RU2373660C2 - Coherent tracking for frequency-modulated receiver of wpd with help of antenna system with switched diversity - Google Patents

Coherent tracking for frequency-modulated receiver of wpd with help of antenna system with switched diversity Download PDF

Info

Publication number
RU2373660C2
RU2373660C2 RU2006121497/09A RU2006121497A RU2373660C2 RU 2373660 C2 RU2373660 C2 RU 2373660C2 RU 2006121497/09 A RU2006121497/09 A RU 2006121497/09A RU 2006121497 A RU2006121497 A RU 2006121497A RU 2373660 C2 RU2373660 C2 RU 2373660C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
noise
signal
subcarriers
samples
transient
Prior art date
Application number
RU2006121497/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006121497A (en
Inventor
Брайан Уилльям КРЕГЕР (US)
Брайан Уилльям КРЕГЕР
Пол Джеймс ПЕЙЛА (US)
Пол Джеймс ПЕЙЛА
Джеффри С. БЕЙРД (US)
Джеффри С. БЕЙРД
Original Assignee
Айбиквити Диджитал Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/715,582 external-priority patent/US7305056B2/en
Application filed by Айбиквити Диджитал Корпорейшн filed Critical Айбиквити Диджитал Корпорейшн
Publication of RU2006121497A publication Critical patent/RU2006121497A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373660C2 publication Critical patent/RU2373660C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0868Hybrid systems, i.e. switching and combining
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/20Monitoring; Testing of receivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2668Details of algorithms
    • H04L27/2673Details of algorithms characterised by synchronisation parameters
    • H04L27/2675Pilot or known symbols
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202Channel estimation
    • H04L25/0224Channel estimation using sounding signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention is related to the field of radio signals reception and may be used in reception of signals with the help of antenna system with switched diversity. Method for coherent tracking of radio signal, including multiple reference subcarriers exposed to digital modulation, includes stages, at which symbols sent on reference subcarriers are received, symbols of reference subcarriers are combined with conjugate value of available reference sequence for provision of multiple samples, median filtration of samples is done to obtain filtered samples, and samples are smoothened for each of reference subcarriers on multiple reference subcarriers to obtain coherent estimate of reference signal for each of subcarriers.
EFFECT: provision of matching for transitional switching processes and improved algorithms of coherent tracking.
32 cl, 52 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Это изобретение относится к способам и устройствам для приема радиосигналов, а более конкретно к таким способам и устройствам, которые включают в себя антенную систему с коммутационным разнесением.This invention relates to methods and devices for receiving radio signals, and more particularly to such methods and devices that include an antenna diversity switching system.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Система HD RadioTM от iBiquity Digital Corporation предназначена для предоставления звука на цифровом уровне качества, превосходящем существующие аналоговые форматы радиовещания. Система HD RadioTM позволяет провести постепенную эволюцию от современных систем радиовещания с применением амплитудной модуляции (АМ-радиовещания) и радиовещания с применением частотной модуляции (ЧМ-радиовещания) к полностью цифровой системе стандарта внутриполосного поканального радиовещания (ВПР (IBOC)). Эта система предоставляет услуги передачи аудиоинформации и данных мобильным, переносным и стационарным приемникам от наземных передатчиков в существующих радиодиапазонах средних частот (MF; СЧ) и очень высоких частот (VHF; ОВЧ). Радиовещательные компании могут продолжать АМ- и ЧМ-радиовещание одновременно с новым, более высоким качеством и посредством более устойчивых цифровых сигналов, что обеспечивает этим компаниям и их слушателям возможность перейти от аналогового радиовещания к цифровому, поддерживая соответствующие им текущие присвоения частот.HD Radio TM system from iBiquity Digital Corporation is designed to provide the sound quality of the digital level, superior to existing analog broadcasting formats. The HD Radio TM system allows a gradual evolution from modern broadcasting systems using amplitude modulation (AM broadcasting) and broadcasting using frequency modulation (FM broadcasting) to a fully digital system of standard in-band per-channel broadcasting (VOC (IBOC)). This system provides audio and data transmission services to mobile, portable and fixed receivers from terrestrial transmitters in the existing medium frequency (MF; MF) and very high frequency (VHF; VHF) radio bands. Broadcasters can continue AM and FM broadcasting simultaneously with new, higher quality and more robust digital signals, which allows these companies and their listeners to switch from analogue to digital broadcasting, while maintaining their current frequency assignments.

Трансляция методом HD RadioTM в соответствии со стандартом ВПР осуществляется с помощью составного сигнала, который включает в себя множество поднесущих, полученных методом мультиплексирования с ортогональным разделением частот (МОРЧ (OFDM)), и опорных поднесущих в пределах радиовещательного канала. Для цифровой части ЧМ-сигнала стандарта ВПР в приемниках HD RadioTM стандарта ВПР используется когерентная демодуляция. Многочисленные функции, выполняемые опорными поднесущими для осуществления сбора, отслеживания и оценки информации о состоянии канала (ИоСК (CSI)) и когерентной работы, описаны в патенте США № 6549544. Система, описанная в патенте США № 6549544, предназначена для работы в полосе частот (88-108 МГц), отведенной для ЧМ-радиовещания, с замиранием по ширине полосы для согласования с приемниками, используемыми в транспортных средствах, быстро движущихся по автострадам. Различные параметры когерентного слежения оценивают с помощью фильтров, ширины полос которых приближаются к максимальной ожидаемой ширине полосы (приблизительно 13 Гц) доплеровских частот. При стационарной антенне релевантные статистики слежения за входным сигналом для алгоритмов слежения предполагаются изменяющимися по частоте, не превышающей ширину полосы доплеровских частот.HD Radio TM broadcast in accordance with the VLOOKUP standard is performed using a composite signal, which includes many subcarriers obtained by orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), and reference subcarriers within the broadcast channel. Coherent demodulation is used for the digital part of the VLOOKUP FM signal in HD Radio TM standard receivers. Numerous functions performed by reference subcarriers to collect, track, and evaluate channel state information (CSI) and coherent operation are described in US Pat. No. 6,549,544. The system described in US Pat. No. 6,549,544 is designed to operate in a frequency band ( 88-108 MHz) reserved for FM broadcasting with fading in bandwidth for matching with receivers used in vehicles traveling fast on highways. Various coherent tracking parameters are evaluated using filters whose bandwidths approach the maximum expected bandwidth (approximately 13 Hz) of Doppler frequencies. With a stationary antenna, relevant tracking statistics for the input signal for tracking algorithms are assumed to vary in frequency not exceeding the Doppler frequency bandwidth.

Приемники HD RadioTM стандарта ВПР можно использовать в сочетании с антенной системой с коммутационным разнесением. Антенная система с коммутационным разнесением включает в себя несколько (например, от 2-х до 4-х) антенных элементов, которые обычно заключены внутри стекла переднего или заднего окон транспортного средства. Эти элементы соединены с модулем переключения разнесения, который динамически выбирает один элемент или сочетание элементов для выдачи радиочастотного (РЧ) сигнала антенны в приемник. Модуль переключения разнесения также оперативно контролирует сигнал из приемника, чтобы определить, когда нужна коммутация. Типичный алгоритм «коммутации вслепую» устанавливает порог коммутации на основании среднего уровня сигнала промежуточной частоты (ПЧ) из приемника. Когда сигнал ПЧ падает ниже этого порога, коммутатор вслепую выбирает альтернативный элемент, от которого ожидается выдача лучшего сигнала. Если новый сигнал превышает порог, то коммутатор поддерживает выбор нового элемента. В противном случае модуль коммутации разнесения выбирает альтернативный элемент по истечении минимального количества времени задержки срабатывания. Этот процесс продолжается, и при этом модуль коммутации разнесения непрерывно обновляет свой порог (свои пороги). Пример такой антенной системы с коммутируемым разнесением представлен в патенте США № 6633258 В2 (H. Lindenmeier и др.) “Diversity System for Receiving Digital Terrestrial and/or Satellite Radio Signals for Motor Vehicles” («Система для приема с разнесением радиосигналов, передаваемых из наземных станций или спутников, для автомобилей»), выданном 14 октября 2003 г.Receivers HD Radio TM CDF standard can be used in conjunction with the antenna system with switch diversity. The antenna diversity switching system includes several (for example, from 2 to 4) antenna elements, which are usually enclosed inside the glass of the front or rear windows of the vehicle. These elements are connected to a diversity switching module that dynamically selects one element or combination of elements to provide a radio frequency (RF) antenna signal to the receiver. The diversity switching module also operatively monitors the signal from the receiver to determine when switching is needed. A typical “blind switching” algorithm sets the switching threshold based on the average level of the intermediate frequency (IF) signal from the receiver. When the IF signal falls below this threshold, the switch blindly selects an alternate element from which it is expected to produce the best signal. If the new signal exceeds the threshold, the switch supports the selection of a new element. Otherwise, the diversity switching module selects an alternative element after a minimum amount of a delayed operation has expired. This process continues, and the diversity switching module continuously updates its threshold (its thresholds). An example of such a switched diversity antenna system is presented in US Pat. No. 6,633,258 B2 (H. Lindenmeier et al.) “Diversity System for Receiving Digital Terrestrial and / or Satellite Radio Signals for Motor Vehicles” (“A diversity reception system for radio signals transmitted from ground stations or satellites, for cars "), issued on October 14, 2003

Теоретическое обоснование работы алгоритма коммутации разнесения базируется на разных мгновенных характеристиках замирания различных антенных элементов. Замирание при многолучевом распространении приводит к увеличению многочисленных лучей (многолучевых распространений) сигнала, прибывающего на принимающий антенный элемент в разные моменты времени. Например, длина волны при 100 МГц составляет приблизительно 10 футов. Если два распространения сигнала прибывают в момент времени, отличающийся от соответствующего по одной длине волны, т.е. 10 наносекунд (разность хода 10 футов), то эти сигналы будут складываться в фазе. Точно так же, если два луча прибывают на антенный элемент с временной разницей, соответствующей полудлине волны, то эти сигналы, складывающиеся в противофазе, будут взаимно уничтожаться. Это сложение или взаимное уничтожение является динамическим в движущемся транспортном средстве, где ширина полосы доплеровских частот приближенно определяется выражением BW=fc·s/c (где fc - частота несущей, s - скорость транспортного средства, c - скорость света). Ширина полосы доплеровских частот составляет приблизительно 10 Гц при скоростях, типичных для автострад. Следовательно, вектор сигнала (комплексная версия модуля и фазы) одного антенного элемента может изменяться с частотой примерно 10 Гц в этом примере. Тогда когерентное слежение за опорным сигналом и состоянием канала должно быть согласовано с шириной полосы 10 Гц, чтобы поддерживать когерентное слежение за сигналом.The theoretical rationale for the operation of the diversity switching algorithm is based on different instantaneous fading characteristics of various antenna elements. Multipath fading causes an increase in the multiple beams (multipath) of the signal arriving at the receiving antenna element at different points in time. For example, a wavelength at 100 MHz is approximately 10 feet. If two signal propagations arrive at a point in time that differs from the corresponding one at the same wavelength, i.e. 10 nanoseconds (10 ft. Travel difference), these signals will add up in phase. Similarly, if two beams arrive at the antenna element with a time difference corresponding to the half-length of the wave, then these signals folding in antiphase will be mutually destroyed. This addition or mutual annihilation is dynamic in a moving vehicle, where the Doppler frequency bandwidth is approximately determined by the expression BW = f c · s / c (where f c is the carrier frequency, s is the vehicle speed, c is the speed of light). The Doppler frequency bandwidth is approximately 10 Hz at speeds typical of freeways. Therefore, the signal vector (complex version of the module and phase) of one antenna element can change with a frequency of about 10 Hz in this example. Then the coherent tracking of the reference signal and the channel state must be consistent with a bandwidth of 10 Hz in order to maintain coherent tracking of the signal.

Типичные антенные элементы в транспортном средстве могут подвергаться воздействию некоторых мгновенных условий замирания (в зависимости от промежутка между элементами и направлений многолучевых распространений). Например, один элемент может находиться на нуле замирания, а другой элемент - на максимуме. В транспортном средстве с несколькими такими элементами возникнет вероятность, что некоторый альтернативный элемент будет принимать существенно больший сигнал, когда заданный элемент испытывает замирание (взаимное уничтожение сигналов). Типичные элементы в многоэлементной антенной ЧМ-системе с разнесением будут иметь мгновенные условия замирания, которые можно было бы сделать до некоторой степени коррелированными, но их оставляют достаточно не коррелированными, чтобы можно было достичь желаемого выигрыша от разнесения с целью улучшения рабочих характеристик.Typical antenna elements in a vehicle may be subject to some instantaneous fading conditions (depending on the gap between the elements and the directions of multipath propagation). For example, one element may be at zero fading, and another element at maximum. In a vehicle with several such elements, it is likely that some alternative element will receive a significantly larger signal when the given element experiences fading (mutual annihilation of signals). Typical elements in a multi-element diversity FM antenna system will have instantaneous fading conditions that could be made correlated to some extent, but they are left uncorrelated enough to achieve the desired diversity gain to improve performance.

Когерентный цифровой модем в приемнике HD RadioTM стандарта IBOC предназначен для отслеживания замирания сигналов при скоростях транспортных средств, на которых ширина полосы доплеровских частот меньше 13 Гц. Использование антенн с коммутируемым разнесением в окнах транспортных средств вносит быстрые переходные процессы в когерентное слежение за цифровым сигналом, что ухудшает рабочие характеристики цифрового радиовещания. За переходными процессами, обусловленными динамической коммутацией антенн, невозможно уследить с помощью упомянутого ранее разработанного модема, что приводит к уменьшенной зоне обслуживания при цифровом радиовещании.The coherent digital modem in the IBOC HD Radio TM receiver is designed to track signal fading at vehicle speeds where the Doppler frequency bandwidth is less than 13 Hz. The use of switched diversity antennas in vehicle windows introduces fast transients into coherent tracking of a digital signal, which degrades the performance of digital broadcasting. It is impossible to keep track of transients caused by dynamic switching of antennas with the help of the previously developed modem, which leads to a reduced service area for digital broadcasting.

В этом изобретении предложен способ когерентного слежения, который обеспечивает согласование переходных процессов коммутации в антенной системе с коммутируемым разнесением. Он также обеспечивает улучшения алгоритмов когерентного слежения, которые используются автономно в антенной системе с коммутационным разнесением вслепую. Эти же алгоритмы могут также нивелировать ухудшение рабочих характеристик из-за импульсного шума или негауссова шума, например, от соседнего аналогового источника ЧМ-помех. Кроме того, улучшаются рабочие характеристики приемников, предусматривающих быструю автоматическую регулировку усиления (АРУ).In this invention, a coherent tracking method is provided that provides coordination of switching transients in a switched diversity antenna system. It also provides improvements to coherent tracking algorithms that are used autonomously in a blind switching antenna system. The same algorithms can also neutralize performance degradation due to impulse noise or non-Gaussian noise, for example, from a neighboring analogue source of FM interference. In addition, the performance of receivers that provide fast automatic gain control (AGC) is improved.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Предложен способ когерентного слежения за радиосигналом, включающим в себя множество опорных поднесущих, подвергнутых цифровой модуляции. Способ включает в себя этапы, на которых принимают символы, передаваемые на опорных поднесущих, объединяют символы опорных поднесущих с сопряженной величиной известной опорной последовательности для получения множества выборок, осуществляют медианную фильтрацию выборок для получения отфильтрованных выборок и сглаживают выборки для каждой из опорных поднесущих по множеству опорных поднесущих для получения когерентной оценки опорного сигнала для каждой из поднесущих.A method for coherent tracking of a radio signal including a plurality of reference subcarriers subjected to digital modulation is proposed. The method includes the steps of receiving the symbols transmitted on the reference subcarriers, combining the symbols of the reference subcarriers with the conjugate value of the known reference sequence to obtain a plurality of samples, median filtering of the samples to obtain filtered samples, and smoothing the samples for each of the reference subcarriers according to the set of reference subcarriers to obtain a coherent estimate of the reference signal for each of the subcarriers.

В еще одном аспекте в изобретении описан приемник для когерентного слежения за радиосигналом, включающим в себя, по меньшей мере, одну опорную несущую, подвергнутую цифровой модуляции. Приемник содержит вход для приема радиосигнала и процессор для когерентного слежения за радиосигналом, включающим в себя множество опорных поднесущих, подвергнутых цифровой модуляции, путем приема символов, передаваемых на опорных поднесущих, объединения символов опорных поднесущих с сопряженной величиной известной опорной последовательности для получения множества выборок, осуществления медианной фильтрации выборок для получения отфильтрованных выборок и сглаживания выборок для каждой из опорных поднесущих по множеству опорных поднесущих для получения когерентной оценки опорного сигнала для каждой из поднесущих.In yet another aspect, the invention describes a receiver for coherently tracking a radio signal including at least one reference carrier digitally modulated. The receiver comprises an input for receiving a radio signal and a processor for coherently tracking a radio signal including a plurality of reference subcarriers subjected to digital modulation by receiving symbols transmitted on the reference subcarriers, combining the symbols of the reference subcarriers with the conjugate value of the known reference sequence to obtain a plurality of samples, median filtering of samples to obtain filtered samples and smoothing samples for each of the reference subcarriers across multiple reference subcarriers to obtain a coherent estimate of the reference signal for each of the subcarriers.

В изобретении также описан способ когерентного слежения за радиосигналом, включающим в себя, по меньшей мере, одну опорную несущую, подвергнутую цифровой модуляции, включающий в себя этапы, на которых демодулируют опорную несущую для получения комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, обнаруживают переходный процесс, который влияет на комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления, и регулируют комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления в окрестности переходного процесса для получения отрегулированных комплексных опорных коэффициентов усиления. Переходный процесс может быть вызван коммутацией между антенными элементами или импульсным шумом.The invention also describes a method for coherently tracking a radio signal including at least one reference carrier, digitally modulated, including the steps of demodulating the reference carrier to obtain complex coherent reference gain factors, detecting a transient process that affects to complex coherent reference gain, and adjust the complex coherent reference gain in the vicinity of the transient to get adjusted complex reference gains. The transient can be caused by switching between antenna elements or impulse noise.

В изобретении также описан приемник для когерентного слежения за радиосигналом, включающим в себя, по меньшей мере, одну опорную несущую, подвергнутую цифровой модуляции. Приемник содержит вход для приема радиосигнала и процессор для демодуляции опорной несущей для получения комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, для обнаружения переходного процесса, который влияет на комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления, и для регулирования комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления в окрестности переходного процесса для получения отрегулированных когерентных опорных коэффициентов усиления.The invention also describes a receiver for coherent tracking of a radio signal including at least one reference carrier, subjected to digital modulation. The receiver comprises an input for receiving a radio signal and a processor for demodulating the reference carrier to obtain complex coherent reference gain factors, to detect a transient process that affects the complex coherent reference gain factors, and to control complex coherent reference gain factors in the vicinity of the transition process to obtain adjusted coherent reference gain factors.

В еще одном аспекте в изобретении предложен способ оценки дисперсии шума символов в радиосигнале, когда шум может включать в себя выборки импульсообразного шума среди выборок гауссообразного шума, при этом способ включает в себя этапы, на которых суммируют входные выборки и когерентные опорные выборки для получения выборок ошибок, вычисляют квадраты выборок ошибок, разделяют возведенные в квадрат выборки гауссообразного шума и возведенные в квадрат выборки импульсообразного шума и осуществляют нелинейную фильтрацию квадратов выборок ошибок для получения оценки дисперсии шума, представляющей собой сумму долговременной усредненной дисперсии гауссообразного шума и кратковременной дисперсии импульсного шума.In yet another aspect, the invention provides a method for estimating a noise variance of symbols in a radio signal, where the noise may include pulsed noise samples among Gaussian noise samples, the method including the steps of summing input samples and coherent reference samples to obtain error samples squares of error samples are computed, squared samples of Gaussian noise and squared samples of impulse noise are divided, and non-linear filtering of squares of samples is performed errors to obtain an estimate of the noise variance representing the sum of long-term-averaged Gaussian-like noise variance, and short-term impulsive noise variance.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 приведено схематическое представление спектра гибридного сигнала, к которому может быть применено это изобретение.Figure 1 shows a schematic representation of the spectrum of a hybrid signal to which this invention can be applied.

На фиг.2 приведено схематическое представление спектра расширенного гибридного сигнала, к которому может быть применено это изобретение.Figure 2 shows a schematic representation of the spectrum of an extended hybrid signal to which this invention can be applied.

На фиг.3 приведено схематическое представление спектра полностью цифрового сигнала, к которому может быть применено это изобретение.Figure 3 shows a schematic representation of the spectrum of a fully digital signal to which this invention can be applied.

На фиг.4 приведено схематическое представление первого типа упорядочения частотных сегментов.Figure 4 shows a schematic representation of a first type of ordering of frequency segments.

На фиг.5 приведено схематическое представление второго типа упорядочения частотных сегментов.Figure 5 shows a schematic representation of a second type of ordering of frequency segments.

На фиг.6 приведено схематическое представление спектрального отображения опорных поднесущих нижней боковой полосы.Figure 6 shows a schematic representation of the spectral display of the reference subcarriers of the lower side strip.

На фиг.7 приведено схематическое представление спектрального отображения опорных поднесущих верхней боковой полосы.7 is a schematic representation of a spectral display of reference subcarriers of the upper side strip.

На фиг.8 представлена блок-схема модуля обработки управления системой.Fig. 8 is a block diagram of a system control processing module.

На фиг.9 приведено схематическое представление последовательности данных управления системой первичных опорных поднесущих.FIG. 9 is a schematic representation of a sequence of control data of a system of primary reference subcarriers.

На фиг.10 представлена блок-схема дифференциального кодера.Figure 10 presents a block diagram of a differential encoder.

На фиг.11 представлена высокоуровневая блок-схема функционального модуля когерентного опорного сигнала и CSI (ИоСК).Figure 11 presents a high-level block diagram of the functional module of the coherent reference signal and CSI (IOSK).

На фиг.12 представлена подробная высокоуровневая блок-схема функционального модуля когерентного опорного сигнала и ИоСК.On Fig presents a detailed high-level block diagram of the functional module of the coherent reference signal and IOSK.

На фиг.13 приведено схематическое представление удаления данных из опорных поднесущих верхней первичной боковой полосы.13 is a schematic representation of data deletion from reference subcarriers of the upper primary sideband.

На фиг.14 представлена блок-схема оценки опорных поднесущих первичных боковых полос.On Fig presents a block diagram of the assessment of the reference subcarriers of the primary side bands.

На фиг.15 представлена блок-схема оценки опорных поднесущих вторичных боковых полос.On Fig presents a block diagram of the assessment of the reference subcarriers of the secondary side bands.

На фиг.16 представлена блок-схема оценки дисперсии шума первичных боковых полос.On Fig presents a block diagram of the estimation of the variance of the noise of the primary side bands.

На фиг.17 представлена блок-схема оценки дисперсии шума вторичных боковых полос.17 is a flowchart for estimating the noise variance of the secondary sidebands.

На фиг.18 представлена блок-схема взвешивания по ИоСК опорных поднесущих.On Fig presents a block diagram of the weighing IOSK reference subcarriers.

На фиг.19 представлена блок-схема генерирования весов синхронизации.On Fig presents a block diagram of the generation of weights synchronization.

На фиг.20 приведено схематическое представление иллюстрации интерполяции опорных поднесущих для первичных боковых полос.FIG. 20 is a schematic illustration of an illustration of interpolation of reference subcarriers for primary sidebands.

На фиг.21 представлена блок-схема интерполяции опорных поднесущих.On Fig presents a block diagram of the interpolation of the reference subcarriers.

На фиг.22 представлена функциональная схема характерной антенной системы с коммутируемым разнесением.On Fig presents a functional diagram of a characteristic antenna system with switched diversity.

На фиг.23 представлен график действительной и мнимой составляющих сигнала замирания (без шума) в случае коммутации через каждые 100 символов.On Fig presents a graph of the real and imaginary components of the signal fading (no noise) in the case of switching every 100 characters.

На фиг.24 представлен график действительной и мнимой составляющих отфильтрованного когерентного опорного сигнала замирания в окрестности переходного процесса на символе под номером 200 при отношении «сигнал - шум» (ОСШ), составляющем 10 дБ.On Fig presents a graph of the real and imaginary components of the filtered coherent reference fading signal in the vicinity of the transient on the symbol at number 200 with a signal-to-noise ratio (SNR) of 10 dB.

На фиг.25 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 20 дБ).25 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (SNR 20 dB).

На фиг.26 представлена блок-схема предварительной когерентной оценки опорного сигнала и шума.On Fig presents a block diagram of a preliminary coherent estimate of the reference signal and noise.

На фиг.27 представлен график в случае 11-отводного фильтра с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтра) для когерентной оценки опорного сигнала одиночной опорной поднесущей.On Fig presents a graph in the case of an 11-tap filter with a finite impulse response (FIR filter) for coherent estimation of the reference signal of a single reference subcarrier.

На фиг.28 представлен график в случае использования частотного фильтра (для получения опорных поднесущих).On Fig presents a graph in the case of using a frequency filter (to obtain reference subcarriers).

На фиг.29 представлен график влияний типа фильтра на уменьшение ошибки оценки для когерентного опорного сигнала.On Fig presents a graph of the effects of the type of filter to reduce the estimation error for a coherent reference signal.

На фиг.30 представлен график сравнения характеристик 11-отводного FIR (КИХ)-фильтра и медианной фильтрации когерентного опорного сигнала.On Fig presents a graph comparing the characteristics of the 11-tap FIR (FIR) filter and median filtering of the coherent reference signal.

На фиг.31 представлена блок-схема оценки опорного сигнала и шума согласно настоящему изобретению.On Fig presents a block diagram of the evaluation of the reference signal and noise according to the present invention.

На фиг.32 представлен график импульсной характеристики фильтра с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ-фильтра).On Fig presents a graph of the impulse response of a filter with an infinite impulse response (IIR filter).

На фиг.33 представлен график реакции БИХ-фильтра на скачок.On Fig presents a graph of the response of the IIR filter to the jump.

На фиг.34 представлен график уменьшения ошибки в оценке шума как функции параметра «а» БИХ-фильтра.On Fig presents a graph of the reduction of errors in the estimation of noise as a function of the parameter "a" IIR filter.

На фиг.35 представлен график, иллюстрирующий влияния избыточного значения G∗ln(2) коэффициента усиления на вероятность выбора избыточного пути и на увеличенную среднюю оценочную дисперсию шума.Fig. 35 is a graph illustrating the effects of an excess gain value G ∗ ln (2) on the probability of choosing an excess path and on the increased average estimated noise variance.

На фиг.36 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 10 дБ) с исходным 11-отводным КИХ-фильтром и исходной БИХ оценкой шума с а=1/16.36 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (10 dB SNR) with the original 11-tap FIR filter and the original IIR noise estimate with a = 1/16.

На фиг.37 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 10 дБ) с исходным 11-отводным КИХ-фильтром и БИХ оценкой шума с изменением, согласно которому а=1/8.Fig. 37 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (10 dB SNR) with the original 11-tap FIR filter and the IIR noise estimate with change, according to which a = 1/8.

На фиг.38 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 10 дБ) с исходным 11-отводным КИХ-фильтром, когда накладывается изменение дисперсии шума.38 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (10 dB SNR) with the original 11-tap FIR filter when a variation in noise variance is superimposed.

На фиг.39 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 10 дБ) с 5-отводным медианным фильтром и БИХ оценкой шума с изменением, согласно которому а=1/8.Fig. 39 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (10 dB SNR) with a 5-tap median filter and IIR noise estimate with variation, according to which a = 1/8.

На фиг.40 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 10 дБ) с 5-отводным медианным фильтром, когда накладывается изменение дисперсии шума.40 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (10 dB SNR) with a 5-tap median filter when a change in noise variance is superimposed.

На фиг.41 и 42 представлены графики частоты появления ошибок в блоках.On Fig and 42 presents graphs of the frequency of occurrence of errors in blocks.

На фиг.43 представлена блок-схема приемника, который может обрабатывать сигналы в соответствии с изобретением.On Fig presents a block diagram of a receiver that can process signals in accordance with the invention.

На фиг.44 представлена блок-схема, иллюстрирующая метод оценки состояния канала, используемый в приемнике согласно фиг.43.Fig. 44 is a flowchart illustrating a channel state estimation method used in the receiver of Fig. 43.

На фиг.45 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума.Fig. 45 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates.

На фиг.46 представлен еще один график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума.Fig. 46 is another graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates.

На фиг.47 представлена функциональная блок-схема, иллюстрирующая генерирование когерентных опорных сигналов канала.On Fig presents a functional block diagram illustrating the generation of coherent reference channel signals.

На фиг.48 представлен график, иллюстрирующий результаты алгоритма обнаружения переходных процессов.48 is a graph illustrating the results of a transient detection algorithm.

На фиг.49 представлен еще один график, иллюстрирующий результаты алгоритма обнаружения переходных процессов.49 is another graph illustrating the results of a transient detection algorithm.

На фиг.50 представлена функциональная блок-схема, иллюстрирующая коррекцию коэффициентов усиления когерентного канала в окрестности перехода.On Fig presents a functional block diagram illustrating the correction of the gain of the coherent channel in the vicinity of the transition.

На фиг.51 представлена блок-схема, иллюстрирующая модификацию оценки дисперсии шума.On Fig presents a block diagram illustrating a modification of the estimation of noise variance.

На фиг.52 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума.52 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На фиг.1 приведено схематическое представление спектра гибридного ЧМ-сигнала 50 стандарта IBOC, к которому может быть применено это изобретение. Этот сигнал включает в себя аналоговый модулированный сигнал 52, находящийся в центре радиовещательного канала 54, первое множество равноотстоящих друг от друга поднесущих 56, подвергнутых мультиплексированию с ортогональным разделением частот, в верхней боковой полосе 58, и второе множество равноотстоящих друг от друга поднесущих 60, подвергнутых мультиплексированию с ортогональным разделением частот (МОРЧ), в нижней боковой полосе 62. Поднесущие, подвергнутые цифровой модуляции, транслируются на меньшем уровне мощности, чем аналоговая модулированная несущая, для согласования с требуемыми канальными масками сигналов. Поднесущие, подвергнутые цифровой модуляции, разделены на сегменты, а различные поднесущие обозначены как опорные поднесущие. Частотный сегмент - это группа из 19-ти поднесущих, подвергнутых МОРЧ (МОРЧ-поднесущих) и содержащих 18 поднесущих, являющихся поднесущими данных, и одну опорную поднесущую.Figure 1 shows a schematic representation of the spectrum of a hybrid FM signal 50 of the IBOC standard, to which this invention can be applied. This signal includes an analog modulated signal 52 located in the center of the broadcast channel 54, a first plurality of equally spaced subcarriers 56, orthogonal frequency division multiplexed, in the upper sideband 58, and a second plurality of equally spaced subcarriers 60, subjected to orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) in the lower sideband 62. Digitally modulated subcarriers are transmitted at a lower power level than the analog mode ulirovannaya carrier, to align with the required channel signal masks. Digitally modulated subcarriers are segmented, and various subcarriers are designated as reference subcarriers. The frequency segment is a group of 19 subcarriers subjected to OFDM (OFDM subcarriers) and containing 18 subcarriers, which are data subcarriers, and one reference subcarrier.

Гибридный сигнал включает в себя аналоговый частотно-модулированный (ЧМ) сигнал и первичные основные поднесущие, подвергнутые цифровой модуляции. Цифровой сигнал передается в первичных основных (ПеО) боковых полосах по обе стороны от аналогового ЧМ-сигнала в гибридном сигнале. Уровень мощности каждой боковой полосы заметно ниже полной мощности аналогового ЧМ-сигнала. Аналоговый сигнал может быть монофоническим или стереофоническим и может включать в себя каналы, соответствующие регламенту санкционирования дополнительной связи (СДС) (Subsidiary Communications Authorization (SCA) - Регламент Федеральной комиссии связи (США) на ЧМ-вещание в системах озвучивания и звукоусиления).The hybrid signal includes an analog frequency modulated (FM) signal and primary primary subcarriers subjected to digital modulation. The digital signal is transmitted in primary primary (PeO) sidebands on either side of the analog FM signal in the hybrid signal. The power level of each sideband is noticeably lower than the full power of the analog FM signal. An analog signal can be monaural or stereo and can include channels that comply with the Subsidiary Communications Authorization (SCA) Regulation (FDA) for FM broadcasting in sound and amplification systems).

Поднесущие находятся в равноотстоящих друг от друга местах частотного спектра. Места нахождения поднесущих имеют номера от -546 до +546. В сигнале, показанном на фиг.1, поднесущие находятся в местах под номерами от +356 до +546 и от -356 до -546. Этот сигнал обычно будет использоваться в начальной переходной фазе перед преобразованием в полностью цифровой сигнал.Subcarriers are located in equally spaced parts of the frequency spectrum. Subcarrier locations are numbered from -546 to +546. In the signal shown in FIG. 1, the subcarriers are located at locations numbered +356 to +546 and -356 to -546. This signal will usually be used in the initial transition phase before being converted to a fully digital signal.

Каждая первичная основная боковая полоса состоит из десяти частотных сегментов, которые распределены среди поднесущих под номерами от 356 до 545 или от -356 до -545. Поднесущие 546 и -546, также включенные в первичные основные боковые полосы, являются дополнительными опорными поднесущими. Амплитуду каждой поднесущей можно масштабировать с помощью масштабного коэффициента амплитуды.Each primary main sideband consists of ten frequency segments, which are distributed among subcarriers numbered from 356 to 545 or from -356 to -545. Subcarriers 546 and -546, also included in the primary main sidebands, are additional reference subcarriers. The amplitude of each subcarrier can be scaled using a scale factor of the amplitude.

В гибридном сигнале цифровой сигнал передается в первичных основных (ПеО) боковых полосах с любой стороны от аналогового ЧМ-сигнала. Уровень мощности каждой боковой полосы заметно ниже полной мощности аналогового ЧМ-сигнала. Аналоговый сигнал может быть монофоническим или стереофоническим и может включать в себя каналы, соответствующие регламенту СДС.In a hybrid signal, the digital signal is transmitted in the primary main (PeO) sidebands on either side of the analog FM signal. The power level of each sideband is noticeably lower than the full power of the analog FM signal. An analog signal may be monophonic or stereo and may include channels that comply with the regulations of the VTS.

На фиг.2 приведено схематическое представление спектра расширенного гибридного сигнала, к которому может быть применено это изобретение. В расширенном гибридном сигнале полоса пропускания боковых полос гибридного сигнала может быть расширена к аналоговому ЧМ-сигналу, чтобы увеличить цифровую емкость. Этот дополнительный спектр, присваиваемый внутреннему краю каждой первичной основной боковой полосы, называется первичной расширенной (ПРа) боковой полосой.Figure 2 shows a schematic representation of the spectrum of an extended hybrid signal to which this invention can be applied. In an extended hybrid signal, the sideband of the hybrid signal can be expanded to an analog FM signal to increase digital capacitance. This additional spectrum, assigned to the inner edge of each primary main sideband, is called the primary widened (PRa) sideband.

Расширенный гибридный сигнал создают путем добавления первичных расширенных боковых полос к первичным основным боковым полосам, присутствующим в гибридном сигнале, как показано на фиг.2. В зависимости от режима обслуживания по внутреннему краю каждой первичной основной боковой полосы можно добавлять один, два или четыре частотных сегмента.An extended hybrid signal is created by adding primary extended sidebands to the primary main sidebands present in the hybrid signal, as shown in FIG. Depending on the service mode, one, two or four frequency segments can be added along the inner edge of each primary main sideband.

На фиг.2 приведено схематическое представление расширенного гибридного ЧМ-сигнала 70 стандарта ВПР. Этот расширенный гибридный сигнал создан путем добавления первичных расширенных боковых полос 72, 74 к первичным основным боковым полосам, присутствующим в гибридном сигнале, как показано на фиг.2. В зависимости от режима обслуживания по внутреннему краю каждой первичной основной боковой полосы можно добавлять один, два или четыре частотных сегмента.Figure 2 shows a schematic representation of an extended hybrid FM signal 70 standard VLOOKUP. This extended hybrid signal is created by adding the primary extended sidebands 72, 74 to the primary primary sidebands present in the hybrid signal, as shown in FIG. Depending on the service mode, one, two or four frequency segments can be added along the inner edge of each primary main sideband.

Гибридный сигнал включает в себя аналоговый частотно-модулированный (ЧМ) сигнал и первичные основные поднесущие, подвергнутые цифровой модуляции (поднесущие под номерами от +356 до +546 и от -356 до -546) и несколько первичных расширенных поднесущих (поднесущие под номерами от +280 до +355 и от -280 до -355) или все первичные расширенные поднесущие. Этот сигнал обычно будет использоваться во время начальной переходной фазы, предшествующей преобразованию в полностью цифровой сигнал.The hybrid signal includes an analog frequency-modulated (FM) signal and primary primary subcarriers, digitally modulated (subcarriers numbered +356 to +546 and -356 to -546) and several primary extended subcarriers (subcarriers numbered + 280 to +355 and from -280 to -355) or all primary extended subcarriers. This signal will usually be used during the initial transition phase prior to conversion to a fully digital signal.

Каждая первичная основная боковая полоса включает в себя десять частотных сегментов и дополнительную опорную поднесущую, охватывающие поднесущие под номерами от 356 до 546 или от -356 до -546. Верхние первичные расширенные боковые полосы включают в себя поднесущие под номерами от 337 до 355 (один частотный сегмент), от 318 до 355 (два частотных сегмента) или от 280 до 355 (четыре частотных сегмента). Нижние первичные расширенные боковые полосы включают в себя поднесущие под номерами от -337 до -355 (один частотный сегмент), от -318 до -355 (два частотных сегмента) или от -280 до -355 (четыре частотных сегмента). Амплитуду каждой поднесущей можно масштабировать с помощью масштабного коэффициента амплитуды.Each primary main sideband includes ten frequency segments and an additional reference subcarrier spanning subcarriers numbered 356 to 546 or -356 to -546. The upper primary extended sidebands include subcarriers numbered from 337 to 355 (one frequency segment), from 318 to 355 (two frequency segments), or from 280 to 355 (four frequency segments). The lower primary extended sidebands include subcarriers numbered from -337 to -355 (one frequency segment), from -318 to -355 (two frequency segments), or from -280 to -355 (four frequency segments). The amplitude of each subcarrier can be scaled using a scale factor of the amplitude.

На фиг.3 приведено схематическое представление спектра полностью цифрового сигнала, к которому может быть применено это изобретение. На фиг.3 приведено схематическое представление полностью цифрового ЧМ-сигнала 80 стандарта ВПР. Этот полностью цифровой сигнал создан путем запрета аналогового сигнала, полного расширения ширины полосы первичных цифровых боковых полос 82, 84 и добавления вторичных боковых полос 86, 88 меньшей мощности в спектр, освобожденный аналоговым сигналом. Полностью цифровой сигнал в иллюстрируемом варианте осуществления включает в себя поднесущие, подвергнутые цифровой модуляции, в местах нахождения поднесущих по номерами от -546 до +546, без аналогового ЧМ-сигнала.Figure 3 shows a schematic representation of the spectrum of a fully digital signal to which this invention can be applied. Figure 3 shows a schematic representation of a fully digital FM signal 80 of the standard VLOOKUP. This fully digital signal is created by inhibiting the analog signal, completely expanding the bandwidth of the primary digital sidebands 82, 84 and adding secondary sidebands 86, 88 of lower power to the spectrum freed by the analog signal. The fully digital signal in the illustrated embodiment includes digitally modulated subcarriers at locations of subcarriers numbered from -546 to +546, without an analogue FM signal.

В дополнение к десяти основным частотным сегментам все четыре расширенных частотных сегмента присутствуют в каждой основной боковой полосе полностью цифрового сигнала. Каждая вторичная боковая полоса также имеет десять вторичных основных (ВтО) и четыре вторичных расширенных (ВРа) частотных сегмента. Однако в отличие от первичных боковых полос вторичные основные частотные сегменты отображаются ближе к центру канала, а расширенные частотные сегменты - дальше от этого центра.In addition to the ten main frequency segments, all four extended frequency segments are present in each main sideband of a fully digital signal. Each secondary sideband also has ten secondary primary (WO) and four secondary extended (BPa) frequency segments. However, unlike the primary sidebands, the secondary primary frequency segments are displayed closer to the center of the channel, and the expanded frequency segments are displayed farther from this center.

Каждая вторичная боковая полоса также поддерживает малую вторичную защищенную (ВтЗ) область 90, 92, включающую в себя 12 МОРЧ-поднесущих и опорных поднесущих 279 и -279. Эти боковые полосы называются «защищенными», потому что они находятся в зоне спектра, вероятность воздействия аналоговых или цифровых помех в которой является наименьшей. Дополнительная опорная поднесущая находится в центре канала (0). Упорядочение частотных сегментов ВтЗ области не применяется, потому что ВтЗ область не содержит частотных сегментов.Each secondary sideband also supports a small secondary protected (WZ) region 90, 92, including 12 OFDM subcarriers and reference subcarriers 279 and -279. These sidebands are called “protected” because they are in the spectral region where the likelihood of analog or digital interference is least. An additional reference subcarrier is located in the center of the channel (0). The ordering of the frequency segments of the WZ region is not applied, because the WZ region does not contain frequency segments.

Каждая вторичная основная боковая полоса содержит поднесущие под номерами от 1 до 190 или от -1 до -190. Верхняя вторичная боковая полоса включает в себя поднесущие под номерами от 191 до 266, а верхняя вторичная защищенная боковая полоса включает в себя поднесущие под номерами от 267 до 278 и опорную поднесущую под номером 279. Нижняя вторичная боковая полоса включает в себя поднесущие под номерами от -191 до -266, а нижняя вторичная защищенная боковая полоса включает в себя поднесущие под номерами от -267 до -278 и дополнительную опорную поднесущую под номером -279. Общая частотная протяженность полностью цифрового спектра составляет 396,803 Гц. Амплитуду каждой поднесущей можно масштабировать с помощью масштабного коэффициента амплитуды. Масштабные коэффициенты амплитуды вторичных боковых полос может выбирать пользователь. Для применения к вторичным боковым полосам можно выбрать любой из четырех коэффициентов.Each secondary primary sideband contains subcarriers numbered from 1 to 190 or from -1 to -190. The upper secondary sideband includes subcarriers numbered 191 to 266, and the upper secondary protected sideband includes subcarriers numbered 267 to 278 and the reference subcarrier numbered 279. The lower secondary sideband includes subcarriers numbered from - 191 to -266, and the lower secondary protected sideband includes subcarriers numbered -267 to -278 and an additional reference subcarrier numbered -279. The total frequency extent of the fully digital spectrum is 396.803 Hz. The amplitude of each subcarrier can be scaled using a scale factor of the amplitude. Scale amplitude coefficients of the secondary sidebands can be selected by the user. For application to the secondary sidebands, any of four factors can be selected.

Все три рассмотренные типа сигналов соответствуют выделенной в настоящее время маске спектральных излучений. Цифровой сигнал модулируют с помощью мультиплексирования с ортогональным разделением частот (МОРЧ (OFDM)). МОРЧ представляет собой процедуру параллельной модуляции, в которой поток данных модулирует большое количество ортогональных поднесущих, которые передаются одновременно. МОРЧ обладает гибкостью, легко обеспечивая отображение логических каналов на разные группы поднесущих.All three types of signals considered correspond to the currently selected mask of spectral radiation. The digital signal is modulated by orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). OFDM is a parallel modulation procedure in which a data stream modulates a large number of orthogonal subcarriers that are transmitted simultaneously. OFDM has the flexibility of easily mapping logical channels to different groups of subcarriers.

МОРЧ-поднесущие собирают в частотные сегменты. На фиг.4 приведено схематическое представление первого типа упорядочения частотных сегментов. На фиг.5 приведено схематическое представление второго типа упорядочения частотных сегментов. Каждый частотный сегмент состоит из восемнадцати поднесущих данных и одной опорной поднесущей, как показано на фиг.4 (упорядочение А) и фиг.5 (упорядочение В). Положение опорной поднесущей (упорядочение А или упорядочение В) изменяется с изменением места нахождения частотного сегмента в пределах спектра.OFDM subcarriers are collected in frequency segments. Figure 4 shows a schematic representation of a first type of ordering of frequency segments. Figure 5 shows a schematic representation of a second type of ordering of frequency segments. Each frequency segment consists of eighteen data subcarriers and one reference subcarrier, as shown in FIG. 4 (ordering A) and FIG. 5 (ordering B). The position of the reference subcarrier (ordering A or ordering B) changes with the location of the frequency segment within the spectrum.

Обработка сигналов осуществляется на уровнях протокола в передатчике цифровой радиовещательной системы для передачи аудиоинформации. Управляющие и информационные сигналы пропускаются через различные уровни стека протоколов для генерирования сигнала стандарта ВПР на радиовещающей стороне. Приемники обрабатывают этот сигнал на соответствующих уровнях протоколов.Signal processing is carried out at the protocol levels in the transmitter of the digital broadcasting system for transmitting audio information. Control and information signals are passed through various levels of the protocol stack to generate a VLOOKUP signal on the broadcasting side. Receivers process this signal at the appropriate protocol levels.

Основная программная служба (Main Program Service) сохраняет существующие форматы программирования аналоговых радиосигналов как при аналоговой, так и при цифровой передаче. Кроме того, основная программная служба может предусматривать наличие цифровых данных, которые непосредственно коррелируются с программированием аудиоинформации.The Main Program Service stores the existing programming formats for analogue radio signals in both analogue and digital transmission. In addition, the main software service may provide for the availability of digital data that directly correlates with the programming of audio information.

Между равноправными уровнями (например, от уровня n на передающей стороне к уровню n на принимающей стороне) происходит обмен протокольным блоком данных (ПБД (PDU)). Фундаментальная цель любого уровня n стека протоколов заключается в доставке протокольных блоков данных, выдаваемых уровнем n+1 передатчика, на равноправный уровень n+1 принимающей системы. Полезная нагрузка ПБД уровня n+1 состоит из управляющей информации протокола (УИП (PCI)) уровня n+1 и ПБД верхнего уровня (уровня n+2).Between peer layers (for example, from level n on the transmitting side to level n on the receiving side), a protocol data unit (PDU) is exchanged. The fundamental goal of any level n of the protocol stack is to deliver protocol data blocks issued by transmitter level n + 1 to the equal level n + 1 of the receiving system. The payload of an n + 1 PDU consists of protocol control information (PCI) of an n + 1 level and an upper layer PDU (an n + 2 level).

Чтобы лучше понять эту идею, рассмотрим протекание информации от уровня n+1 к уровню n на передающей стороне. Протокольные блоки данных уровня n+1 должны быть упакованы так, как указано службой уровня n. Этот пакет называют служебным блоком данных или СБД (SDU). СБД уровня n включает в себя ПБД уровня n+1 и управляющую информацию СБД (УИСБД). Уровень n+1 создает СБД уровня n и посылает этот блок в уровень n через точку доступа к службе уровня n.To better understand this idea, consider the flow of information from level n + 1 to level n on the transmitting side. Protocol data blocks of level n + 1 shall be packed as specified by the level n service. This package is called the service data unit or SDU. Level n DBMS includes n + 1 level BDBs and SBD control information (DBMS). Level n + 1 creates an SBU of level n and sends this block to level n through an access point to a service of level n.

Когда уровень n получает СБД, он берет ПБД уровня n+1 и свою собственную управляющую информацию протокола (УИП), которая может включать в себя информацию, принимаемую в УИСБД, и создает ПБД уровня n. Затем ПБД уровня n посылается в равноправный уровень в принимающей системе, где процесс проходит, по существу, в обратном порядке, когда информация идет вверх по уровням протоколов. Следовательно, каждый уровень имеет свой равноправный ПБД и пересылает остальную информацию на следующий уровень в форме СБД.When level n receives an SDB, it takes a n + 1 PDU and its own protocol control information (SIP), which may include information received in the UBIS, and creates a level n PDB. Then, the n-level PDUs are sent to the peer in the receiving system, where the process proceeds essentially in the reverse order when the information goes up the protocol layers. Therefore, each level has its own equal PBB and forwards the remaining information to the next level in the form of an SDB.

Уровень L1 представляет собой физический уровень, в котором сигналы подготавливаются для передачи через антенну. Уровень L2 связан с уровнем L1. Для каждого частотного сегмента, поднесущие d1-d18 данных транспортируют протокольные блоки данных уровня L2, а опорные поднесущие транспортируют системную управляющую информацию уровня L1. Поднесущим присвоены номера от 0 на центральной частоте до ±546 на одном или другом конце распределения частот канала.L1 is a physical layer in which signals are prepared for transmission through an antenna. L2 level is associated with L1 level. For each frequency segment, data subcarriers d1-d18 transport protocol data units of L2 level, and reference subcarriers transport system level L1 control information. The subcarriers are assigned numbers from 0 at the center frequency to ± 546 at one or the other end of the channel frequency distribution.

Помимо опорных поднесущих, находящихся в пределах каждого частотного сегмента, в зависимости от режима обслуживания в спектр вводятся до пяти дополнительных опорных поднесущих, а номера этих поднесущих таковы: -546, -279, 0, 279, 546. Общий эффект заключается в регулярном распределении опорных поднесущих по всему спектру. Для удобства обозначений каждой опорной поднесущей присвоен особый идентификационный номер между 0 и 60. Все опорные поднесущие нижних боковых полос показаны на фиг.6. Все опорные поднесущие верхних боковых полос показаны на фиг.7. На этих чертежах указана взаимосвязь между номерами опорных поднесущих и номерами МОРЧ-поднесущих.In addition to the reference subcarriers within each frequency segment, depending on the service mode, up to five additional reference subcarriers are introduced into the spectrum, and the numbers of these subcarriers are as follows: -546, -279, 0, 279, 546. The overall effect is the regular distribution of reference subcarriers throughout the spectrum. For convenience of notation, each reference subcarrier is assigned a special identification number between 0 and 60. All reference subcarriers of the lower side bands are shown in FIG. All reference subcarriers of the upper side bands are shown in FIG. In these drawings, the relationship between the numbers of the reference subcarriers and the numbers of OFDM subcarriers is indicated.

На фиг.1-3 показаны количество поднесущих и центральная частота некоторых ключевых МОРЧ-поднесущих. Центральную частоту поднесущей вычисляют, умножая номер поднесущей на промежуток Δf между МОРЧ-поднесущими. Центр поднесущей под номером 0 находится на частоте 0 Гц. В этом контексте центральная частота является относительной для выделенного РЧ-канала, например, верхняя первичная основная боковая полоса ограничена поднесущими под номерами 356 и 546, центральные частоты которых расположены на 129,361 Гц и 198,402 Гц соответственно. Частотная протяженность первичной основной боковой полосы составляет 69,041 Гц (=198,402-129,361).1-3 show the number of subcarriers and the center frequency of some key OFDM subcarriers. The center frequency of the subcarrier is calculated by multiplying the number of the subcarrier by the gap Δf between the OFDM subcarriers. The center of the subcarrier at number 0 is at a frequency of 0 Hz. In this context, the center frequency is relative to the allocated RF channel, for example, the upper primary main sideband is limited to subcarriers 356 and 546, the center frequencies of which are located at 129.361 Hz and 198.402 Hz, respectively. The frequency length of the primary primary sideband is 69.041 Hz (= 198.402-129.361).

На фиг.8 представлена блок-схема модуля обработки управления системой. Канал управления системой (КУС (SCCH) транспортирует управляющую информацию и информацию о состоянии, используя поля в опорных поднесущих. Кроме того, несколько двоичных разрядов последовательности данных управления системой, названные «резервными», управляются с уровней выше L1 через первичный интерфейс зарезервированных данных управления и вторичный интерфейс зарезервированных данных управления. Режимы обслуживания предписывают все допустимые конфигурации логических каналов.Fig. 8 is a block diagram of a system control processing module. The system control channel (SCCH) transmits control and status information using fields in the reference subcarriers. In addition, several bits of the system control data sequence, called "backup", are controlled from levels above L1 through the primary interface of reserved control data and secondary interface of reserved control data Maintenance modes prescribe all valid logical channel configurations.

Под управлением более высоких уровней модуль обработки управления системой осуществляет сборку и дифференциальное кодирование последовательности двоичных разрядов (последовательности данных управления системой), предназначенных для каждой опорной поднесущей, как показано на фиг.8. Всего имеется до шестидесяти одной опорной поднесущей под номерами от 0 до 60, и эти поднесущие распределены по всему спектру, где осуществляется МОРЧ.Under the control of higher levels, the system control processing module assembles and differential encodes a sequence of binary bits (sequence of system control data) intended for each reference subcarrier, as shown in FIG. In total, there are up to sixty one reference subcarriers numbered from 0 to 60, and these subcarriers are distributed throughout the spectrum where the OFDM is performed.

Как показано на фиг.8, модуль обработки управления системой принимает входные сигналы с уровня 2 через КУС. Используя эти входные сигналы управления системой, модуль 100 сборки данных управления системой создает последовательность двоичных разрядов управления системой протяженностью Tb для каждой из опорных поднесущих, количество которых составляет 61. Затем дифференциальный кодер 102 осуществляет дифференциальное кодирование каждой последовательности двоичных разрядов за раз. Результирующий выходной сигнал есть матрица R фиксированного размера 32×61. Размерность строк матрицы R соответствует количеству МОРЧ-символов на Tb, а размерность столбцов соответствует максимальному количеству активных опорных поднесущих на МОРЧ-символ. Матрица R доступна для модуля отображения МОРЧ-поднесущих со скоростью Rb. Кроме того, модуль обработки управления системой выдает подсчет блоков уровня L1 в уровень 2 со скоростью Rb через КУС.As shown in FIG. 8, the system control processing module receives input signals from level 2 through the CSC. Using these system control input signals, the system control data collection module 100 creates a sequence of system control binary bits of length T b for each of the reference subcarriers, the number of which is 61. Then, the differential encoder 102 differentially encodes each binary sequence at a time. The resulting output signal is a 32 × 61 fixed-size matrix R. The dimension of the rows of the matrix R corresponds to the number of OFDM symbols per T b , and the dimension of the columns corresponds to the maximum number of active reference subcarriers per OFDM symbol. The matrix R is available for the display module OFDM subcarriers with a speed of R b . In addition, the system control processing module provides a count of blocks of level L1 to level 2 with a speed R b through the control panel.

Модуль сборки данных управления системой собирает всю управляющую информацию системы с уровня 2 и, компонуя ее вместе с управляющей информацией некоторого уровня, строит матрицу r, состоящую из 61 последовательностей 32-разрядных данных управления системой. Строки матрицы r имеют номера 0 … 31, а столбцы имеют номера 0 … 60. Каждая строка матрицы r содержит один двоичный разряд последовательности данных управления системой для каждой опорной поднесущей (перед дифференциальным кодированием) и передается в том же МОРЧ-символе. Строку под номером 0 заполняют первой. Любой заданный столбец матрицы r содержит последовательность данных управления системой для одной опорной поднесущей протяженностью 32 МОРЧ-символа.The module for collecting system control data collects all the control information of the system from level 2 and, composing it together with the control information of a certain level, builds a matrix r consisting of 61 sequences of 32-bit system control data. The rows of the matrix r are numbered 0 ... 31, and the columns are numbered 0 ... 60. Each row of the matrix r contains one binary bit of the system control data sequence for each reference subcarrier (before differential encoding) and is transmitted in the same OFDM symbol. Line number 0 is filled first. Any given column of matrix r contains a sequence of system control data for one reference subcarrier with a length of 32 OFDM symbols.

На фиг.9 приведено схематическое представление последовательности 104 данных управления системой первичных опорных поднесущих. Эта последовательность данных управления системой состоит из полей двоичных разрядов, которые представляют собой различные компоненты управления системой. Опорные поднесущие, находящиеся в первичных боковых полосах, имеют поля, отличающиеся от тех, которые имеют опорные поднесущие, находящиеся во вторичных боковых полосах. Информация, заключенная в первичных опорных поднесущих, применяется только к первичным службам. Последовательность данных управления системой посредством первичных опорных поднесущих изображена на фиг.9 и охарактеризована в таблице 1. Двоичные разряды с 31-го по нулевой соответственно отображаются в строки с нулевой по 31-ю матрицы r. Вторичные опорные поднесущие охарактеризованы аналогичным образом.FIG. 9 is a schematic representation of a sequence of 104 control data of a primary reference subcarrier system. This sequence of system control data consists of binary fields, which are various components of the system control. The reference subcarriers located in the primary sidebands have fields different from those that have the reference subcarriers located in the secondary sidebands. Information contained in primary reference subcarriers applies only to primary services. The sequence of system control data by means of primary reference subcarriers is shown in Fig. 9 and is described in Table 1. Binary bits from the 31st to zero are respectively mapped to rows from zero through the 31st matrix r . Secondary reference subcarriers are characterized in a similar manner.

Таблица 1
Карта двоичных разрядов последовательности данных управления первичной системой
Table 1
Primary System Control Data Sequence Binary Map
ПолеField Номера двоичных разрядовBinary Numbers Длина в двоичных разрядахBinary Length ОписаниеDescription Двоичные разряды синхронизации с четвертого по десятыйFourth to tenth synchronization bits 31:2531:25 77 Двоичные разряды синхронизации с четвертого по десятый=0110010Fourth to tenth synchronization bits = 0110010 Второй резервный двоичный разрядSecond backup binary bit 2424 1one Управляется более высокими уровнями стека протоколовManaged by higher layers of the protocol stack Третий двоичный разряд четностиThird Binary Parity 2323 1one Проверка на четность для резервного двоичного разрядаParity Check for Backup Binary Третий двоичный разряд синхронизацииThird Binary Timing Bit 2222 1one Третий двоичный разряд синхронизации =1Third Binary Sync Bit = 1 Нулевой и первый двоичные разряды идентификации опорной поднесущей (ИДОП (RSID))Zero and first bits of the identification of the reference subcarrier (IDID (RSID)) 21:2021:20 22 Фиксированный двухразрядный идентификатор для одной опорной поднесущейFixed two-bit identifier for one reference subcarrier Двоичный разряд указателя вторичного канала (УВК (SCI))Secondary Channel Pointer Binary Digit (CCI) 1919 1one 0=только первичный (гибридный или расширенный гибридный),
1=первичный и вторичный (полностью цифровой)
0 = primary only (hybrid or extended hybrid),
1 = primary and secondary (fully digital)
Второй двоичный разряд четностиSecond binary parity 18eighteen 1one Проверка на четность для ИДВК, а также нулевого и первого ИДОПParity check for IDVC, as well as zero and first IDPO Второй двоичный разряд синхронизацииSecond Binary Timing Bit 1717 1one Второй двоичный разряд синхронизации =0Second Binary Sync Bit = 0 Первый резервный двоичный разрядFirst backup binary bit 1616 1one Управляется более высокими уровнями стека протоколовManaged by higher layers of the protocol stack с нулевого по третий двоичные разряды счета блоков (СБ (BC)) уровня L1from zero to third binary bits of the block count (SB (BC)) level L1 15:1215:12 4four Счет по модулю 16, который получает приращение через 32 МОРЧ-символаA modulo 16 count that increments through 32 OFDM characters Первый двоичный разряд четностиFirst binary parity 11eleven 1one Проверка на четность для двоичных разрядов СБ с нулевого по третий, а также первого резервного двоичного разрядаParity check for binary bits of SB from zero to third, as well as the first backup binary bit Нулевой и первый двоичные разряды синхронизацииZero and first binary bits of synchronization 10:910: 9 22 Нулевой и первый двоичные разряды синхронизации =11Zero and first binary bits of synchronization = 11 Двоичный разряд указателя выбора перемежителя Р3 (УВПР3)Binary digit of the pointer of the choice of the interleaver P3 (UVPR3) 88 1one 0=малая длина перемежителя Р3 при использовании, 1=Большая длина перемежителя Р3 при использовании0 = short length of interleaver P3 when using, 1 = long length of interleaver P3 when using Нулевой резервный двоичный разрядZero Standby Binary Bit 77 1one Управляется более высокими уровнями стека протоколовManaged by higher layers of the protocol stack Двоичные разряды (с нулевого по пятый) указателя первичного режима обслуживания (УПРО (PSMI))Binary digits (zero through fifth) of the Primary Service Mode Indicator (PSMI) 6:16: 1 66 Значение первичного режима обслуживанияPrimary Maintenance Mode Value Нулевой двоичный разряд четностиZero Binary Parity 00 1one Проверка на четность для двоичных разрядов (с нулевого по пятый) указателя первичного режима обслуживания, а также для двоичного разряда УВПР3Parity check for binary digits (from zero to fifth) of the primary service mode indicator, as well as for the binary discharge of UVPR3

На фиг.10 представлена блок-схема дифференциального кодера 106. Двоичные разряды в каждом столбце матрицы r размером 32×61, собранные модулем сборки последовательности данных управления системой, подвергаются дифференциальному кодированию в соответствии с фиг.10 и выводятся с получением матрицы R в том же порядке. Концептуально, этот процесс можно рассматривать как работу параллельных дифференциальных кодеров, количество которых равно 61. Для отдельного дифференциального кодера двоичные разряды в одном столбце j матрицы r обрабатываются последовательно, при этом i принимает значения 0 … 31. За раз в дифференциальный кодер вводится один двоичный разряд последовательности данных управления системой. Этот входной двоичный разряд подвергается суммированию по модулю 2 с ранее запомненным выходным двоичным разрядом R[i-1][j] для формирования самого последнего выходного двоичного разряда R[i][j]. Результирующий поток выходных двоичных разрядов будет изменять полярность каждый раз, когда вводимый двоичный разряд будет иметь значение 1. Исходное состояние каждого дифференциального кодера - 0.Figure 10 presents a block diagram of a differential encoder 106. The binary bits in each column of the 32 × 61 matrix r collected by the system control data sequence assembly module are differential encoded in accordance with FIG. 10 and are output to obtain the matrix R in the same okay. Conceptually, this process can be considered as the work of parallel differential encoders, the number of which is 61. For a single differential encoder, the binary bits in one column j of the matrix r are processed sequentially, while i takes the values 0 ... 31. One binary bit is introduced into the differential encoder at a time system control data sequences. This input binary bit is subjected to summation modulo 2 with the previously stored output binary bit R [i-1] [j] to form the most recent output binary bit R [i] [j]. The resulting binary output bitstream will change polarity each time the input binary bit is set to 1. The initial state of each differential encoder is 0.

Опорные поднесущие модулируются повторяющейся 32-х разрядной тактирующей последовательностью двухпозиционной (двоичной) фазовой манипуляции (ДФМн (BPSK)), которую подвергают дифференциальному кодированию перед передачей. Опорные поднесущие служат нескольким целям: 1) разрешению проблемы неоднозначности поднесущих при захвате, 2) получению опорного сигнала локальной фазы для последующего когерентного обнаружения, 3) выборкам локального шума и/или помех для оценки информации о состоянии канала (ИоСК) и 4) получению информации о фазовой ошибке для отслеживания частоты и символов. Дифференциальное кодирование тактирующей ДФМн-последовательности позволяет обнаружить тактирующую ДФМн-последовательность до установления когерентного опорного сигнала, необходимого для остальных поднесущих. Комбинацию, обнаруженную путем дифференциального кодирования, затем используют для удаления модуляции данных из опорных поднесущих, оставляя информации о локальной фазе опорного сигнала, а также о выборках шума или помех. Это используют для оценки ИоСК, необходимой для последующего декодирования в соответствии с мягким решением.The reference subcarriers are modulated by a repeating 32-bit clock sequence of two-position (binary) phase shift keying (BPSK), which is subjected to differential encoding before transmission. Reference subcarriers serve several purposes: 1) to solve the problem of subcarrier ambiguity during capture, 2) to obtain a local phase reference signal for subsequent coherent detection, 3) local noise and / or interference samples to estimate channel state information (IOS) and 4) to obtain information phase error for tracking frequency and symbols. Differential coding of the clocking DPSK sequence allows the detection of the clocking DPSK sequence until the coherent reference signal necessary for the remaining subcarriers is established. The combination detected by differential coding is then used to remove modulation of the data from the reference subcarriers, leaving information about the local phase of the reference signal, as well as noise or interference samples. This is used to estimate the IOSK necessary for subsequent decoding in accordance with the soft decision.

На фиг.11 представлена блок-схема высокого уровня функционального модуля когерентного опорного сигнала и ИоСК. 11-ти двоичных разрядов синхронизации комбинации синхронизации блоков оказывается достаточно для уникального обозначения границ каждого блока, независимо от значений остальных двоичных разрядов, количество которых составляет 21. ДФМн для опорной поднесущей выбирают потому, что этот метод толерантнее к ухудшениям характеристик шума и канала, чем четырехпозиционная фазовая манипуляция (ЧФМн (QPSK)), полученная дифференциальным обнаружением. Кроме того, избыточность тактирующей ДФМн-последовательности по всем опорным поднесущим дает устойчивый опорный сигнал даже при наиболее жестких условиях помех и каналов. Различные поля в тактирующей ДФМн-последовательности (гибридного или цифрового сигнала, резервное, подсчета блоков, а также режима) подвергаются контролю на четность как с целью защиты от ошибок, так и с целью исключения изменений фазы опорного сигнала в конце каждого изменяющегося поля из-за дифференциального кодирования. Та же самая тактирующая ДФМн-последовательность (за исключением двухразрядного поля идентификатора (ИД) опорной поднесущей) избыточно передается во всех расположениях опорных поднесущих и совпадает с блоком перемежителя, определенным полем подсчета блоков.11 shows a block diagram of a high level functional module of a coherent reference signal and IOSC. 11 binary digits of synchronization of a combination of synchronization of blocks is enough to uniquely identify the boundaries of each block, regardless of the values of the remaining binary digits, the number of which is 21. The DPSK for the reference subcarrier is chosen because this method is more tolerant to noise and channel deterioration than the four-position phase shift keying (QPSK) obtained by differential detection. In addition, the redundancy of the clocked DPSK sequence over all reference subcarriers gives a stable reference signal even under the most severe conditions of interference and channels. Various fields in the clocking DPSK sequence (hybrid or digital signal, backup, block counting, as well as mode) are checked for parity both to protect against errors and to prevent phase changes of the reference signal at the end of each changing field due to differential coding. The same clocking DPSK sequence (with the exception of the two-bit identifier field (ID) of the reference subcarrier) is excessively transmitted in all locations of the reference subcarriers and coincides with the interleaver block defined by the block counting field.

Модуль когерентного опорного сигнала и ИоСК генерирует опорный сигнал фазы для когерентного обнаружения поднесущих данных и надлежащим образом взвешивает результирующие мягкие решения на основании текущего состояния канала. Затем комплексные взвешенные мягкие решения масштабируются, ограничиваются и запоминаются в надлежащих матрицах обращенного перемежителя для вывода в модуль обработки двоичных разрядов.The coherent reference signal module and IOSC generates a phase reference signal for coherent detection of data subcarriers and appropriately weighs the resulting soft decisions based on the current state of the channel. Then, complex weighted soft solutions are scaled, limited, and stored in the appropriate matrices of the deinterleaver for output to the binary processing module.

Модуль взвешенных мягких решений сглаживается во времени с образованием набора весов (весовых коэффициентов) синхронизации для модуля управления отслеживанием (слежением). Кроме того, мягкие решения с полной точностью и плавающей запятой также пропускаются в модуль управления слежением, чтобы обнаружить ошибочные условия слежения за символами.The weighted soft decision module is smoothed over time to form a set of synchronization weights (weights) for the tracking (tracking) control module. In addition, soft solutions with full precision and floating point are also passed to the tracking control module to detect erroneous character tracking conditions.

На фиг.12 представлена подробная блок-схема высокого уровня функционального модуля когерентного опорного сигнала и ИоСК. В каждый момент наличия МОРЧ-символа происходит прием верхних первичных, нижних первичных и вторичных символов в частотной области, подвергнутых выравниванию фаз. Каждый символ состоит из некоторого количества опорных поднесущих и поднесущих данных. Опорные поднесущие используются для генерирования когерентного опорного сигнала фазы и весов ИоСК, которые затем применяются к поднесущим данных для создания мягких решений, предназначенных для обработки двоичных разрядов и управления слежением. Кроме того, веса ИоСк используются для получения весов синхронизации для модуля управления слежением. Модуль когерентного опорного сигнала и ИоСК не выполняется до тех пор, пока модуль синхронизации кадров и управления системой не обнаруживает место нахождения границы субкадра (блока уровня L1).On Fig presents a detailed block diagram of a high level functional module of the coherent reference signal and IOSK. At every moment of the presence of the OFDM symbol, the upper primary, lower primary and secondary symbols in the frequency domain subjected to phase alignment are received. Each symbol consists of a number of reference subcarriers and data subcarriers. Reference subcarriers are used to generate a coherent reference signal of the IOSK phase and weights, which are then applied to the data subcarriers to create soft solutions for processing binary bits and tracking control. In addition, IOSC weights are used to obtain synchronization weights for the tracking control module. The coherent reference signal module and IOSC are not executed until the frame synchronization and system control module detects the location of the border of the subframe (block of level L1).

Подробная блок-схема, представленная на фиг.12, показывает, что модуль когерентного опорного сигнала и ИоСк состоит из семи основных функциональных компонентов:The detailed block diagram shown in Fig. 12 shows that the module of the coherent reference signal and IOSc consists of seven main functional components:

а) компонента 110 удаления данных из опорных поднесущих;a) component 110 to remove data from the reference subcarriers;

б) компонента 112 оценки опорных поднесущих;b) reference subcarrier estimation component 112;

в) компонента 114 оценки дисперсии шума;c) a component 114 for estimating noise variance;

г) компонента 116 взвешивания когерентного опорного сигнала фазы;g) component 116 weighing the coherent reference phase signal;

д) компонента 118 генерирования весов синхронизации;d) a synchronization weight generation component 118;

е) компонента 120 интерполяции опорных поднесущих;e) reference subcarrier interpolation component 120;

ж) компонента 122 управления мягкими решениями.g) soft decision management component 122.

Работа и взаимодействие этих функциональных компонентов вкратце описана ниже. С помощью кодированных последовательностей данных управления системой из модуля синхронизации кадров/управления системой компонент удаления данных из опорных поднесущих вырезает данные из каждой опорной поднесущей, подвергнутой выравниванию фаз, в принимаемом МОРЧ-символе. Удаление модуляции из опорных поднесущих обеспечивает точную оценку фазы принимаемого сигнала для когерентного обнаружения.The operation and interaction of these functional components is briefly described below. Using coded sequences of system control data from the frame synchronization / system control module, the data removal component from the reference subcarriers cuts data from each reference subcarrier subjected to phase alignment in the received OFDM symbol. Removing the modulation from the reference subcarriers provides an accurate estimate of the phase of the received signal for coherent detection.

Опорные поднесущие, из которых вырезаны данные, затем подвергаются фильтрации - временной и частотной - компонентом оценки опорных поднесущих. Модуль каждой отфильтрованной опорной поднесущей служит для оценки ее средней мощности сигнала, а угол обеспечивает когерентный опорный сигнал фазы, необходимый для когерентного обнаружения демодулированных поднесущих МОРЧ-данных.The reference subcarriers, from which the data is cut, are then filtered - time and frequency - by the evaluation component of the reference subcarriers. The module of each filtered reference subcarrier serves to estimate its average signal power, and the angle provides the coherent phase reference signal necessary for the coherent detection of demodulated sub-carriers of the OFDM data.

Чтобы оптимизировать работу декодера Витерби, амплитуду каждой демодулированной МОРЧ-поднесущей нужно подвергнуть взвешиванию с помощью оценки ее отношения «сигнал - шум». Эта «оценка ИоСК» вычисляется и применяется посредством компонента взвешивания когерентного опорного сигнала фазы. Оценка мощности сигнала - это просто модуль каждой отфильтрованной опорной поднесущей, а оценка мощности шума каждой опорной поднесущей обеспечивается компонентом оценки дисперсии шума. Компонент взвешивания когерентного опорного сигнала фазы делит отфильтрованные опорные поднесущие на их соответствующие оценки дисперсии шума, формируя когерентные опорные сигналы фазы, взвешенные по ИоСК, для каждой опорной поднесущей.In order to optimize the operation of the Viterbi decoder, the amplitude of each demodulated OFDM subcarrier must be weighted by evaluating its signal-to-noise ratio. This “IOSK estimate" is calculated and applied by weighting the coherent phase reference signal. The signal power estimate is simply a module of each filtered reference subcarrier, and the noise power estimate of each reference subcarrier is provided by the noise variance estimation component. The weighting component of the coherent phase reference signal divides the filtered reference subcarriers into their respective noise variance estimates, producing coherent phase reference signals weighted by IOSC for each reference subcarrier.

Затем компонент интерполяции опорных поднесущих осуществляет наложение когерентных опорных сигналов фазы, взвешенных по ИоСК, на поднесущие данных. Этот компонент проводит интерполяцию между когерентными опорными сигналами фазы опорных поднесущих и применяет интерполированные опорные сигналы к соответствующим поднесущим данных. Результирующие мягкие решения с плавающей запятой пропускаются в модуль управления слежением для обнаружения ошибочных условий слежения за символами. Кроме того, компонент управления мягкими решениями масштабирует и квантует мягкие решения с плавающей запятой, а также размещает их в надлежащих матрицах обращенного перемежителя для вывода в модули обработки сигналов и получения частоты ошибок по битам (ЧОпБ (BER)).Then, the interpolation component of the reference subcarriers superimposes the coherent phase reference signals weighted by IOSK on the data subcarriers. This component interpolates between the coherent phase reference signals of the reference subcarriers and applies the interpolated reference signals to the corresponding data subcarriers. The resulting soft floating point solutions are passed to the tracking control module to detect erroneous character tracking conditions. In addition, the soft decision management component scales and quantizes soft floating point solutions, and also places them in the appropriate deinterleaver matrices for output to the signal processing modules and obtaining the bit error rate (BER).

Компонент генерирования весов синхронизации вычисляет модуль когерентных опорных сигналов фазы, взвешенных по ИоСК, сглаживает их во времени и пропускает их на управление слежением для использования в качестве весов синхронизации.The synchronization weight generation component computes a module of coherent phase reference signals weighted by IOSC, smooths them in time and passes them to the tracking control for use as synchronization weights.

И первичные, и вторичные боковые полосы обрабатываются основными функциональными компонентами. Входными сигналами в модуль когерентного опорного сигнала и ИоСК являются выровненные символы, кодированные последовательности данных управления системой, группа сегментов, информация буфера задержки ИоСК, состояние синхронизации и данные управления системой.Both primary and secondary sidebands are processed by the main functional components. The input signals to the coherent reference signal module and IOSC are aligned characters, encoded sequences of system control data, a group of segments, IOSK delay buffer information, synchronization status, and system control data.

Выровненные символы используются для генерирования когерентного опорного сигнала фазы и весов ИоСК, которые применяются к поднесущим данных для создания выходных мягких решений. В каждый момент наличия МОРЧ-символа из модуля выравнивания фаз выдаются верхний первичный выровненный символ, нижний первичный выровненный символ. Кроме того, модуль выравнивания фаз также выдает вторичный выровненный символ с частотой Rs (344,53125 Гц) следования МОРЧ-символов. Каждый верхний или нижний первичный символ состоит из 267-ми комплексных выборок. Каждый вторичный символ состоит из 559-ти комплексных выборок.Aligned symbols are used to generate a coherent reference signal of the phase and IOSK weights, which are applied to the data subcarriers to create soft output solutions. At each moment of the presence of an MORCH symbol, the upper primary aligned symbol and the lower primary aligned symbol are output from the phase alignment module. In addition, the phase equalization module also generates a secondary aligned symbol with a frequency R s (344.53125 Hz) following the OFDM symbols. Each upper or lower primary symbol consists of 267 complex samples. Each secondary symbol consists of 559 complex samples.

Кодированные последовательности данных управления системой используются для вырезания данных из опорных поднесущих в выровненных символах. Модуль синхронизации кадров/управления системой подает первичные и вторичные кодированные последовательности данных управления системой в модуль когерентного опорного сигнала/ИоСк. Подаются четыре первичных и четыре вторичных последовательности: по одной для каждого значения идентификации опорной поднесущей (ИДОП). Каждая последовательность обеспечивает одно значение на частоте следования символов.The encoded sequences of system control data are used to cut data from the reference subcarriers in aligned characters. The frame synchronization / system control module supplies the primary and secondary encoded sequences of system control data to the coherent reference signal / IOS module. Four primary and four secondary sequences are supplied: one for each reference subcarrier identification value (IDPO). Each sequence provides a single value at the symbol rate.

Хотя все боковые полосы обрабатываются одинаково функциональными компонентами в модуле когерентного опорного сигнала/ИоСК, поднесущие, на которых они работают, могут изменяться с режимом обслуживания. Группа сегментов идентифицирует частотные сегменты, которые заполняются в пределах некоторого заданного символа. Она указывает, какие первичные расширенные сегменты и вторичные боковые полосы доступны для обработки. В каждое время символа из исполнительного демодулятора подается одно значение группы сегментов.Although all sidebands are processed by the same functional components in the coherent reference signal / IOC module, the subcarriers on which they operate can vary with the service mode. A group of segments identifies frequency segments that are filled within a given symbol. It indicates which primary extended segments and secondary sidebands are available for processing. At each symbol time, one value of a group of segments is supplied from the executive demodulator.

Информация буфера задержки ИоСК - это просто адрес последнего элемента 22-х символьного кольцевого буфера задержки ИоСК. Этот буфер выстраивает входные выровненные символы с их соответствующими когерентными опорными сигналами фазы, взвешенными по ИоСК. Информация буфера задержки ИоСК используется для упаковки указателей (ссылок) кольцевого буфера. Существуют два входа информации буфера задержки ИоСК: один - для первичных боковых полос, и один - для вторичных блоковых полос. Каждый вход обеспечивает одно значение на частоте следования символов.The IOSK delay buffer information is simply the address of the last element of the 22-character IOSK ring delay buffer. This buffer lines up the input aligned characters with their corresponding coherent phase reference signals weighted by IOSK. The IOSK delay buffer information is used to package the ring buffer pointers (links). There are two inputs of the IOSK delay buffer information: one for primary sidebands and one for secondary blockbands. Each input provides a single value at the symbol rate.

Состояние синхронизации состоит из двух флагов: один - от модуля синхронизации кадров (управления системой), указывающий действительный подсчет блоков, а другой - от исполнительного демодулятора, указывающий, что входные выровненные символы претерпели достаточную задержку, чтобы обеспечить надлежащее выстраивание со своими когерентными опорными сигналами фазы, взвешенными по ИоСК. Оба значения состояния синхронизации подаются в каждое время символа.The synchronization state consists of two flags: one from the frame synchronization module (system control), indicating the actual block count, and the other from the executive demodulator, indicating that the input aligned symbols have undergone a sufficient delay to ensure proper alignment with their coherent phase reference signals weighted by IOSK. Both values of the synchronization state are provided at each symbol time.

Данные управления системой, подаваемые модулем синхронизации кадров/управления системой, включают в себя первичный режим обслуживания, вторичный режим обслуживания и подсчет блоков. Режимы обслуживания используются компонентом управления мягкими решениями для определения места нахождения и количества выходных мягких решений. Подсчет блоков указывает номер текущего блока уровня L1 и используется компонентом управления мягкими решениями для определения, когда можно направлять мягкие решения в надлежащие матрицы обращенного перемежителя. Эти три значения данных управления системой подаются в каждое время символа.The system control data supplied by the frame synchronization / system control module includes a primary maintenance mode, a secondary maintenance mode, and block counting. Service modes are used by the soft decision management component to determine the location and number of soft decision outputs. The block count indicates the number of the current L1 level block and is used by the soft decision control component to determine when soft decisions can be sent to the proper matrices of the deinterleaver. These three values of the system control data are provided at each symbol time.

Выходные сигналы модуля когерентного опорного сигнала/ИоСК представляют собой матрицы обращенного перемежителя, стартовые флаги обращенного перемежителя, первичные мягкие решения с полной точностью и веса синхронизации. В каждое время символа модуль когерентного опорного сигнала/ИоСК направляет квантованные мягкие решения в первичную и вторичную матрицы обращенного перемежителя. Количество мягких решений и матриц обращенного перемежителя, для которых они предназначены, определяются режимом обслуживания. Для каждого блока уровня L1 все мягкие решения в пределах матриц обращенного перемежителя пропускаются в модули обработки двоичных разрядов и получения ЧОпБ, первичных мягких решений с полной точностью и весов синхронизации исполнительным демодулятором.The output signals of the coherent reference signal / IOS module are the matrices of the deinterleaver, the start flags of the deinterleaver, the primary soft solutions with complete accuracy and synchronization weight. At each symbol time, the coherent reference signal / IOC module sends quantized soft solutions to the primary and secondary matrices of the deinterleaver. The number of soft solutions and matrices of the deinterleaver for which they are intended are determined by the service mode. For each block of level L1, all soft decisions within the matrices of the inverted interleaver are passed to the binary processing modules and to obtain the FEC, primary soft decisions with full accuracy and synchronization weights by the executive demodulator.

Компонент удаления данных из опорных поднесущих вырезает модуляцию из входных опорных поднесущих, подвергнутых выравниванию фаз, используя последовательности кодированных данных управления системой из модуля синхронизации кадров управления системой. Это обеспечивает точную оценку фазы принимаемого сигнала для когерентного обнаружения.The data deletion component of the reference subcarriers cuts the modulation from the input reference subcarriers subjected to phase alignment using sequences of encoded system control data from the system control frame synchronization module. This provides an accurate estimate of the phase of the received signal for coherent detection.

Сначала из входных поднесущих, подвергнутых выравниванию фаз, вычитают опорные поднесущие. Нижняя первичная боковая полоса содержит опорные поднесущие под номерами от 0 до 14, вторичная боковые полосы содержат опорные поднесущие под номерами от 15 до 45, а верхняя первичная боковая полоса содержит опорные поднесущие под номерами от 46 до 60.First, reference subcarriers are subtracted from input subcarriers subjected to phase alignment. The lower primary sideband contains reference subcarriers numbered 0 to 14, the secondary sidebands contain reference subcarriers numbered 15 to 45, and the upper primary sideband contains reference subcarriers numbered 46 to 60.

Модуляцию удаляют из опорных поднесущих, умножая комплексно-сопряженную величину данных опорной поднесущей на комплексное значение данных одной из четырех кодированных последовательностей данных управления системой. Нижеследующее уравнение иллюстрирует эту операцию для каждой опорной поднесущей в пределах каждого МОРЧ-символа:Modulation is removed from the reference subcarriers by multiplying the complex conjugate value of the reference subcarrier data by the complex data value of one of the four encoded sequences of system control data. The following equation illustrates this operation for each reference subcarrier within each OFDM symbol:

y=x·(1+j)·pn,y = x (1 + j) p n ,

где y - комплексное значение вырезанных данных опорной поднесущей, х - комплексное входное значение данных опорной поднесущей, n - номер (0, 1, 2 или 3) кодированной последовательности данных управления системой, а рn - надлежащее значение данных управления системой:where y is the complex value of the cut out data of the reference subcarrier, x is the complex input value of the data of the reference subcarrier, n is the number (0, 1, 2, or 3) of the encoded sequence of system control data, and p n is the proper value of the system control data:

Figure 00000001
Figure 00000001

Величина (1+j)·pn отображает две точки ДФМн-совокупности, не искажаемые шумом.The value of (1 + j) · p n represents two points of the DPSK-set, not distorted by noise.

В каждое время МОРЧ-символа происходит прием одного значения из каждой последовательности данных управления системой. Четыре кодированных последовательности данных управления системой, принимаемых из модуля синхронизации кадров/управления системой, модулируются четырьмя возможными номерами идентификаторов опорных поднесущих (ИДОП). Значения данных опорных поднесущих умножаются на значения данных управления системой, которые совместно используют те же самые ИДОП.At each time of the OFDM symbol, one value is received from each sequence of system control data. The four encoded sequences of system control data received from the frame synchronization / system control module are modulated by four possible reference subcarrier identifier (IDPO) numbers. The data values of the reference subcarriers are multiplied by the values of the system control data that share the same IDIs.

Операция удаления данных из опорных поднесущих для верхней первичной боковой полосы иллюстрируется на фиг.13. Операции удаления данных из опорных поднесущих для других боковых полос осуществляются аналогичным образом.The operation of deleting data from reference subcarriers for the upper primary sideband is illustrated in FIG. Data deletion operations from reference subcarriers for other sidebands are performed in a similar manner.

Компонент оценки опорных поднесущих осуществляет временную и частотную фильтрацию опорных поднесущих, из которых вырезаны данные. Амплитуда каждой отфильтрованной опорной поднесущей служит для оценки средней мощности сигнала, а угол служит для оценки ее когерентной опорной фазы.The reference subcarrier estimation component performs time and frequency filtering of the reference subcarriers from which the data is cut. The amplitude of each filtered reference subcarrier serves to estimate the average power of the signal, and the angle serves to estimate its coherent reference phase.

Опорные поднесущие, из которых вырезаны данные, сначала пропускают через 11-отводный фильтр временной области с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтр). Поскольку каждая опорная поднесущая фильтруется отдельно, имеются, по существу, 15 параллельных фильтров как для верхних, так и для нижних первичных боковых полос и 31 параллельный фильтр для вторичных боковых полос. Получаемые опорные поднесущие, подвергнутые временной фильтрации, затем подвергаются частотной фильтрации с помощью каскада из четырех 3-отводных КИХ-фильтров. Каждая стадия фильтрации осуществляется для всех опорных поднесущих в пределах МОРЧ-символа перед переходом к следующей стадии. Чтобы заполнить память фильтра для внешних опорных поднесущих, следует продублировать конечные точки (определенные группой сегментов). Подробные блок-схемы процесса оценки опорных поднесущих для первичных и вторичных боковых полос соответственно показаны на фиг.14 и 15 соответственно.The reference subcarriers from which the data is cut are first passed through an 11-tap time domain filter with a finite impulse response (FIR filter). Since each reference subcarrier is filtered separately, there are essentially 15 parallel filters for both the upper and lower primary sidebands and 31 parallel filters for the secondary sidebands. The resulting reference subcarriers subjected to temporal filtering are then subjected to frequency filtering using a cascade of four 3-tap FIR filters. Each filtering stage is performed for all reference subcarriers within the OFDM symbol before moving on to the next stage. To fill the filter memory for external reference subcarriers, duplicate the end points (defined by the group of segments). Detailed flowcharts of a reference subcarrier estimation process for primary and secondary sidebands are respectively shown in FIGS. 14 and 15, respectively.

На фиг.14 представлена блок-схема оценки опорных поднесущих первичных боковых полос. На фиг.15 представлена блок-схема оценки опорных поднесущих вторичных боковых полос. Операция фильтрации во временной области для каждой опорной поднесущей в МОРЧ-символе n имеет следующий вид:On Fig presents a block diagram of the assessment of the reference subcarriers of the primary side bands. On Fig presents a block diagram of the assessment of the reference subcarriers of the secondary side bands. The filtering operation in the time domain for each reference subcarrier in the OFDM symbol n has the following form:

Figure 00000002
Figure 00000002

где y[n] - выходная опорная поднесущая, подвергнутая фильтрации во временной области, для МОРЧ-символа n, x[n] - входная опорная поднесущая, подвергнутая вырезанию, для МОРЧ-символа n, h[k] - массив коэффициентов КИХ-фильтра, а k - индекс суммирования фильтра. Для каждого МОРЧ-символа все опорные поднесущие подвергаются частотной фильтрации путем решения нижеследующих уравнений последовательно:where y [n] is the output reference subcarrier filtered in the time domain for the OFDM symbol n, x [n] is the input reference subcarrier subjected to cutting for the OFDM symbol n, h [k] is the array of FIR filter coefficients , and k is the summation index of the filter. For each OFDM symbol, all reference subcarriers are subjected to frequency filtering by solving the following equations in sequence:

Figure 00000003
Figure 00000003

где y[m] - входная опорная поднесущая, подвергнутая фильтрации во временной области, h[k] - массив коэффициентов КИХ-фильтра, а k - индекс суммирования фильтра. В вышеуказанных уравнениях m - индекс опорной поднесущей, диапазон которого для конкретной боковой полосы является функцией группы сегментов. Кроме того, a[m], b[m], c[m] и d[m] - выходные сигналы первой, второй, третьей и заключительной ступеней КИХ-фильтра соответственно.where y [m] is the input reference subcarrier filtered in the time domain, h [k] is the array of FIR filter coefficients, and k is the filter summation index. In the above equations, m is the index of the reference subcarrier, the range of which for a particular sideband is a function of a group of segments. In addition, a [m], b [m], c [m] and d [m] are the output signals of the first, second, third and final stages of the FIR filter, respectively.

Во время операции частотной фильтрации первая и последняя опорные поднесущие в боковой полосе повторяются в начале и конце каждой стадии фильтрации соответственно, чтобы заполнить память фильтра для фильтрации первой и последней поднесущих. Для верхней первичной боковой полосы нижеследующие опорные поднесущие дублируются как функция группы сегментов: опорная поднесущая под номером 60 дублируется и размещается в избыточной ячейке памяти для всех групп сегментов; опорная поднесущая под номером 50 дублируется и размещается в положении опорной поднесущей под номером 49 для группы сегментов «Расширение 0» (режим МР1 обслуживания); опорная поднесущая под номером 49 дублируется и размещается в положении опорной поднесущей под номером 48 для группы сегментов «Расширение 1» (режим МР2 обслуживания); опорная поднесущая под номером 48 дублируется и размещается в положении опорной поднесущей под номером 47 для группы сегментов «Расширение 2» (режим МР3 обслуживания); и опорная поднесущая под номером 46 дублируется и размещается в избыточной ячейке памяти для группы сегментов «Расширение 4» (режимы МР4, МР5, МР6 и МР7 обслуживания). Фильтрация для других боковых полос проводится аналогичным образом.During the frequency filtering operation, the first and last reference subcarriers in the sideband are repeated at the beginning and end of each filtering step, respectively, to fill the filter memory for filtering the first and last subcarriers. For the upper primary sideband, the following reference subcarriers are duplicated as a function of a group of segments: the reference subcarrier at number 60 is duplicated and placed in an excess memory cell for all groups of segments; the reference subcarrier at number 50 is duplicated and placed in the position of the reference subcarrier at number 49 for the group of segments "Extension 0" (mode MP1 service); the reference subcarrier at number 49 is duplicated and placed in the position of the reference subcarrier at number 48 for the group of segments "Extension 1" (mode MP2 service); the reference subcarrier at number 48 is duplicated and placed in the position of the reference subcarrier at number 47 for the group of segments "Extension 2" (mode MP3 service); and the reference subcarrier at number 46 is duplicated and placed in the redundant memory cell for the group of segments "Extension 4" (modes MP4, MP5, MP6 and MP7 service). Filtering for other sidebands is done in a similar way.

Компонент оценки дисперсии шума вычисляет оценку мощности шума для каждой опорной поднесущей. Эта оценка мощности шума используется компонентом взвешивания когерентного опорного сигнала фазы с целью взвешивания отфильтрованных опорных поднесущих, подвергнутых вырезанию, с помощью оценок ИоСК.The noise variance estimation component computes an estimate of the noise power for each reference subcarrier. This noise power estimate is used by the weighting component of the coherent phase reference signal to weight the filtered cut-out reference sub-carriers using the IOSK estimates.

Отфильтрованные опорные поднесущие из компонента оценки опорных поднесущих (сигнал) вычитаются из соответствующих им задержанных опорных поднесущих, подвергнутых вырезанию (сигнал плюс шум), для формирования комплексных оценок шума (сигнал + (шум - сигнал) = шум) для каждой опорной поднесущей в первичных и вторичных боковых полосах. Возведенный в квадрат модуль комплексных оценок шума затем подвергают частотной и временной фильтрации, получая усредненные оценки дисперсии шума для каждой опорной поднесущей.The filtered reference subcarriers from the estimated component of the reference subcarriers (signal) are subtracted from their respective delayed reference subcarriers subjected to cutting (signal plus noise) to form integrated noise estimates (signal + (noise - signal) = noise) for each reference subcarrier in the primary and secondary sidebands. The squared module of complex noise estimates is then subjected to frequency and time filtering to obtain averaged estimates of noise variance for each reference subcarrier.

Операция возведения модуля в квадрат проводится на всех значениях шума опорных поднесущих, что приводит к получению выборок дисперсии шума. Затем оценки дисперсии шума, подвергнутые частотной фильтрации, пропускают в фильтры с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ-фильтры) для оценки шума. Имеется 15 отдельных БИХ-фильтров как для верхних, так и для нижних первичных боковых полос, а также 31 отдельный БИХ-фильтр для вторичных боковых полос (по одному фильтру для каждой выборки дисперсии шума опорной поднесущей). БИХ-фильтры являются двухполюсными интеграторами с потерями и с единичным коэффициентом усиления, которые усредняют входные выборки дисперсии шума. Такие операции осуществляются по одной в каждый момент наличия МОРЧ-символа. Из этих фильтров выдается оценочная усредненная дисперсия шума для каждой опорной поднесущей.The operation of squaring the module is carried out at all noise values of the reference subcarriers, which leads to obtaining samples of the noise variance. Then, the noise variance estimates subjected to frequency filtering are passed into filters with an infinite impulse response (IIR filters) to estimate the noise. There are 15 separate IIR filters for both the upper and lower primary sidebands, as well as 31 separate IIR filters for the secondary sidebands (one filter for each sample of the noise dispersion of the reference subcarrier). IIR filters are lossy and unity gain bipolar integrators that average the input samples of the noise variance. Such operations are carried out one at a time at the presence of an OFDM symbol. An estimated average noise variance for each reference subcarrier is generated from these filters.

Подробные блок-схемы процесса оценки дисперсии шума для первичных и вторичных боковых полос показаны на фиг.16 и 17 соответственно. На фиг.16 представлена блок-схема оценки дисперсии шума первичных боковых полос. На фиг.17 представлена блок-схема оценки дисперсии шума вторичных боковых полос.Detailed flowcharts of a noise variance estimation process for primary and secondary sidebands are shown in FIGS. 16 and 17, respectively. On Fig presents a block diagram of the estimation of the variance of the noise of the primary side bands. 17 is a flowchart for estimating the noise variance of the secondary sidebands.

Операции вычитания и возведения модуля в квадрат для каждой опорной поднесущей в МОРЧ-символе n описываются следующим уравнением:The subtraction and squaring of the module for each reference subcarrier in the OFDM symbol n are described by the following equation:

z[n]=|x[n-5]-y[n]|2,z [n] = | x [n-5] -y [n] | 2

где z[n] - выборка дисперсии шума, y[n] - отфильтрованная опорная поднесущая, а x[n-5] - подвергнутая вырезанию опорная поднесущая, которая задержана на пять символов для учета задержки КИХ-фильтра во временной области в компоненте оценки опорной поднесущей.where z [n] is the noise variance sample, y [n] is the filtered reference subcarrier, and x [n-5] is the clipped reference subcarrier that is delayed by five characters to account for the FIR filter delay in the time domain in the reference estimate component subcarrier.

Операция частотной фильтрации идентична той, которая используется в компоненте оценки опорных поднесущих. Операция КИХ-фильтрации для каждой опорной поднесущей в МОРЧ-символе имеет следующий вид:The frequency filtering operation is identical to that used in the evaluation component of the reference subcarriers. The FIR filtering operation for each reference subcarrier in the OFDM symbol has the following form:

Figure 00000004
Figure 00000004

где

Figure 00000005
- оценка выходной дисперсии шума для МОРЧ-символа n, а v[n] - оценка входной дисперсии шума, подвергнутой частотной фильтрации. Коэффициенты фильтра вычисляют на основании двухполюсного интегратора с потерями и с α=1/16:Where
Figure 00000005
is the estimate of the output noise variance for the OFDM symbol n, and v [n] is the estimate of the input noise variance subjected to frequency filtering. The filter coefficients are calculated based on the bipolar integrator with losses and with α = 1/16:

А=α2=0,00390625;A = α 2 = 0.00390625;

В=2·(1-α)=1,875;B = 2 · (1-α) = 1.875;

С=-(1-α)2=-0,87890625.C = - (1-α) 2 = -0.87890625.

Компонент взвешивания когерентного опорного сигнала фазы вычисляет и применяет веса ИоСК к каждой отфильтрованной опорной поднесущей. Эти веса ИоСК, которые служат для оценки отношения «сигнал - шум» каждой опорной поднесущей, в конечном счете применяются к каждой поднесущей данных для улучшения рабочих характеристик декодера Витерби. Поскольку модуль отфильтрованных опорных поднесущих отображает мощность сигнала, вес ИоСК вычисляется и применяется просто путем деления каждой отфильтрованной опорной поднесущей на соответствующую ей оценку дисперсии шума. Модуль получаемой комплексной опорной поднесущей представляет собой вес ИоСК, а угол - когерентный опорный сигнал фазы. Воплощение этого компонента описано ниже.The weight component of the coherent phase reference signal calculates and applies IOSK weights to each filtered reference subcarrier. These IOSK weights, which serve to estimate the signal-to-noise ratio of each reference subcarrier, are ultimately applied to each data subcarrier to improve the performance of the Viterbi decoder. Since the filtered reference subcarrier module displays the signal strength, the IOSK weight is calculated and applied simply by dividing each filtered reference subcarrier by its corresponding noise variance estimate. The module of the resulting complex reference subcarrier represents the weight of IOSC, and the angle is the coherent phase reference signal. The embodiment of this component is described below.

Отфильтрованные опорные поднесущие задерживаются на 16 символов, чтобы учесть задержку БИХ-фильтра в компоненте оценки дисперсии шума. Чтобы предотвратить деление на нуль, сначала к оценкам дисперсии шума добавляют малое смещение. Потом задержанные отфильтрованные опорные поднесущие взвешиваются путем деления на величины, обратные соответствующим им оценкам дисперсии шума, в результате чего получаются когерентные опорные сигналы фазы, взвешенные по ИоСК, для каждой опорной поднесущей в первичных и вторичных боковых полосах.The filtered reference subcarriers are delayed by 16 characters to account for the IIR filter delay in the noise variance estimation component. To prevent division by zero, a small bias is first added to the noise variance estimates. Then, the delayed filtered reference subcarriers are weighted by dividing by the reciprocal of their corresponding noise variance estimates, resulting in coherent phase reference signals weighted by IOSC for each reference subcarrier in the primary and secondary sidebands.

На фиг.18 представлена блок-схема взвешивания по ИоСК опорных поднесущих. Операция взвешивания по ИоСК для каждой опорной поднесущей в МОРЧ-символе имеет следующий вид:On Fig presents a block diagram of the weighing IOSK reference subcarriers. The IOSK weighing operation for each reference subcarrier in the OFDM symbol has the following form:

Figure 00000006
Figure 00000006

где w[n] - выходная опорная поднесущая, взвешенная по ИоСК, для МОРЧ-символа n,

Figure 00000005
- оценка входной дисперсии шума для МОРЧ-символа n, x[n-16] - входная задержанная отфильтрованная опорная поднесущая, а ε=10-11 - смещение, добавленное для предотвращения деления на нуль. Операция взвешивания по ИоСК идентична для всех боковых полос.where w [n] is the output reference subcarrier weighted according to IOSK for the OFDM symbol n,
Figure 00000005
is the estimate of the input noise variance for the OFDM symbol n, x [n-16] is the input delayed filtered reference sub-carrier, and ε = 10 -11 is the offset added to prevent division by zero. The IOSK weighing operation is identical for all sidebands.

Веса синхронизации - это просто веса ИоСК, которые усреднены за большой период времени для удаления эффектов замираний сигнала. Модуль управления слежением использует веса синхронизации для коррекции слежения для своего соответствующего контура слежения за символами.Sync weights are simply IOSK weights that are averaged over a long period of time to remove the effects of signal fading. The tracking control module uses synchronization weights to correct tracking for its respective symbol tracking loop.

Веса синхронизации генерируются для каждого МОРЧ-символа путем вычисления модуля каждой отфильтрованной поднесущей, подвергнутой взвешиванию по ИоСК, в первичных боковых полосах и сглаживания результата с помощью БИХ-фильтра. Имеется в общей сложности 30 отдельных БИХ-фильтров (по одному для каждой опорной поднесущей). БИХ-фильтры - это двухполюсные интеграторы с потерями и с единичным коэффициентом усиления, которые усредняют веса ИоСК за большой период времени. Эти операции выполняются единожды в каждое время МОРЧ-символа.Synchronization weights are generated for each OFDM symbol by calculating the modulus of each filtered subcarrier weighted by IOSK in the primary sidebands and smoothing the result using an IIR filter. There are a total of 30 separate IIR filters (one for each reference subcarrier). IIR filters are lossy and single gain bipolar integrators that average the IOSK weights over a long period of time. These operations are performed once at each time of the OFDM symbol.

Всегда генерируются все 30 весов синхронизации - даже в режимах обслуживания, при которых не заполняются расширенные боковые полосы. Это приемлемо потому, что веса ИоСК (а значит - и веса синхронизации) расширенных поднесущих автоматически минимизируются, если они не присутствуют. All 30 synchronization weights are always generated - even in maintenance modes in which extended sidebands are not filled. This is acceptable because the IOSK weights (and therefore the synchronization weights) of the extended subcarriers are automatically minimized if they are not present.

На фиг.19 представлена блок-схема генерирования весов синхронизации. Комплексный модуль первичной опорной поднесущей, взвешенной по ИоСК, в МОРЧ-символе вычисляют следующим образом:On Fig presents a block diagram of the generation of weights synchronization. The complex module of the primary reference subcarrier weighted by IOSK in the OFDM symbol is calculated as follows:

Figure 00000007
Figure 00000007

где xi и xq - действительная и мнимая части входной опорной поднесущей, подвергнутой фильтрации и взвешенной по ИоСК, а w - соответствующий вес ИоСК.where x i and x q are the real and imaginary parts of the input reference subcarrier, filtered and weighted according to IOSC, and w is the corresponding weight of IOSC.

Операция БИХ-фильтрации для каждой первичной опорной поднесущей МОРЧ-символа n имеет следующий вид:The IIR filtering operation for each primary reference subcarrier of the OFDM symbol n has the following form:

y[n]=A·w[n]+B·y[n-1]+C·y[n-2],y [n] = A · w [n] + B · y [n-1] + C · y [n-2],

y[n] - выходной вес синхронизации, связанный с конкретной опорной поднесущей в МОРЧ-символе n, а w[n] - входной вес ИоСК. Коэффициенты фильтра вычисляют на основании двухполюсного интегратора с потерями и с α=1/128:y [n] is the output synchronization weight associated with a particular reference subcarrier in the OFDM symbol n, and w [n] is the input weight of IOSC. The filter coefficients are calculated based on the bipolar integrator with losses and with α = 1/128:

А=α2=0,00006103515625;A = α 2 = 0.00006103515625;

В=2·(1-α)=1,984375;B = 2 · (1-α) = 1.984375;

С=-(1-α)2=-0,984436035.C = - (1-α) 2 = -0.984436035.

Операция генерирования весов синхронизации проводится только на первичных боковых полосах.The operation of generating synchronization weights is carried out only on the primary sidebands.

Компонент интерполяции опорных поднесущих применяет когерентные опорные сигналы фазы, взвешенные по ИоСК, к каждой поднесущей данных. Когерентный опорный сигнал фазы генерируется для каждой поднесущей данных путем интерполяции между опорными когерентными сигналами фазы опорных поднесущих. Результирующие когерентные сигналы фазы поднесущих данных затем умножают на соответствующие поднесущие данных, чтобы получить когерентно обнаруживаемые, взвешенные по ИоСК комплексные мягкие решения.The reference subcarrier interpolation component applies coherent phase reference signals weighted by IOSC to each data subcarrier. A coherent phase reference signal is generated for each data subcarrier by interpolation between the coherent phase reference signals of the reference subcarriers. The resulting coherent phase signals of the data subcarriers are then multiplied by the corresponding data subcarriers to obtain coherently detectable, IOSC-weighted complex soft decisions.

Для первичных боковых полос отфильтрованные опорные поднесущие, взвешенные по ИоСК, пропускаются через фильтр частотной области, который имеет коэффициент интерполяции 19. Этот интерполяционный фильтр представляет собой 37-отводный КИХ-фильтр, который «скользит» по всем активным опорным поднесущим. Поскольку он не проводит временную фильтрацию, интерполяционный фильтр работает только над данными из одного МОРЧ-символа.For primary sidebands, the filtered reference subcarriers weighted by IOSC are passed through a frequency domain filter that has an interpolation coefficient of 19. This interpolation filter is a 37-tap FIR filter that “slides” over all active reference subcarriers. Since it does not perform temporary filtering, the interpolation filter only works on data from one OFDM character.

В процессе интерполяции сначала происходит вставка 18-ти комплексных нулей в местах между каждым отфильтрованным опорным, что и реализует коэффициент интерполяции 19. Кроме того, 18 нулей добавляются перед первой опорной поднесущей и после последней опорной поднесущей - для надлежащей инициализации фильтра. После этого КИХ-фильтр работает над данными, заполненными нулями. Когда он «скользит» по частоте, в пределах фильтра в некоторый момент времени будут - по большей мере - два опорных сигнала (ненулевых входных сигнала). Когда фильтр центрирован на опорном сигнале, в пределах фильтра имеется всего один опорный сигнал, и он выровнен по отношению к центральному отводу. В этом случае фильтр просто возвращает входную опорную поднесущую, которая позднее отбрасывается.In the process of interpolation, 18 complex zeros are first inserted in the spaces between each filtered reference, which realizes the interpolation coefficient 19. In addition, 18 zeros are added before the first reference subcarrier and after the last reference subcarrier - for proper filter initialization. After that, the FIR filter works on data filled with zeros. When it “glides” in frequency, there will be at least two reference signals (non-zero input signals) at some point in time within the filter. When the filter is centered on the reference signal, there is only one reference signal within the filter, and it is aligned with the center tap. In this case, the filter simply returns the input reference subcarrier, which is later discarded.

На фиг.20 приведено схематическое представление иллюстрации интерполяции опорных поднесущих для первичных боковых полос. Интерполяционную фильтрацию для вторичных боковых полос проводят аналогичным образом.FIG. 20 is a schematic illustration of an illustration of interpolation of reference subcarriers for primary sidebands. Interpolation filtering for the secondary sidebands is carried out in a similar manner.

Сразу же после того как некоторый символ отфильтрован, опорные поднесущие отбрасываются из выходного сигнала, и остаются лишь когерентные опорные сигналы фазы, взвешенные по ИоСК, для каждой поднесущей данных. Интерполированные опорные сигналы фазы затем умножаются на соответствующие им выровненные поднесущие данных для создания выходных мягких решений. Перед комплексным умножением поднесущие данных, подвергнутые выравниванию фаз, должны быть надлежащим образом синхронизированы с интерполированными опорными сигналами фазы. Это достигается путем задержки поднесущих данных, подвергнутых выравниванию фаз, на 21 символ. Задержка учитывает общую задержку, вносимую КИХ-фильтром, осуществляющим фильтрацию опорных поднесущих во временной области (5 символов), и БИХ-фильтром оценки дисперсии шума (16 символов).Immediately after a certain symbol is filtered out, the reference subcarriers are discarded from the output signal, and only coherent phase reference signals, weighted by IOSK, remain for each data subcarrier. The interpolated phase reference signals are then multiplied by their aligned data subcarriers to create soft output solutions. Before complex multiplication, the data subcarriers subjected to phase alignment must be properly synchronized with the interpolated phase reference signals. This is achieved by delaying the data subcarriers subjected to phase alignment by 21 symbols. The delay takes into account the total delay introduced by the FIR filter, filtering the reference subcarriers in the time domain (5 characters), and the IIR filter of the noise variance estimate (16 characters).

На фиг.21 представлена блок-схема интерполяции опорных поднесущих. Операция интерполяционной фильтрации для каждой поднесущей n в МОРЧ-символе имеет следующий вид:On Fig presents a block diagram of the interpolation of the reference subcarriers. The interpolation filtering operation for each subcarrier n in the OFDM symbol has the following form:

Figure 00000008
Figure 00000008

где

Figure 00000009
- заполненный нулями входной сигнал для МОРЧ-поднесущей
Figure 00000010
, y[n] - интерполированный когерентный опорный сигнал фазы для МОРЧ-поднесущей n, h[k] - массив коэффициентов КИХ-фильтра, а k - индекс суммирования фильтра. Количество К отводов фильтра составляет 25 для вторичных защищенных боковых полос и 37 - для всех остальных боковых полос.Where
Figure 00000009
- a zero-filled input signal for the OFDM subcarrier
Figure 00000010
, y [n] is the interpolated coherent phase reference signal for the OFDM subcarrier n, h [k] is the array of FIR filter coefficients, and k is the filter summation index. The number of filter taps K is 25 for the secondary protected sidebands and 37 for all other sidebands.

Для минимизации канальных потерь применяется предусматриваемое для мягких решений декодирование по алгоритму Витерби с взвешиванием для суммирования максимальных отношений (СМО (MRC)) для когерентно обнаруженных символов ЧФМн-поднесущих. Поскольку уровни помех и сигналов изменяются с изменением поднесущих (частоты) и времени из-за избирательного замирания, то со временем ИоСК становится необходимой для адаптивного регулирования взвешивания для символов мягких решений, используемых в качестве метрик ответвления при декодировании по алгоритму Витерби. Метод оценки ИоСК должен быть разработан с учетом ширины полосы замирания величиной примерно до 13 Гц для максимальных скоростей транспортных средств в полосе ЧМ-радиовещания - около 100 МГц. Разброс задержек, составляющий несколько микросекунд, является типичным, хотя, судя по результатам измерений, в некоторых средах бывали разбросы и побольше. Метод оценки как опорного сигнала фазы, так и ИоСК, исходя из опорных поднесущих, проиллюстрирован на фиг.21. Получение этого веса ИоСК предусматривает взвешивание амплитуд для СМО наряду с коррекцией фазы для ошибок фазы в канале.To minimize channel losses, Viterbi decoding with weighting for summing maximum ratios (MRC) for coherently detected MPSK subcarrier symbols is used for soft solutions. Since the levels of interference and signals change with the change of subcarriers (frequency) and time due to selective fading, over time IOSK becomes necessary for adaptive weighting for soft decision symbols used as branch metrics for Viterbi decoding. The IOSK estimation method should be developed taking into account the fading bandwidth of up to about 13 Hz for maximum vehicle speeds in the FM broadcast band of about 100 MHz. A delay spread of several microseconds is typical, although judging by the measurement results, there were even more variations in some environments. A method for evaluating both the phase reference signal and the IOSK based on the reference subcarriers is illustrated in FIG. Obtaining this IOSK weight involves weighting the amplitudes for the QS along with phase correction for phase errors in the channel.

Работа в соответствии с методом восстановления ИоСК согласно фиг.21 предполагает захват частоты и слежение за частотой поднесущих, а также согласование по времени символов применительно к МОРЧ-символам. Методы захвата частоты и тактирования символов предусматривают использование свойств циклического префикса. Слежение за частотой и символами достигается посредством наблюдения за дрейфом фазы от символа к символу в зависимости от времени или частоты (среди поднесущих).Operation in accordance with the IOSK recovery method of FIG. 21 involves frequency capture and tracking of subcarrier frequencies, as well as time matching of symbols with respect to OFDM symbols. Methods of capturing frequency and clocking of symbols involve the use of cyclic prefix properties. Frequency and symbol tracking is achieved by observing the phase drift from symbol to symbol depending on time or frequency (among subcarriers).

После захвата частоты и согласования по времени символов предпринимается попытка синхронизации комбинации синхронизации блоков тактирующей ДФМн-последовательности путем перекрестной корреляции дифференциально-обнаруженной ДФМн-последовательности с комбинацией синхронизации блоков (Block Sync). Дифференциальное обнаружение проводят над всеми поднесущими в предположении, что место нахождения «обучающих» поднесущих сначала неизвестно. Осуществляют перекрестную корреляцию известной комбинации синхронизации блоков с обнаруженными двоичными разрядами каждой поднесущей. Корреляцию поднесущих признают при обнаружении совпадения всех 11-ти двоичных разрядов комбинации синхронизации блоков. Синхронизация блоков (и разрешение проблемы неоднозначности поднесущих) устанавливается, когда количество корреляций поднесущих совпадает с пороговыми критериями или превышает их (например, 4 корреляции поднесущих, разнесенные на несколько поднесущих, количество которых кратно 19 поднесущим).After capturing the frequency and matching the symbols in time, an attempt is made to synchronize the combination of synchronization blocks of the clocking DPSK sequence by cross-correlating the differential detected DPSK sequence with the combination of block synchronization (Block Sync). Differential detection is performed on all subcarriers under the assumption that the location of the “training” subcarriers is unknown at first. Cross-correlation of a known combination of block synchronization with detected bits of each subcarrier is performed. Subcarrier correlation is recognized when a match of all 11 bits of a block synchronization combination is detected. Block synchronization (and the resolution of the subcarrier ambiguity problem) is established when the number of subcarrier correlations matches or exceeds threshold criteria (for example, 4 subcarrier correlations spaced into several subcarriers, the number of which is a multiple of 19 subcarriers).

После установления синхронизации блоков можно декодировать изменяющиеся поля тактирующей ДФМн-последовательности. Дифференциально-обнаружимые двоичные разряды этих изменяющихся полей обнаруживаются на основе «решения большинством голосов» по «обучающим» поднесущим, так что декодирование оказывается возможным, когда некоторые из этих поднесущих или двоичных разрядов искажены. 16-ти блокам в пределах каждого кадра модема (Modem Frame) дают номера от 0 до 15. Тогда содержание самого старшего двоичного разряда (ССДР (MSB)) поля «подсчет блоков» (Block Count) всегда задают нулевым, поскольку подсчет блоков никогда не превышает 15. Синхронизация кадров модема устанавливается в соответствии со знанием поля «подсчет блоков».After the synchronization of the blocks is established, the changing fields of the clocked DPSK sequence can be decoded. Differentially detectable binary bits of these variable fields are detected based on a “majority vote” of the “training” subcarriers, so decoding is possible when some of these subcarriers or binary bits are distorted. 16 blocks within each frame of the modem (Modem Frame) are given numbers from 0 to 15. Then the contents of the most significant binary digit (SSB (MSB)) of the Block Count field are always set to zero, since the block count never exceeds 15. The modem frame synchronization is set in accordance with the knowledge of the “block counting” field.

Когерентное обнаружение этого сигнала требует некоторого когерентного опорного сигнала фазы. Декодированная информация из тактирующей ДФМн-последовательности используется для удаления модуляции из «обучающих» поднесущих с оставлением информации об опорном сигнале локальной фазы и шуме. Обращаясь к фиг.26, отмечаем, что сначала из принимаемых «обучающих» поднесущих удаляют модуляцию двоичной (±1) тактирующей последовательности, умножая упомянутые поднесущие на синхронизированную, декодированную и дифференциально-перекодированную тактирующую ДФМн-последовательность. Для сглаживания результирующих символов во времени используют КИХ-фильтр, что дает комплексно-сопряженную оценку локальной фазы и амплитуды. Это значение задерживается и умножается на оценку величины, обратной дисперсии шума. Дисперсию шума оценивают, вычитая сглаженную оценку локальной фазы и амплитуды из входных символов (после надлежащей синхронизации), путем возведения в квадрат и фильтрации комплексных выборок шума с последующей аппроксимацией упомянутой обратной величины (с защитой от деления на нуль). Этот вес ИоСК интерполируют по 18-ти поднесущим между парами соседних «обучающих» поднесущих. Результирующие локальные веса ИоСК затем используют для умножения на соответствующие локальные символы, несущие данные.Coherent detection of this signal requires some coherent phase reference signal. The decoded information from the clocked DPSK sequence is used to remove modulation from the “training” subcarriers, leaving information about the reference signal of the local phase and noise. Turning to FIG. 26, we note that first, from the received “training” subcarriers, the modulation of the binary (± 1) clock sequence is removed, multiplying the mentioned subcarriers by a synchronized, decoded, and differential transcoded clock DPSK sequence. To smooth the resulting symbols in time, use an FIR filter, which gives a complex conjugate estimate of the local phase and amplitude. This value is delayed and multiplied by an estimate of the reciprocal of the noise variance. The noise variance is estimated by subtracting the smoothed estimate of the local phase and amplitude from the input symbols (after proper synchronization), by squaring and filtering the complex noise samples, followed by approximation of the inverse value (with protection against division by zero). This weight IOC is interpolated over 18 subcarriers between pairs of neighboring “training” subcarriers. The resulting local IOSK weights are then used to multiply by the corresponding local characters carrying the data.

Для оценки комплексного когерентного опорного сигнала α в каждом местоположении поднесущей используют 11-отводный КИХ-фильтр. Больший КИХ-фильтр, имеющий больше отводов, мог бы снизить ошибку оценки, когда статистики сигналов постоянны, но ширина полосы при этом оказалась бы слишком малой для слежения за носящими доплеровский характер изменениями в сигнале на максимальных скоростях, характерных для автострад. Следовательно, предпочтительны 11-отводные фильтры с клинообразной симметричной гауссообразной импульсной характеристикой. Вместо БИХ-фильтра используют симметричный КИХ-фильтр ввиду его свойства линейности фазы, которое дает нулевую ошибку смещения для (приблизительно) кусочно-линейной характеристики замирания в канале в диапазоне частот фильтра. Этот сглаженный когерентный опорный сигнал, выдаваемый из КИХ-фильтра, вычитается из задержанных входных выборок, что дает мгновенные выборки шума. Эти выборки шума возводятся в квадрат и обрабатываются БИХ-фильтром, что дает оценку дисперсии шума, σ2. Этот фильтр имеет ширину полосы, более узкую, чем КИХ-фильтр, что позволяет получить в целом более точную оценку дисперсии шума. После надлежащих задержек выборок для согласования с задержками фильтра вычисляют вес α2 символа для каждой поднесущей. Эти значения сглаживают и интерполируют по поднесущим для каждого МОРЧ-символа, чтобы получить более точные оценки. Этот вес является уникальным для каждого МОРЧ-символа, а каждая поднесущая обеспечивает локальную (временную и частотную) оценку и вес для символов, образующих метрики ветвления для последующего декодера Витерби.To evaluate the complex coherent reference signal α at each subcarrier location, an 11-tap FIR filter is used. A larger FIR filter with more taps could reduce the estimation error when the signal statistics are constant, but the bandwidth would be too small to track Doppler-like changes in the signal at the maximum speeds typical of freeways. Therefore, 11-tap filters with a wedge-shaped symmetrical Gaussian impulse response are preferred. Instead of the IIR filter, a symmetric FIR filter is used because of its linear phase property, which gives a zero bias error for the (approximately) piecewise linear fading characteristic in the channel in the filter frequency range. This smoothed coherent reference signal output from the FIR filter is subtracted from the delayed input samples, which gives instant noise samples. These noise samples are squared and processed by the IIR filter, which gives an estimate of the noise variance, σ 2 . This filter has a bandwidth that is narrower than the FIR filter, which allows a generally more accurate estimate of the noise variance. After appropriate sample delays, to match the filter delays, a symbol weight α / σ 2 is calculated for each subcarrier. These values are smoothed and interpolated by subcarriers for each OFDM symbol to obtain more accurate estimates. This weight is unique for each OFDM symbol, and each subcarrier provides a local (time and frequency) estimate and weight for the symbols forming the branch metrics for the subsequent Viterbi decoder.

Только что описанная система была разработана для обеспечения соответствия транспортным средствам со стационарными антеннами. Описаны многочисленные функции опорных поднесущих применительно к захвату, слежению, оценке информации о состоянии канала (ИоСК) и когерентной работе. Эта система была разработана для когерентной работы в полосе FM (ЧМ)-радиовещания (88-108 МГц) при ширине полосы замирания, соответствующей транспортным средствам, движущимся со скоростями, характерными для автострад. Различные параметры когерентного слежения оцениваются с использованием фильтров, ширины полос которых приближаются к ожидаемой ширине (примерно 13 Гц) полосы доплеровских частот. При стационарной антенне соответствующие статистики слежения за входным сигналом согласно алгоритмам слежения предполагаются изменяющимися с частотой, не превышающей ширину полосы доплеровских частот. Вместе с тем, использование антенн с коммутационным разнесением в окнах транспортных средств вносит резкие переходные процессы в когерентное слежение за цифровым сигналом, что ухудшает цифровые рабочие характеристики. Пример такой антенной системы с коммутационным разнесением приведен в патенте США № 6633258.The system just described was designed to match vehicles with fixed antennas. Numerous functions of reference subcarriers are described in relation to capture, tracking, estimation of channel state information (IOSC) and coherent operation. This system was designed for coherent operation in the FM (FM) broadcast band (88-108 MHz) with a fade bandwidth corresponding to vehicles traveling at speeds characteristic of freeways. Various coherent tracking parameters are estimated using filters whose bandwidths approach the expected width (approximately 13 Hz) of the Doppler frequency band. With a stationary antenna, the corresponding tracking statistics for the input signal according to tracking algorithms are assumed to vary with a frequency not exceeding the Doppler frequency bandwidth. However, the use of patch diversity antennas in vehicle windows introduces abrupt transients into the coherent tracking of a digital signal, which degrades digital performance. An example of such an antenna diversity switching system is shown in US Pat. No. 6,633,258.

Антенная система с коммутационным разнесением включает в себя несколько антенных элементов (например, от 2-х до 4-х), которые обычно размещены внутри стекла переднего или заднего окон транспортного средства. Эти элементы соединены с модулем коммутации разнесения, который динамически выбирает один элемент или комбинацию элементов для выдачи сигнала РЧ антенны в приемник. Функциональная диаграмма конфигурации коммутации разнесения показана на фиг.22. Несколько элементов - 200, 202, 204 и 206 - соединены с модулем 208 коммутации разнесения. Модуль коммутации разнесения включает в себя вход 210 для приема управляющего сигнала. Управляющий сигнал сравнивается с порогом оценки, как показано в блоке 212, и управляющий сигнал и результаты сравнения вводятся в усилитель 214. Блок 216 управления коммутацией реагирует на выходной сигнал усилителя, управляя коммутатором 218 антенны. Этот коммутатор соединяет одну из антенн с антенным входом 220 приемника.The antenna diversity switching system includes several antenna elements (for example, from 2 to 4), which are usually located inside the glass of the front or rear windows of the vehicle. These elements are connected to a diversity switching module that dynamically selects one element or combination of elements to provide an RF antenna signal to the receiver. A functional diagram of a diversity switching configuration is shown in FIG. Several elements — 200, 202, 204, and 206 — are connected to the diversity switching module 208. The diversity switching module includes an input 210 for receiving a control signal. The control signal is compared with the evaluation threshold, as shown in block 212, and the control signal and the comparison results are input to the amplifier 214. The switching control unit 216 responds to the output of the amplifier by controlling the antenna switch 218. This switch connects one of the antennas to the antenna input 220 of the receiver.

Модуль коммутации разнесения осуществляет оперативный контроль сигнала из приемника для определения того, когда надо проводить коммутацию. Типичный алгоритм модульной «коммутации вслепую» устанавливает порог коммутации на основании среднего уровня сигнала промежуточной частоты (ПЧ) приемника. Когда сигнал ПЧ падает ниже этого порога, коммутатор вслепую выбирает альтернативный элемент в ожидании получения лучшего сигнала. Если новый сигнал превышает порог, то коммутатор поддерживает выбор нового элемента; в противном случае модуль коммутации разнесения выбирает альтернативный элемент по истечении некоторого минимального времени задержки срабатывания. Этот процесс продолжается, и при этом модуль коммутации разнесения непрерывно обновляет свой порог (свои пороги).The diversity switching module monitors the signal from the receiver to determine when to switch. A typical modular "blind switching" algorithm sets the switching threshold based on the average level of the intermediate frequency (IF) signal of the receiver. When the IF signal falls below this threshold, the switch blindly selects an alternate item in anticipation of a better signal. If the new signal exceeds the threshold, then the switch supports the selection of a new element; otherwise, the diversity switching module selects an alternative element after a certain minimum response delay time has elapsed. This process continues, and the diversity switching module continuously updates its threshold (its thresholds).

На фиг.22 представлена функциональная схема характерной антенной системы с коммутационным разнесением. Теория, заложенная в основу работы алгоритма коммутации разнесения, основана на разных мгновенных характеристиках замирания различных антенных элементов. Замирание при многолучевом распространении приводит к увеличению многочисленных лучей (многолучевых распространений) сигнала, прибывающего на принимающий антенный элемент в разные моменты времени. Например, длина волны при 100 МГц составляет приблизительно 10 футов. Если два распространения сигнала прибывают в моменты времени, отличающиеся на одну длину волны, т.е. 10 наносекунд (разность хода 10 футов), то эти сигналы будут складываться в фазе. Точно так же, если два луча прибывают на антенный элемент с временной разницей, соответствующей полудлине волны, то эти сигналы, складывающиеся в противофазе, будут взаимно уничтожаться. Это сложение или взаимное уничтожение является динамическим в движущемся транспортном средстве, где ширина полосы доплеровских частот приближенно определяется выражением BW=fc·s/c (где fc - частота несущей, s - скорость транспортного средства, c - скорость света). Ширина полосы доплеровских частот составляет приблизительно 10 Гц при скоростях, типичных для автострад. Следовательно, вектор сигнала (комплексная версия амплитуды и фазы) одного антенного элемента может изменяться с частотой примерно 10 Гц в этом примере. Тогда когерентное слежение за опорным сигналом и состоянием канала должно быть согласовано с шириной полосы 10 Гц, чтобы поддерживать когерентное слежение за сигналом.On Fig presents a functional diagram of a characteristic antenna system with switching diversity. The theory underlying the work of the diversity switching algorithm is based on different instantaneous fading characteristics of various antenna elements. Multipath fading causes an increase in the multiple beams (multipath) of the signal arriving at the receiving antenna element at different points in time. For example, a wavelength at 100 MHz is approximately 10 feet. If two signal propagations arrive at time points differing by one wavelength, i.e. 10 nanoseconds (10 ft. Travel difference), these signals will add up in phase. Similarly, if two beams arrive at the antenna element with a time difference corresponding to the half-length of the wave, then these signals folding in antiphase will be mutually destroyed. This addition or mutual annihilation is dynamic in a moving vehicle, where the Doppler frequency bandwidth is approximately determined by the expression BW = f c · s / c (where f c is the carrier frequency, s is the vehicle speed, c is the speed of light). The Doppler frequency bandwidth is approximately 10 Hz at speeds typical of freeways. Therefore, the signal vector (a complex version of the amplitude and phase) of one antenna element can change with a frequency of about 10 Hz in this example. Then the coherent tracking of the reference signal and the channel state must be consistent with a bandwidth of 10 Hz in order to maintain coherent tracking of the signal.

Типичные антенные элементы в транспортном средстве могут подвергаться воздействию некоторых мгновенных условий замирания (в зависимости от промежутка между элементами и направлений многолучевых распространений). Например, один элемент может находиться на нуле замирания, а другой элемент - на максимуме. В транспортном средстве с несколькими такими элементами возникнет вероятность, что некоторый альтернативный элемент будет принимать существенно больший сигнал, когда данный элемент испытывает замирание (взаимное уничтожение сигналов). Типичные элементы в многоэлементной антенной ЧМ-системе с разнесением будут иметь мгновенные характеристики замирания, которые можно было бы сделать до некоторой степени коррелированными, но их оставляют достаточно не коррелированными, чтобы можно было достичь желаемого усиления разнесения с целью улучшения рабочих характеристик. На фиг.23 представлен график действительной 226 и мнимой 228 составляющих сигнала замирания (без шума) в случае антенного элемента, коммутируемого через каждые 100 символов.Typical antenna elements in a vehicle may be subject to some instantaneous fading conditions (depending on the gap between the elements and the directions of multipath propagation). For example, one element may be at zero fading, and another element at maximum. In a vehicle with several such elements, it is likely that some alternative element will receive a significantly larger signal when this element experiences fading (mutual annihilation of signals). Typical elements in a multi-diversity FM antenna system with diversity will have instantaneous fading characteristics that could be made correlated to some degree, but they are left uncorrelated enough to achieve the desired diversity gain to improve performance. On Fig presents a graph of the actual 226 and imaginary 228 components of the signal fading (no noise) in the case of an antenna element, switched every 100 characters.

В этом примере предполагается, что время коммутации, характерное для модуля коммутации разнесения, составляет порядка 10 микросекунд, а минимальное время задержки срабатывания составляет порядка 10 миллисекунд. Время коммутации порядка 10 микросекунд не оказывает заметного влияния на демодулированный ЧМ-сигнал, а общее улучшение разнесения при частотной модуляции может оказаться существенным, поскольку предотвращаются замирания сигналов. Вместе с тем, переходный процесс коммутации негативно влияет на когерентно отслеживаемый цифровой сигнал. Задача состоит в том, чтобы найти способ когерентного слежения, который компенсирует переходные процессы коммутации в антенной системе с коммутационным разнесением.In this example, it is assumed that the switching time characteristic of the diversity switching module is of the order of 10 microseconds, and the minimum response delay time is of the order of 10 milliseconds. The switching time of the order of 10 microseconds does not have a noticeable effect on the demodulated FM signal, and the overall improvement in diversity with frequency modulation can be significant, since signal fading is prevented. However, the switching transient negatively affects a coherently monitored digital signal. The challenge is to find a coherent tracking method that compensates for switching transients in an antenna diversity switching system.

Проблему можно вкратце изложить следующим образом. Коммутация антенного модуля обуславливает скачкообразный переходный процесс в когерентном сигнале, причем сам сигнал непосредственно перед переходным процессом или после него является приблизительно когерентным. Фильтрация с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтрация) скачкообразного переходного процесса искажает оценочный опорный сигнал α когерентного канала, влияя на диапазон выборок, равный длине КИХ-фильтра (11 отводов). Это искажение в опорном сигнале когерентного канала увеличивает модуль выборок шума в результате вычитания этого опорного сигнала из входных выборок. Хотя шум увеличивается лишь в окрестности переходного процесса, фильтр с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ-фильтр) расширяет этот пик шума на диапазон БИХ-фильтра. Это дает эффект занижения оценки дисперсии шума в ближайшей окрестности переходного процесса, тогда как завышение при оценке во временном диапазоне БИХ-фильтра в ближайшей окрестности переходного процесса не происходит. Как искаженный опорный сигнал когерентного канала, так и ошибки дисперсии шума вносят вклад в ухудшение цифрового сигнала.The problem can be summarized as follows. Switching the antenna module causes a jumplike transient in a coherent signal, and the signal itself immediately before or after the transient is approximately coherent. Filtering with a finite impulse response (FIR filtering) of the hopping transient distorts the estimated reference signal α of the coherent channel, affecting the range of samples equal to the length of the FIR filter (11 taps). This distortion in the reference signal of the coherent channel increases the modulus of the noise samples by subtracting this reference signal from the input samples. Although noise increases only in the vicinity of the transient, a filter with an infinite impulse response (IIR filter) extends this noise peak to the range of the IIR filter. This gives the effect of underestimating the estimate of the noise variance in the immediate vicinity of the transient, while an overestimation of the IIR filter in the time range in the immediate vicinity of the transient does not occur. Both the distorted reference signal of the coherent channel and the noise dispersion errors contribute to the degradation of the digital signal.

На фиг.24 представлен график действительной и мнимой составляющих отфильтрованного когерентного опорного сигнала замирания в окрестности переходного процесса на символе под номером 200 при отношении «сигнал - шум» (ОСШ), составляющем 10 дБ. Фиг.24 иллюстрирует оценочный когерентный опорный сигнал в окрестности скачкообразного переходного процесса коммутации. Сплошные линии 230 и 232 представляют сглаженные значения (α) комплексного коэффициента усиления канала и показывают влияние 11-отводного КИХ-фильтра, в котором опорный сигнал искажается в окрестности переходного процесса. КИХ-фильтр обладает эффектом сглаживающей интерполяции (искажения) выборок с любой стороны от переходного процесса коммутации. Пунктирные линии 234 и 236 иллюстрируют лучшую оценку когерентного сигнала, в которой влияние оказывается только на символ, подвергающийся воздействию переходного процесса.On Fig presents a graph of the real and imaginary components of the filtered coherent reference fading signal in the vicinity of the transient on the symbol at number 200 with a signal-to-noise ratio (SNR) of 10 dB. 24 illustrates an estimated coherent reference signal in the vicinity of an intermittent switching transient. The solid lines 230 and 232 represent the smoothed values (α) of the complex channel gain and show the effect of the 11-tap FIR filter, in which the reference signal is distorted in the vicinity of the transient. The FIR filter has the effect of smoothing interpolation (distortion) of samples from either side of the switching process. The dashed lines 234 and 236 illustrate a better estimate of the coherent signal, in which only the symbol affected by the transient is affected.

На фиг.25 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 20 дБ). Линия 240 отображает выборку шума, вводимую в БИХ-фильтр, а линия 242 отображает отфильтрованный выходной сигнал. Можно показать, что входные выборки шума (возведенные в квадрат) увеличиваются в ближайшей окрестности переходного процесса. На самом деле, это происходит ввиду искажения опорного сигнала когерентного канала из-за 11-отводного КИХ-фильтра. Хотя выход БИХ-фильтра реагирует на пики шума, эти пики претерпевают локальное подавление у переходного процесса, но распространяются на протяжении БИХ-фильтра. Эти ошибки в локальной оценке дисперсии шума вносят вклад в ухудшенные цифровые рабочие характеристики.25 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (SNR 20 dB). Line 240 displays the noise sample input to the IIR filter, and line 242 displays the filtered output. It can be shown that the input noise samples (squared) increase in the immediate vicinity of the transient. In fact, this is due to the distortion of the reference signal of the coherent channel due to the 11-tap FIR filter. Although the output of the IIR filter responds to noise peaks, these peaks undergo local suppression at the transient, but propagate throughout the IIR filter. These errors in local estimation of noise variance contribute to poor digital performance.

Решение можно вкратце изложить следующим образом. Когерентного слежения можно достичь с любой стороны (во времени) от переходного процесса коммутации, как показано ранее на фиг.24. Фильтры когерентной оценки не могут использовать выборки сигналов, которые с двух сторон охватывают переходный процесс, поэтому следящие фильтры могут использовать только выборки сигналов вплоть до переходного процесса (не включительно) с любого направления во времени.The solution can be summarized as follows. Coherent tracking can be achieved on either side (in time) of the switching transient, as shown previously in FIG. 24. Coherent estimation filters cannot use samples of signals that span the transient on both sides, so tracking filters can only use signal samples up to the transient (not inclusive) from any direction in time.

Один возможный способ коррекции ошибки скачкообразного переходного процесса предусматривает идентификацию временного расположения переходного процесса. Хотя (теоретически) должна существовать возможность неявного сообщения момента коммутации в модем приемника, это может оказаться практически не осуществимым. Для модема предпочтительно надежное обнаружение переходного процесса в рамках алгоритмов когерентного слежения. Алгоритмы когерентного слежения можно модифицировать в окрестности переходного процесса, чтобы обеспечить приблизительно когерентное слежение в ближайшей окрестности переходного процесса, за исключением символа, где происходил переходный процесс. Излишне говорить, что ошибка в оценке дисперсии шума возникает из-за ошибки в опорном сигнале когерентного канала.One possible way to correct the error of a stepwise transient is to identify the temporary location of the transient. Although (theoretically) there should be the possibility of implicit communication of the switching moment to the receiver’s modem, this may turn out to be practically impossible. For the modem, reliable transient detection within the framework of coherent tracking algorithms is preferred. Coherent tracking algorithms can be modified in the vicinity of the transient to provide approximately coherent tracking in the immediate vicinity of the transient, with the exception of the symbol where the transient occurred. Needless to say, an error in the estimation of noise variance arises from an error in the reference signal of the coherent channel.

Сложность алгоритма обнаружения переходных процессов и ухудшение, обуславливаемое ложным обнаружением переходных процессов, стимулировали разработку значительно более простого алгоритма, что привело к улучшенным рабочих характеристикам.The complexity of the transient detection algorithm and the deterioration caused by the false transient detection stimulated the development of a much simpler algorithm, which led to improved performance.

В канале усредненного белого гауссова шума (УБГШ (AWGN)) линейная фильтрация опорного сигнала когерентного канала и оценка шума дают почти оптимальные результаты. Тип линейного фильтра и временной диапазон фильтра зависят от статистики замирания, а более конкретно от автокорреляционной функции интересующего параметра. Симметричный 11-отводный КИХ-фильтр, аппроксимирующий эту автокорреляционную функцию при скоростях, характерных для автострад, был использован в исходной конструкции в качестве резонного компромисса между уменьшением ошибки (дисперсии) оценки и быстротой оценки для слежения за параметром при замирании. Для оценки дисперсии шума был использован БИХ-фильтр, поскольку линейная фаза не создает проблем при наличии шума. Оба эти фильтра оценки были усовершенствованы посредством дополнительной частотной фильтрации по поднесущим с использованием эффективного частотного диапазона, который удовлетворяет среде избирательного замирания (частотной автокорреляции). Эти фильтры дают хорошие результаты в канале УБГШ, при замирании и в предположении резонно медленной функции автоматической регулировки усиления (АРУ), которая должна быть медленнее, чем динамика замирания. На фиг.26 представлена блок-схема когерентной оценки опорного сигнала и шума.In the channel of averaged white Gaussian noise (AWGN), linear filtering of the reference signal of the coherent channel and estimation of the noise yield almost optimal results. The type of linear filter and the time range of the filter depend on the fading statistics, and more specifically on the autocorrelation function of the parameter of interest. A symmetric 11-branch FIR filter approximating this autocorrelation function at speeds characteristic of freeways was used in the original design as a reasonable compromise between reducing the estimation error (dispersion) and the estimation speed for tracking the parameter during fading. An IIR filter was used to estimate the noise variance, since the linear phase does not cause problems in the presence of noise. Both of these estimation filters have been enhanced by additional frequency filtering by subcarriers using an effective frequency range that satisfies the selective fading environment (frequency autocorrelation). These filters give good results in the UBGS channel, with fading and assuming a reasonably slow automatic gain control (AGC) function, which should be slower than the fading dynamics. On Fig presents a block diagram of a coherent estimate of the reference signal and noise.

В некоторых автомобильных приемниках применяются антенны с коммутацией разнесения и схемами АРУ большего быстродействия. Фильтры когерентного опорного сигнала и оценки шума больше не подходят для этих применений. Кроме того, помеха от первых соседних ЧМ-сигналов не является УБГШ и имеет более импульсообразную характеристику, вследствие чего можно добиться некоторого улучшения посредством надлежащих модификаций методов реализации фильтров оценки. Обнаружение переходных процессов и последующее регулирование когерентного опорного сигнала можно использовать наряду с модификацией оценки шума для решения этого вопроса.Some automotive receivers employ diversity diversity antennas and faster response AGCs. Coherent reference and noise filter filters are no longer suitable for these applications. In addition, the interference from the first neighboring FM signals is not UBGS and has a more impulse-like characteristic, as a result of which some improvement can be achieved by appropriate modifications to the methods for implementing evaluation filters. Transient detection and subsequent adjustment of the coherent reference signal can be used along with a modification of the noise estimate to solve this problem.

Хорошо известно, что медианная фильтрация - вместо линейной (КИХ- или БИХ-) фильтрации - является способом уменьшения шума оценки с одновременным сохранением скачкообразных изменений в параметрах оценки, а также с уменьшением влияния импульсного шума. Эта медианная фильтрация может удобно заменить обнаружение переходного процесса и регулирование когерентного опорного сигнала. Некоторые важные характеристики медианного фильтра анализируются и описываются ниже для демонстрации его пригодности к использованию в принимающей системе.It is well known that median filtering - instead of linear (FIR- or IIR-) filtering - is a way to reduce estimation noise while maintaining spasmodic changes in the estimation parameters, as well as reducing the effect of impulse noise. This median filtering can conveniently replace transient detection and regulation of a coherent reference signal. Some important characteristics of the median filter are analyzed and described below to demonstrate their suitability for use in the receiving system.

Одной важной характеристикой медианного фильтра является уменьшение дисперсии ошибки оценки когерентного опорного сигнала и шума. Это уменьшение сравнимо с исходными фильтрами, а также сравнимо с пределом Крамера-Рао, который является наименьшей возможной ошибкой оценки для любого фильтра (линейного или нелинейного), предназначенного для некоторого заданного количества выборок (т.е. имеющего некоторое заданное количество отводов фильтра). В этом случае ошибка оценки накладывается только на такой шум, как УБГШ.One important characteristic of a median filter is to reduce the variance of the error estimate of the coherent reference signal and noise. This decrease is comparable to the original filters, and also comparable to the Cramer-Rao limit, which is the smallest possible estimation error for any filter (linear or non-linear) designed for a given number of samples (i.e., having a certain number of filter taps). In this case, the estimation error is superimposed only on such noise as UBSH.

Сначала проанализируем исходный 11-отводный КИХ-фильтр, используемый для когерентной оценки опорного сигнала. 11 отводов фильтра нормализованы таким образом, что сумма соответствующих коэффициентов равна единице, что дает коэффициент усиления по постоянному току, равный единице. На фиг.27 представлен график в случае 11-отводного КИХ-фильтра для когерентной оценки опорного сигнала одиночной опорной поднесущей.First, we analyze the original 11-tap FIR filter used for coherent estimation of the reference signal. The 11 filter taps are normalized so that the sum of the corresponding coefficients is equal to unity, which gives a constant current gain of unity. On Fig presents a graph in the case of an 11-tap FIR filter for coherent estimation of the reference signal of a single reference subcarrier.

Далее описывается фильтр, используемый для сглаживания оценок по опорным поднесущим. Этот фильтр имеет 9 отводов (действующих), нормализованных таким образом, что сумма соответствующих коэффициентов равна единице, что дает коэффициент усиления по постоянному току, равный единице. Фильтрация поднесущих на оконечностях верхних или нижних цифровых боковых полос не является точной из-за усечения диапазона фильтра в концевых точках. Этот фильтр охарактеризован на фиг.28. Фиг.28 иллюстрирует график в случае использования частотного фильтра для получения опорных поднесущих.The following describes the filter used to smooth the estimates of the reference subcarriers. This filter has 9 taps (active) normalized in such a way that the sum of the corresponding coefficients is equal to unity, which gives a constant current gain of unity. The filtering of subcarriers at the ends of the upper or lower digital sidebands is not accurate due to truncation of the filter range at the end points. This filter is described in FIG. 28 illustrates a graph in the case of using a frequency filter to obtain reference subcarriers.

Далее проводится сравнение уменьшения ошибки оценки. Отношение дисперсии выходных выборок фильтра к дисперсии входных выборок - в предположении, что некоторый постоянный параметр искажается посредством УБГШ, - равно сумме квадратов нормализованных коэффициентов фильтра, уменьшение_дисп=

Figure 00000011
. Уменьшение дисперсии 11-отводного фильтра составляет 0,127 или около -9 дБ. Аналогичное уменьшение для 9-отводного частотного КИХ-фильтра составляет 0,196 или около -7 дБ. Рабочие характеристики уменьшения ошибки этих фильтров можно сравнить с медианными фильтрами и пределом Крамера-Рао.The following is a comparison of the reduction of the estimation error. The ratio of the variance of the output samples of the filter to the variance of the input samples — assuming that some constant parameter is distorted by the UBGS — is equal to the sum of the squares of the normalized filter coefficients, decrease_disp =
Figure 00000011
. The dispersion reduction of the 11-tap filter is 0.127 or about -9 dB. A similar decrease for the 9-tap FIRC filter is 0.196 or about -7 dB. The performance of the error reduction of these filters can be compared with the median filters and the Cramer-Rao limit.

Figure 00000012
Figure 00000012

Для выборок постоянного (по диапазону фильтра с N отводами) параметра α, искаженного посредством УБГШ, логарифмическая функция правдоподобия имеет вид:For samples of a constant (over a filter range with N taps) parameter α distorted by the UBGS, the logarithmic likelihood function has the form:

Figure 00000013
Figure 00000013

и тогда результирующий предел Крамера-Рао для постоянного параметра в условиях УБГШ упрощается, принимая вид:and then the resulting Cramer-Rao limit for a constant parameter under the conditions of UBSH is simplified, taking the form:

Figure 00000014
Figure 00000014

Тогда теоретическая минимальная дисперсия для фильтра с N отводами является просто входной дисперсией, деленной на количество отводов. Это соответствует предположению, что при равных (одинаковых) весах отводов нельзя достичь минимальной оценки дисперсии; вместе с тем, это хорошо сработало бы при замирании. На фиг.29 представлен график влияний типа фильтра на уменьшение ошибки оценки для когерентного опорного сигнала.Then the theoretical minimum dispersion for a filter with N taps is simply the input dispersion divided by the number of taps. This is consistent with the assumption that with equal (identical) branch weights, a minimum dispersion estimate cannot be achieved; however, this would work well when fading. On Fig presents a graph of the effects of the type of filter to reduce the estimation error for a coherent reference signal.

Хотя медианный фильтр дает увеличение дисперсии ошибки примерно на 2 дБ относительно предела Крамера-Рао в условиях УБГШ, реальные колоколообразные КИХ-фильтры позволяют иметь рабочие характеристики, более близкие к медианным фильтрам при том же самом количестве отводов. Для распределений шума, которые имеют медленно убывающие «хвосты» или являются более импульсообразными, чем гауссов шум, рабочая характеристика медианного фильтра увеличивается, тогда как рабочая характеристика линейного фильтра остается той же самой. В качестве примера с лапласовым шумом отметим, что рабочая характеристика медианного фильтра на 3 дБ лучше при уменьшении дисперсии ошибки, чем у линейного фильтра с тем же количеством отводов. Конечно, предел Крамера-Рао для этого нового случая больше не удовлетворяет КИХ-фильтру с одинаковыми весами отводов.Although the median filter gives an increase in error dispersion of about 2 dB relative to the Cramer-Rao limit under UBSH conditions, real bell-shaped FIR filters allow for performance characteristics closer to median filters with the same number of taps. For noise distributions that have slowly decreasing “tails” or are more impulse-like than Gaussian noise, the performance of the median filter increases, while the performance of the linear filter remains the same. As an example with Laplace noise, we note that the working characteristic of the median filter is 3 dB better with a decrease in the variance of the error than a linear filter with the same number of taps. Of course, the Cramer-Rao limit for this new case no longer satisfies the FIR filter with the same tap weights.

Ухудшение рабочих характеристик в условиях УБГШ из-за этих фильтров можно аппроксимировать, вычисляя дополнительный шум (дисперсию ошибки оценки), помимо дисперсии фактического шума символов, во время обнаружения каждого символа. 9-отводный фильтр частотного диапазона используется независимо от 11-отводного КИХ- или медианного фильтра, осуществляющего временную фильтрацию. 9-отводный частотный фильтр не влияет на реакцию на скачок (время) из-за коммутации. Потери для случаев исходного 11-отводного КИХ-фильтра и 7-отводного и 5-отводного медианных фильтров сведены в таблицу 2.The performance degradation under UBSH due to these filters can be approximated by calculating the additional noise (variance of the estimation error), in addition to the variance of the actual noise of the characters, during the detection of each character. The 9-tap filter of the frequency range is used independently of the 11-tap FIR or median filter performing temporary filtering. The 9-tap frequency filter does not affect the response to the jump (time) due to switching. Losses for the cases of the initial 11-tap FIR filter and 7-tap and 5-tap median filters are summarized in Table 2.

Таблица 2
Потери в фильтрах
table 2
Filter loss
Тип фильтраFilter type 11 отводной КИХ11 bypass FIR 5-отводный медианный5-tap median 7-отводный медианный7-tap median Дисперсия ошибкиError variance 0,1270.127 0,3140.314 0,2240.224 С частотной фильтрацией посредством 9-отводного фильтра (0,196)With frequency filtering via a 9-way filter (0.196) 0,0260,026 0,0620,062 0,0440,044 Потери в условиях УБГШLosses in the conditions of UBSH 0,11 дБ0.11 dB 0,26 дБ0.26 dB 0,19 дБ0.19 dB

На фиг.30 представлен график сравнения 11-отводной КИХ-фильтрации и медианной фильтрации, проводимых на когерентном опорном сигнале. Хотя при использовании медианного фильтра и ожидаются малые потери AWGN (УБГШ) производительности, из графика, представленного на фиг.30, недвусмысленно следует наличие улучшенной реакции на скачок при коммутации антенны. Отметим, что реакция на скачок значительно улучшается, не требуя обнаружения переходного процесса. Функциональная схема новой обработки оценки опорного сигнала и шума показана на фиг.31, и здесь 11-отводный КИХ-фильтр заменен 5-отводным медианным фильтром.On Fig presents a graph comparing the 11-tap FIR filtering and median filtering conducted on a coherent reference signal. Although a small loss of AWGN (UBGS) performance is expected when using the median filter, the improved response to the jump during antenna switching clearly follows from the graph shown in FIG. Note that the response to the jump is significantly improved without requiring a transient detection. A functional diagram of the new reference signal and noise estimate processing is shown in FIG. 31, and here the 11-tap FIR filter is replaced by a 5-tap median filter.

Ниже приводится краткое описание функций и алгоритмов согласно фиг.31. Цель процесса (процессов), показанных на этом чертеже, заключается в обеспечении оценок комплексного коэффициента усиления (значений «а») когерентного канала наряду с оценками шума или помех. Эти оценки являются локальными во времени и по частоте (связаны с местом нахождения несущей) и предназначены для учета канала с динамическим селективным замиранием, существующим в среде подвижного объекта, такого как движущийся автомобиль. Эти оценки выводятся на основании символов опорных поднесущих, которые вырезаны из принятого и демодулированного сигнала, как описано выше, и вводятся по шине 250 как Sr,n комплексных значений. Данные, используемые для модуляции этих символов, уже известны и удалены из этих символов посредством первой операции умножения на сопряженную величину (иллюстрируемой посредством блока 252 умножения) для получения мгновенных значений а2r,n комплексного коэффициента усиления канала на шине 254. Последующая медианная временная фильтрация в фильтре 256 уменьшает шум, поддерживая при этом скачкообразные изменения благодаря коммутации антенны, чтобы получить промежуточные значения а1r,n на шине 258. Эти промежуточные значения затем подвергаются (частотной) фильтрации (сглаживанию) по опорным поднесущим, как показано в блоке 260, чтобы получить окончательные значения аr,n комплексного коэффициента усиления канала. Эти значения аr,n коэффициента усиления впоследствии используются вне этого алгоритма для обработки (коррекции и предоставления информации о метриках переходов) применительно к совокупностям сигналов для символов, несущих данные, обычным образом при модуляции символов методом квадратурной амплитудной модуляции (КАМ (QAM)).The following is a brief description of the functions and algorithms of FIG. The purpose of the process (s) shown in this drawing is to provide estimates of the complex gain (values “a”) of the coherent channel along with estimates of noise or interference. These estimates are local in time and frequency (related to the location of the carrier) and are designed to account for the channel with dynamic selective fading existing in the environment of a moving object, such as a moving car. These estimates are derived based on the symbols of the reference subcarriers, which are cut from the received and demodulated signal, as described above, and entered over the bus 250 as S r, n complex values. The data used to modulate these symbols is already known and removed from these symbols through the first multiplication by the conjugate (illustrated by the multiplication block 252) to obtain the instantaneous values a2 r, n of the complex channel gain on the bus 254. The subsequent median time filtering in filter 256 reduces noise while maintaining spasmodic changes due to antenna switching to obtain intermediate values a1 r, n on bus 258. These intermediate values are then exposed (frequency) filtering (smoothing) by reference subcarriers, as shown in block 260, to obtain the final values of a r, n of the complex channel gain. These gain values a r, n are subsequently used outside this algorithm for processing (correction and providing information about transition metrics) as applied to signal sets for symbols carrying data, in the usual way when modulating symbols by the method of quadrature amplitude modulation (QAM).

Следующим этапом в этом процессе является оценивание шума, связанного с каждым из этих значений комплексного коэффициента усиления канала. Мгновенные выборки шума оценивают, вычитая значения аr,n-2 из (надлежащим образом задержанных) зашумленных соответствующих входных выборок а2r,n-2, что иллюстрируется в точке 262 суммирования. Как показано в блоке 264, исходя из этих комплексных выборок шума, вычисляют возведенные в квадрат значения, чтобы получить мгновенные оценки «диспn-2» дисперсии шума на шине 266. Эти мгновенные выборки дисперсии шума являются плохими оценками локального (временного и частотного) шума и требуют обработки и фильтрации для получения полезных оценок дисперсии шума. Хотя обычно можно использовать более простую временную и частотную фильтрацию, чтобы уменьшить ошибку этих мгновенных оценок дисперсии шума, фильтрация этого типа оказалась бы неэффективно учитывающей изменяющийся шум из-за замирания, действие АРУ и скачкообразные изменения вследствие коммутации антенны. Поэтому при временной фильтрации этих мгновенных выборок дисперсии используют медианный фильтр 268, чтобы получить выборки varfltn-16 (дисп-фильтрn-16), а обычную фильтрацию (посредством линейного БИХ- или КИХ-фильтра 270) используют для дополнительного сглаживания по частоте (по поднесущим), чтобы получить окончательные оценки σ2r,n-16 путем, аналогичным вышеописанному пути получения оценок комплексного коэффициента усиления канала. Для улавливания относительно больших импульсов шума, которые возникают из-за коммутации антенны, предусмотрен дополнительный тракт 272 прямой передачи. Когда эти значения (масштабированные путем умножения на коэффициент 0,5, как показано в блоке 274) превышают оценку, полученную путем медианной фильтрации, эти превышающие значения выбираются для выдачи в фильтр сглаживания по частоте посредством функции выбора максимума, иллюстрируемой в блоке 276. Потом эти значения сглаживаются по опорным поднесущим, как показано в блоке 278. Это будет важно при последующем формировании метрик переходов, которое предусматривает использование этого знания больших импульсов шума.The next step in this process is to evaluate the noise associated with each of these complex channel gain values. Instant noise samples are estimated by subtracting the values of a r, n-2 from the (appropriately delayed) noisy corresponding input samples a2 r, n-2 , as illustrated at summation point 262. As shown in block 264, based on these complex noise samples, squared values are computed to obtain instantaneous estimates of “dispersion n-2 ” noise variance on bus 266. These instantaneous noise variance samples are poor estimates of local (temporal and frequency) noise and require processing and filtering to obtain useful estimates of noise variance. Although simpler time and frequency filtering can usually be used to reduce the error of these instantaneous estimates of noise variance, this type of filtering would be ineffective at taking into account the changing noise due to fading, AGC effects and spasmodic changes due to antenna switching. Therefore, when the temporal filter these instantaneous variance samples using a median filter 268 to obtain samples varflt n-16 (VAR-n-filter 16), and the usual filtration (through a linear IIR or FIR filter 270) is used to further smoothing in frequency ( by subcarriers) in order to obtain final estimates of σ 2 r, n-16 in a manner analogous to the above-described way of obtaining estimates of the complex channel gain. To capture the relatively large noise pulses that arise due to the switching of the antenna, an additional direct transmission path 272 is provided. When these values (scaled by multiplying by a factor of 0.5, as shown in block 274) exceed the estimate obtained by median filtering, these higher values are selected to be output to the frequency smoothing filter by the maximum selection function illustrated in block 276. Then these the values are smoothed by reference subcarriers, as shown in block 278. This will be important in the subsequent formation of transition metrics, which involves the use of this knowledge of large noise pulses.

Только что описанные анализы и моделирование усовершенствований алгоритмов, вносимых в когерентную оценку опорного сигнала, очевидно, работают достаточно хорошо во всех проанализированных и смоделированных случаях. Эти случаи включают в себя канал с плавным и избирательным замиранием и с шириной полосы доплеровских частот, соответствующей скоростям, характерным для автострад, и такому незначительному шуму, как соответствующий ОСШ 0 дБ. Вместе с тем, следует рассмотреть и другие условия в канале, такие как импульсный шум или остаточные эффекты переходных процессов, не полностью подавляемые новой когерентной обработкой опорного сигнала. В этом случае подходящими оказываются регулируемые значения х когерентного опорного сигнала; однако оценка дисперсии шума может оказаться искаженной. В случае символа (символов), в которых импульс искажен, импульс шума может быть высоким, но БИХ-фильтр мог бы подавить это значение оценки шума в момент появления импульса и распространить оценку шума на протяжении времени реакции БИХ-фильтра на импульсное возмущение. В этом случае было бы предпочтительно осуществлять прямую передачу выборок сильного шума параллельно тракту БИХ-фильтрации (с подходящим согласованием задержек). Для символов, в которых импульс шума значительно больше, чем выходной сигнал БИХ-фильтра, этот импульс шума нужно использовать для определения оценочной дисперсии шума для этих символов. Когда используют тракт прямой передачи для этих импульсов шума, энергию, поступающую в БИХ-фильтр для этих выборок, следует уменьшать так, чтобы локальный пик шума не распространялся по диапазону БИХ-фильтра. Легко предусмотреть несколько вариаций этого процесса для обработки пиков шума в оценке дисперсии шума.The just described analyzes and modeling of the improvements in the algorithms introduced into the coherent estimation of the reference signal obviously work quite well in all analyzed and simulated cases. These cases include a channel with smooth and selective fading and with a Doppler frequency bandwidth corresponding to the speeds typical of freeways and such insignificant noise as the corresponding 0 dB SNR. At the same time, other conditions in the channel should be considered, such as impulse noise or residual effects of transients, not completely suppressed by the new coherent processing of the reference signal. In this case, the adjustable x values of the coherent reference signal are suitable; however, the estimate of noise variance may be biased. In the case of a symbol (s) in which the impulse is distorted, the noise impulse may be high, but the IIR filter could suppress this value of the noise estimate at the moment of appearance of the impulse and extend the noise estimate over the reaction time of the IIR filter to the impulse disturbance. In this case, it would be preferable to directly transmit the loud noise samples parallel to the IIR filtering path (with suitable delay matching). For characters in which the noise pulse is significantly larger than the output of the IIR filter, this noise pulse should be used to determine the estimated noise variance for these symbols. When using the direct transmission path for these noise pulses, the energy entering the IIR filter for these samples should be reduced so that the local noise peak does not propagate over the IIR filter range. It is easy to envision several variations of this process for processing noise peaks in the estimation of noise variance.

Процесс оценки дисперсии шума модифицируют для улучшения рабочих характеристик с использованием процессов коммутации и для согласования с более быстрой АРУ. Исходная оценка шума использовала 2-х полюсный БИХ-фильтр с параметром а=1/16 (не путать с описанными обозначениями «аr,n» значений для комплексных коэффициентов усиления каналов). Пик импульсной характеристики этого фильтра имел место при задержке на 8 выборок (символов), хотя затухающий «хвост» был гораздо длиннее, делая задержку скачка ближе к 16-ти выборкам (символам). Фиг.32 показывает, что новая модификация изменяет параметр «а» БИХ-фильтра, вследствие чего а=1/8. Другие модификации, вносимые в оценку шума, включают в себя изменение места проведения частотной фильтрации, т.е. проведение ее не перед БИХ-фильтром, а после БИХ-фильтра. БИХ-фильтру также предшествует 7-отводный медианный фильтр, и предусматривается избыточный тракт прямой передачи шума. Оба эти нововведения предназначены для лучшего согласования с переходными процессами коммутации и импульсообразным шумом, при одновременном согласовании с более быстрой функцией АРУ во входном каскаде или ПЧ-секции приемника.The noise variance estimation process is modified to improve performance using switching processes and to align with faster AGCs. The initial noise estimate used a 2-pole IIR filter with parameter a = 1/16 (not to be confused with the described designations “a r, n ” values for complex channel gains). The peak of the impulse response of this filter occurred with a delay of 8 samples (symbols), although the decaying “tail” was much longer, making the jump delay closer to 16 samples (symbols). Fig. 32 shows that the new modification changes the parameter “a” of the IIR filter, as a result of which a = 1/8. Other modifications to the noise estimation include changing the location of the frequency filtering, i.e. holding it not before the IIR filter, but after the IIR filter. The IIR filter is also preceded by a 7-tap median filter, and an excess direct noise path is provided. Both of these innovations are designed to better match transient switching processes and pulse-shaped noise, while matching with the faster AGC function in the input stage or inverter IF section.

7-отводный медианный фильтр используется для предварительной обработки выборок эффективного шума до линейной БИХ-фильтрации и для частотной фильтрации (опорных поднесущих). В этом случае медианный фильтр вырабатывает смещенную оценку дисперсии из-за свойства асимметричной функции плотности вероятности (фпв) возведенных в квадрат выборок шума. Это смещение можно регулировать для последующей работы в процессе оценки шума. В частности, каждая входная выборка х, поступающая в медианный фильтр, предполагается состоящей из суммы пары (комплексной) квадратов выборок гауссова шума с нулевым средним, где х=v2+w2. Гауссовы фпв выборок шума u и v имеют вид:A 7-tap median filter is used to pre-process samples of effective noise to a linear IIR filter and for frequency filtering (reference subcarriers). In this case, the median filter produces a biased estimate of the variance due to the property of the asymmetric probability density function (FPF) of squared noise samples. This offset can be adjusted for subsequent work in the noise estimation process. In particular, each input sample x entering the median filter is assumed to consist of the sum of a pair of (complex) squares of Gaussian noise samples with zero mean, where x = v 2 + w 2 . Gaussian FPV noise samples u and v have the form:

Figure 00000015
Figure 00000015

Куммулятивную функцию распределения от х можно найти, изменяя переменные и проводя интегрирование следующим образом:The cumulative distribution function of x can be found by changing the variables and integrating as follows:

Figure 00000016
Figure 00000016

Затем находят функцию плотности вероятности (фпв) от х, дифференцируя Р(х).Then find the probability density function (fpv) from x, differentiating P (x).

Figure 00000017
Figure 00000017

Дисперсию шума определяют как среднее значение величины х.The noise variance is defined as the average value of x.

Figure 00000018
Figure 00000018

Медианное значение величины х можно найти, решая следующее уравнение относительно medx (медианного значения х):The median value of x can be found by solving the following equation for medx (median value of x):

Figure 00000019
Figure 00000019

Коэффициент смещения оценки медианы находят как отношение медианного значения к среднему значению.The bias coefficient of the median estimate is found as the ratio of the median value to the average value.

Figure 00000020
Figure 00000020

Следовательно, медианное значение обуславливает занижение оценки дисперсии гауссова шума с коэффициентом ln(2). Это смещение следует учитывать, когда его используют для замены оценки по среднему значению в процессе оценки дисперсии шума.Therefore, the median value causes an underestimation of the estimation of the dispersion of Gaussian noise with coefficient ln (2). This bias should be considered when it is used to replace the average estimate in the noise variance estimation process.

Масштабирование оценки шума из-за коэффициента смещения медианного значения обычно не должно иметь значение, если оценки шума для всех символов, представляемые в декодер Витерби, масштабированы с тем же самым коэффициентом. Кроме того, может иметь эффект также нелинейность при формировании метрик переходов (например, в случае фиксированной точки квантования и переполнения).The scaling of the noise estimate due to the bias factor of the median value should usually not matter if the noise estimates for all the symbols presented in the Viterbi decoder are scaled with the same coefficient. In addition, nonlinearity can also have an effect in the formation of transition metrics (for example, in the case of a fixed quantization and overflow point).

Далее рассматриваются влияния уменьшения постоянной времени БИХ-фильтра в процессе оценки дисперсии. Каждая выходная выборка yn двухполюсного БИХ-фильтра является функцией новой входной выборки xn и двух предыдущих выходных выборок.The effects of decreasing the IIR filter time constant during dispersion estimation are discussed below. Each output sample y n of a bipolar IIR filter is a function of a new input sample x n and two previous output samples.

yn=a2·xn+2·(1-a)·yn-1-(1-a)2·yn-2.y n = a 2 · x n + 2 · (1-a) · y n-1 - (1-a) 2 · y n-2 .

Выражение фильтра имеет коэффициент усиления по постоянному току, равный единице, а его импульсная характеристика (во времени) зависит от параметра «а». Пик импульсной характеристики (моды) возникает на половине времени групповой задержки, при этом групповая задержка более показательна для времени реакции на скачок. Задержки среднего значения и моды можно вычислить как функцию параметра «а». Импульсная характеристика и реакция на скачок БИХ-фильтра для а=1/16 и а=1/8 показана на фиг.32 и 33. На фиг.32 представлен график импульсной характеристики БИХ-фильтра. На фиг.33 представлен график реакции на скачок БИХ-фильтра.The filter expression has a constant current gain of unity equal to unity, and its impulse response (in time) depends on the parameter “a”. The peak of the impulse response (mode) occurs at half the group delay time, while the group delay is more indicative of the response time to the jump. The mean and mode delays can be calculated as a function of parameter “a”. The impulse response and the response to the IIR filter jump for a = 1/16 and a = 1/8 is shown in Figs. 32 and 33. Fig. 32 is a graph of the impulse response of the IIR filter. On Fig presents a graph of the response to the jump of the IIR filter.

Действующая задержка фильтра должна быть равна, по меньшей мере, задержке моды, но меньше, чем групповая задержка. Эту задержку следует надлежащим образом компенсировать, когда применяют оценки шума при формировании метрик переходов ветвления.The effective filter delay should be equal to at least the mode delay, but less than the group delay. This delay should be adequately compensated when noise estimates are applied in the formation of branch transition metrics.

групповая_задержка=средняя_задержка=2·(1/а-1),group delay = average delay = 2 · (1 / a-1),

задержка_моды=1/а-1.fashion_delay = 1 / a-1.

Способность к подавлению гауссова шума можно оценить таким же образом, как в случае БИХ-фильтра, где уменьшение дисперсии оценки шума от входа к выходу равно сумме квадратов нормализованных коэффициентов фильтра (коэффициент усиления по постоянному току равен 1). Отметим, что это уменьшение дисперсии связано с дисперсией ошибки оценки дисперсии шума, а не с уменьшением дисперсии мощности шума. Для БИХ-фильтра это вычисление удобнее проводить на z-преобразовании импульсной характеристики фильтра, принимая для больших N предел, служащий приближением непрерывного спектра, с последующим применением теоремы Парсеваля. При этом z-преобразование для БИХ-фильтра имеет вид:The ability to suppress Gaussian noise can be estimated in the same way as in the case of an IIR filter, where the decrease in the variance of the noise estimate from input to output is equal to the sum of the squares of the normalized filter coefficients (DC gain is 1). Note that this decrease in dispersion is associated with the variance of the error in estimating the noise variance, and not with a decrease in the variance of the noise power. For an IIR filter, it is more convenient to carry out this calculation on the z-transform of the impulse response of the filter, assuming for large N the limit that serves as an approximation of the continuous spectrum, followed by the application of the Parseval theorem. In this case, the z-transformation for the IIR filter has the form:

Figure 00000021
Figure 00000021

а его модуль имеет вид:and its module has the form:

Figure 00000022
Figure 00000022

Коэффициент уменьшения дисперсии от входных к выходным выборкам можно вычислить следующим образом:The dispersion reduction coefficient from input to output samples can be calculated as follows:

Figure 00000023
Figure 00000023

Переходя к пределу, можно проинтегрировать сумму следующим образом:Passing to the limit, we can integrate the sum as follows:

Figure 00000024
Figure 00000024

Затем находят коэффициент уменьшения дисперсии как функцию параметра «а» после интегрированияThen, the dispersion reduction coefficient is found as a function of parameter “a” after integration

Figure 00000025
Figure 00000025

Уменьшение дисперсии, достигаемое БИХ-фильтром, при УБГШ построено в виде зависимости от параметра «а» на фиг.34. На фиг.34 представлен график уменьшения ошибки в оценке шума как функции параметра «а» БИХ-фильтра.The dispersion reduction achieved by the IIR filter with UBSH is plotted as a function of parameter “a” in FIG. 34. On Fig presents a graph of the reduction of errors in the estimation of noise as a function of the parameter "a" IIR filter.

Фильтрация по частоте обеспечивает еще 7 дБ уменьшения шума при УБГШ. В стационарном канале УБГШ увеличенная постоянная времени БИХ-фильтра была бы выгодна для уменьшения ошибки оценки шума; однако в нестационарном канале с переходными процессами коммутации и/или с более быстрой АРУ оказалось бы предпочтительным уменьшенная постоянная времени. Для рассматриваемой системы, 7-отводный медианный фильтр с последующим БИХ-фильтром, имеющим а=1/8, предпочтительнее исходной конструкции с одним лишь БИХ-фильтром, имеющим а=1/16. Эта новая фильтрация приводит к минимальному ухудшению в стационарном канале УБГШ, обеспечивая при этом значительно улучшенные рабочие характеристики при замирании с быстрой АРУ и в процессах коммутации разнесения антенны. Тогда результирующая ошибка оценки шума, обусловленная только БИХ-фильтром и частотным фильтром приблизительно на 22 дБ лучше, чем дисперсия в случае подачи в фильтр единственного входного сигнала выборок шума. Это приводит к ошибке оценки дисперсии шума, имеющей составляющее примерно 8% стандартное отклонение дисперсии шума на входе фильтра, или, что эквивалентно, усредненной по 150 выборкам шума. Это может иметь влияние, аналогичное ухудшению метрик переходов, используемых декодером Витерби, приблизительно на 0,33 дБ в УБГШ. Каскадированный 7-отводный медианный фильтр уменьшает эту ошибку еще больше, хотя его влияние в УБГШ вычислить непросто. Это уменьшение сравнимо с ухудшением приблизительно на 0,16 дБ в исходном модеме, где используется а=1/16. Вместе с тем, существует мотивация к созданию новой оценки шума для условий, в которых шум отличен от УБГШ.Frequency filtering provides an additional 7 dB of noise reduction for UBSH. In the stationary UBSH channel, an increased IIR filter time constant would be beneficial to reduce noise estimation error; however, in a non-stationary channel with switching transients and / or with a faster AGC, a reduced time constant would be preferable. For the system in question, a 7-tap median filter followed by an IIR filter having a = 1/8 is preferable to the original design with only an IIR filter having a = 1/16. This new filtering leads to minimal degradation in the fixed channel of the UBGS, while providing significantly improved performance during fading with fast AGC and in antenna diversity switching processes. Then, the resulting error in noise estimation due to only the IIR filter and the frequency filter is approximately 22 dB better than the variance if a single noise signal is input to the filter. This leads to an error in estimating the noise variance, which has approximately 8% standard deviation of the noise variance at the input of the filter, or, equivalently, averaged over 150 noise samples. This can have an effect similar to the degradation of the transition metrics used by the Viterbi decoder by approximately 0.33 dB in UBSH. A cascaded 7-tap median filter reduces this error even more, although its effect in the UBGS is not easy to calculate. This decrease is comparable to a degradation of about 0.16 dB in the original modem, where a = 1/16 is used. At the same time, there is motivation to create a new noise estimate for conditions in which noise is different from UBSH.

В канале, где есть только УБГШ, оптимальный приемник может не выбрать избыточный тракт прямой передачи шума, и оптимальный фильтр шума может не быть линейным (например, БИХ- или КИХ-фильтром), а его работа может занимать длительный период времени. Избыточный тракт шума обеспечивается только для обработки импульсообразного шума или ошибок когерентного опорного сигнала из-за переходных процессов коммутации и т.д. В этих случаях избыточный тракт шума смягчает случайные влияния посылок большого шума, не портя более долговременные оценки дисперсии, обеспечиваемые БИХ-фильтром. Избыточный тракт прямой передачи шума масштабируется с коэффициентом G∗ln(2), а доля входных выборок шума в тракте оценки шума может превышать среднее значение и может быть выбрана посредством функции «Выбор максимального входного сигнала». Если масштабирование мало, то избыточный тракт шума может выбираться не так часто, а потери в случае УБГШ можно минимизировать. Вероятность того, что выбирается избыточный тракт, приблизительно равна вероятности того, что избыточные выборки превышают среднее значение (в предположении фильтра, работающего точно по среднему значению).In a channel where there is only UBSH, the optimal receiver may not select the redundant direct noise transmission path, and the optimal noise filter may not be linear (for example, an IIR or FIR filter), and its operation may take a long period of time. An excess noise path is provided only for processing pulse-shaped noise or coherent reference signal errors due to transient switching processes, etc. In these cases, an excess noise path mitigates the random effects of large noise bursts without spoiling the longer-term dispersion estimates provided by the IIR filter. The excess direct noise transmission path is scaled with the coefficient G ∗ ln (2), and the proportion of input noise samples in the noise estimation path can exceed the average value and can be selected using the “Select Maximum Input Signal” function. If the scaling is small, then the excess noise path may not be chosen so often, and losses in the case of UBSH can be minimized. The probability that a redundant path is selected is approximately equal to the probability that the redundant samples exceed the average value (assuming a filter that works exactly according to the average value).

Figure 00000026
Figure 00000026

Усредненный коэффициент увеличения в дисперсии оценки шума (в дБ) из-за выбора избыточного тракта можно вычислить следующим образом:The average increase in the variance of the noise estimate (in dB) due to the choice of the excess path can be calculated as follows:

Figure 00000027
Figure 00000027

На фиг.35 представлен график, иллюстрирующий влияния избыточного значения G∗ln(2) коэффициента усиления на вероятность выбора избыточного тракта и на увеличенную среднюю оценочную дисперсию шума. Значение G∗ln(2)=0,5 было эмпирически определено как резонное компромиссное значение для избыточного коэффициента усиления шума. Это значение дает минимальные потери в случае УБГШ, но является эффективным при минимизации потерь из-за переходных процессов коммутации. Кроме того, улучшаются рабочие характеристики при наличии быстрой АРУ и/или первой соседней ЧМ-помехи.Fig. 35 is a graph illustrating the effects of an excess gain value G ∗ ln (2) on the probability of selecting an excess path and on the increased average estimated noise variance. The value G ∗ ln (2) = 0.5 was empirically determined as a reasonable compromise value for the excess noise gain. This value gives minimal losses in the case of UBSH, but is effective in minimizing losses due to transient switching processes. In addition, performance is improved in the presence of fast AGC and / or first adjacent FM interference.

Влияния изменений как остаточных ошибок когерентной оценки, так и оценок дисперсии шума показаны на фиг.36-40. На фиг.36 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 10 дБ) при оценке исходного 11-отводного КИХ-фильтра и исходного БИХ-фильтра с а=1/16. На фиг.37 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 10 дБ) при оценке исходного 11-отводного КИХ-фильтра и БИХ-фильтра с изменением, согласно которому а=1/8. На фиг.38 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 10 дБ) при наличии исходного 11-отводного КИХ-фильтра, когда накладывается изменение дисперсии шума. На фиг.39 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 10 дБ) при оценке 5-отводного медианного фильтра и БИХ-фильтра с изменением, согласно которому а=1/8. На фиг.40 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 10 дБ) при наличии 5-отводного медианного фильтра, когда накладывается изменение дисперсии шума.The effects of changes in both residual errors of the coherent estimate and noise variance estimates are shown in FIGS. 36-40. Fig. 36 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (10 dB SNR) in evaluating the original 11-tap FIR filter and the original IIR filter with a = 1/16. Fig. 37 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (10 dB SNR) when evaluating the initial 11-tap FIR filter and the IIR filter with a change according to which a = 1/8. Fig. 38 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (10 dB SNR) in the presence of an initial 11-tap FIR filter when a variation in noise variance is superimposed. Fig. 39 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (SNR 10 dB) in evaluating a 5-tap median filter and an IIR filter with a change according to which a = 1/8. 40 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (SNR 10 dB) in the presence of a 5-tap median filter when a variation in noise variance is superimposed.

Для получения графиков согласно фиг.37-40 вносятся различные компоненты изменений, причем фиг.40 - конечный результат всех изменений. На фиг.36 показаны рабочие характеристики исходного модема в терминах ошибок когерентной оценки опорного сигнала и шума. На этом чертеже показано относительно большое значение шума переходного процесса при коммутации, которое не улавливается в оценке шума. Пики шума занижаются при оценке, а оценки в окрестности пиков завышаются из-за сглаживания БИХ-фильтром.To obtain the graphs according to Figs. 37-40, various components of the changes are introduced, with Fig. 40 being the final result of all the changes. On Fig shows the operating characteristics of the source modem in terms of errors of coherent estimates of the reference signal and noise. This drawing shows the relatively high value of the transient noise during switching, which is not captured in the noise estimate. Noise peaks are underestimated in the estimation, and estimates in the vicinity of the peaks are overestimated due to smoothing by the IIR filter.

На фиг.37 показано небольшое улучшение, достигаемое путем уменьшения постоянной времени БИХ-фильтра. На фиг.38 показано значительное улучшение в оценке шума, хотя реальный шум переходных процессов остается большим. На фиг.39 показано значительное улучшение в переходных процессах шума когерентного опорного сигнала за счет использования 5-отводного медианного фильтра, хотя оценка шума не захватывает пики переходных процессов.On Fig shows a slight improvement achieved by reducing the time constant of the IIR filter. FIG. 38 shows a significant improvement in noise estimation, although the actual transient noise remains large. On Fig shows a significant improvement in transient noise of the coherent reference signal through the use of a 5-tap median filter, although the noise estimate does not capture the transient peaks.

На фиг.40 показаны все улучшения, являющиеся результатами уменьшения шума когерентного опорного сигнала, при этом оценка шума улавливает малые длительности переходных процессов. Хотя оценки дисперсии шума на графике могут показаться несколько зашумленными, этот выбор параметров дал наилучший компромисс рабочих характеристик по области сценариев испытаний.On Fig shows all the improvements that are the results of reducing the noise of the coherent reference signal, while the noise estimate captures the short duration of the transient processes. Although the noise variance estimates on the graph may seem somewhat noisy, this choice of parameters gave the best compromise in performance over the area of test scenarios.

Это изобретение обеспечивает согласование переходных процессов коммутации, с которыми приходится сталкиваться антенной ЧМ-системе с коммутационным разнесением, предназначенной для режима гибридных ЧМ-сигналов системы HD This invention provides coordination of switching transients that an antenna diversity switching system has to deal with for hybrid FM signals of the HD system

RadioTM. Эти улучшения влекут за собой изменение когерентного слежения и алгоритмов оценки дисперсии шума. Новые алгоритмы были проанализированы и смоделированы при плавном и избирательном замирании на скоростях, типичных для автострад, и рэлеевском замирании. Моделирование показывает хорошие рабочие характеристики когерентного слежения и приемлемую оценку шума. Упомянутые улучшения дали значительно лучшие рабочие характеристики при быстрой АРУ, коммутации разнесения антенны, первой соседней ЧМ-помехе и в экстремальных выбираемых средах замирания. RadioTM These improvements entail changes in coherent tracking and noise variance estimation algorithms. New algorithms were analyzed and modeled with smooth and selective fading at speeds typical of freeways and Rayleigh fading. The simulation shows good performance of coherent tracking and an acceptable noise estimate. The improvements mentioned gave significantly better performance with fast AGC, antenna diversity switching, first adjacent FM interference, and in extreme selectable fading environments.

Проведены лабораторные испытания новых программных средств приемника опорного сигнала (модифицированных для управления коммутацией разнесения антенны). Окончательный вариант представляется обеспечивающим приемлемые рабочие коэффициенты усиления в некоторых ключевых средах замирания и помех. Фиг.41 количественно указывает рабочие характеристики при замирании на собственной частоте колебаний (СЧК), а фиг.42 демонстрирует рабочие характеристики при замирании на ультразвуковых частотах (УЗЧ).Laboratory tests of new software for the receiver of the reference signal (modified to control the antenna diversity switching) were conducted. The final option seems to provide acceptable operating gain factors in some key fading and interference environments. Fig. 41 quantitatively indicates the performance when fading at its natural frequency of oscillation (SCH), and Fig. 42 shows the performance when fading at ultrasonic frequencies (UHF).

На фиг.43 представлена блок-схема приемника 314, выполненного с возможностью проведения обработки сигналов в соответствии с этим изобретением. Сигнал HD FIG. 43 is a block diagram of a receiver 314 configured to process signals in accordance with this invention. HD signal

RadioTM принимается на антенне 316. Полосовой фильтр 318 предварительного выбора пропускает интересующую полосу частот, включая желательный сигнал на частоте fн, но подавляет сигнал изображения на частоте (fн-2fпч) (для гетеродина с внешней синхронизацией для нижней боковой полосы). Малошумяший усилитель 320 усиливает сигнал. Усиленный сигнал смешивается в смесителе 322 с сигналом fг местного гетеродина, подаваемым по шине 324 перенастраиваемым местным гетеродином 326. Это приводит к созданию сигналов (fн+fг) суммы и (fн-fг) разности на шине 328. Фильтр 330 промежуточной частоты пропускает сигнал fпч промежуточной частоты и ослабляет частоты вне ширины полосы интересующего модулированного сигнала. Аналого-цифровой преобразователь 332 работает, используя синхросигнал fсинх для получения цифровых выборок на шине 344 с частотой fвыб. Цифровой преобразователь 336 с понижением частоты сдвигает частоту, фильтрует и децимирует сигнал для получения синфазного и квадратурного сигналов меньшей частоты выборок на шинах 338 и 340. Затем цифровой процессор 342 сигналов обеспечивает дополнительную обработку сигналов, включая вышеописанное когерентное слежение, для получения выходного сигнала на шине 344 для устройства 346 вывода.Radio TM is received at antenna 316. A pre-selection bandpass filter 318 passes the frequency band of interest, including the desired signal at f n , but suppresses the image signal at the frequency (f n -2f pch ) (for a local oscillator with external synchronization for the lower side band). A low-noise amplifier 320 amplifies the signal. The amplified signal is mixed in the mixer 322 with the signal f g of the local local oscillator supplied via bus 324 by the reconfigurable local local oscillator 326. This leads to the creation of signals (f n + f g ) of the sum and (f n -f g ) of the difference on the bus 328. Filter 330 intermediate frequency transmits a signal f pch of intermediate frequency and attenuates frequencies outside the bandwidth of the modulated signal of interest. An analog-to-digital converter 332 operates by using the sync signal f sync to obtain digital samples on a bus 344 with a frequency f select . The down-converting digital converter 336 shifts the frequency, filters, and decimates the signal to obtain in-phase and quadrature signals of a lower sampling frequency on buses 338 and 340. Then, the digital signal processor 342 provides additional signal processing, including the coherent tracking described above, to obtain an output signal on bus 344 for output device 346.

Альтернативный метод оценки как опорного сигнала фазы, так и ИоСК, исходя из опорных поднесущих, проиллюстрирован на фиг.44. Как показано на фиг.44, комплексные «обучающие» символы, переносимые опорными поднесущими, вводятся по шине 348, и берется комплексно-сопряженная величина этих символов, как показано в блоке 350. Эта комплексно-сопряженная величина умножается на известную «обучающую» последовательность, подаваемую по шине 352, блоком 354 умножения. Это обеспечивает удаление модуляции двоичной (±1) тактирующей последовательности из принимаемых «обучающих» поднесущих путем умножения их на синхронизированную, декодированную и дифференциально-перекодированную тактирующую ДФМн-последовательность. Результирующие символы, подаваемые по шине 356, обрабатываются фильтром 358 с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтром), чтобы сгладить результирующие символы во времени, что дает комплексно-сопряженную оценку локальной фазы и амплитуды на шине 360. Это значение задерживается блоком 362 временной задержки и умножается на оценку величины, обратной дисперсии шума и подаваемой по шине 364, блоком 366 умножения. Дисперсия шума оценивается путем вычитания сглаженной оценки локальной фазы и амплитуды, подаваемых по шине 360, основанной на входных символах (после подходящего выравнивания во времени, обеспечиваемого блоком 368 задержки), в точке 370 суммирования. Затем результат возводится в квадрат, как показано в блоке 374. Обратная величина аппроксимируется (с защитой от деления на нуль), как показано в блоке 376. Этот вес ИоСК интерполируется по 18-ти поднесущим между парами соседних «обучающих» поднесущих, как показано блоком 378, для получения результирующих локальных весов ИоСК на шине 380. Эти веса ИоСК затем используются для умножения на соответствующие символы, несущие данные и принимаемые по шине 382, после чего они задерживаются надлежащим образом, как показано в блоке 384. Затем блок 386 умножения формирует мягкое решение, выводимое по шине 388.An alternative method for evaluating both the phase reference signal and the IOSK, based on the reference subcarriers, is illustrated in FIG. As shown in FIG. 44, the complex “training” symbols carried by the reference subcarriers are entered on the bus 348, and the complex conjugate value of these symbols is taken, as shown in block 350. This complex conjugate value is multiplied by the known “training” sequence, fed via bus 352, by a multiplication block 354. This removes the modulation of the binary (± 1) clock sequence from the received “training” subcarriers by multiplying them by a synchronized, decoded, and differential transcoded clocked DPSK sequence. The resulting symbols supplied via bus 356 are processed by a finite impulse response filter 358 (FIR filter) to smooth out the resulting symbols in time, which provides a complex conjugate estimate of the local phase and amplitude on bus 360. This value is delayed by time delay block 362 and multiplied by an estimate of the reciprocal of the noise variance and supplied over the bus 364 by the multiplication unit 366. The noise variance is estimated by subtracting the smoothed estimate of the local phase and amplitude supplied over the bus 360 based on the input symbols (after suitable time alignment provided by the delay unit 368) at the summation point 370. Then the result is squared, as shown in block 374. The reciprocal value is approximated (with protection against division by zero), as shown in block 376. This weight of IOSK is interpolated by 18 subcarriers between pairs of adjacent “training” subcarriers, as shown by block 378, to obtain the resulting local IOSK weights on the bus 380. These IOSK weights are then used to multiply by the corresponding symbols carrying data and received on the bus 382, after which they are delayed appropriately, as shown in block 384. Then, the multiplication block 386 f forms a soft solution displayed on the 388 bus.

На фиг.44 шины, по которым передаются «обучающие» символы, имеют обозначение ОБУЧ, а шины, по которым передаются данные, имеют обозначение Д. Кроме того, фильтр 374 предусматривает такую задержку:In Fig. 44, the buses along which the "training" symbols are transmitted are labeled EDUCA, and the buses through which data is transmitted are designated D. In addition, the filter 374 provides such a delay:

задержка ≥ 1/β, где β=1/16,delay ≥ 1 / β, where β = 1/16,

и тогдаand then

yn,m=2·(1-β)·yn-1,m-(1-β)2·yn-2,m2·xn,m.y n, m = 2 · (1-β) · y n-1, m - (1-β) 2 · y n-2, m + β 2 · x n, m .

Эти выражения относятся к двухполюсному БИХ-фильтру, имеющему постоянную β времени. БИХ-фильтр вычисляет сглаженные выходные выборки «y», исходя из входной выборки «х» и предыдущих выходных выборок.These expressions refer to a bipolar IIR filter having a constant β time. The IIR filter calculates smoothed output samples “y” based on the input sample “x” and previous output samples.

Получение веса ИоСК объединяет взвешивание амплитуд для суммирования максимальных отношений (СМО) с коррекцией фазы для устранения фазовых ошибок канала. Этот вес ИоСК является динамическим во времени и по частоте и оценивается для каждого ЧФМн-символа.Obtaining an IOSK weight combines amplitude weighting to sum the maximum ratios (QS) with phase correction to eliminate channel phase errors. This IOSK weight is dynamic in time and frequency and is estimated for each MPSK symbol.

Figure 00000028
Figure 00000028

где

Figure 00000029
- оценка комплексной сопряженной величины коэффициента усиления канала, и σ2 - оценка дисперсии шума.Where
Figure 00000029
is an estimate of the complex conjugate value of the channel gain, and σ 2 is an estimate of the noise variance.

Работа по методу восстановления ИоСК согласно фиг.44 предполагает захват частоты поднесущих и слежение за ней, а также тактирование символов применительно к МОРЧ-символам. Методы захвата частоты и тактирования символов предусматривают использование свойств циклического префикса. Слежение за частотой и символами достигается посредством наблюдения за дрейфом фазы от символа к символу в зависимости от времени или частоты (по поднесущим).Work according to the IOSK recovery method according to FIG. 44 involves capturing the frequency of the subcarriers and tracking it, as well as clocking the symbols as applied to the OFDM symbols. Methods of capturing frequency and clocking of symbols involve the use of cyclic prefix properties. Tracking the frequency and symbols is achieved by observing the phase drift from symbol to symbol depending on time or frequency (by subcarriers).

После захвата и частоты, и тактирования символов предпринимается попытка синхронизации с комбинацией синхронизации блоков тактирующей ДФМн-последовательности путем перекрестной корреляции дифференциально-обнаруженной ДФМн-последовательности с комбинацией синхронизации блоков. Дифференциальное обнаружение проводят по всем поднесущим в предположении, что место нахождения «обучающих» поднесущих сначала неизвестно. Осуществляют перекрестную корреляцию известной комбинации синхронизации блоков с обнаруженными двоичными разрядами каждой поднесущей. Корреляцию поднесущих объявляют при обнаружении совпадения всех 11-ти двоичных разрядов комбинации синхронизации блоков. Синхронизация блоков (и разрешение проблемы неоднозначности поднесущих) устанавливается, когда количество корреляций поднесущих совпадает с пороговыми критериями или превышает их (например, 4 корреляции поднесущих, разнесенные на несколько поднесущих, количество которых кратно 19 поднесущим).After capturing both the frequency and timing of the symbols, an attempt is made to synchronize with a combination of synchronization blocks of a clocking DPSK sequence by cross-correlating a differential-detected DPSK sequence with a combination of synchronization blocks. Differential detection is performed on all subcarriers under the assumption that the location of the “training” subcarriers is unknown at first. Cross-correlation of a known combination of block synchronization with detected bits of each subcarrier is performed. Subcarrier correlation is announced when a match of all 11 bits of a block synchronization combination is detected. Block synchronization (and the resolution of the subcarrier ambiguity problem) is established when the number of subcarrier correlations matches or exceeds threshold criteria (for example, 4 subcarrier correlations spaced into several subcarriers, the number of which is a multiple of 19 subcarriers).

После установления синхронизации блоков можно декодировать изменяющиеся поля тактирующей ДФМн-последовательности. Дифференциально-обнаружимые двоичные разряды этих изменяющихся полей обнаруживаются на основе «решения большинством голосов» по «обучающим» поднесущим, так что декодирование оказывается возможным, когда некоторые из этих поднесущих или двоичных разрядов искажены. 16-ти блокам в пределах каждого кадра модема дают номера от 0 до 15. Тогда содержание самого старшего двоичного разряда (ССДР) поля «подсчет блоков» всегда задают нулевым, поскольку подсчет блоков никогда не превышает 15. Синхронизация кадров модема устанавливается в соответствии со знанием поля «подсчет блоков».After the synchronization of the blocks is established, the changing fields of the clocked DPSK sequence can be decoded. Differentially detectable binary bits of these variable fields are detected based on a “majority vote” of the “training” subcarriers, so decoding is possible when some of these subcarriers or binary bits are distorted. 16 blocks within each frame of the modem are given numbers from 0 to 15. Then the contents of the most significant binary digit (BSS) of the "block count" field are always set to zero, since the block count never exceeds 15. The modem frame synchronization is set in accordance with knowledge fields "counting blocks."

Когерентное обнаружение этого сигнала требует некоторого когерентного опорного сигнала фазы. Декодированная информация из тактирующей ДФМн-последовательности используется для удаления модуляции из «обучающих» поднесущих с оставлением информации об опорном сигнале локальной фазы и шуме. Обращаясь к фиг.44, отмечаем, что сначала из принимаемых «обучающих» поднесущих удаляют модуляцию двоичной (±1) тактирующей последовательности, умножая упомянутые поднесущие на синхронизированную, декодированную и дифференциально-перекодированную тактирующую ДФМн-последовательность. Для сглаживания результирующих символов во времени используют КИХ-фильтр, что дает комплексно-сопряженную оценку локальной фазы и амплитуды. Это значение задерживается и умножается на оценку величины, обратной дисперсии шума. Дисперсию шума оценивают, вычитая сглаженную оценку локальной фазы и амплитуды из входных символов (после надлежащего выравнивания во времени), возведения в квадрат и фильтрации комплексных выборок шума с последующей аппроксимацией упомянутой обратной величины (с защитой от деления на нуль). Этот вес ИоСК интерполируют по 18-ти поднесущим между парами соседних «обучающих» поднесущих. Результирующие локальные веса ИоСК затем используют для умножения на соответствующие локальные символы, несущие данные.Coherent detection of this signal requires some coherent phase reference signal. The decoded information from the clocked DPSK sequence is used to remove modulation from the “training” subcarriers, leaving information about the reference signal of the local phase and noise. Turning to FIG. 44, we note that first, from the received “training” subcarriers, the modulation of the binary (± 1) clock sequence is removed, multiplying the mentioned subcarriers by a synchronized, decoded and differential transcoded clock DPSK sequence. To smooth the resulting symbols in time, use an FIR filter, which gives a complex conjugate estimate of the local phase and amplitude. This value is delayed and multiplied by an estimate of the reciprocal of the noise variance. The noise variance is estimated by subtracting the smoothed estimate of the local phase and amplitude from the input symbols (after proper time alignment), squaring and filtering the complex noise samples, followed by approximation of the inverse value (with protection against division by zero). This weight IOC is interpolated over 18 subcarriers between pairs of neighboring “training” subcarriers. The resulting local IOSK weights are then used to multiply by the corresponding local characters carrying the data.

В одном варианте осуществления фильтр 358 нижних частот, показанный на фиг.44, является 11-отводным КИХ-фильтром. Этот 11-отводный КИХ-фильтр используют для динамической оценки комплексного когерентного опорного коэффициента усиления α в каждом местоположении поднесущей для каждого времени символа. Временная фильтрация с помощью 11-отводного КИХ фильтра и последующая фильтрация по поднесущим проводится для вычисления локальной оценки когерентного опорного коэффициента усиления α для каждого расположения ЧФМн-символа как во времени, так и по частоте. Больший КИХ-фильтр, имеющий больше отводов, мог бы снизить ошибку оценки, когда статистики сигналов стационарны, но ширина полосы при этом оказалась бы слишком малой для слежения за носящими доплеровский характер изменениями в сигнале на максимальных скоростях, характерных для автострад. Следовательно, предпочтительны 11-отводные фильтры с клинообразной симметричной гауссообразной импульсной характеристикой. Вместо БИХ-фильтра используют симметричный КИХ-фильтр ввиду его свойства линейности фазы, которое дает нулевую ошибку смещения для (приблизительно) кусочно-линейной характеристики замирания в канале в диапазоне частот фильтра. Этот сглаженный когерентный опорный сигнал, выдаваемый из КИХ-фильтра, вычитается из задержанных входных выборок, что дает мгновенные выборки шума. Эти выборки шума возводятся в квадрат и обрабатываются БИХ-фильтром 374, что дает оценку дисперсии шума, σ2. Этот фильтр имеет ширину полосы, более узкую, чем КИХ-фильтр, что позволяет получить в целом более точную оценку дисперсии шума. После надлежащих задержек выборок для согласования с задержками фильтра вычисляют вес α2 для каждой поднесущей. Эти значения сглаживают и интерполируют по поднесущим для каждого МОРЧ-символа, чтобы получить более точные оценки. Этот вес является особым для каждого МОРЧ-символа, а каждая поднесущая обеспечивает локальную (временную и частотную) оценку и вес для символов, образующих метрики переходов для последующего декодера Витерби.In one embodiment, the low-pass filter 358 shown in FIG. 44 is an 11-tap FIR filter. This 11-tap FIR filter is used to dynamically estimate the complex coherent reference gain α at each subcarrier location for each symbol time. Temporal filtering using an 11-tap FIR filter and subsequent filtering by subcarriers is performed to calculate a local estimate of the coherent reference gain α for each location of the PPSK symbol in both time and frequency. A larger FIR filter with more taps could reduce the estimation error when the statistics of the signals are stationary, but the bandwidth would be too small to track Doppler-like changes in the signal at the maximum speeds typical of freeways. Therefore, 11-tap filters with a wedge-shaped symmetrical Gaussian impulse response are preferred. Instead of the IIR filter, a symmetric FIR filter is used because of its linear phase property, which gives a zero bias error for the (approximately) piecewise linear fading characteristic in the channel in the filter frequency range. This smoothed coherent reference signal output from the FIR filter is subtracted from the delayed input samples, which gives instant noise samples. These noise samples are squared and processed by the IIR filter 374, which gives an estimate of the noise variance, σ 2 . This filter has a bandwidth that is narrower than the FIR filter, which allows a generally more accurate estimate of the noise variance. After appropriate sample delays, to match the filter delays, the weight α / σ 2 for each subcarrier is calculated. These values are smoothed and interpolated by subcarriers for each OFDM symbol to obtain more accurate estimates. This weight is special for each OFDM symbol, and each subcarrier provides a local (time and frequency) estimate and weight for the symbols forming the transition metrics for the subsequent Viterbi decoder.

Система, проиллюстрированная на фиг.44, была разработана для обеспечения соответствия транспортным средствам со стационарными антеннами. Описаны многочисленные функции опорных поднесущих применительно к захвату, слежению, оценке информации о состоянии канала (ИоСК) и когерентной работе. Эта система была разработана для когерентной работы в полосе ЧМ-радиовещания (88-108 МГц) при ширине полосы замирания, соответствующей транспортным средствам, движущимся со скоростями, характерными для автострад. Различные параметры когерентного слежения оцениваются с использованием фильтров, ширины полос которых приближаются к ожидаемой ширине (примерно 13 Гц) полосы доплеровских частот. При стационарной антенне соответствующие статистики слежения за входным сигналом согласно алгоритмам слежения предполагаются изменяющимися с частотой, не превышающей ширину полосы доплеровских частот.The system illustrated in FIG. 44 was designed to match vehicles with fixed antennas. Numerous functions of reference subcarriers are described in relation to capture, tracking, estimation of channel state information (IOSC) and coherent operation. This system was designed for coherent operation in the FM broadcast band (88-108 MHz) with a fade bandwidth corresponding to vehicles moving at speeds characteristic of freeways. Various coherent tracking parameters are estimated using filters whose bandwidths approach the expected width (approximately 13 Hz) of the Doppler frequency band. With a stationary antenna, the corresponding tracking statistics for the input signal according to tracking algorithms are assumed to vary with a frequency not exceeding the Doppler frequency bandwidth.

Приемники HD RadioTM стандарта ВПР можно использовать в сочетании с антенной системой с коммутационным разнесением. Вместе с тем, использование антенн с коммутационным разнесением вносит резкие переходные процессы в когерентное слежение за цифровым сигналом, что ухудшает цифровые рабочие характеристики.Receivers HD Radio TM CDF standard can be used in conjunction with the antenna system with switch diversity. At the same time, the use of switching diversity antennas introduces sharp transients into the coherent tracking of a digital signal, which degrades the digital performance.

В том смысле, в каком он употребляется в данном описании, термин «комплексный когерентный опорный коэффициент усиления (α)" для ЧФМн-символа (в зависимости от места нахождения во времени и по частоте, поскольку он является динамическим) определяется как α. Это комплексный член, включающий в себя действительную и мнимую составляющие, который отображает коэффициент усиления и фазу символа, связанного с ним. Это значение оценивают путем вышеописанной обработки и фильтрации. Термин «составной опорный сигнал xn когерентного канала» относится к значению α составного сигнала по всем опорным поднесущим и за любое время одного МОРЧ-символа.In the sense in which it is used in this description, the term "complex coherent reference gain (α)" for an MPSK symbol (depending on the location in time and frequency, since it is dynamic) is defined as α. This is complex a term that includes the real and imaginary components, which displays the gain and phase of the symbol associated with it. This value is estimated by the above processing and filtering. The term "composite reference signal x n coherent channel" refers to value α of the composite signal for all reference subcarriers and for any time of one OFDM symbol.

В этом примере предполагается, что время коммутации, характерное для модуля коммутации разнесения, составляет порядка 10 микросекунд, а минимальное время задержки срабатывания составляет порядка 10 миллисекунд. Время коммутации порядка 10 микросекунд не оказывает заметного влияния на демодулированный ЧМ-сигнал, а общее улучшение разнесения при частотной модуляции может оказаться существенным, поскольку предотвращаются замирания сигналов. Вместе с тем, переходный процесс коммутации негативно влияет на когерентно отслеживаемый цифровой сигнал. Как показано на фиг.23, коммутация антенного модуля обуславливает скачкообразный переходный процесс в когерентном сигнале, причем сам сигнал непосредственно перед переходным процессом или после него является приблизительно когерентным. Фильтрация с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтрация) скачкообразного переходного процесса искажает оценочный опорный сигнал α когерентного канала (как показано на фиг.44), влияя на диапазон выборок, равный длине КИХ-фильтра (11 отводов). Это искажение в опорном сигнале когерентного канала увеличивает модуль выборок шума в результате вычитания этого опорного сигнала из входных выборок. Хотя шум увеличивается лишь в окрестности переходного процесса, БИХ-фильтр расширяет этот пик шума на диапазон БИХ-фильтра. Это дает эффект занижения дисперсии шума при оценке в ближайшей окрестности переходного процесса, тогда как завышение при оценке во временном диапазоне БИХ-фильтра в ближайшей окрестности переходного процесса не происходит. Как искаженный опорный сигнал когерентного канала, так и ошибки дисперсии шума вносят вклад в ухудшение цифрового сигнала. В изобретении предложен способ когерентного слежения, который компенсирует переходные процессы коммутации в антенной системе с коммутационным разнесением.In this example, it is assumed that the switching time characteristic of the diversity switching module is of the order of 10 microseconds, and the minimum response delay time is of the order of 10 milliseconds. The switching time of the order of 10 microseconds does not have a noticeable effect on the demodulated FM signal, and the overall improvement in diversity with frequency modulation can be significant, since signal fading is prevented. However, the switching transient negatively affects a coherently monitored digital signal. As shown in FIG. 23, the switching of the antenna module causes an intermittent transient in a coherent signal, with the signal itself immediately before or after the transient being approximately coherent. Filtering with a finite impulse response (FIR filtering) of the hopping transient distorts the estimated reference signal α of the coherent channel (as shown in FIG. 44), affecting the sampling range equal to the length of the FIR filter (11 taps). This distortion in the reference signal of the coherent channel increases the modulus of the noise samples by subtracting this reference signal from the input samples. Although noise increases only in the vicinity of the transient, the IIR filter expands this noise peak to the range of the IIR filter. This gives the effect of underestimating the noise variance when estimating in the immediate vicinity of the transient, while overestimating when estimating in the time range of the IIR filter in the nearest neighborhood of the transient. Both the distorted reference signal of the coherent channel and the noise dispersion errors contribute to the degradation of the digital signal. The invention provides a coherent tracking method that compensates for switching transients in an antenna diversity switching system.

На фиг.45 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 20 дБ). Линия 438 отображает выборку шума, вводимую в БИХ-фильтр, а линия 440 отображает отфильтрованный выходной сигнал. Видно, что входные выборки шума (возведенные в квадрат) увеличиваются в ближайшей окрестности переходного процесса. На самом деле, это происходит ввиду искажения опорного сигнала когерентного канала из-за 11-отводного КИХ-фильтра. Хотя выход БИХ-фильтра реагирует на пики шума, эти пики претерпевают локальное подавление у переходного процесса, но распространяются на протяжении БИХ-фильтра. Эти ошибки в локальной оценке дисперсии шума вносят вклад в ухудшение цифровых рабочих характеристик.Fig. 45 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (SNR 20 dB). Line 438 displays the noise sample input to the IIR filter, and line 440 displays the filtered output. It can be seen that the input noise samples (squared) increase in the immediate vicinity of the transient. In fact, this is due to the distortion of the reference signal of the coherent channel due to the 11-tap FIR filter. Although the output of the IIR filter responds to noise peaks, these peaks undergo local suppression at the transient, but propagate throughout the IIR filter. These errors in the local estimation of noise variance contribute to the degradation of digital performance.

На фиг.46 представлен еще один график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 20 дБ) в случае когерентного опорного сигнала, фиксированного в соответствии с изобретением. Линия 442 отображает выборку шума, вводимую в БИХ-фильтр, а линия 444 отображает отфильтрованный выходной сигнал. Фиг.46 иллюстрирует тот же сценарий, что и фиг.45. Однако в соответствии с этим изобретением опорный сигнал когерентного канала корректируется. В КИХ-фильтрации или оценке дисперсии шума ничего не изменено.Fig. 46 is another graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (SNR 20 dB) in the case of a coherent reference signal fixed in accordance with the invention. Line 442 displays the noise sample introduced into the IIR filter, and line 444 displays the filtered output. Fig. 46 illustrates the same scenario as Fig. 45. However, in accordance with this invention, the reference signal of the coherent channel is adjusted. In FIR filtering or noise variance estimation nothing is changed.

Когерентного слежения можно достичь с любой стороны (во времени) от переходного процесса коммутации, как показано на фиг.24. На фиг.47 представлена функциональная блок-схема, иллюстрирующая генерирование когерентных опорных сигналов канала. Демодулированные комплексные символы из нескольких опорных поднесущих вводятся по шинам 450, 452 и 454. Эти комплексные символы объединяются с сопряженной величиной 456 известной опорной последовательности в смесителях 458, 460 и 462 для удаления данных из символов опорных поднесущих. КИХ-фильтры 464, 466 и 468 фильтруют каждое значение комплексного коэффициента усиления поднесущей, чтобы уменьшить шум. Эти КИХ-фильтры могут быть, например, 7-отводными фильтрами. Блок 470 показывает, что значения коэффициента усиления поднесущих сглаживаются по опорным поднесущим для дальнейшего уменьшения шума при оценке. Это приводит к опорному коэффициенту усиления когерентного канала для каждой поднесущей на шинах 472, 474 и 476. Эти коэффициенты усиления опорного сигнала когерентного канала суммируются в точке 478 суммирования, чтобы получить составной опорный сигнал хn когерентного канала на шине 480.Coherent tracking can be achieved on either side (in time) of the transient switching process, as shown in FIG. 24. On Fig presents a functional block diagram illustrating the generation of coherent reference channel signals. Demodulated complex symbols from several reference subcarriers are inputted on buses 450, 452 and 454. These complex symbols are combined with a conjugate 456 of a known reference sequence in mixers 458, 460 and 462 to remove data from the reference subcarrier symbols. FIR filters 464, 466, and 468 filter each complex subcarrier gain value to reduce noise. These FIR filters can be, for example, 7-tap filters. Block 470 indicates that the subcarrier gain values are smoothed over the reference subcarriers to further reduce noise in the estimation. This results in a coherent channel reference gain for each subcarrier on buses 472, 474, and 476. These coherent channel reference gains are added at the summation point 478 to obtain a composite coherent channel reference signal x n on bus 480.

Фильтры когерентной оценки не могут использовать выборки сигналов, которые с двух сторон охватывают переходный процесс, поэтому следящие фильтры могут использовать только выборки сигналов вплоть до переходного процесса (не включительно) с любого направления во времени. Момент времени возникновения переходного процесса сигнала должен быть идентифицирован. Хотя (теоретически) должна существовать возможность неявного сообщения момента коммутации в модем приемника, это может оказаться практически не осуществимым. Для модема предпочтительно надежное обнаружение переходного процесса в рамках алгоритмов когерентного слежения. Алгоритмы когерентного слежения можно модифицировать в окрестности переходного процесса, чтобы обеспечить приблизительно когерентное слежение в ближайшей окрестности переходного процесса, за исключением символа, где происходил переходный процесс. Излишне говорить, что ошибка в оценке дисперсии шума возникает из-за ошибки в опорном сигнале когерентного канала. Следовательно, если опорный сигнал когерентного канала является точным, то нет нужды изменять оценку дисперсии шума.Coherent estimation filters cannot use samples of signals that span the transient on both sides, so tracking filters can only use signal samples up to the transient (not inclusive) from any direction in time. The instant of occurrence of the transient signal must be identified. Although (theoretically) there should be the possibility of implicit communication of the switching moment to the receiver’s modem, this may turn out to be practically impossible. For the modem, reliable transient detection within the framework of coherent tracking algorithms is preferred. Coherent tracking algorithms can be modified in the vicinity of the transient to provide approximately coherent tracking in the immediate vicinity of the transient, with the exception of the symbol where the transient occurred. Needless to say, an error in the estimation of noise variance arises from an error in the reference signal of the coherent channel. Therefore, if the reference signal of the coherent channel is accurate, then there is no need to change the estimate of the noise variance.

Требуется обеспечить обнаружение «вслепую» скачкообразного переходного процесса из-за коммутации антенных элементов. Особенность, связанная с обнаружением именно «вслепую», относится к способу, при осуществлении которого алгоритм обеспечивает просмотр демодулированных символов модема и не обладает непосредственным знанием момента коммутации в модуле коммутации разнесения. Способ предусматривает обработку выборок слежения за сглаженным когерентным опорным сигналом (комплексных отфильтрованных значений α), которые обозначены буквой «х» на фиг.47 и в этом описании, на частоте следования МОРЧ-символов (т.е. приблизительно 344,5 МОРЧ-символов в секунду в одном примере). Значения α комплексного коэффициента усиления канала группируются по всем опорным поднесущим для получения одного составного комплексного значения «х» для каждого МОРЧ-символа.It is required to ensure the detection of "blindly" spasmodic transient due to the switching of antenna elements. A feature related to the detection of “blind” is related to the method, in which the algorithm provides viewing of demodulated modem symbols and does not have direct knowledge of the moment of switching in the diversity switching module. The method involves processing tracking samples of a smoothed coherent reference signal (complex filtered values of α), which are indicated by the letter "x" in Fig. 47 and in this description, at a repetition rate of OFDM symbols (i.e., approximately 344.5 OFDM symbols per second in one example). The values of the complex channel gain α are grouped by all reference subcarriers to obtain one composite complex value “x” for each OFDM symbol.

Предполагается, что переходный процесс (который может длиться приблизительно 30 микросекунд) оказывается гораздо короче, чем время, занимаемое символом, и что этот переходный процесс возникает в течение лишь одного символа. Символы с любой стороны от переходного процесса не искажаются значительно этим переходным процессом и могут быть использованы при когерентном слежении и оценке. Однако символы, расстояние которых от переходного процесса находится в пределах половины диапазона КИХ-фильтра (например, 5 выборок для 11-отводного КИХ-фильтра или 3 выборки для 7-отводного КИХ-фильтра), подвергаются фильтрации для оценки когерентного опорного сигнала. Это недвусмысленно проиллюстрировано на фиг.24, где показаны действительная и мнимая составляющие комплексных значений «х» (сплошные линии на графике), причем количество отводов КИХ-фильтра было уменьшено с 11-ти до 7-ми, чтобы минимизировать диапазон эффектов переходных процессов. Уменьшение количества отводов КИХ-фильтра до 7-ми имеет эффект небольшого уменьшения коэффициента усиления фильтра на протяжении шума, но улучшает переходную характеристику.It is assumed that the transient (which can last approximately 30 microseconds) is much shorter than the time taken by the symbol, and that this transient occurs within only one symbol. Symbols on either side of the transient are not significantly distorted by this transient and can be used for coherent tracking and evaluation. However, characters whose distance from the transient is within half the range of the FIR filter (for example, 5 samples for an 11-tap FIR filter or 3 samples for a 7-tap FIR filter) are filtered to evaluate a coherent reference signal. This is explicitly illustrated in FIG. 24, which shows the real and imaginary components of the complex “x” values (solid lines in the graph), and the number of taps of the FIR filter was reduced from 11 to 7 to minimize the range of transient effects. Reducing the number of taps of the FIR filter to 7 has the effect of a slight decrease in the gain of the filter during noise, but improves the transient response.

На фиг.46 показано искажение когерентного слежения в пределах ±3 символов от переходного процесса, при котором когерентный опорный сигнал совершает переход от предпереходного значения к постпереходному значению для α. Один способ обнаружения переходного процесса предусматривает тестирование гипотез выборок «х» с любой стороны от рассматриваемого символа, где следует обнаружить переходный процесс. Иными словами, если нужно обнаружить переходный процесс в месте n нахождения символа, то мы наблюдаем выборки xn-1 и xn+1. Тестирование гипотез продолжается для каждого последующего места расположения символа, и при этом также предполагается, что наблюдения прошлой и будущей выборок относительно выборки «х» могут быть осуществлены на всем протяжении подходящей задержки в алгоритмах обработки сигналов, которые можно подрегулировать позже. Также предполагается, что переходный процесс обнаруживается, когда значения выборок xn-1 и xn+1 оказываются достаточно разными (или некогерентными). Несколько форм обнаружения этого различия проанализированы, промоделированы и сравнены в канале с замиранием. Простая разность (xn-1-xn+1) комплексных значений или модуль |xn-1-xn+1| этой разности оказываются недостаточными для локализации переходного процесса, поскольку эта разность масштабируется модулем сигнала в этот момент, а пик разности не отображается. Однако эту разность можно масштабировать обратно пропорционально ее модулю после обнаружения пика, чтобы проверить, присутствует ли переходный процесс. Хотя эффективными могут оказаться различные формы критериев обнаружения, в этом примере используются квадраты модулей вместо модуля, чтобы обойтись без вычисления квадратных корней. Следующий трехэтапный алгоритм для обнаружения расположения переходного процесса показал себя эффективным в зашумленном канале с замиранием и относительно простым применительно к расчету последовательности выборок xn.On Fig shows the distortion of coherent tracking within ± 3 characters from the transition process, in which the coherent reference signal makes the transition from the pre-transition value to the post-transition value for α. One way to detect a transient involves testing the hypotheses of the “x” samples on either side of the symbol in question, where the transient should be detected. In other words, if it is necessary to detect a transient at the location n of the symbol, then we observe samples x n-1 and x n + 1 . Hypothesis testing continues for each subsequent location of the symbol, and it is also assumed that observations of past and future samples with respect to sample “x” can be made throughout the entire suitable delay in signal processing algorithms, which can be adjusted later. It is also assumed that a transient is detected when the values of the samples x n-1 and x n + 1 turn out to be quite different (or incoherent). Several forms of detecting this difference are analyzed, modeled and compared in the channel with fading. The simple difference (x n-1 -x n + 1 ) of complex values or the modulus | x n-1 -x n + 1 | This difference is insufficient for the localization of the transient process, since this difference is scaled by the signal module at this moment, and the peak of the difference is not displayed. However, this difference can be scaled inversely with its modulus after detecting a peak to check if a transient is present. Although various forms of detection criteria may be effective, this example uses squares of modules instead of modules to do without calculating square roots. The following three-stage algorithm for detecting the location of the transient process has proven to be effective in a noisy channel with fading and relatively simple when calculating the sequence of samples x n .

Figure 00000030
Figure 00000030

Поскольку выражения для обнаружения пика и переходного процесса предусматривают использование будущих значений выборок «х», удобно вычислять разность «разн.квадр.» перед расчетами по двум последующим выражениям. Типичное значение «порог» составляет 0,05. Пример выходного сигнала обнаружения переходного процесса показан на фиг.48 и 49. На фиг.48 показаны результаты применения алгоритма обнаружения переходных процессов для 800 МОРЧ-символов. На фиг.49 показаны результаты применения алгоритма обнаружения переходных процессов в окрестности символа под номером 200. На этих чертежах показаны значения действительной части 484 и мнимой части 482 отфильтрованного опорного сигнала α когерентного канала и результаты обнаружения переходного процесса, демонстрирующие импульсы 486 обнаруженных переходных процессов. На фиг.49 показан в увеличенном масштабе диапазон около символа под номером 200. Отметим, что переходный процесс не был обнаружен у символа под номером 600, потому что порог нечувствителен к малым различиям во время переходного процесса, которые оказывают минимальное влияние на рабочие характеристики. Однако значение этого порога хорошо работает вплоть до ОСШ 0 дБ.Since the expressions for peak detection and transient use the future values of the “x” samples, it is convenient to calculate the difference “different squared” before calculating the next two expressions. A typical threshold value is 0.05. An example of a transient detection output signal is shown in FIGS. 48 and 49. FIG. 48 shows the results of applying a transient detection algorithm for 800 OFDM symbols. On Fig shows the results of applying the transient detection algorithm in the vicinity of the symbol under the number 200. These drawings show the values of the real part 484 and the imaginary part 482 of the filtered reference signal α of the coherent channel and the results of the detection of the transient process, showing pulses 486 detected transient processes. Fig. 49 shows, on an enlarged scale, the range near the symbol number 200. Note that a transient was not detected in the symbol number 600 because the threshold is insensitive to small differences during the transient that have minimal impact on performance. However, the value of this threshold works well up to an SNR of 0 dB.

Теперь, когда можно надежно обнаружить переходный процесс, следующим этапом является регулирование выборок α когерентного опорного сигнала в ближайшей окрестности переходного процесса. Относительно простое решение заключается в том, чтобы отбросить значения выборок α вблизи переходного процесса, которые включают в себя символ, где этот переходный процесс обнаруживается. Эти значения заменяют ближайшим значением выборки α, которое не подверглось воздействию БИХ-фильтра (оно находится на расстоянии 4-х выборок от переходного процесса в случае 7-отводного БИХ-фильтра). Это дает результат, отображенный пунктирными линиями графиков на фиг.24. Пример последовательности в окрестности обнаруженного переходного процесса представлен в таблице 3. В таблице 3 показаны входные значения выборок α и выровненные выходные значения выборок α, когда переходный процесс обнаруживается в месте n нахождения символа. Входные выборки упорядочены как символы. Но выровненная выходная последовательность для выборок α регулируется для минимизации искажения, вносимого БИХ-фильтром, как описано ранее.Now that the transient can be reliably detected, the next step is to adjust the samples of the α coherent reference signal in the immediate vicinity of the transient. A relatively simple solution is to discard the values of the samples α near the transient, which include the symbol where this transient is detected. These values are replaced by the closest sample value α, which was not exposed to the IIR filter (it is located at a distance of 4 samples from the transient in the case of a 7-tap IIR filter). This gives the result displayed by the dashed lines of the graphs in FIG. An example of a sequence in the vicinity of the detected transient is presented in Table 3. Table 3 shows the input values of the samples α and the aligned output values of the samples α when the transient is detected at the symbol location n. Input samples are ordered as characters. But the aligned output sequence for α samples is adjusted to minimize distortion introduced by the IIR filter, as described previously.

Таблица 3
Коррекция комплексных коэффициентов усиления α канала (для каждой опорной поднесущей) в окрестности переходного процесса, обнаруженного в месте n нахождения символа
Table 3
Correction of the complex channel α gain (for each reference subcarrier) in the vicinity of the transient detected at symbol location n

Figure 00000031
Figure 00000031

Для достижения результатов, представленных в таблице 3, можно воспользоваться простым алгоритмом с подходящей точкой и буферизацией для диапазона "х" выборок. В случае использования 7-отводного БИХ-фильтра для получения выборок α работа происходит следующим образом. Если переходный процесс обнаруживается в пределах 3-х символов до текущего символа (например, между местом n-3 и местом n-1), то вместо использования текущего значения выборки α используется значение (αn-4) выборки α, которое находится в 4-х символах перед переходным процессом. Точно так же, если переходный процесс обнаруживается в пределах 3-х символов после текущего символа (например, между местом n+1 и местом n+3), то вместо использования текущего значения выборки α используется значение (αn+4) выборки α, которое находится в 4-х символах после переходного процесса. Если текущий символ находится в месте (например, n) нахождения обнаруженного переходного процесса, то используется среднее значение - (αn-4n+4)/2 - выборок α, которые находятся в пределах ±4 символов с любой стороны от переходного процесса. В противном случае используются текущие входные значения выборок α (например, в местах от n-5 до n-4 и от n+4 до n+5). Конечно, подробности этого алгоритма можно подкорректировать для согласования с другим диапазоном БИХ-фильтра. Функциональная схема, иллюстрирующая коррекцию значений α в окрестности обнаруженного переходного процесса, представлена на фиг.50. На фиг.50 показано, что нескорректированный коэффициент усиления когерентного канала для каждой поднесущей вводится по шинам 500, 502 и 504. Эти входные сигналы суммируются в точке 506 суммирования, чтобы получить составной опорный сигнал когерентного канала на шине 508. Детектор 510 переходных процессов обнаруживает переходные процессы в составном опорном сигнале когерентного канала. Затем регулируют нескорректированные коэффициенты усиления когерентного канала в окрестности переходного процесса, как показано в блоке 512. Это дает откорректированный коэффициент усиления когерентного канала для каждой опорной поднесущей на шинах 514, 516 и 518.To achieve the results presented in table 3, you can use a simple algorithm with a suitable point and buffering for the range of "x" samples. In the case of using a 7-branch IIR filter to obtain α samples, the operation is as follows. If the transient is detected within 3 characters before the current character (for example, between place n-3 and place n-1), then instead of using the current value of the sample α, the value (α n-4 ) of the sample α, which is located in 4 characters before the transient. Similarly, if a transient is detected within 3 characters after the current character (for example, between location n + 1 and location n + 3), then instead of using the current value of the sample α, the value (α n + 4 ) of the sample α is used, which is in 4 characters after the transient. If the current symbol is in the location (for example, n) of the detected transient, then the average value is used - (α n-4 + α n + 4 ) / 2 - samples α, which are within ± 4 characters on either side of the transition process. Otherwise, the current input values of the samples α are used (for example, in places from n-5 to n-4 and from n + 4 to n + 5). Of course, the details of this algorithm can be adjusted to fit a different IIR filter range. A functional diagram illustrating the correction of α values in the vicinity of the detected transient is shown in FIG. 50. FIG. 50 shows that an uncorrected coherent channel gain for each subcarrier is input across buses 500, 502, and 504. These input signals are summed at summation point 506 to obtain a composite reference of a coherent channel on bus 508. Transient detector 510 detects transients processes in the composite reference signal of a coherent channel. The uncorrected coherent channel gains are then adjusted in the vicinity of the transient, as shown in block 512. This gives a corrected coherent channel gain for each reference subcarrier on buses 514, 516, and 518.

Анализ и моделирование усовершенствований алгоритма показывают, что они работают достаточно хорошо для проанализированных и смоделированных случаев. Эти случаи включают в себя канал с плавным и избирательным замиранием и с шириной полосы доплеровских частот, соответствующей скоростям, характерным для автострад, и такому незначительному шуму, как соответствующий ОСШ 0 дБ. Вместе с тем, следует рассмотреть и другие условия в канале. Например, импульсообразный шум может обуславливать ложное обнаружение переходного процесса. В этом случае отрегулированные значения выборок «х» когерентного опорного сигнала оказываются подходящими. Однако оценка дисперсии шума будет искажена. Импульс шума может быть очень высоким для символа (символов), где этот импульс возник, но БИХ-фильтр может подавить это значение оценки шума в момент возникновения импульса и распространить оценку шума по времени реакции на импульсное возмущение БИХ-фильтра. В этом случае было бы предпочтительно осуществлять прямую передачу выборок сильного шума параллельно тракту БИХ-фильтрации (с подходящим согласованием задержек). Для символов, в которых импульс шума значительно больше, чем выходной сигнал БИХ-фильтра, этот импульс шума нужно использовать для определения оценочной дисперсии шума для этих символов. Когда используют тракт прямой передачи для этих импульсов шума, энергию, поступающую в БИХ-фильтр для этих символов, следует уменьшать так, чтобы локальный пик шума не распространялся по диапазону БИХ-фильтра. Легко предусмотреть несколько вариаций этого процесса для обработки пиков шума в оценке дисперсии шума. Одна такая модификация оценки дисперсии шума, обеспечивающая согласование импульсообразного шума, представлена на фиг.51. На фиг.51 показано, что входные сигналы для каждой опорной выборки подаются по шине 520 и прибавляются к опорной выборке α0 в сумматоре 522. Оценки дисперсии шума фильтруются по опорным поднесущим, чтобы уменьшить ошибки оценки, как показано в блоке 524. Отфильтрованные выборки дисперсии затем используются для вычисления дисперсии шума, как показано в блоке 526. Это приводит к получению дисперсии «дисп0n» на шине 528 (где дисп0n=min(2∗диспБИХn-1+ε, диспn)) и дисперсии «дисп1n» на шине 530 (где дисп1n=max(0,5∗диспn-диспБИХn-1)). Дисперсия «дисп0n» затем фильтруется в блоке 532, а «дисп1n» задерживается, как показано блоком 534. Отфильтрованная «дисп0n» и задержанная «дисп1n» суммируются в сумматоре 536, чтобы получить оценку дисперсии шума, выдаваемую по шине 538. Выходная дисперсия «диспБИХn-1» фильтра 532 подается обратно в блок 524 по шине 540.Analysis and modeling of algorithm improvements show that they work well enough for analyzed and simulated cases. These cases include a channel with smooth and selective fading and with a Doppler frequency bandwidth corresponding to the speeds typical of freeways and such insignificant noise as the corresponding 0 dB SNR. However, other conditions in the channel should be considered. For example, impulse-like noise can lead to false transient detection. In this case, the adjusted values of the “x” samples of the coherent reference signal are suitable. However, the estimate of noise variance will be distorted. The noise impulse can be very high for the symbol (s) where this impulse originated, but the IIR filter can suppress this noise estimate value at the moment the impulse occurs and extend the noise estimate from the reaction time to the impulse disturbance of the IIR filter. In this case, it would be preferable to directly transmit the loud noise samples parallel to the IIR filtering path (with suitable delay matching). For characters in which the noise pulse is significantly larger than the output of the IIR filter, this noise pulse should be used to determine the estimated noise variance for these symbols. When using the direct transmission path for these noise pulses, the energy entering the IIR filter for these symbols should be reduced so that the local noise peak does not propagate over the IIR filter range. It is easy to envision several variations of this process for processing noise peaks in the estimation of noise variance. One such modification of the estimation of noise variance, providing matching noise-like noise, is presented in Fig. 51. On Fig shows that the input signals for each reference sample are supplied on the bus 520 and added to the reference sample α 0 in the adder 522. The noise variance estimates are filtered by the reference subcarriers to reduce the estimation errors, as shown in block 524. The filtered variance samples then they are used to calculate the noise variance, as shown in block 526. This results in a variance of “disp0 n ” on bus 528 (where dis0 n = min (2 ∗ disPHI n-1 + ε, disp n )) and the variance “disp1 n "On the bus 530 (where dis1 n = max (0.5 * dis n -dISBR n-1 )). The dispersion “disp0 n ” is then filtered at block 532, and “dispers1 n ” is delayed, as shown by block 534. The filtered “disp0 n ” and delayed “disp1 n ” are summed in the adder 536 to obtain an estimate of the noise variance output via bus 538. The output dispersion "dispersion n-1 " of the filter 532 is fed back to block 524 via bus 540.

Способ обнаружения переходного процесса, описанный для коммутации антенны, работает также в случае импульсного шума. В отличие от случая коммутации с переходным процессом, при которой значение шума переходного процесса оказывается малым, импульсный шум может быть большим. Кроме того, иногда переходный процесс коммутации оказывается необнаруженным, что вызывает ошибочное (хотя и малое) значение выборки α, но обуславливает повышенный шум в окрестности (±3 символа), имеющий влияние, аналогичное оказываемому импульсным шумом. В этих случаях импульсообразного шума фильтры оценки дисперсии шума сглаживают значение импульсного шума по многим (например, 64-м) символам, так что шум в момент импульсного шума оказывается заниженным при оценке, тогда как шум в пределах ±32 МОРЧ-символов оказывается завышенным при оценке из-за «смазывания» выборки шума. Это вызывает ухудшение качества «мягких» символов, подаваемых в декодер Витерби. Следовательно, это регулирование можно внести в оценку дисперсии шума, чтобы улучшить рабочие характеристики для этих случаев импульсообразного шума. Новая оценка дисперсии шума состоит их суммы долговременной дисперсии гауссообразного шума и кратковременной дисперсии импульсообразного шума.The transient detection method described for switching an antenna also works in the case of impulse noise. In contrast to the case of switching with a transient, in which the value of the noise of the transient is small, the impulse noise can be large. In addition, sometimes the switching transient is undetected, which causes an erroneous (albeit small) value of the α sample, but causes increased noise in the vicinity (± 3 characters), which has an effect similar to that exerted by impulse noise. In these cases of impulse-like noise, noise dispersion estimation filters smooth out the value of impulse noise over many (for example, 64th) symbols, so that the noise at the moment of impulse noise is underestimated when estimated, while noise within ± 32 OFDM symbols is overestimated when estimated due to the “blurring” of the noise sample. This causes a deterioration in the quality of soft symbols supplied to the Viterbi decoder. Therefore, this regulation can be introduced into the estimation of noise variance in order to improve the performance for these cases of impulse noise. A new estimate of the noise variance consists of the sum of the long-term variance of the Gaussian noise and the short-term variance of the pulse-shaped noise.

Обращаясь к фиг.51, отмечаем, что значение «дисп0» - это нормальная выборка дисперсии шума, вводимая в БИХ-фильтр для последующего оценивания оценки дисперсии шума. Выборки «дисп» сортируются для представления нормальных возведенных в квадрат выборок («дисп0») гауссообразного шума и возведенных в квадрат выборок («дисп1») импульсообразного шума. БИХ-фильтр оценивает дисперсию нормального гауссова шума, тогда как тракт задержки без фильтрации обеспечивает прямую подачу выборок дисперсии импульсного шума. Когда выборки «дисп» шума оказываются в пределах целесообразного диапазона текущего выходного сигнала БИХ-фильтра, значение «дисп0» задают равным «дисп», а «дисп1»=0. Когда значение шума оказывается необычно высоким (по сравнению с текущим выходным сигналом фильтра), то это с большей вероятностью выборка импульсообразного шума, которая не должна попадать в долговременный фильтр. В этом случае значение «дисп0» ограничивают, хотя некоторые из избыточных значений помещаются в элемент «дисп1». Значение «дисп1», соответственно, задерживают для согласования с задержкой БИХ-фильтра. Результат заключается в том, что выборки импульсного шума должным образом оцениваются в надлежащий момент, и этот шум не распространяется по многим выборкам, как показано на фиг.52, что дает улучшение по сравнению с результатами, показанными на фиг.46, где импульсный шум получается вокруг символа под номером 600.Turning to FIG. 51, we note that the value “disp0” is a normal sample of the noise variance introduced into the IIR filter for the subsequent evaluation of the noise variance estimate. Samples “disp” are sorted to represent normal squared samples (“disp0”) Gaussian noise and squared samples (“disp1”) pulse-shaped noise. An IIR filter estimates the variance of normal Gaussian noise, while a delay path without filtering provides a direct supply of pulsed noise variance samples. When samples of “disp” noise are within the appropriate range of the current IIR filter output signal, the value “disp0” is set to “disp”, and “disp1” = 0. When the noise value is unusually high (compared to the current output signal of the filter), then it is more likely to sample pulse-shaped noise, which should not fall into the long-term filter. In this case, the value of “disp0” is limited, although some of the redundant values are placed in the element “disp1”. The value of "disp1", respectively, is delayed to match the delay of the IIR filter. The result is that the samples of the impulse noise are properly estimated at the right moment, and this noise is not spread across many samples, as shown in FIG. 52, which gives an improvement over the results shown in FIG. 46, where the impulse noise is obtained around the symbol number 600.

На фиг.52 представлен график, иллюстрирующий влияния переходных процессов коммутации на оценки шума (ОСШ 20 дБ), когда применяется модификация дисперсии шума. Линия 550 отображает дисперсию шума символов, тогда как линия 552 отображает отфильтрованный выходной сигнал. Отметим, что пропущенный переходный процесс у символа под номером 600 должным образом отрегулирован в соответствии с увеличенной дисперсией шума в непосредственной окрестности символа под номером 600.52 is a graph illustrating the effects of switching transients on noise estimates (SNR 20 dB) when a noise variance modification is applied. Line 550 displays the noise variance of the symbols, while line 552 displays the filtered output. Note that the missed transient of the symbol at number 600 is properly adjusted in accordance with the increased noise dispersion in the immediate vicinity of the symbol at number 600.

В этом изобретении также предложен способ оценки дисперсии шума символов, когда этот шум может включать в себя выборки импульсообразного шума среди выборок почти гауссообразного шума. Предусматривается нелинейная фильтрация квадратов выборок ошибок, причем метод нелинейной фильтрации включает в себя этапы, на которых вычисляют квадраты выборок ошибок между значениями когерентного опорного сигнала и значениями новых символов, и используют метод нелинейной фильтрации, при котором пропускают нормальные (возведенные в квадрат) выборки гауссообразного шума через фильтр (например, КИХ- или БИХ-фильтр), чтобы оценить дисперсию гауссообразного шума, и при этом добавляют (возведенные в квадрат) выборки импульсообразного шума в выходной сигнал фильтра, чтобы получить новую дисперсию шума, отображающую сумму долговременной усредненной дисперсии гауссообразного шума и кратковременной дисперсии импульсного шума.The invention also provides a method for estimating character noise variance when this noise may include pulsed noise samples among nearly Gaussian noise samples. Nonlinear filtering of the squares of the error samples is provided, the nonlinear filtering method includes the steps of calculating the squares of the error samples between the values of the coherent reference signal and the values of the new symbols, and using the nonlinear filtering method, in which normal (squared) Gaussian noise samples are passed through a filter (for example, an FIR or IIR filter) to estimate the dispersion of Gaussian noise, while adding (squared) samples of the pulse-like noise and a filter output signal to produce a new noise variance displaying sum long averaged Gaussian-like noise variance, and short-term impulsive noise variance.

Способ может дополнительно включать в себя сортировку возведенных в квадрат выборок гауссообразного шума и выборок импульсообразного шума, определение того, является ли каждая новая входная (возведенная в квадрат) выборка шума импульсообразной, путем сравнения с некоторым кратным текущей усредненной оценки дисперсии шума, выдаваемой из фильтра (плюс константа для учета скачкообразных переходных процессов), и если возведенная в квадрат выборка шума не определяется как импульсообразная, то предусматривается введение этого значения в используемый фильтр для оценки долговременной дисперсии гаусобразного шума.The method may further include sorting the squared Gaussian noise samples and the pulsed noise samples, determining whether each new input (squared) noise sample is pulsed, by comparing with a multiple of the current average noise dispersion estimate output from the filter ( plus a constant for taking into account jump-like transients), and if a squared noise sample is not defined as pulse-shaped, then this value is introduced into and polzuemy filter to estimate the long-term dispersion gausobraznogo noise.

Это изобретение обеспечивает внесение усовершенствований в алгоритмы когерентного слежения, которые используются автономно с антенной системой с коммутационным разнесением «вслепую». Эти же самые усовершенствования могут также умерить ухудшение качества из-за импульсного шума или негауссова шума, например из-за соседнего частотно-модулированного аналогового источника помех.This invention provides improvements to the coherent tracking algorithms that are used autonomously with a blind-switched antenna diversity switching system. These same enhancements can also moderate degradation due to impulse noise or non-Gaussian noise, for example, from an adjacent frequency-modulated analogue noise source.

Хотя изобретение описано на нескольких примерах, для специалистов в данной области техники будет очевидно, что в рамках объема притязаний изобретения, определенного в нижеследующей формуле изобретения, можно внести изменения в описанные варианты его осуществления.Although the invention has been described with a few examples, it will be apparent to those skilled in the art that, within the scope of the claims defined in the following claims, it is possible to make changes to the described embodiments.

Claims (32)

1. Способ когерентного слежения за радиосигналом, включающим в себя множество опорных поднесущих, подвергнутых цифровой модуляции, включающий в себя этапы, на которых принимают символы, передаваемые на опорных поднесущих, с использованием множества антенных элементов, при этом коммутация между антенными элементами вызывает скачкообразный переходный процесс, объединяют символы опорных поднесущих с сопряженной величиной известной опорной последовательности для получения множества выборок, осуществляют медианную фильтрацию выборок для получения отфильтрованных выборок и сглаживают выборки для каждой из опорных поднесущих на множестве опорных поднесущих для получения когерентной оценки опорного сигнала для каждой из поднесущих.1. A method for coherently tracking a radio signal including a plurality of reference subcarriers subjected to digital modulation, including the steps of receiving symbols transmitted on the reference subcarriers using a plurality of antenna elements, wherein switching between the antenna elements causes a jumplike transient , combine the symbols of the reference subcarriers with the conjugate value of the known reference sequence to obtain multiple samples, median filtering of the samples d I obtain filtered samples and smoothed samples for each reference subcarrier in the set of reference subcarriers to produce a coherent reference signal estimate for each of the subcarriers. 2. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя этапы, на которых используют упомянутое множество выборок и когерентную оценку опорного сигнала для каждой из поднесущих для получения сигнала дисперсии шума, фильтруют сигнал дисперсии шума для получения отфильтрованного сигнала дисперсии шума, выбирают между сигналом дисперсии шума и отфильтрованным сигналом дисперсии шума для определения выбранного сигнала дисперсии шума и сглаживают выбранный сигнал дисперсии шума для каждой из опорных поднесущих на множестве опорных поднесущих для получения оценки дисперсии шума сигнала для каждой из поднесущих.2. The method according to claim 1, further comprising the steps of using the aforementioned set of samples and a coherent estimate of the reference signal for each of the subcarriers to obtain a noise dispersion signal, filtering the noise dispersion signal to obtain a filtered noise dispersion signal, choosing between the dispersion signal noise and a filtered noise dispersion signal to determine the selected noise dispersion signal and smooth the selected noise dispersion signal for each of the reference subcarriers on the set of reference subcarriers for I am deriving an estimate of the signal noise variance for each of the subcarriers. 3. Способ по п.2, в котором этап использования множества выборок и когерентной оценки опорного сигнала для каждой из поднесущих для получения сигнала дисперсии шума включает в себя этапы, на которых вычитают когерентную оценку опорного сигнала из упомянутого множества выборок для получения выборки шума и возводят в квадрат модуль выборки шума для получения сигнала дисперсии шума.3. The method of claim 2, wherein the step of using the plurality of samples and coherently estimating the reference signal for each of the subcarriers to obtain a noise dispersion signal includes the steps of subtracting the coherent estimate of the reference signal from said plurality of samples to obtain a noise sample and constructing squared noise sampling module to produce a noise dispersion signal. 4. Способ по п.2, в котором упомянутый этап фильтрации сигнала дисперсии шума для получения отфильтрованного сигнала дисперсии шума включает в себя этап, на котором последовательно пропускают сигнал дисперсии шума через медианный фильтр и дополнительный фильтр для сглаживания сигнала дисперсии шума по частоте.4. The method according to claim 2, wherein said step of filtering the noise dispersion signal to obtain a filtered noise dispersion signal includes the step of sequentially passing the noise dispersion signal through a median filter and an additional filter for smoothing the noise dispersion signal in frequency. 5. Способ по п.4, при осуществлении которого дополнительный фильтр содержит фильтр с бесконечной импульсной характеристикой или фильтр с конечной импульсной характеристикой.5. The method according to claim 4, wherein the additional filter comprises a filter with an infinite impulse response or a filter with a finite impulse response. 6. Способ по п.2, дополнительно включающий в себя этап, на котором масштабируют сигнал дисперсии шума перед этапом выбора между сигналом дисперсии шума и отфильтрованным сигналом дисперсии шума для определения выбранного сигнала дисперсии шума.6. The method according to claim 2, further comprising scaling the noise dispersion signal before the selection step between the noise dispersion signal and the filtered noise dispersion signal to determine a selected noise dispersion signal. 7. Приемник для когерентного слежения за радиосигналом, включающим в себя множество опорных поднесущих, подвергнутых цифровой модуляции, содержащий множество антенных элементов для приема радиосигнала, при этом коммутация между антенными элементами вызывает скачкообразный переходный процесс, вход для приема радиосигнала и процессор для когерентного слежения за радиосигналом путем приема символов, передаваемых на опорных поднесущих, объединения символов опорных поднесущих с сопряженной величиной известной опорной последовательности для получения множества выборок, осуществления медианной фильтрации выборок для получения отфильтрованных выборок и сглаживания выборок для каждой из опорных поднесущих на множестве опорных поднесущих для получения когерентной оценки опорного сигнала для каждой из поднесущих.7. A receiver for coherently tracking a radio signal including a plurality of digitally modulated reference subcarriers, comprising a plurality of antenna elements for receiving a radio signal, wherein switching between the antenna elements causes a jumplike transient, an input for receiving a radio signal, and a processor for coherently tracking the radio signal by receiving the symbols transmitted on the reference subcarriers, combining the symbols of the reference subcarriers with the conjugate value of the known reference sequence and to obtain a plurality of samples, median filtering of the samples to produce filtered samples, and smoothing the samples for each reference subcarrier in the set of reference subcarriers to produce a coherent reference signal estimate for each of the subcarriers. 8. Приемник по п.7, в котором процессор дополнительно использует упомянутое множество выборок и когерентную оценку опорного сигнала для каждой из поднесущих для получения сигнала дисперсии шума, фильтрует сигнал дисперсии шума для получения отфильтрованного сигнала дисперсии шума, выбирает между сигналом дисперсии шума и отфильтрованным сигналом дисперсии шума для определения выбранного сигнала дисперсии шума и сглаживает выбранный сигнал дисперсии шума для каждой из опорных поднесущих на множестве опорных поднесущих для получения оценки дисперсии шума сигнала для каждой из поднесущих.8. The receiver according to claim 7, in which the processor further uses said plurality of samples and a coherent estimate of the reference signal for each of the subcarriers to obtain a noise dispersion signal, filters the noise dispersion signal to obtain a filtered noise dispersion signal, selects between the noise dispersion signal and the filtered signal noise dispersion for determining a selected noise dispersion signal and smooths the selected noise dispersion signal for each of the reference subcarriers on the set of reference subcarriers to obtain signal noise dispersion quotes for each of the subcarriers. 9. Приемник по п.8, в котором процессор дополнительно вычитает когерентную оценку опорного сигнала из упомянутого множества выборок для получения выборки шума и возводит в квадрат модуль выборки шума для получения сигнала дисперсии шума.9. The receiver of claim 8, wherein the processor further subtracts the coherent estimate of the reference signal from said plurality of samples to obtain a noise sample, and squares the noise sample module to obtain a noise dispersion signal. 10. Приемник по п.8, в котором процессор последовательно пропускает сигнал дисперсии шума через медианный фильтр и дополнительный фильтр.10. The receiver of claim 8, wherein the processor sequentially passes the noise dispersion signal through a median filter and an additional filter. 11. Приемник по п.10, в котором дополнительный фильтр содержит фильтр с бесконечной импульсной характеристикой или фильтр с конечной импульсной характеристикой.11. The receiver of claim 10, wherein the additional filter comprises a filter with an infinite impulse response or a filter with a finite impulse response. 12. Приемник по п.8, в котором процессор масштабирует сигнал дисперсии шума перед этапом выбора между сигналом дисперсии шума и отфильтрованным сигналом дисперсии шума для определения выбранного сигнала дисперсии шума.12. The receiver of claim 8, wherein the processor scales the noise dispersion signal before the selection step between the noise dispersion signal and the filtered noise dispersion signal to determine a selected noise dispersion signal. 13. Способ когерентного слежения за радиосигналом, включающим в себя, по меньшей мере, одну опорную несущую, подвергнутую цифровой модуляции, включающий в себя этапы, на которых используют множество антенных элементов для приема радиосигнала, при этом коммутация между антенными элементами вызывает скачкообразный переходный процесс, демодулируют опорную несущую для получения комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, обнаруживают переходный процесс, который влияет на комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления, фильтруют комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления для получения сглаженных комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления и обрабатывают сглаженные комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления, отбрасывая значения комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, ближайшие к переходному процессу, и заменяя значения комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, ближайших к переходному процессу, ближайшим значением комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, на которые не влияет фильтр.13. A method for coherently tracking a radio signal including at least one reference carrier, digitally modulated, including the steps of using a plurality of antenna elements to receive a radio signal, wherein switching between the antenna elements causes a jumplike transient, demodulate the reference carrier to obtain complex coherent reference gain, detect a transient that affects the complex coherent reference gain filter the complex coherent reference gain factors to obtain smoothed complex coherent reference gain factors and process the smoothed complex coherent reference gain factors, discarding the values of the complex coherent reference gain factors closest to the transient, and replacing the values of the complex coherent reference gain factors closest to the transition process , the closest value of the complex coherent reference gain factors at which e does not affect the filter. 14. Способ по п.13, в котором радиосигнал содержит множество опорных поднесущих, и в котором регулируют комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления в окрестности переходного процесса для каждой из опорных поднесущих.14. The method according to item 13, in which the radio signal contains many reference subcarriers, and which regulate the complex coherent reference gain in the vicinity of the transient for each of the reference subcarriers. 15. Способ по п.13, в котором этап обнаружения переходного процесса, который влияет на комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления, включает в себя этапы, на которых обрабатывают комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления для множества опорных поднесущих и группируют комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления по всем опорным поднесущим для получения одного составного опорного сигнала когерентного канала для каждого OFDM (мультиплексированного с ортогональным разделением частот) символа (МОРЧ-символа).15. The method according to item 13, in which the step of detecting a transient process that affects the complex coherent reference gain factors includes the steps of processing the complex coherent reference gain factors for multiple reference subcarriers and group the complex coherent reference gain factors for all reference subcarriers to obtain one composite reference coherent channel signal for each OFDM (orthogonal frequency division multiplexed) symbol (OFDM symbol). 16. Способ по п.13, в котором этап обнаружения переходного процесса, который влияет на комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления, включает в себя этапы, на которых вычисляют модуль разности множества составных опорных сигналов когерентного канала, определяют, является ли модуль локальным пиком, и если модуль является локальным пиком, то осуществляют обратное масштабирование модуля суммой модуля упомянутой разности.16. The method according to item 13, in which the step of detecting a transient process that affects the complex coherent reference gain factors includes the steps of calculating the modulus of the difference of the plurality of composite reference signals of the coherent channel, determining whether the module is a local peak, and if the module is a local peak, then the module is scaled back by the sum of the module of the difference. 17. Способ по п.13, в котором этап обнаружения переходного процесса, который влияет на комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления, включает в себя этапы, на которых вычисляют последовательность выборок xn, исходя из комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, вычисляют квадрат разности diffsgn (разн.квадр.n) между выборками xn+1 и xn-1, задают переменную обнаружения пика detpeakn (обнаруж._пикn) равную единице, если diffsgn≥diffsgn-1 (разн.квадр.n≥разн.квадр.n-1) или diffsgn≥diffsgn+1 (разн.квадр.n≥разн.квадр.n+1), а в противном случае задают переменную обнаружения пика равной 0, и указывают наличие переходного процесса, если
Figure 00000032

(разн.квадр.n/(|xn+1|2+|xn-1|2)) больше, чем предварительно определенное пороговое значение.
17. The method according to item 13, in which the step of detecting a transient that affects the complex coherent reference gain, includes the steps of calculating the sequence of samples x n based on the complex coherent reference gain, calculate the square of the difference diffsg n (different squared n ) between samples x n + 1 and x n-1 , set the peak detection variable detpeak n (detected_peak n ) to unity if diffsg n ≥diffsg n-1 (different squared n ≥dif square n-1 ) or diffsg n ≥diffsg n + 1 (different square n ≥ different square n + 1 ), otherwise set the peak detection variable to 0, and indicate the presence of a transient if
Figure 00000032

(different squared n / (| x n + 1 | 2 + | x n-1 | 2 )) is greater than the predetermined threshold value.
18. Способ по п.13, в котором этап обработки комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления включает в себя этапы, на которых отбрасывают значения (α) комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, близких к переходному процессу, которые включают в себя символ, где обнаружен переходный процесс, и заменяют отброшенные значения (α) ближайшим значением α, на которое не влияет фильтр, используемый для оценки α.18. The method of claim 13, wherein the processing step of the complex coherent reference gain factors includes discarding values (α) of the complex coherent reference gain factors close to the transient, which include the symbol where the transient is detected , and replace the discarded values (α) with the nearest value α, which is not affected by the filter used to estimate α. 19. Способ по п.13, в котором этап обработки комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления включает в себя этапы, на которых если искаженное значение (α) комплексного когерентного опорного коэффициента усиления обнаруживается в пределах 3-х символов до текущего символа, то вместо использования текущего значения α используют значение (αn-4), которое находится в 4-х символах перед переходным процессом, если искаженное значение (α) комплексного когерентного опорного коэффициента усиления обнаруживается в пределах 3-х символов после текущего символа, то вместо использования текущего значения α используют значение (αn+4), которое находится в 4-х символах после переходного процесса, если искаженное значение (α) комплексного когерентного опорного коэффициента усиления оказывается в месте нахождения текущего обнаруженного символа, то используют среднее значение (αn-4n+4)/2 от значений α выборок, которые находятся в позиции ±4 символа с любой стороны от переходного процесса, и если искаженное значение (α) комплексного когерентного опорного коэффициента усиления не обнаружено, то используют текущие входные значения α.19. The method according to item 13, in which the processing step of the complex coherent reference gain includes steps in which if the distorted value (α) of the complex coherent reference gain is detected within 3 characters before the current symbol, then instead of using the current α values use the value (α n-4 ), which is 4 characters before the transient, if the distorted value (α) of the complex coherent reference gain is detected within 3 characters after those character, then instead of using the current value of α, use the value (α n + 4 ), which is 4 characters after the transient process, if the distorted value (α) of the complex coherent reference gain is at the location of the current detected symbol, then use the average value (α n-4 + α n + 4 ) / 2 of the values of α samples that are in the position of ± 4 characters on either side of the transient, and if the distorted value (α) of the complex coherent reference gain is not detected but, then use the current input values of α. 20. Приемник для когерентного слежения за радиосигналом, включающим в себя, по меньшей мере, одну опорную несущую, подвергнутую цифровой модуляции, содержащий множество антенных элементов, подключенных к входу, при этом коммутация между антенными элементами вызывает скачкообразный переходный процесс, вход для приема радиосигнала и процессор для демодуляции опорной несущей для получения комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, для обнаружения скачкообразного переходного процесса, который влияет на комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления, и для регулирования комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления в окрестности переходного процесса для получения отрегулированных когерентных опорных коэффициентов усиления.20. A receiver for coherent tracking of a radio signal, including at least one reference carrier, digitally modulated, containing a plurality of antenna elements connected to the input, while switching between the antenna elements causes an abrupt transition process, an input for receiving a radio signal and a processor for demodulating a reference carrier to obtain complex coherent reference gain factors, for detecting a jumplike transient that affects complex coherent s reference gains, and for adjusting the complex coherent reference gains in the vicinity of the transient to produce adjusted coherent reference gains. 21. Приемник по п.20, в котором процессор подставляет предыдущее или будущее значение комплексного когерентного опорного коэффициента усиления вместо комплексного когерентного опорного коэффициента усиления в окрестности переходного процесса.21. The receiver according to claim 20, in which the processor substitutes the previous or future value of the complex coherent reference gain in place of the complex coherent reference gain in the vicinity of the transient. 22. Приемник по п.20, в котором процессор фильтрует комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления для получения сглаженных комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления и обрабатывает сглаженные комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления, отбрасывая значения комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, ближайшие к переходному процессу, и заменяя значения комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, ближайших к переходному процессу, ближайшим значением комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, на которые не влияет фильтр.22. The receiver of claim 20, wherein the processor filters the complex coherent reference gain factors and processes the smooth complex coherent reference gain factors, discarding the complex coherent reference gain factors closest to the transient, and replacing the values complex coherent reference gain factors closest to the transient, the closest value of complex coherent supports gain factors not affected by the filter. 23. Приемник по п.20, в котором радиосигнал содержит множество опорных поднесущих, и в котором регулируют комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления в окрестности переходного процесса для каждой из опорных поднесущих.23. The receiver according to claim 20, in which the radio signal contains many reference subcarriers, and which regulate the complex coherent reference gain in the vicinity of the transient for each of the reference subcarriers. 24. Приемник по п.20, в котором процессор обрабатывает комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления для множества опорных поднесущих и группирует комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления по всем опорным поднесущим для получения одного составного опорного сигнала когерентного канала для каждого OFDM символа.24. The receiver of claim 20, wherein the processor processes the complex coherent reference gains for the plurality of reference subcarriers and groups the complex coherent reference gains across all the reference subcarriers to obtain one composite coherent channel reference for each OFDM symbol. 25. Приемник по п.20, в котором процессор вычисляет модуль разности множества составных опорных сигналов когерентного канала, определяет, является ли модуль локальным пиком, и если модуль является локальным пиком, то осуществляет обратное масштабирование модуля суммой модуля упомянутой разности.25. The receiver of claim 20, wherein the processor calculates a module of the difference of the plurality of composite reference signals of the coherent channel, determines whether the module is a local peak, and if the module is a local peak, then the module is scaled back by the sum of the module of the said difference. 26. Приемник по п.20, в котором процессор принимает последовательность выборок xn, вычисляет квадрат разности diffsgn (разн.квадр.n) между выборками xn+1 и xn-1, задает переменную обнаружения пика ditpeakn (обнаруж._пикn) равной единице, если diffsgn≥diffsgn-1 (разн.квадр.n≥разн.квадр.n-1) или diffsgn≥diffsgn+1 (разн.квадр.n≥разн.квадр.n+1), а в противном случае задают переменную обнаружения пика равной 0, и указывает наличие переходного процесса, если
Figure 00000032

(разн.квадр.n/(|xn+1|2+|xn-1|2)) больше, чем предварительно определенное пороговое значение.
26. The receiver of claim 20, wherein the processor receives a sequence of samples x n, calculates a difference square diffsg n (razn.kvadr. N) between the samples x n + 1 and x n-1, sets the variable detection ditpeak n peak (detected. _peak n ) equal to one if diffsg n ≥diffsg n-1 (different square n ≥ different square n-1 ) or diffsg n ≥diffsg n + 1 (different square n n ≥ different square n + 1 ), otherwise set the peak detection variable to 0, and indicate the presence of a transient, if
Figure 00000032

(different squared n / (| x n + 1 | 2 + | x n-1 | 2 )) is greater than the predetermined threshold value.
27. Приемник по п.20, в котором процессор отбрасывает значения (α) комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, близких к переходному процессу, которые включают в себя символ, где обнаружен переходный процесс, и заменяет отброшенные значения (α) ближайшим значением α, на которое не влияет фильтр, используемый для оценки α.27. The receiver according to claim 20, in which the processor discards the values (α) of the complex coherent reference gain factors close to the transient, which include the symbol where the transient is detected, and replaces the discarded values (α) with the nearest value of α, by which is not affected by the filter used to estimate α. 28. Приемник по п.20, в котором если искаженное значение (α) комплексного когерентного опорного коэффициента усиления обнаруживается в пределах 3-х символов до текущего символа, то вместо использования текущего значения α используется значение (αn-4), которое находится в 4-х символах перед переходным процессом, если искаженное значение (α) комплексного когерентного опорного коэффициента усиления обнаруживается в пределах 3-х символов после текущего символа, то вместо использования текущего значения α используется значение (αn+4), которое находится в 4-х символах после переходного процесса, если искаженное значение (α) комплексного когерентного опорного коэффициента усиления оказывается в месте нахождения текущего обнаруженного символа, то используется среднее значение (αn-4n+4)/2 от значений α выборок, которые находятся в позиции ±4 символа с любой стороны от переходного процесса, и если искаженное значение (α) комплексного когерентного опорного коэффициента усиления не обнаружено, то используются текущие входные значения.28. The receiver according to claim 20, in which if the distorted value (α) of the complex coherent reference gain is detected within 3 characters before the current symbol, then instead of using the current value of α, the value (α n-4 ), which is located in 4 symbols before the transient, when a distortion value (α) complex coherent reference gain is detected within 3 symbols after the current symbol, the value (α n + 4) is used instead of using the current value of α, which tries ditsya in 4 symbols after the transient, if a distortion value (α) complex coherent reference gain is at the location of the current detected symbol, then using the average value (α n-4 + α n + 4) / 2 from the values α samples which are at the position of ± 4 characters on either side of the transient, and if the distorted value (α) of the complex coherent reference gain is not detected, then the current input values are used. 29. Приемник для когерентного слежения за радиосигналом, включающим в себя, по меньшей мере, одну опорную несущую, подвергнутую цифровой модуляции, содержащий множество антенных элементов, подключенных к входу, при этом коммутация между антенными элементами вызывает скачкообразный переходный процесс, вход для приема радиосигнала и средство для демодуляции опорной несущей для получения комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления, для обнаружения переходного процесса, который влияет на комплексные когерентные опорные коэффициенты усиления, и для регулирования комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления в окрестности переходного процесса для получения отрегулированных комплексных когерентных опорных коэффициентов усиления.29. A receiver for coherent tracking of a radio signal, including at least one reference carrier, digitally modulated, containing a plurality of antenna elements connected to the input, while switching between the antenna elements causes an abrupt transition process, an input for receiving a radio signal and means for demodulating the reference carrier to obtain complex coherent reference gain factors, for detecting a transient that affects complex coherent reference coefficients gain factors, and for regulating complex coherent reference gain factors in the vicinity of the transient to obtain adjusted complex coherent reference gain factors. 30. Способ оценки дисперсии шума символов в радиосигнале, когда шум может включать в себя выборки импульсообразного шума среди выборок гауссообразного шума, при этом способ включает в себя этапы, на которых суммируют входные выборки и когерентные опорные выборки для получения выборок ошибок, вычисляют квадраты выборок ошибок, разделяют возведенные в квадрат выборки гауссообразного шума и возведенные в квадрат выборки импульсообразного шума, и осуществляют нелинейную фильтрацию квадратов выборок ошибок для получения оценки дисперсии шума, представляющей собой сумму долговременной усредненной дисперсии гауссообразного шума и кратковременной дисперсии импульсного шума.30. A method for estimating the noise variance of symbols in a radio signal, when the noise may include pulsed noise samples among Gaussian noise samples, the method including the steps of summing the input samples and coherent reference samples to obtain error samples, calculating the squares of the error samples divide squared samples of Gaussian noise and squared samples of impulse noise, and perform non-linear filtering of squares of samples of errors to obtain an estimate of the variance w Ma, representing the sum of long-term-averaged Gaussian-like noise variance, and short-term impulsive noise variance. 31. Способ по п.30, включающий в себя этап, на котором определяют, является ли каждая возведенная в квадрат выборка шума импульсообразной, путем сравнения выборки с некоторым кратным текущей усредненной оценки дисперсии шума, и если возведенная в квадрат выборка шума не определяется как импульсообразная, то вводят возведенную в квадрат выборку шума в используемый фильтр для оценки долговременной дисперсии гауссообразного шума, и если выборка шума определена как импульсообразная, то уменьшают возведенную в квадрат выборку шума в фильтре для предотвращения переоценки долговременной гауссообразной дисперсии шума.31. The method of claim 30, comprising determining whether each squared noise sample is pulse-like by comparing the sample with a multiple of the current average noise variance estimate, and if the squared noise sample is not defined as pulse-shaped then a squared noise sample is introduced into the filter used to estimate the long-term dispersion of Gaussian noise, and if the noise sample is defined as pulse-shaped, then the squared noise sample in the filter is reduced for I prevent reassessment of long-term gaussian noise variance. 32. Способ по п.30, включающий в себя этап, на котором создают значение избыточного шума, включающее в себя часть уменьшенной возведенной в квадрат выборки шума, и прибавляют значение избыточного шума к оценке дисперсии гауссобразного шума для получения дисперсии составного шума, отображающей сумму долговременной усредненной дисперсии гауссообразного шума и кратковременной дисперсии импульсного шума. 32. The method of claim 30, comprising creating an excess noise value including a portion of the reduced squared noise sample and adding the excess noise value to the Gaussian noise variance estimate to obtain a composite noise variance representing the sum of the long-term averaged dispersion of gaussian noise and short-term dispersion of impulse noise.
RU2006121497/09A 2003-11-18 2004-11-12 Coherent tracking for frequency-modulated receiver of wpd with help of antenna system with switched diversity RU2373660C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/715,582 2003-11-18
US10/715,582 US7305056B2 (en) 2003-11-18 2003-11-18 Coherent tracking for FM in-band on-channel receivers
US10/874,681 2004-06-23
US10/874,681 US7724850B2 (en) 2003-11-18 2004-06-23 Coherent track for FM IBOC receiver using a switch diversity antenna system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006121497A RU2006121497A (en) 2007-12-27
RU2373660C2 true RU2373660C2 (en) 2009-11-20

Family

ID=34623337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006121497/09A RU2373660C2 (en) 2003-11-18 2004-11-12 Coherent tracking for frequency-modulated receiver of wpd with help of antenna system with switched diversity

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1685688A2 (en)
JP (1) JP2007511980A (en)
KR (1) KR20060100422A (en)
AR (1) AR046710A1 (en)
AU (1) AU2004311099B2 (en)
BR (1) BRPI0416666A (en)
CA (1) CA2545546A1 (en)
NZ (1) NZ547929A (en)
RU (1) RU2373660C2 (en)
WO (1) WO2005050865A2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2508600C1 (en) * 2011-06-10 2014-02-27 Сони Корпорейшн Apparatus and method for transmitting and receiving in multicarrier transmission system
RU2531387C2 (en) * 2013-02-05 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Method of detecting chirp signals
RU2600984C2 (en) * 2011-03-31 2016-10-27 Сони Корпорейшн Receiver apparatus, reception method, program and reception system
RU2611987C1 (en) * 2015-10-15 2017-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II", МГУПС (МИИТ) Detector of frequency-modulated oscillations

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8675631B2 (en) 2005-03-10 2014-03-18 Qualcomm Incorporated Method and system for achieving faster device operation by logical separation of control information
US8144824B2 (en) 2005-03-10 2012-03-27 Qualcomm Incorporated Trend influenced time tracking
JP4776311B2 (en) 2005-09-09 2011-09-21 Okiセミコンダクタ株式会社 Likelihood corrector and likelihood correction method
JP4852724B2 (en) * 2005-10-17 2012-01-11 エスティー‐エリクソン、ソシエテ、アノニム Signal-to-interference + noise ratio estimator and method, and mobile terminal having this estimator
US7623607B2 (en) * 2005-10-31 2009-11-24 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for determining timing in a wireless communication system
US8948329B2 (en) 2005-12-15 2015-02-03 Qualcomm Incorporated Apparatus and methods for timing recovery in a wireless transceiver
CN101682918B (en) 2007-02-02 2012-12-26 Lg电子株式会社 Antenna switching method and method for transmitting and receiving signals for the same
JP5114315B2 (en) * 2008-06-27 2013-01-09 京楽産業.株式会社 Multiplex transmission apparatus and multiple transmission method
JP5216440B2 (en) * 2008-06-27 2013-06-19 京楽産業.株式会社 Multiplex transmission apparatus and multiple transmission method
CN101651469B (en) * 2008-08-15 2013-07-24 三星电子株式会社 Frequency hopping method for sending uplink monitoring reference mark in LET system
AU2011286269A1 (en) * 2010-07-26 2013-05-16 Associated Universities, Inc. Statistical word boundary detection in serialized data streams
JP6475946B2 (en) * 2014-09-29 2019-02-27 日本放送協会 Digital wireless microphone receiver
EP3244550A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-15 Nxp B.V. A receiver circuit for co-channel interference compensation in adjacent bands

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH077464A (en) * 1993-06-16 1995-01-10 Saakit Design:Kk Diversity receiver
JP3768006B2 (en) * 1998-05-26 2006-04-19 日本放送協会 Diversity receiver
EP1047236A1 (en) * 1999-04-22 2000-10-25 Abb Research Ltd. Synchronisation in a data transmission system with Fast Fourier Transformation
US7133474B2 (en) * 2001-07-31 2006-11-07 Motorola, Inc. Method and system for timing recovery and delay spread estimation in a communication system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2600984C2 (en) * 2011-03-31 2016-10-27 Сони Корпорейшн Receiver apparatus, reception method, program and reception system
RU2508600C1 (en) * 2011-06-10 2014-02-27 Сони Корпорейшн Apparatus and method for transmitting and receiving in multicarrier transmission system
RU2531387C2 (en) * 2013-02-05 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Method of detecting chirp signals
RU2611987C1 (en) * 2015-10-15 2017-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II", МГУПС (МИИТ) Detector of frequency-modulated oscillations

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0416666A (en) 2007-01-16
AU2004311099A1 (en) 2005-06-02
AR046710A1 (en) 2005-12-21
WO2005050865A3 (en) 2005-09-15
KR20060100422A (en) 2006-09-20
NZ547929A (en) 2008-03-28
JP2007511980A (en) 2007-05-10
EP1685688A2 (en) 2006-08-02
WO2005050865A2 (en) 2005-06-02
CA2545546A1 (en) 2005-06-02
RU2006121497A (en) 2007-12-27
AU2004311099B2 (en) 2009-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7724850B2 (en) Coherent track for FM IBOC receiver using a switch diversity antenna system
RU2373660C2 (en) Coherent tracking for frequency-modulated receiver of wpd with help of antenna system with switched diversity
RU2260908C2 (en) Method and device for reducing noise in receivers for frequency-modulated in-band digital channel audio-casting
RU2235435C2 (en) Method for evaluating signal-to-noise ratios of digital carriers in broadcast transmission system for digital audio signals compatible with amplitude-modulated signals
US9037103B2 (en) MRC antenna diversity for FM IBOC digital signals
US6317470B1 (en) Adaptive weighting method for orthogonal frequency division multiplexed soft symbols using channel state information estimates
US9106472B1 (en) Channel state information (CSI) estimation and applications for in-band on-channel radio receivers
RU2237369C2 (en) Method and device for transmitting and receiving digital frequency-modulated broadcasting signal over channel within frequency band
US9634704B2 (en) FM analog demodulator compatible with IBOC signals
MXPA05008260A (en) Coherent am demodulator using a weighted lsb/usb sum for interference mitigation.
GB2342546A (en) Measuring channel state from a received signal and discriminating digital values from a received signal, suitable for use in COFDM
WO2003105375A1 (en) Satellite travelling-wave tube amplifier on-line non-linearity measurement
WO2019173312A2 (en) Llr approximation for qam demodulation
WO1998059414A1 (en) A method and apparatus for eliminating audio clicks in a radio receiver
MXPA06005113A (en) Coherent tracking for fm iboc receiver using a switch diversity antenna system
BRPI0416666B1 (en) Method and receiver for coherently tracking a radio signal
Skoutaridis et al. Error rate based SNR estimation in the railway satellite communication environment

Legal Events

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

Effective date: 20201113