the complex envelope of the harmonics modulated by the information symbols are generated by correcting the adjusted preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics using the correction value corresponding to this multifrequency information symbol. Moreover, the final estimates of the complex envelope of the harmonics of the multifrequency information symbol modulated by the information symbols are formed, for example, by multiplying the refined preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics by the correction value corresponding to this multi-frequency information symbol.
Формируют мягкие решения об информационных символах, используя соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов и окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов. Причем мягкие решения об информационных символах формируют, например, умножая соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов на комплексно сопряженные окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов.Soft decisions about information symbols are formed using the corresponding components of the complex spectra of multi-frequency information symbols and the final estimates of the complex envelope of the harmonics of these multi-frequency information symbols modulated by information symbols. Moreover, soft decisions about information symbols are formed, for example, by multiplying the corresponding components of the complex spectra of multi-frequency information symbols by the complex conjugate final estimates of the complex envelope of the harmonics of these multi-frequency information symbols modulated by information symbols.
Осуществляют заявляемый способ квазикогерентного приема многолучевого сигнала на устройстве, структурная схема которого приведена на фиг.3.The inventive method is carried out for the quasi-coherent reception of a multipath signal on a device whose structural diagram is shown in FIG. 3.
Устройство квазикогерентного приема многолучевого сигнала (фиг.3) содержит приемный тракт 1, блок 2 частотно-временной синхронизации, комплексный перемножитель 3, блок 4 формирования гармоники, первый регистр 5 и второй регистр 6, тактовый генератор 7, блок 8 временной синхронизации, блок 9 расчета комплексного спектра сигнала, блок 10 коммутации, блок 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, блок 12 формирования корректирующей величины, блок 13 формирования мягких решений об информационных символах и блок 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, при этом вход приемного тракта 1 является входом устройства, первый и второй выходы приемного тракта соединены соответственно с первыми и вторыми входами комплексного перемножителя 3 и блока 2 частотно-временной синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом блока 4 формирования гармоники, второй вход которого объединен с третьим входом блока 2 частотно-временной синхронизации и первым входом блока 8 временной синхронизации и соединен с выходом тактового генератора 7, первый и второй выходы блока 4 формирования гармоники соединены соответственно с третьим и четвертым входами комплексного перемножителя 3, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого 5 и второго 6 регистров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока 9 расчета комплексного спектра сигнала, третий вход которого соединен с первым выходом блока 8 временной синхронизации, второй вход которого соединен со вторым выходом блока 2 частотно временной синхронизации, второй выход блока 8 временной синхронизации соединен со вторым входом блока 10 коммутации, первый вход которого соединен с выходом блока 9 расчета комплексного спектра сигнала, первый выход блока 10 коммутации соединен с первым входом блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, второй вход которого соединен с третьим выходом блока 8 временной синхронизации, выход блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник соединен с третьим входом блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник и вторым входом блока 12 формирования корректирующей величины, первый вход которого объединен с первым входом блока 13 формирования мягких решений об информационных символах и соединен со вторым выходом блока 10 коммутации, первый и второй выходы блока 12 формирования корректирующей величины соединены соответственно с первым и вторым входами блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, выход которого соединен со вторым входом блока 13 формирования мягких решений об информационных символах, выход которого является выходом устройства.The quasi-coherent multipath signal receiving device (Fig. 3) contains a receiving path 1, a time-frequency synchronization unit 2, a complex multiplier 3, a harmonic generation unit 4, a first register 5 and a second register 6, a clock 7, a time synchronization unit 8, block 9 for calculating the complex spectrum of the signal, switching unit 10, block 11 for generating refined preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics, block 12 for generating a correction value, block 13 for generating soft decisions about information symbols and block 14 for generating final estimates of the complex envelope of modulated harmonics, while the input of the receiving path 1 is the input of the device, the first and second outputs of the receiving path are connected respectively to the first and second inputs of the complex multiplier 3 and block 2 of the time-frequency synchronization, the first output of which connected to the first input of the harmonic generation unit 4, the second input of which is combined with the third input of the time-frequency synchronization unit 2 and the first input of the time synchronization unit 8 and connected to the output of the clock generator 7, the first and second outputs of the harmonic generation unit 4 are connected respectively to the third and fourth inputs of the complex multiplier 3, the first and second outputs of which are connected respectively to the inputs of the first 5 and second 6 registers, the outputs of which are connected respectively to the first and the second inputs of the complex signal spectrum calculation unit 9, the third input of which is connected to the first output of the time synchronization unit 8, the second input of which is connected to the second output of the unit 2 frequency time synchronization, the second output of the time synchronization unit 8 is connected to the second input of the switching unit 10, the first input of which is connected to the output of the complex signal spectrum calculating unit 9, the first output of the switching unit 10 is connected to the first input of the unit 11 for generating updated preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics, the second input of which is connected to the third output of the time synchronization block 8, the output of the block 11 for generating the updated preliminary estimates of the complex envelope modulated of harmonics is connected to the third input of block 14 for generating final estimates of the complex envelope of modulated harmonics and the second input of block 12 for generating correction values, the first input of which is combined with the first input of block 13 for generating soft decisions about information symbols and connected to the second output of block 10 for switching, the first and the second outputs of the correcting value generating unit 12 are connected respectively to the first and second inputs of the final estimating unit 14 of the complex envelope module Rowan harmonics, whose output is connected to the second input 13 of the block forming soft decisions about information symbols whose output is an output device.
Работает устройство (фиг.3) следующим образом. В приемном тракте 1 входной сигнал, который поступает на его вход, предварительно фильтруют, усиливают, переносят на видео частоту, осуществляют его аналогово-цифровое преобразование, децимацию и т.д. В результате чего формируют входной цифровой комплексный сигнал на видео частоте.The device operates (figure 3) as follows. In the receiving
Синфазная и квадратурная составляющие входного цифрового сигнала с первого и второго выходов приемного тракта 1 поступают соответственно на первый и второй входы комплексного перемножителя 3 и соответственно на первый и второй входы блока 2 частотно временной синхронизации.The in-phase and quadrature components of the input digital signal from the first and second outputs of the receiving
Частотно-временную синхронизацию осуществляют, например, как приведено в [7]. Устройство, с помощью которого можно осуществить частотно-временную синхронизацию, описано в патенте Российской Федерации №2235429, опубликованном 27.08.2004 г. в БИ №24/2004 г. [9].Frequency-time synchronization is carried out, for example, as described in [7]. A device with which it is possible to carry out time-frequency synchronization is described in the patent of the Russian Federation No. 2235429, published on August 27, 2004 in BI No. 24/2004 [9].
В устройстве (фиг.3), на котором осуществляют заявляемый способ, тактовый генератор блока 2 частотно временной синхронизации (в отличие от [9]) вынесен за его пределы. В этом случае сигнал тактовой частоты поступает с выхода тактового генератора 7 на третий вход блока 2 частотно-временной синхронизации. С первого выхода блока 2 частотно временной синхронизации оценка частотного сдвига поступает на первый вход блока 4 формирования гармоники. Оценка временного положения окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы со второго выхода блока 2 частотно временной синхронизации поступает на второй вход блока 8 временной синхронизации.In the device (figure 3), which carry out the inventive method, the clock of the unit 2 of the time-frequency synchronization (in contrast to [9]) is taken out of its limits. In this case, the clock signal is supplied from the output of the clock generator 7 to the third input of the block 2 of the time-frequency synchronization. From the first output of the time-frequency synchronization block 2, the frequency shift estimate is supplied to the first input of the harmonic generation block 4. Assessment of the temporary position of the end of the first long multi-frequency preamble symbol from the second output of the frequency-time synchronization block 2 is supplied to the second input of the time-synchronization block 8.
В блоке 4 формирования гармоники по оценке частотного сдвига и сигналу с тактового генератора 7, поступающему на его второй вход, формируют комплексный множитель единичной амплитуды, фаза которого равна произведению оценки частотного сдвига на временное положение текущих отсчетов. Квадратурные составляющие комплексного множителя с первого и второго выходов блока 4 формирования гармоники поступают соответственно на третий и четвертый входы комплексного перемножителя 3, в котором корректируют фазу входного цифрового комплексного сигнала. Для этого в комплексном перемножителе 3 осуществляют известную операцию умножения отсчетов входного цифрового комплексного сигнала на комплексный множитель. Синфазная составляющая скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала с первого выхода комплексного перемножителя 3 поступает на вход первого последовательно-параллельного регистра 5, а квадратурная составляющая со второго выхода комплексного перемножителя 3 поступает на вход второго последовательно-параллельного регистра 6. В регистрах 5 и 6 запоминают отсчеты квадратурных составляющих скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала на интервалах длительности многочастотных символов.In the harmonic generation unit 4, according to the frequency shift estimate and the signal from the clock generator 7 supplied to its second input, a complex unit amplitude multiplier is formed, the phase of which is equal to the product of the frequency shift estimate by the time position of the current samples. The quadrature components of the complex factor from the first and second outputs of the harmonic generation unit 4 are respectively supplied to the third and fourth inputs of the complex multiplier 3, in which the phase of the input digital complex signal is corrected. To do this, in the complex multiplier 3 carry out the well-known operation of multiplying the samples of the input digital complex signal by a complex factor. The in-phase component of the phase-corrected input digital complex signal from the first output of the complex multiplier 3 is input to the first serial-parallel register 5, and the quadrature component from the second output of the complex multiplier 3 is input to the second serial-parallel register 6. In registers 5 and 6 are stored samples of quadrature components of the phase-corrected input digital complex signal at intervals of duration of multi-frequency symbols.
Регистры 5 и 6 с последовательной записью и параллельным считыванием могут быть реализованы, например, на базе стандартных микросхем серии 561ПР1 или серии 1564ИР8 или подобных им.Registers 5 and 6 with sequential recording and parallel reading can be implemented, for example, on the basis of standard microcircuits of the 561PR1 series or 1564IR8 series or the like.
С выхода первого регистра 5 совокупность отсчетов синфазной составляющей скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующая анализируемым многочастотным символам, поступает на первый вход блока 9 расчета комплексного спектра сигнала. С выхода второго регистра 6 совокупность отсчетов квадратурной составляющей скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующая анализируемым многочастотным символам, поступает на второй вход блока 9 расчета комплексного спектра сигнала. На третий вход блока 9 расчета комплексного спектра сигнала с первого выхода блока 8 временной синхронизации поступает сигнал окончания многочастотного символа (длинного многочастотного символа преамбулы или очередного многочастотного информационного символа). По сигналу окончания многочастотного символа осуществляют расчет комплексного спектра соответствующего многочастотного символа, квадратурные составляющие отчетов входного цифрового сигнала которого к этому моменту времени запомнены соответственно в регистре 5 и регистре 6. Сигнал окончания многочастотного символа формируется в блоке 8 временной синхронизации по сигналу временного положения окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы, поступающему на его второй вход, и сигналу тактовой частоты, который поступает на его первый вход.From the output of the first register 5, the set of samples of the in-phase component of the phase-corrected input digital complex signal corresponding to the analyzed multi-frequency symbols is fed to the first input of the complex signal spectrum calculation unit 9. From the output of the second register 6, the set of samples of the quadrature component of the phase-corrected input digital complex signal corresponding to the analyzed multi-frequency symbols is fed to the second input of the complex signal spectrum calculation unit 9. The third input of block 9 for calculating the complex spectrum of the signal from the first output of block 8 of the time synchronization receives the end signal of the multi-frequency symbol (long multi-frequency preamble symbol or the next multi-frequency information symbol). By the signal of the end of the multi-frequency symbol, the complex spectrum of the corresponding multi-frequency symbol is calculated, the quadrature components of the reports of the input digital signal of which at this point in time are stored in register 5 and register 6 respectively. The signal of the end of the multi-frequency symbol is generated in block 8 of the time synchronization signal of the time position of the end of the first long multi-frequency symbol of the preamble, arriving at its second input, and the clock signal, which arrives at and his first entry.
С выхода блока 9 расчета комплексного спектра сигнала квадратурные компоненты (реальные и мнимые части) составляющих комплексного спектра поступают на первый вход блока 10 коммутации, на второй вход которого поступает управляющий сигнал со второго выхода блока 8 временной синхронизации. Блок 10 коммутации представляет собой совокупность ключей с общим управляемым входом. При обработке сигналов длинных многочастотных символов преамбулы сигнал управления равен логическому нулю, и квадратурные компоненты составляющих комплексного спектра поступают с первого выхода блока 10 коммутации на первый вход блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник. После, при приеме многочастотных информационных символов сигнал управления равен логической единице, и квадратурные компоненты составляющих комплексного спектра, соответствующие информационным символам, поступают со второго выхода блока 10 коммутации на первый вход блока 13 формирования мягких решений об информационных символах, а квадратурные компоненты составляющих комплексного спектра, соответствующие пилот-символам, поступают со второго выхода блока 10 коммутации на первый вход блока 12 формирования корректирующей величины.From the output of block 9 for calculating the complex spectrum of the signal, the quadrature components (real and imaginary parts) of the components of the complex spectrum are fed to the first input of the switching unit 10, the second input of which receives a control signal from the second output of the time synchronization block 8. Block 10 switching is a collection of keys with a common controlled input. When processing signals of long multi-frequency symbols of the preamble, the control signal is logical zero, and the quadrature components of the complex spectrum components are supplied from the first output of the switching unit 10 to the first input of the unit 11 for generating updated preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics. Then, when receiving multi-frequency information symbols, the control signal is a logical unit, and the quadrature components of the components of the complex spectrum corresponding to the information symbols are received from the second output of the switching unit 10 to the first input of the soft decision block 13 for forming information symbols, and the quadrature components of the components of the complex spectrum, corresponding to the pilot symbols, come from the second output of the switching unit 10 to the first input of the correction value generating unit 12.
На второй вход блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник с третьего выхода блока 8 временной синхронизации поступает сигнал сброса. Сигнал сброса формируется после окончания приема всего информационного сообщения и обеспечивает возможность приема следующего информационного сообщения. С выхода блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник квадратурные составляющие уточненных предварительных оценок комплексной огибающей гармоник, модулированных информационными символами, поступают на третий вход блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, а квадратурные составляющие уточненных предварительных оценок комплексной огибающей гармоник, модулированных пилот-символами, поступают на второй вход блока 12 формирования корректирующей величины.At the second input of block 11 for the formation of refined preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics, a reset signal is received from the third output of time synchronization block 8. The reset signal is generated after the end of the reception of the entire information message and provides the ability to receive the next information message. From the output of block 11 for the formation of refined preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics, the quadrature components of the refined preliminary estimates of the complex envelope of harmonics modulated with information symbols go to the third input of block 14 for the formation of final estimates of the complex envelope of modulated harmonics, and the quadrature components of refined preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics pilot symbols are fed to the second input of the block 12 formation corrective value.
С первого выхода блока 12 формирования корректирующей величины синфазная составляющая корректирующей величины текущего многочастотного информационного символа поступает на первый вход блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник. Со второго выхода блока 12 формирования корректирующей величины квадратурная составляющая корректирующей величины текущего многочастотного информационного символа поступает на второй вход блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.From the first output of the correcting value generating unit 12, the in-phase component of the correcting value of the current multi-frequency information symbol is fed to the first input of the generating unit 14 of the final estimates of the complex envelope of modulated harmonics. From the second output of the correcting value generating unit 12, the quadrature component of the correcting value of the current multi-frequency information symbol is fed to the second input of the generating unit 14 of the final estimates of the complex envelope of modulated harmonics.
С выхода блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник квадратурные составляющие окончательных оценок комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник поступают на второй вход блока 13 формирования мягких решений об информационных символах.From the output of block 14 for the formation of final estimates of the complex envelope of modulated harmonics, the quadrature components of the final estimates of the complex envelope for modulated information symbols of harmonics go to the second input of block 13 for forming soft decisions about information symbols.
Выход блока 13 формирования мягких решений об информационных символах является выходом устройства.The output of block 13 for forming soft decisions about information symbols is the output of the device.
Для лучшего понимания реализации заявляемого способа рассмотрим подробнее работу блоков 8, 11, 12, 13 и 14, входящих в устройство (фиг.3). Структурные схемы блоков приведены как пример выполнения соответственно на фиг.4, 5, 6, 8 и 7.For a better understanding of the implementation of the proposed method, let us consider in more detail the operation of blocks 8, 11, 12, 13 and 14 included in the device (Fig. 3). Block diagrams of the blocks are given as an example of execution, respectively, in FIGS. 4, 5, 6, 8 and 7.
Блок 8 временной синхронизации (фиг.4) содержит схему 15 "ИЛИ", первый регистр 16, второй регистр 19, третий регистр 23, первый ключ 17 и второй ключ 20, первый счетчик 18, второй счетчик 21 и третий счетчик 22, при этом вторые входы первого ключа 17 и второго ключа 20 объединены, образуя первый вход блока 8 временной синхронизации, первый, второй входы первого регистра 16 и первый вход схемы 15 "ИЛИ" объединены, образуя второй вход блока 8 частотно-временной синхронизации, выход первого регистра 16 соединен с первым входом первого ключа 17, выход которого соединен со входом первого счетчика 18, выход которого соединен с третьим входом первого регистра 16, первым и вторым входами второго регистра 19 и вторым входом схемы 15 "ИЛИ", выход которой является первым выходом блока 8 временной синхронизации, выход второго регистра 19 соединен с первым входом второго ключа 20, выход которого соединен со входом второго счетчика 21, выход которого соединен с третьим входом схемы 15 "ИЛИ", входом третьего счетчика 22 и первым и вторым входами третьего регистра 23, выход которого является вторым выходом блока 8, третий вход третьего регистра 23 объединен с третьим входом второго регистра 19 и соединен с выходом третьего счетчика 22, выход которого является третьим выходом блока 8 временной синхронизации.Block 8 of the time synchronization (figure 4) contains the OR circuit 15, the first register 16, the second register 19, the third register 23, the first key 17 and the second key 20, the first counter 18, the second counter 21 and the third counter 22, while the second inputs of the first key 17 and the second key 20 are combined to form the first input of the time synchronization block 8, the first, second inputs of the first register 16 and the first input of the OR circuit 15 are combined to form the second input of the time-frequency synchronization block 8, the output of the first register 16 connected to the first input of the first key 17, the output of which is connected with the input of the first counter 18, the output of which is connected to the third input of the first register 16, the first and second inputs of the second register 19 and the second input of the OR circuit 15, the output of which is the first output of the time synchronization unit 8, the output of the second register 19 is connected to the first input the second key 20, the output of which is connected to the input of the second counter 21, the output of which is connected to the third input of the OR circuit 15, the input of the third counter 22 and the first and second inputs of the third register 23, the output of which is the second output of block 8, the third input of tego register 23 is combined with the third input of the second register 19 and is connected to the output of the third counter 22, whose output is the output of the third unit 8 time synchronization.
Блок 8 временной синхронизации работает следующим образом.Block 8 time synchronization operates as follows.
В первом плече, содержащем первый регистр 16, первый ключ 17 и первый счетчик 18, формируют сигнал окончания второго длинного многочастотного символа преамбулы. Во втором плече, содержащем второй регистр 19, второй ключ 20 и второй счетчик 21, формируют сигналы окончания многочастотных информационных символов.In the first arm containing the
На первый (вход данных) и второй (вход записи) входы первого регистра 16 и на первый вход схемы 15 "ИЛИ" со второго входа блока 8 временной синхронизации поступает сигнал окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы. При поступлении сигнала окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы на выходе схемы 15 "ИЛИ" формируется сигнал запуска процедуры расчета спектра многочастотного символа, который поступает на первый выход блока 8 временной синхронизации.At the first (data input) and second (write input) inputs of the
При поступлении сигнала окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы в первый регистр 16 записывают сигнал, равный логической единице, который с выхода первого регистра 16 поступает на первый управляемый вход первого ключа 17. На вторые входы первого ключа 17 и второго ключа 20 с первого входа блока 8 поступает сигнал с тактового генератора 7, который через первый ключ 17 поступает на вход первого счетчика 18. На третий вход (сброса) первого регистра 16 с выхода первого счетчика 18 поступает сигнал обнуления (управления).When the end signal of the first long multi-frequency preamble symbol arrives in the
После поступления сигнала окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы первый счетчик 18 накапливает импульсы тактовой частоты. Он запрограммирован таким образом, что сигнал окончания второго длинного многочастотного символа преамбулы, равный логической единице, появляется на его выходе в момент времени, равный, например, сумме временного положения окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы и длительности длинного многочастотного символа преамбулы.After the arrival of the end signal of the first long multi-frequency preamble symbol, the first counter 18 accumulates clock pulses. It is programmed in such a way that the end signal of the second long multi-frequency preamble symbol, equal to a logical one, appears at its output at a point in time equal, for example, to the sum of the temporary position of the end of the first long multi-frequency preamble symbol and the duration of the long multi-frequency preamble symbol.
Сигнал окончания второго длинного многочастотного символа преамбулы поступает на второй вход схемы 15 "ИЛИ". При этом на выходе схемы 15 "ИЛИ" формируется сигнал запуска процедуры расчета спектра многочастотного символа (второго длинного многочастотного символа преамбулы).The end signal of the second long multi-frequency preamble symbol is supplied to the second input of the OR circuit 15. At the same time, at the output of the OR circuit 15, a start signal is generated for calculating the spectrum of the multi-frequency symbol (second long multi-frequency symbol of the preamble).
По сигналу окончания второго длинного многочастотного символа преамбулы, который поступает на первый вход данных и второй вход записи второго регистра 19, в регистре 19 записывают сигнал, равный логической единице, который с выхода второго регистра 19 поступает на первый управляемый вход второго ключа 20. При этом сигнал с тактового генератора 7 через второй ключ 20 поступает на вход второго счетчика 21.By the signal of the end of the second long multi-frequency preamble symbol, which is fed to the first data input and the second input of the
После поступления сигнала окончания второго длинного многочастотного символа преамбулы второй счетчик 21 накапливает импульсы тактовой частоты. Он запрограммирован таким образом, что на его выходе формируется импульсный сигнал с периодом, равным длительности OFDM символа. Импульсы сигнала (сигналы, равные логической единице) соответствуют моментам времени окончания очередного многочастотного информационного символа. Сигнал окончания очередного многочастотного информационного символа поступает на третий вход схемы 15 "ИЛИ". При этом на выходе схемы 15 "ИЛИ" формируется сигнал запуска процедуры расчета спектра очередного многочастотного информационного символа.After the arrival of the end signal of the second long multi-frequency preamble symbol, the
Сигнал с выхода второго счетчика 21 поступает также на первый и второй входы третьего регистра 23 и на вход третьего счетчика 22. По сигналу окончания первого многочастотного информационного символа в третий регистр 23 записывают сигнал, равный логической единице, который с выхода третьего регистра 23 поступает на второй выход блока 8 временной синхронизации. Второй выход блока 8 временной синхронизации является управляющим выходом на блок 10 коммутации.The signal from the output of the
Третий счетчик 22 накапливает импульсы окончания очередного многочастотного информационного символа. Он запрограммирован таким образом, что на его выходе формируется сигнал окончания информационного сообщения, равный логической единице, который поступает на третий вход второго регистра 19, третий вход третьего регистра 23 и обнуляет их содержимое. Также выход третьего счетчика 22 является третьим выходом блока 8 временной синхронизации.The
Счетчики 18, 21 и 23 могут быть реализованы, например, на базе стандартных программируемых счетчиков типа 564ИЕ10 или подобных им.
Блок 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник (фиг.5) содержит L узлов формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник 241-24L, первый узел 30 и второй узел 31 усреднения, L узлов 321-32L комплексного вычитания, первый узел 33 фильтрации и второй узел 34 фильтрации, узел 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации и L узлов 361-36L комплексного суммирования, при этом каждый узел 241-24L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник содержит элемент 25 снятия информации, первый накопитель 26 со сбросом и второй накопитель 27 со сбросом, первый элемент 28 нормирования и второй элемент 29 нормирования, причем первый и второй входы элемента 25 снятия информации в каждом узле 241-24L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник образуют первый вход блока 11, вторые входы накопителей 26 и 27 со сбросом в каждом узле 241-24L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник образуют второй вход блока 11, первый и второй выходы элемента 25 снятия информации в каждом узле 241-24L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник соединены соответственно с первыми входами накопителей 26 и 27 со сбросом, выходы которых соединены с входами соответственно первого элемента 28 нормирования и второго элемента 29 нормирования, выход первого элемента 28 нормирования каждого узла 241-24L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник соединен с первым входом соответствующего ему узла 321-32L комплексного вычитания и соответствующим ему входом первого узла 30 усреднения, выход второго элемента 29 нормирования каждого узла 241-24L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник соединен со вторым входом соответствующего ему узла 321-32L комплексного вычитания и соответствующим ему входом второго узла 31 усреднения, выход первого узла 30 усреднения соединен с третьими входами каждого узла 321-32L комплексного вычитания и каждого узла 361-36L комплексного суммирования, выход второго узла 31 усреднения соединен с четвертыми входами каждого узла 321-32L комплексного вычитания и каждого узла 361-36L комплексного суммирования, первые выходы узлов 321-32L комплексного вычитания соединены с соответствующими им первыми L входами первого узла 33 фильтрации и соответствующими им первыми L входами узла 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации, вторые выходы узлов 321-32L комплексного вычитания соединены с соответствующими им первыми L входами второго узла 34 фильтрации и соответствующими им вторыми L входами узла 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации, выход узла 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации соединен со вторыми входами первого узла 33 фильтрации и второго узла 34 фильтрации, L выходов первого узла 33 фильтрации соединены с первыми входами соответствующих им узлов 361-36L комплексного суммирования L выходов второго узла 34 фильтрации соединены со вторыми входами соответствующих им узлов 361-36L комплексного суммирования, первый и второй выходы каждого узла 361-36L комплексного суммирования образуют выход (шину) блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.Block 11 for the formation of refined preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics (Fig. 5) contains L nodes for generating preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics 24 1 -24 L , the first node 30 and the second node 31 averaging, L nodes 32 1 -32 L of complex subtraction, filtering the first node 33 and second node 34 filtering unit 35 forming weighting filter coefficient and L units 36 1 -36 L complex summation, each assembly 24 1 -24 L forming preliminary estimates of the complex envelope modulirova GOVERNMENTAL harmonic element 25 comprises removing information from the first reservoir 26 and second discharge drive 27 with reset, the first member 28 and second normalization element 29 valuation, the first and second input member 25 reading information in each node on January 24 -24 L forming preliminary assessments the complex envelope of the modulated harmonics form a first input block 11, the second inputs of accumulators 26 and 27 with discharge at each node January 24 -24 L forming preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonic form a second input of block 11, the first and second outputs of item 25 reading information in each node on January 24 -24 L forming preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics are respectively connected to first inputs of accumulators 26 and 27 with reset, outputs of which are respectively connected to the inputs of the first member 28 and second member valuation 29 normalization, the output of the first element 28 normalization of each node 24 1 -24 L the formation of preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics is connected to the first input of the corresponding nodes la 32 1 -32 L complex subtraction and the corresponding input of the first averaging node 30, the output of the second normalization element 29 of each node 24 1 -24 L generating preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics is connected to the second input of the corresponding complex 32 1 -32 L complex subtraction node and the corresponding input of the second averaging unit 31, the output of the first averaging unit 30 is connected to the third inputs of each complex subtraction unit 32 1 -32 L and each complex summing unit 36 1 -36 L , the output of the second unit 31 averaging is connected to the fourth inputs of each node 32 1 -32 L complex subtraction and each node 36 1 -36 L complex summation, the first outputs of nodes 32 1 -32 L complex subtraction are connected to their corresponding first L inputs of the first filter node 33 and their corresponding first L input node 35 forming weighting filter coefficients, the second output node 32 1 -32 L complex subtraction connected to their respective first L inputs of the second filter unit 34 and the corresponding second input node 35 L forming veso th filter coefficient, the output node 35 forming weighting filter coefficients is coupled to second inputs of the first node 33 and the second filtering unit 34 filtering, the first node L filter 33 outputs are connected to first inputs of corresponding nodes 36 1 -36 L complex summing unit outputs a second L 34 filter connected to the second inputs of the corresponding nodes 36 1 -36 L complex summing the first and second outputs of each node 36 1 -36 L form a complex summation output (bus) 11 forming a block of refined n edvaritelnyh assessments of the complex envelope of the modulated harmonics.
Блок 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник работает следующим образом.Block 11 for the formation of refined preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics works as follows.
С первого входа блока 11 совокупность синфазных и квадратурных компонент L составляющих комплексных спектров длинных многочастотных символов преамбулы поступает соответственно на первые и вторые входы L узлов 241-24L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, каждый из которых формирует синфазную и квадратурную компоненты (составляющие) предварительной оценки комплексной огибающей одной модулированной гармоники. В каждом узле 241-24L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник синфазная и квадратурная компоненты составляющей (гармоники) комплексных спектров поступают соответственно на первый и второй входы элемента 25 снятия информации, где производится их комплексное умножение на комплексно сопряженное значение символа, модулирующего эту составляющую спектра (гармонику). Значения символов, модулирующих гармоники длинных многочастотных символов преамбулы, априори известны. С первого выхода элемента 25 снятия информации синфазные составляющие оценок комплексной огибающей модулированной гармоники длинных многочастотных символов преамбулы поступают на первый вход первого накопителя 26 со сбросом. Со второго выхода элемента 25 снятия информации квадратурные составляющие оценок комплексной огибающей модулированной гармоники длинных многочастотных символов преамбулы поступают на первый вход второго накопителя 27 со сбросом. В накопителях 26 и 27 со сбросом осуществляется суммирование соответственно синфазной и квадратурной составляющих оценок комплексной огибающей модулированной гармоники всех длинных многочастотных символов преамбулы. Результаты суммирования (накопления) синфазной составляющей с выхода первого накопителя 26 со сбросом поступают на вход первого элемента 28 нормирования. Результаты суммирования (накопления) квадратурной составляющей с выхода второго накопителя 27 со сбросом поступают на вход второго элемента 29 нормирования. В элементах 28 и 29 нормирования выполняется деление результатов суммирования (накопления) на количество длинных многочастотных символов. Сформированные (в элементах 28 и 29 нормирования) синфазные и квадратурные составляющие предварительных оценок комплексной огибающей L модулированных гармоник с первых и вторых выходов L узлов 241-24L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник поступают соответственно на первые и вторые входы узлов 321-32L комплексного вычитания. Синфазные составляющие предварительных оценок комплексной огибающей L модулированных гармоник с первых выходов L узлов 241-24L также поступают соответственно на L входов первого узла 30 усреднения. Квадратурные составляющие предварительных оценок комплексной огибающей L модулированных гармоник со вторых выходов L узлов 241-24L также поступают соответственно на L входов второго узла 31 усреднения. В узлах 30 и 31 усреднения выполняется суммирование входных величин с последующим делением результата на величину L. В результате на выходе первого узла 30 усреднения формируется синфазная составляющая, а на выходе второго узла 31 усреднения формируется квадратурная составляющая среднего значения предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.From the first input of block 11, the set of in-phase and quadrature components L of the complex spectra of long multi-frequency preamble symbols is supplied to the first and second inputs L of the nodes 24 1 -24 L, respectively, of forming preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics, each of which forms in-phase and quadrature components (components ) a preliminary estimate of the complex envelope of one modulated harmonic. In each node 24 1 -24 L of the formation of preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics, the in-phase and quadrature components of the component (harmonic) of the complex spectra arrive respectively at the first and second inputs of the information pickup element 25, where they are multiplied by the complex conjugate value of the symbol modulating this spectrum component (harmonic). The meanings of the symbols modulating the harmonics of the long multi-frequency symbols of the preamble are a priori known. From the first output of the information pickup element 25, the in-phase components of the estimates of the complex envelope of the modulated harmonic of the long multi-frequency preamble symbols are sent to the first input of the first drive 26 with a reset. From the second output of the information pickup element 25, the quadrature components of the estimates of the complex envelope of the modulated harmonic of the long multi-frequency preamble symbols are sent to the first input of the second drive 27 with a reset. In accumulators 26 and 27 with reset, the common-mode and quadrature components of the estimates of the complex envelope of the modulated harmonic of all long multi-frequency preamble symbols are summed, respectively. The results of the summation (accumulation) of the in-phase component from the output of the first drive 26 with a discharge are fed to the input of the first element 28 normalization. The results of the summation (accumulation) of the quadrature component from the output of the second drive 27 with a discharge are fed to the input of the second element 29 normalization. In the elements 28 and 29 normalization is the division of the results of the summation (accumulation) by the number of long multi-frequency characters. The in-phase and quadrature components of the preliminary estimates of the complex envelope of L modulated harmonics generated from the first and second outputs of the L nodes 24 1 -24 L of the formation of preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics generated (in elements 28 and 29 of the normalization) arrive at the first and second inputs of the nodes 32 1 - 32 L complex subtraction. The common-mode components of the preliminary estimates of the complex envelope L of modulated harmonics from the first outputs of L nodes 24 1 -24 L also arrive respectively at the L inputs of the first averaging node 30. The quadrature components of the preliminary estimates of the complex envelope L of modulated harmonics from the second outputs of the L nodes 24 1 -24 L also arrive respectively at the L inputs of the
На вторые входы накопителей 26 и 27 со сбросом поступает сигнал сброса со второго входа блока 11 (выходной сигнал с блока 8 временной синхронизации), по которому выполняются обнуления содержимого накопителей 26 и 27 со сбросом.The second inputs of drives 26 and 27 with a reset receive a reset signal from the second input of block 11 (the output signal from block 8 of temporary synchronization), by which the contents of the drives 26 and 27 are reset to zero.
В L узлах 321-32L комплексного вычитания формируются синфазные и квадратурные составляющие L скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник путем вычитания из предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник среднего значения предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, синфазные и квадратурные составляющие которого поступают соответственно на третьи и четвертые входы узлов 321-32L. Сформированные в L узлах 321-32L комплексного вычитания синфазные и квадратурные составляющие скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник поступают соответственно с первых и вторых выходов узлов 321-32L на L первые и L вторые входы узла 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации.In L nodes 32 1 -32 L of the complex subtraction, in-phase and quadrature components of L adjusted preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics are formed by subtracting from the preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics the average value of the preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics, the in-phase and quadrature components of which arrive respectively at the third and the fourth inputs of the nodes 32 1 -32 L. The in-phase and quadrature components of the corrected preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics formed in L nodes 32 1 -32 L of the complex subtraction come from the first and second outputs of the nodes 32 1 -32 L to the L and L second inputs of the node 35 for forming filtering weighting coefficients, respectively.
Синфазные составляющие скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей L модулированных гармоник с первых выходов L узлов 321-32L комплексного вычитания также поступают соответственно на первые L входов первого узла 33 фильтрации. Квадратурные составляющие скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей L модулированных гармоник со вторых выходов L узлов 321-32L комплексного вычитания также поступают соответственно на первые L входов второго узла 34 фильтрации.The common-mode components of the corrected preliminary estimates of the complex envelope L of modulated harmonics from the first outputs of L nodes 32 1 -32 L of complex subtraction also arrive respectively at the first L inputs of the first filtering node 33. The quadrature components of the corrected preliminary estimates of the complex envelope L of modulated harmonics from the second outputs of the L nodes 32 1 -32 L complex subtraction also arrive respectively at the first L inputs of the second filtering node 34.
В узле 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации выполняют следующие вычисления:In the node 35 of the formation of weighting filtration coefficients perform the following calculations:
1. Формируют оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник Кn, , находя полусумму оценок отсчетов корреляционной функции синфазной и квадратурной составляющих комплексной огибающей гармоник.1. Form estimates of the correlation function samples of the complex envelope of harmonics K n , , finding half the sum of the estimates of the correlation function in-phase and quadrature components of the complex envelope of harmonics.
где Ac,i, As,i - соответственно синфазные и квадратурные составляющие скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, М - число формируемых экспериментальных отсчетов корреляционной функции канала.where A c, i , A s, i are respectively in-phase and quadrature components of the corrected preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics, M is the number of generated experimental readings of the channel correlation function.
2. Находят нормированные оценки интервала многолучевости входного сигнала для каждого из М' экспериментальных значений , попадающих в диапазон значений: -0.30÷0.932. Find normalized estimates of the multipath interval of the input signal for each of M 'experimental values falling into the range of values: -0.30 ÷ 0.93
Параметры b, а представлены в таблице.Parameters b, a are presented in the table.
3. Усредняя оценку интервала многолучевости входного сигнала по всем значениям Kj, получаем итоговую оценку интервала многолучевости входного сигнала3. Averaging the estimate of the multipath interval of the input signal over all values of K j , we obtain the final estimate of the multipath interval of the input signal
4. Определяют весовые коэффициенты фильтрации пропорционально функции Бесселя нулевого порядка4. Determine the filtering weights in proportion to the zero order Bessel function
На вторые входы узлов 33 и 34 фильтрации поступают весовые коэффициенты фильтрации с выхода блока 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации. В узлах 33 и 34 фильтрации соответственно синфазные и квадратурные составляющие скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник фильтруют, осуществляя весовое суммирование соответственно синфазных и квадратурных составляющих скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.The second inputs of the filtering units 33 and 34 receive the weighting coefficients of the filter from the output of the block 35 of forming the weighting coefficients of the filtering. In the filtering nodes 33 and 34, the in-phase and quadrature components of the adjusted preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics are filtered, by weighting the in-phase and quadrature components of the adjusted preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics, respectively.
С L выходов первого узла 33 фильтрации синфазные составляющие профильтрованных скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник поступают соответственно на первые входы L узлов 361-36L комплексного суммирования. С L выходов второго узла 34 фильтрации квадратурные составляющие профильтрованных скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник поступают соответственно на вторые входы L узлов 361-36L комплексного суммирования. На третьи и четвертые входы L узлов 361-36L комплексного суммирования поступают соответственно сигналы с узлов 30 и 31 усреднения.From the L outputs of the first filtering node 33, the in-phase components of the filtered corrected preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics arrive respectively at the first inputs of the L nodes 36 1 -36 L of the complex summation. From the L outputs of the second filtration unit 34, the quadrature components of the filtered corrected preliminary estimates of the complex envelope of the modulated harmonics arrive respectively at the second inputs of the L nodes 36 1 -36 L of the complex summation. The third and fourth inputs of the L nodes 36 1 -36 L complex summing respectively receive signals from
В L узлах 361-36L комплексного суммирования формируют синфазные и квадратурные составляющие L уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, прибавляя к профильтрованным скорректированным предварительным оценкам комплексной огибающей модулированных гармоник среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, синфазные и квадратурные составляющие которой поступают соответственно с выходов первого узла 30 усреднения и второго узла 31 усреднения.In L nodes 36 1 -36 L of the complex summation, in-phase and quadrature components of L updated preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics are formed, adding to the filtered corrected preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics, the average value of preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics, the in-phase and quadrature components of which arrive respectively from the outputs of the first averaging unit 30 and the
Выходы узлов 361-36L комплексного суммирования образуют выход (шину) блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.The outputs of the nodes 36 1 -36 L complex summation form the output (bus) of the block 11 forming the updated preliminary estimates of the complex envelope of modulated harmonics.
Блок 12 формирования корректирующей величины (фиг.6) содержит Р узлов 371-37P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов; Р узлов 441-44P расчета корректирующей величины, первый сумматор 50 и второй сумматор 51, первый узел 52 деления и второй узел 53 деления. Каждый узел 371-37P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов содержит подузел 38 снятия модуляции, первый элемент 39 фильтрации и второй элемент 40 фильтрации, при этом каждый элемент фильтрации содержит линию 41 задержки, сумматор 42 и подэлемент 43 нормирования. Каждый узел 441-44P расчета корректирующей величины содержит комплексный перемножитель 45, элемент 46 комплексного сопряжения, элемент 47 нахождения квадрата модуля комплексной величины, первый элемент 48 деления и второй элемент 49 деления А/В. Первый и второй входы подузла 38 снятия модуляции в каждом узле 371-37P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов являются соответственно первым и вторым входами узлов 371-37P и образуют первый вход блока 12 (шину) формирования корректирующей величины, первый выход узла 38 снятия модуляции соединен со входом линии 41 задержки в первом элементе 39 фильтрации, второй выход узла 38 снятия модуляции соединен со входом линии 41 задержки во втором элементе 40 фильтрации, первый, второй и третий выходы линии 41 задержки в элементах 39 и 40 фильтрации соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами сумматора 42, выход которого соединен со входом подэлемента 43 нормирования, выход подэлемента 43 нормирования является первым выходом каждого узла 371-37P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, а выход второго элемента 40 фильтрации - соответственно вторым выходом каждого узла 371-37P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, первые и вторые выходы узлов 371-37P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующих им узлов 441-44P расчета корректирующей величины, первые и вторые входы которых образуют соответственно первый и второй входы комплексных перемножителей 45, третий и четвертый входы комплексных перемножителей 45 в каждом узле 441-44P соединены соответственно с первым и вторым выходами элемента 46 комплексного сопряжения, первый и второй входы которого объединены соответственно с первым и вторым входами элемента 47 нахождения квадрата модуля комплексной величины, образуя соответственно третий и четвертый входы узлов 441-44P, которые являются вторым входом блока 12 (шина), первый и второй выходы комплексного перемножителя 45 соединены соответственно с первым входом первого элемента 48 деления А/В и первым входом второго элемента 49 деления А/В, вторые входы элементов 48 и 49 объединены и соединены с выходом элемента 47 нахождения квадрата модуля комплексной величины, выход первого элемента 48 является первым выходом каждого узла 441-44P, а выход второго элемента 49 - вторым выходом каждого узла 441-44P, первые выходы Р узлов 441-44P расчета корректирующей величины соединены с соответствующими им Р входами первого сумматора 50, вторые выходы Р узлов 441-44P расчета корректирующей величины соединены с соответствующими им Р входами второго сумматора 51, выход первого сумматора 50 соединен со входом первого узла 52 деления на Р, выход которого является первым выходом блока 12, выход второго сумматора 51 соединен со входом второго узла 53 деления на Р, выход которого является вторым выходом блока 12.The correction value generating unit 12 (Fig. 6) contains P nodes 37 1 -37 P for generating an updated estimate of the complex envelope of multi-frequency information symbols harmonics modulated by pilot symbols; P nodes 44 1 -44 P calculation of the correction value, the first adder 50 and the second adder 51, the first division unit 52 and the second division unit 53. Each node 37 1 -37 P of the formation of a refined estimate of the complex envelope of the multi-frequency information symbols harmonics modulated by the pilot symbols of the harmonics contains a modulation removal subassembly 38, a first filtering element 39 and a
Работает блок 12 формирования корректирующей величины следующим образом.The block 12 for the formation of the correction value is as follows.
С первого входа блока 12 на первые и вторые входы Р узлов 371-37P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов поступают синфазные и квадратурные компоненты Р составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемых для передачи пилот-символов. Синфазные и квадратурные компоненты Р составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемых для передачи пилот-символов, в каждом узле 371-37P поступают соответственно на первый и второй входы подузла 38 снятия модуляции. В подузле 38 снятия модуляции формируют оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, умножая составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемые для передачи пилот-символов, на комплексно сопряженные значения пилот-символов, модулирующих соответствующие гармоники. Значения пилот-символов априори известны. Синфазные составляющие оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник с первого выхода узла 38 снятия модуляции поступают на вход первого элемента 39 фильтрации. Квадратурные составляющие оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник со второго выхода узла 38 снятия модуляции поступают на вход второго элемента 40 фильтрации. В элементах 39 и 40 фильтрации осуществляют усреднение квадратур оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник путем суммирования в сумматоре 42 запомненных в линии 41 задержки оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами соответствующих гармоник многочастотных информационных символов с последующим делением результата суммирования на количество членов суммы в подэлементе 43 нормирования. Выходы подэлементов 43 нормирования первых элементов 39 фильтрации являются первыми выходами узлов 371-37P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, которые соединены с первыми входами соответствующих им узлов 441-44P расчета корректирующей величины. Выходы подэлементов 43 нормирования вторых элементов 40 фильтрации являются вторыми выходами узлов 371-37P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, которые соединены со вторыми входами соответствующих узлов 441-44P расчета корректирующей величины.From the first input of block 12, in-phase and quadrature components P of the complex spectra of multi-frequency information symbols used to transmit pilot symbols are received at the first and second inputs P of the nodes 37 1 -37 P of the formation of a refined estimate of the complex envelope of the harmonics of the multi-frequency information symbols modulated by pilot symbols In-phase and quadrature components P of the constituent complex spectra of multi-frequency information symbols used to transmit pilot symbols, at each node 37 1 -37 P , respectively, are supplied to the first and second inputs of the modulation removal subunit 38. In the submodule 38 for removing the modulation, estimates of the complex envelope of the multi-frequency information symbol harmonics modulated by the pilot symbols are generated by multiplying the components of the complex spectra of the multi-frequency information symbols used to transmit the pilot symbols by the complex conjugate values of the pilot symbols modulating the corresponding harmonics. The values of the pilot symbols are a priori known. The in-phase components of the estimates of the complex envelope of the harmonics modulated by the pilot symbols from the first output of the modulation removal unit 38 are input to the first filtering element 39. The quadrature components of the estimates of the complex envelope of the harmonics modulated by the pilot symbols from the second output of the modulation removal unit 38 are input to the
На третьи и четвертые входы узлов 441-44P расчета корректирующей величины со второго входа блока 12 поступают соответственно синфазные и квадратурные составляющие Р уточненных предварительных оценок комплексной огибающей соответствующих пилот-символам гармоник.The third and fourth inputs of the nodes 44 1 -44 P for calculating the correction value from the second input of block 12 receive, respectively, in-phase and quadrature components P of updated preliminary estimates of the complex envelope of the harmonics corresponding to the pilot symbols.
В каждом узле 441-44P расчета корректирующей величины формируют в первом элементе 48 деления и во втором элементе 49 деления отношение (сформированного в комплексном перемножителе 45) произведения уточненной оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники и соответствующей ей комплексно сопряженной (в элементе 46 комплексного сопряжения) уточненной предварительной оценки комплексной огибающей к квадрату модуля оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники (сформированного в элементе 47 нахождения квадрата модуля комплексной величины).In each node 44 1 -44 P, the calculation of the correction value is formed in the
Синфазные составляющие корректирующих величин с выхода первого элемента 48 деления А/В и соответственно с первых выходов Р узлов 441-44P расчета корректирующей величины поступают соответственно на Р входов первого сумматора 50. Квадратурные составляющие корректирующих величин с выхода второго элемента 49 деления А/В и соответственно со вторых выходов Р узлов 441-44P расчета корректирующей величины поступают соответственно на Р входов второго сумматора 51.The in-phase components of the correction values from the output of the first A /
С выхода первого сумматора 50 сигнал поступает на вход первого узла 52 деления на Р, а с выхода второго сумматора 51 сигнал поступает на вход второго узла 53 деления на Р. В результате в узле 52 формируются синфазная и в узле 53 квадратурная составляющие корректирующей величины текущего многочастотного информационного символа, которые поступают соответственно на первый и второй выходы блока 12.From the output of the first adder 50, the signal enters the input of the first division unit 52 by P, and from the output of the second adder 51, the signal enters the input of the second division unit 53 by P. As a result, in-phase and in-site 53 quadrature components of the correction value of the current multi-frequency information symbol, which respectively arrive at the first and second outputs of block 12.
Блок 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник может быть выполнен, например, как показано на фиг.7, и содержит N комплексных перемножителей 541-54N, первые и вторые входы которых являются третьими входами блока 14 (шина), третий и четвертый входы N комплексных перемножителей 541-54N являются соответственно первым и вторым входами блока 14, а первый и второй выходы комплексных перемножителей 541-54N являются выходами блока 14 (шина).Block 14 for the formation of final estimates of the complex envelope of modulated harmonics can be performed, for example, as shown in Fig. 7, and contains N complex multipliers 54 1 -54 N , the first and second inputs of which are the third inputs of block 14 (bus), the third and fourth the inputs of N complex multipliers 54 1 -54 N are respectively the first and second inputs of block 14, and the first and second outputs of complex multipliers 54 1 -54 N are the outputs of block 14 (bus).
Работает блок 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник следующим образом.A unit 14 for generating final estimates of the complex envelope of modulated harmonics operates as follows.
Синфазные и квадратурные составляющие N уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник с третьего входа блока 14 поступают соответственно на первые и вторые входы N комплексных перемножителей 541-54N, на третьи и четвертые входы которых поступает соответственно синфазная и квадратурная составляющие корректирующей величины текущего символа соответственно с первого и второго входов блока 12. В комплексных перемножителях 541-54N выполняется известная операция перемножения двух комплексных величин. Совокупность результатов перемножения, представляющая собой синфазные и квадратурные составляющие N окончательных оценок комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник, с первых и вторых выходов комплексных перемножителей 541-54N поступает на выход блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.The common-mode and quadrature components of N refined preliminary estimates of the complex envelope modulated by information symbols of harmonics from the third input of block 14 are respectively supplied to the first and second inputs of N complex multipliers 54 1 -54 N , the third and fourth inputs of which respectively receive the common-mode and quadrature components of the correction value of the current symbol, respectively, from the first and second inputs of block 12. In complex multipliers 54 1 -54 N , the well-known operation of multiplying two k complex quantities. The set of multiplication results, which is the in-phase and quadrature components of the N final estimates of the complex envelope modulated with information symbols of harmonics, from the first and second outputs of the complex multipliers 54 1 -54 N goes to the output of block 14 for the formation of the final estimates of the complex envelope of modulated harmonics.
Блок 13 формирования мягких решений об информационных символах (фиг.8) содержит N первых линий 551-55N задержки и N вторых линий 561-56N задержки, N узлов 571-57N расчета мягких решений, каждый из которых содержит комплексный перемножитель 58 и элемент 59 комплексного сопряжения, при этом входы N первых линий 551-55N задержки и N вторых линий 561-56N задержки являются первыми входами блока 13, выходы N первых линий 551-55N задержки и N вторых линий 561-56N задержки соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующих им узлов 571-57N расчета мягкого решения, первые и вторые входы которых образованы соответственно первым и вторым входами комплексного перемножителя 58, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходом элемента 59 комплексного сопряжения, первый и второй входы которого являются соответственно третьим и четвертым входами каждого узла 571-57N расчета мягкого решения, эти входы являются вторым входом блока 13 (шина). Первый и второй выходы комплексного перемножителя 58 каждого узла 571-57N расчета мягкого решения образуют соответственно первые и вторые выходы узлов 571-57N мягких решений, которые являются выходами блока 13 (шина).Block 13 for the formation of soft decisions about information symbols (Fig. 8) contains N first lines 55 1 -55 N of delay and N second lines 56 1 -56 N of delay, N nodes 57 1 -57 N of calculation of soft decisions, each of which contains a complex a
Работает блок 13 формирования мягких решений об информационных символах следующим образом.The block 13 for the formation of soft decisions about information symbols works as follows.
Синфазные и квадратурные компоненты N составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемых для передачи информационных символов, с первого входа блока 13 поступают на входы соответственно N первых линий 551-55N задержки и N вторых линий 561-56N задержки, где их запоминают. Задержка составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов необходима для компенсации задержки при формировании окончательных оценок комплексной огибающей, возникающей в блоке 12 формирования корректирующей величины.In-phase and quadrature components of the N constituent complex spectra of multi-frequency information symbols used to transmit information symbols from the first input of block 13 are received at the inputs of N first delay lines 55 1 -55 N and N second delay lines 56 1 -56 N , respectively, where they are stored . The delay of the components of the complex spectra of multi-frequency information symbols is necessary to compensate for the delay in the formation of the final estimates of the complex envelope arising in the block 12 for the formation of the correction value.
С выходов N первых линий 551-55N задержки и N вторых линий 561-56N задержки соответственно синфазные и квадратурные компоненты N составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов поступают соответственно на первые и вторые входы N узлов 571-57N расчета мягких решений, на третьи и четвертые входы которых поступают соответственно синфазные и квадратурные составляющие N окончательных оценок комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник. В узлах 571-57N расчета мягких решений выполняют умножение (в комплексном перемножителе 58) составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов на соответствующие комплексно сопряженные (в элементе 59 комплексного сопряжения) окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов.From the outputs of the N first delay lines 55 1 -55 N and N the second delay lines 56 1 -56 N, respectively, the common-mode and quadrature components of the N components of the complex spectra of multi-frequency information symbols respectively arrive at the first and second inputs of N nodes 57 1 -57 N for calculating soft solutions , the third and fourth inputs of which respectively receive in-phase and quadrature components of N final estimates of the complex envelope of harmonics modulated by information symbols. At nodes 57 1 -57 N, the soft decision calculations are performed by multiplying (in the complex multiplier 58) the components of the complex spectra of multi-frequency information symbols by the corresponding complex conjugate (in the complex conjugation element 59) final estimates of the complex envelope of the harmonics of these multi-frequency information symbols modulated by information symbols.
Совокупность сформированных синфазных и квадратурных составляющих N мягких решений об информационных символах с первых и вторых выходов узлов 571-57N расчета мягких решений поступает на выход блока 13 (шина) формирования мягких решений об информационных символах.The set of generated in-phase and quadrature components of N soft decisions about information symbols from the first and second outputs of nodes 57 1 -57 N for calculating soft decisions is sent to the output of block 13 (bus) of forming soft decisions about information symbols.
Таким образом, заявляемый способ не требует значительных затрат при реализации, существенно повышает помехоустойчивость квазикогерентного приема многолучевого сигнала в OFDM системе связи и расширяет область применения.Thus, the inventive method does not require significant costs during implementation, significantly increases the noise immunity of the quasi-coherent reception of a multipath signal in an OFDM communication system and expands the scope.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004137353/09A RU2289883C2 (en) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Method for quasi-coherent reception of multibeam signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004137353/09A RU2289883C2 (en) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Method for quasi-coherent reception of multibeam signal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004137353A RU2004137353A (en) | 2006-06-10 |
RU2289883C2 true RU2289883C2 (en) | 2006-12-20 |
Family
ID=36712053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004137353/09A RU2289883C2 (en) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Method for quasi-coherent reception of multibeam signal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2289883C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2546148C2 (en) * | 2010-08-26 | 2015-04-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Single stream phase tracking during channel estimation in very high throughput wireless mimo communication system |
RU2733211C1 (en) * | 2017-02-03 | 2020-09-30 | Идак Холдингз, Инк. | Transmission and demodulation in broadcast channel |
-
2004
- 2004-12-22 RU RU2004137353/09A patent/RU2289883C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NEE R.PRASAD R. OFDM for Wireless Multimedia Communication. London. Artech. House. 2000, p.104-106, 246-248. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2546148C2 (en) * | 2010-08-26 | 2015-04-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Single stream phase tracking during channel estimation in very high throughput wireless mimo communication system |
US9832064B2 (en) | 2010-08-26 | 2017-11-28 | Qualcomm Incorporated | Single stream phase tracking during channel estimation in a very high throughput wireless MIMO communication system |
US9935750B2 (en) | 2010-08-26 | 2018-04-03 | Qualcomm Incorporated | Single stream phase tracking during channel estimation in a very high throughput wireless MIMO communication system |
RU2660162C2 (en) * | 2010-08-26 | 2018-07-05 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Single stream phase tracking during channel estimation in very high throughput wireless mimo communication system |
RU2733211C1 (en) * | 2017-02-03 | 2020-09-30 | Идак Холдингз, Инк. | Transmission and demodulation in broadcast channel |
US11943724B2 (en) | 2017-02-03 | 2024-03-26 | Interdigital Patent Holdings, Inc. | Broadcast channel transmission and demodulation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004137353A (en) | 2006-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7031250B2 (en) | Method and apparatus for channel estimation | |
EP0903898A2 (en) | Equalizing method and equalizer for OFDM receiver | |
US5790598A (en) | Block decision feedback equalizer | |
EP1507378A1 (en) | Frame and frequency synchronization for OFDM | |
EP0920163B1 (en) | Estimating of coarse frequency offset in multicarrier receivers | |
EP0915597A1 (en) | Synchronisation of digital communication systems | |
EP2066088A1 (en) | Staggered Pilot Transmission For Channel Estimation And Time Tracking | |
US20030128751A1 (en) | Method and apparatus for frequency-domain tracking of residual frequency and channel estimation offsets | |
EP1314260B1 (en) | Frequency domain echo canceller | |
CN101401380A (en) | Frequency tracking which adapts to timing synchronization | |
CN109600332A (en) | A kind of modulator approach and system of CO-FBMC/OQAM | |
CN103684601A (en) | Coefficient determining device, balancer, receiver and transmitter | |
JP3905541B2 (en) | Delay profile estimation apparatus and correlator | |
WO1995017046A1 (en) | An improved discrete multitone echo canceler | |
CN108494712B (en) | UFMC system carrier frequency synchronization method based on FPGA | |
RU2289883C2 (en) | Method for quasi-coherent reception of multibeam signal | |
EP1183839B1 (en) | Method and apparatus for determination of channel and baud frequency offset estimate using a preamble with a repetitive sequence | |
US6771699B1 (en) | Method for rapid carrier-frequency offset acquisition using a periodic training sequence | |
RU2460215C1 (en) | Radio modem | |
JP6975760B2 (en) | Autocorrelator and receiver | |
JPH08223132A (en) | Receiver for digital transmission signal and digital transmission system | |
TWI597949B (en) | Time domain equalizer and control method thereof | |
Ashraf et al. | Enabling high-speed ultrasound communication through thin plates by reverberation suppression | |
EP2077625B1 (en) | Matched filter and receiver | |
Landstrom et al. | OFDM frame synchronization for dispersive channels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151223 |