Способ квазикогерентного приема многолучевого сигнала

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способу квазикогерентного приема многолучевого сигнала, и решает задачу повышения помехоустойчивости квазикогерентного приема многолучевого сигнала в системах связи со многими поднесущими (OFDM). Способ квазикогерентного приема сигнала OFDM системы связи отличается использованием адаптивного к статистике канала распространения алгоритма оценки комплексной огибающей гармоник, который не требует значительных вычислительных затрат при реализации. Использование статистических свойств канала позволяет повысить точность выносимых оценок комплексной огибающей и, как следствие, помехоустойчивость приема данных. 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способу квазикогерентного приема многолучевого сигнала в системах связи со многими поднесущими (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing).

В последнее время большое развитие получили OFDM системы связи. OFDM сигнал представляет собой последовательность OFDM символов. Каждый такой символ состоит из двух частей - префикса и многочастотного информационного символа. Многочастотный информационный символ представляет собой сумму модулированных гармоник. Обычно используют многоуровневые фазовые (PSK - phase-shift keying) и амплитудно-фазовые (QAM - quadrature amplitude modulation) виды модуляции сигнала. Под префиксом понимают некую последовательность отсчетов сигнала, которая непосредственно предшествует каждому многочастотному информационному символу и представляет собой часть этого символа. Как правило, длительность префикса меньше длительности информационного символа. Наличие префикса при обработке сигнала позволяет уменьшить или полностью устранить межсимвольную интерференцию (см. IEEE Std 802.11а - 1999, Прокис Дж., Цифровая связь, Перевод с английского, М.: Радио и связь, 2000 г., с.593) [1].

Передаваемое сообщение представляет собой последовательность информационных символов (модулирующих гармоники). В эту последовательность периодически вставляют известные пилот-символы, предназначенные для оценки комплексной огибающей гармоник. В системе связи IEEE 802.11а (см. Supplement to IEEE Standard for Information technology. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHZ Band) [2] для оценки комплексной огибающей гармоник может использоваться также вторая часть преамбулы, которая включает два длинных обучающих многочастотных символа и защитный интервал (префикс). Преамбула - это специальный известный сигнал, который предшествует информационному сообщению. Пример структуры опорных сигналов (пилот-символов и второй части преамбулы) представлен на фиг.1.

В системах связи каналы распространения сигнала между приемником и передатчиком данных являются многолучевыми и нестационарными. При приеме MPSK или MQAM модулированных сигналов эффективность систем связи во многом определяется способностью алгоритмов оценки канала обеспечить в многолучевых нестационарных каналах необходимую точность оценки комплексной огибающей. Заметим, что в OFDM системах связи оценка комплексной огибающей осуществляется в двумерной частотно-временной области.

Известны способы квазикогерентного приема сигнала в OFDM системах связи, описанные, например, в работе Sandell М, О.Edfors A Comparative Study of Pilot-Based Channel Estimators for Wireless OFDM, Research Report TULEA, Sep., 1996 [3]. В этой работе предлагают несколько алгоритмов оценки комплексной огибающей по пилот-сигналу. Выделено два основных подхода к оценке комплексной огибающей. Первый - использование фильтра в двумерной частотно-временной области. Второй - применение двух фильтров (в частотной и временной областях). При использовании фильтра в двумерной частотно-временной области оценка комплексной огибающей информационных символов представляет собой результат весового суммирования комплексной огибающей, ближайших (в частотно-временной области) пилот-символов. Применение двух разделенных фильтров в частотной и временной областях позволяет реализовать несколько более простой алгоритм оценки комплексной огибающей. Сначала осуществляют весовое суммирование значений комплексной огибающей пилот-символов во временной области, а затем в частотной.

При использовании пилот-символов для оценки комплексной огибающей качественная демодуляция информационных символов возможна, если интервал многолучевости принимаемого сигнала τ_max удовлетворяет неравенству (см. Richard van Nee, Ramjee Prasad, OFDM Wireless Multimedia Communications, Artech House, Boston-London, 2000) [4]

где F_p - разность частот, соответствующих соседним пилот-символам. В соответствии со спецификациями системы связи [2] разность частот соседних пилот-символов F_p=4375 kHz. В этом случае в соответствии с (1) допустимый интервал многолучевости принимаемого сигнала равен 0≤τ_max≤110 ns, что значительно меньше требуемого интервала 0≤τ_max≤800 ns. Таким образом, использование только пилот-символов для оценки комплексной огибающей является недопустимым.

Известен способ оценки канала, минимизирующий средний квадрат ошибки (MMSE - minimum mean-square error) оценки комплексной огибающей, описанный в работе J. - J. van de Beek, О. Edfors, M. Sandell, S.K.Wilson and P.O.Borjesson. On channel estimation in OFDM systems. In Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf., vol.2, pages 815-819, Chicago, IL, July 1995 [5]. В соответствии с алгоритмом MMSE оценка комплексной огибающей гармоник (поднесущих) формируется в соответствии со следующим выражением

где y - наблюдаемая реализация сигнала, Х - передаваемые данные, F - матрица преобразования Фурье, R_gg - автоковариационная матрица импульсной характеристики канала распространения, - дисперсия шума. В алгоритме MMSE производится адаптация к каналу распространения за счет оценки автоковариационной матрицы R_gg. Структура алгоритма MMSE оценки канала показана на фиг.2.

Описанный алгоритм MMSE позволяет производить достаточно качественную оценку комплексной огибающей. Однако реализация алгоритма является достаточно сложной, так как кроме выполнения обратного и прямого преобразования Фурье необходимо выполнять оценку автоковариационной матрицы R_gg, обращение и перемножение матриц.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ квазикогерентного приема сигнала, приведенный в книге Nee R. Prasad R., OFDM for Wireless Multimedia Communication, London: "Artech House", 2000, chapter 5. Coherent and Differential Detection, 5.2. Coherent Detection, 5.2.3. Special Training Symbols, стр.104-106; chapter 10. Applications of OFDM. 10.5.4 Training, стр.246-248 [6].

Этот способ квазикогерентного приема сигнала заключается в следующем:

входной сигнал фильтруют, усиливают, переносят на видео частоту, осуществляют его аналогово-цифровое преобразование и децимацию, формируя входной цифровой комплексный сигнал на видеочастоте;

осуществляют частотно-временную синхронизацию, определяя временное положение начала преамбулы и частотный сдвиг между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала,

корректируют фазу входного цифрового комплексного сигнала с учетом оценки частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала;

находят комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяются по временному положению начала преамбулы,

формируют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, используя комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы,

объединяют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, формируя предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,

находят комплексные спектры многочастотных информационных символов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяют по временному положению начала преамбулы,

запоминают составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, соответствующие модулированным гармоникам,

формируют оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, используя составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемые для передачи пилот-символов,

для каждого многочастотного информационного символа формируют корректирующую величину, используя оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник этого многочастотного информационного символа и соответствующие им предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,

для каждого многочастотного информационного символа формируют окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник путем коррекции предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник с использованием соответствующей этому многочастотному информационному символу корректирующей величины,

формируют мягкие решения об информационных символах, используя соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов и окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов.

При этом частотно-временная синхронизация осуществляется, например, как приведено в книге Nee R. Prasad R., OFDM for Wireless Multimedia Communication, London: "Artech House", 2000, chapter 4. Synchronization. 4.6. Synchronization using Special Training Symbols, стр.86-88; chapter 10. Applications of OFDM. 10.5.4 Training, стр.246-247 [7].

Фазу входного цифрового комплексного сигнала корректируют, умножая отсчеты входного цифрового комплексного сигнала на комплексный множитель единичной амплитуды, фаза которого равна произведению оценки частотного сдвига на временные положения отсчетов.

Комплексные спектры многочастотных символов определяют путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующих анализируемым многочастотным символам. Временное положение начала длинного многочастотного символа преамбулы определяют как сумму временного положения начала преамбулы и априори известного временного положения этого длинного многочастотного символа относительно начала преамбулы. Временное положение начала многочастотного информационного символа определяют как сумму временного положения начала преамбулы, априори известного временного положения OFDM символа, включающего этот многочастотный символ, относительно начала преамбулы и длительности префикса.

Оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы формируют, например, умножая составляющие комплексных спектров длинных многочастотных символов преамбулы на комплексно сопряженные значения символов, модулирующих соответствующие гармоники. Значения символов, модулирующих гармоники длинных многочастотных символов преамбулы, априори известны.

Объединение оценок комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы выполняют путем усреднения сумм оценок комплексной огибающей соответствующих модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы.

Оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов формируют, умножая составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемые для передачи пилот-символов, на комплексно сопряженные значения пилот-символов, модулирующих соответствующие гармоники. Значения пилот-символов априори известны.

Корректирующую величину многочастотного информационного символа формируют как усредненную сумму отношений произведения оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники и соответствующей ей комплексно сопряженной предварительной оценки комплексной огибающей к квадрату модуля оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники.

Окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник многочастотного информационного символа формируют, умножая предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник на корректирующую величину, соответствующую этому многочастотному информационному символу.

Мягкие решения об информационных символах формируют, например, умножая соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов на комплексно сопряженные окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов.

Заметим, что значения огибающей гармоник изменяются по непрерывному закону, являясь коррелированными, как правило, на интервале нескольких гармоник. Поэтому основным недостатком способа-прототипа является отказ от использования значений оценок комплексной огибающей соседних гармоник при получении предварительной оценки комплексной огибающей гармоники, что ухудшает помехоустойчивость квазикогерентного приема многолучевого сигнала.

Задача, которую решает заявляемое изобретение, - это повышение помехоустойчивости квазикогерентного приема многолучевого сигнала OFDM системы связи.

Технический результат достигается за счет того, что в способ квазикогерентного приема многолучевого сигнала, заключающийся в том, что:

входной сигнал фильтруют, усиливают, переносят на видео частоту, осуществляют его аналогово-цифровое преобразование и децимацию, формируя входной цифровой комплексный сигнал на видеочастоте,

осуществляют частотно-временную синхронизацию, определяя временное положение начала преамбулы и частотный сдвиг между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала,

корректируют фазу входного цифрового комплексного сигнала с учетом оценки частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала,

находят комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяют по временному положению начала преамбулы,

формируют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, используя комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы,

объединяют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, формируя предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,

находят комплексные спектры многочастотных информационных символов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяются по временному положению начала преамбулы,

запоминают составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, соответствующие модулированным гармоникам,

формируют оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, используя составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, применяемые для передачи пилот-символов,

для каждого многочастотного информационного символа формируют корректирующую величину, используя оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник этого многочастотного информационного символа и соответствующие им предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,

для каждого многочастотного информационного символа формируют окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник путем коррекции предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник с использованием соответствующей этому многочастотному информационному символу корректирующей величины,

формируют мягкие решения об информационных символах, используя соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов и окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов,

согласно изобретению вводят следующую последовательность действий:

формируют среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник,

корректируют предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, вычитая среднее значение этих оценок,

формируют оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник, используя скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,

формируют оценку интервала многолучевости входного сигнала, используя сформированные оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник,

фильтруют скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, определяя весовые коэффициенты фильтрации по оценке интервала многолучевости входного сигнала,

формируют уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, прибавляя среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник к профильтрованным скорректированным предварительным оценкам комплексной огибающей модулированных гармоник,

после формирования оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов формируют уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, фильтруя значения оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами соответствующих гармоник многочастотных информационных символов,

причем при формировании корректирующей величины для каждого многочастотного информационного символа используют уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник этого многочастотного информационного символа и соответствующие им уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник,

окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник для каждого многочастотного информационного символа формируют путем коррекции уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник с использованием соответствующей этому многочастотному информационному символу корректирующей величины.

Причем частотно-временную синхронизацию осуществляют, например, как описано в [7].

Фазу входного цифрового комплексного сигнала корректируют, умножая отсчеты входного цифрового комплексного сигнала на комплексный множитель единичной амплитуды, фаза которого равна произведению оценки частотного сдвига на временные положения отсчетов.

Комплексные спектры многочастотных символов определяют путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующего этим многочастотным символам.

Временное положение начала длинного многочастотного символа преамбулы определяют как сумму временного положения начала преамбулы и априори известного временного положения этого длинного многочастотного символа относительно начала преамбулы.

Оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы формируют, умножая составляющие комплексных спектров длинных многочастотных символов преамбулы на комплексно сопряженные значения символов, модулирующих соответствующие гармоники, причем значения символов, модулирующих гармоники длинных многочастотных символов преамбулы, априори известны.

Объединение оценок комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы выполняют путем усреднения сумм оценок комплексной огибающей соответствующих модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы.

Среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник формируют как отношение суммы предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник на их количество.

Скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник получают, вычитая из предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.

Оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник формируют как полусумму оценок отсчетов корреляционной функции синфазной и квадратурной составляющих комплексной огибающей гармоник.

Оценку интервала многолучевости входного сигнала формируют, усредняя оценки интервала многолучевости входного сигнала, полученные по различным оценкам отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник, и находя отношение разности оценки отсчета корреляционной функции комплексной огибающей гармоники и параметра b на произведение номера отсчета, разности частот соседних гармоник и параметра а.

Параметры b и а зависят от величины оценки отсчета корреляционной функции и представляют собой коэффициенты аппроксимации ломаной линии корреляционной функции синфазной и квадратурной составляющих комплексной огибающей.

Скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник фильтруют, выполняя весовое суммирование скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, при этом весовые коэффициенты фильтрации определяют пропорционально функции Бесселя нулевого порядка от произведения интервала многолучевости входного сигнала и разности частот гармоник.

Комплексные спектры многочастотных информационных символов определяют путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующего этим многочастотным символам.

Временное положение начала многочастотного информационного символа определяют как сумму временного положения начала преамбулы, априори известного временного положения начала OFDM символа - сигнального блока, включающего этот многочастотный символ, относительно начала преамбулы и длительности префикса.

Оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов формируют, умножая составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемые для передачи пилот-символов, на комплексно сопряженные значения пилот-символов, модулирующих соответствующие гармоники, причем значения пилот-символов априори известны.

Уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов формируют, усредняя значения оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами соответствующих гармоник многочастотных информационных символов.

Корректирующую величину многочастотного информационного символа формируют как усредненную сумму отношений произведения уточненной оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники и соответствующей ей комплексно сопряженной уточненной предварительной оценки комплексной огибающей к квадрату модуля оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники.

Окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник многочастотного информационного символа формируют, умножая уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник на корректирующую величину, соответствующую этому многочастотному информационному символу.

Мягкие решения об информационных символах формируют, умножая соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов на комплексно сопряженные окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов.

Заявляемый способ квазикогерентного приема многолучевого сигнала имеет существенные отличия от наиболее близких технических решений, выявленных из известного уровня техники. Отличия заключаются в использовании адаптивного к статистике канала распространения алгоритма оценки комплексной огибающей гармоник, который основан на разработанном оригинальном алгоритме оценки интервала многолучевости канала распространения.

Эти отличия обеспечивают повышение помехоустойчивости квазикогерентного приема многолучевого сигнала в OFDM системе связи.

Описание изобретения поясняется примерами выполнения и чертежами:

На фиг.1 показана структура опорных сигналов (пилот-символов и второй части преамбулы).

На фиг.2 выполнена структурная схема известного алгоритма MMSE.

На фиг.3 - структурная схема устройства, на котором осуществляют заявляемый способ.

На фиг.4 - структурная схема блока 8 временной синхронизации.

На фиг.5 - структурная схема блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.

На фиг.6 - структурная схема блока 1 формирования корректирующей величины.

На фиг.7 - структурная схема блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.

На фиг.8 - структурная схема блока 13 формирования мягких решений об информационных символах.

Структурные схемы блоков 8, 11, 12, 13 и 14, выполненные соответственно на фиг.4, 5, 6, 8 и 7, приведены как примеры выполнения.

Заявляемый способ квазикогерентного многолучевого приема сигнала осуществляют, используя следующую последовательность действий.

Входной сигнал фильтруют, усиливают, переносят на видео частоту, осуществляют его аналогово-цифровое преобразование и децимацию, формируя входной цифровой комплексный сигнал на видеочастоте.

Осуществляют частотно-временную синхронизацию, определяя временное положение начала преамбулы и частотный сдвиг между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала. Причем частотно-временную синхронизацию осуществляют, например, как описано в [7].

Корректируют фазу входного цифрового комплексного сигнала с учетом оценки частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала. Причем фазу входного цифрового комплексного сигнала корректируют, например, умножая отсчеты входного цифрового комплексного сигнала на комплексный множитель единичной амплитуды, фаза которого равна произведению оценки частотного сдвига на временные положения отсчетов.

Находят комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяют по временному положению начала преамбулы. Причем комплексные спектры многочастотных символов определяют путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующего этим многочастотным символам, а временное положение начала длинного многочастотного символа преамбулы определяют как сумму временного положения начала преамбулы и априори известного временного положения этого длинного многочастотного символа относительно начала преамбулы.

Формируют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, используя комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы. При этом оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы формируют, например, умножая составляющие комплексных спектров длинных многочастотных символов преамбулы на комплексно сопряженные значения символов, модулирующих соответствующие гармоники, причем значения символов, модулирующих гармоники длинных многочастотных символов преамбулы, априори известны.

Объединяют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, формируя предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник. При этом, например, объединение оценок комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы выполняют путем усреднения сумм оценок комплексной огибающей соответствующих модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы.

Формируют среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник. Причем среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник формируют, например, как отношение суммы предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник на их количество.

Корректируют предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, вычитая среднее значение этих оценок.

Формируют оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник, используя скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник. Причем оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник формируют, например, как полусумму оценок отсчетов корреляционной функции синфазной и квадратурной составляющих комплексной огибающей гармоник, как описано в Купер Дж., Макгиллем К. Вероятностные методы анализа сигналов и систем: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 376 с. ил. Глава 11 - Цифровые методы анализа, 11.4.1. - Непосредственное оценивание ковариационной функции, стр.380 [8].

Формируют оценку интервала многолучевости входного сигнала, используя сформированные оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник. Причем оценку интервала многолучевости входного сигнала формируют, например, усредняя оценки интервала многолучевости входного сигнала, полученные по различным оценкам отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник, и находя отношение разности оценки отсчета корреляционной функции комплексной огибающей гармоники и параметра b на произведение номера отсчета, разности частот соседних гармоник и параметра а, при этом параметры b и а зависят от величины оценки отсчета корреляционной функции и представляют собой коэффициенты аппроксимации ломаной линии корреляционной функции синфазной и квадратурной составляющих комплексной огибающей.

Фильтруют скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, определяя весовые коэффициенты фильтрации по оценке интервала многолучевости входного сигнала. Причем скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник получают, например, вычитая из предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.

Формируют уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, прибавляя среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник к профильтрованным скорректированным предварительным оценкам комплексной огибающей модулированных гармоник.

Находят комплексные спектры многочастотных информационных символов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяются по временному положению начала преамбулы. Комплексные спектры многочастотных информационных символов определяют, например, путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующего этим многочастотным символам, а временное положение начала многочастотного информационного символа определяют как сумму временного положения начала преамбулы, априори известного временного положения начала OFDM символа - сигнального блока, включающего этот многочастотный символ, относительно начала преамбулы и длительности префикса.

Запоминают составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, соответствующие модулированным гармоникам.

Формируют оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, используя составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, применяемые для передачи пилот-символов.

Формируют уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, фильтруя и, например, усредняя значения оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами соответствующих гармоник многочастотных информационных символов.

Для каждого многочастотного информационного символа формируют корректирующую величину, используя уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник этого многочастотного информационного символа и соответствующие им уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник. Причем корректирующую величину многочастотного информационного символа формируют, например, как усредненную сумму отношений произведения уточненной оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники и соответствующей ей комплексно сопряженной уточненной предварительной оценки комплексной огибающей к квадрату модуля оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники.

Для каждого многочастотного информационного символа формируют окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник путем коррекции уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник с использованием соответствующей этому многочастотному информационному символу корректирующей величины. Причем окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник многочастотного информационного символа формируют, например, умножая уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник на корректирующую величину, соответствующую этому многочастотному информационному символу.

Формируют мягкие решения об информационных символах, используя соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов и окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов. Причем мягкие решения об информационных символах формируют, например, умножая соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов на комплексно сопряженные окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов.

Осуществляют заявляемый способ квазикогерентного приема многолучевого сигнала на устройстве, структурная схема которого приведена на фиг.3.

Устройство квазикогерентного приема многолучевого сигнала (фиг.3) содержит приемный тракт 1, блок 2 частотно-временной синхронизации, комплексный перемножитель 3, блок 4 формирования гармоники, первый регистр 5 и второй регистр 6, тактовый генератор 7, блок 8 временной синхронизации, блок 9 расчета комплексного спектра сигнала, блок 10 коммутации, блок 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, блок 12 формирования корректирующей величины, блок 13 формирования мягких решений об информационных символах и блок 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, при этом вход приемного тракта 1 является входом устройства, первый и второй выходы приемного тракта соединены соответственно с первыми и вторыми входами комплексного перемножителя 3 и блока 2 частотно-временной синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом блока 4 формирования гармоники, второй вход которого объединен с третьим входом блока 2 частотно-временной синхронизации и первым входом блока 8 временной синхронизации и соединен с выходом тактового генератора 7, первый и второй выходы блока 4 формирования гармоники соединены соответственно с третьим и четвертым входами комплексного перемножителя 3, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого 5 и второго 6 регистров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока 9 расчета комплексного спектра сигнала, третий вход которого соединен с первым выходом блока 8 временной синхронизации, второй вход которого соединен со вторым выходом блока 2 частотно временной синхронизации, второй выход блока 8 временной синхронизации соединен со вторым входом блока 10 коммутации, первый вход которого соединен с выходом блока 9 расчета комплексного спектра сигнала, первый выход блока 10 коммутации соединен с первым входом блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, второй вход которого соединен с третьим выходом блока 8 временной синхронизации, выход блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник соединен с третьим входом блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник и вторым входом блока 12 формирования корректирующей величины, первый вход которого объединен с первым входом блока 13 формирования мягких решений об информационных символах и соединен со вторым выходом блока 10 коммутации, первый и второй выходы блока 12 формирования корректирующей величины соединены соответственно с первым и вторым входами блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, выход которого соединен со вторым входом блока 13 формирования мягких решений об информационных символах, выход которого является выходом устройства.

Работает устройство (фиг.3) следующим образом. В приемном тракте 1 входной сигнал, который поступает на его вход, предварительно фильтруют, усиливают, переносят на видео частоту, осуществляют его аналогово-цифровое преобразование, децимацию и т.д. В результате чего формируют входной цифровой комплексный сигнал на видео частоте.

Синфазная и квадратурная составляющие входного цифрового сигнала с первого и второго выходов приемного тракта 1 поступают соответственно на первый и второй входы комплексного перемножителя 3 и соответственно на первый и второй входы блока 2 частотно временной синхронизации.

Частотно-временную синхронизацию осуществляют, например, как приведено в [7]. Устройство, с помощью которого можно осуществить частотно-временную синхронизацию, описано в патенте Российской Федерации №2235429, опубликованном 27.08.2004 г. в БИ №24/2004 г. [9].

В устройстве (фиг.3), на котором осуществляют заявляемый способ, тактовый генератор блока 2 частотно временной синхронизации (в отличие от [9]) вынесен за его пределы. В этом случае сигнал тактовой частоты поступает с выхода тактового генератора 7 на третий вход блока 2 частотно-временной синхронизации. С первого выхода блока 2 частотно временной синхронизации оценка частотного сдвига поступает на первый вход блока 4 формирования гармоники. Оценка временного положения окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы со второго выхода блока 2 частотно временной синхронизации поступает на второй вход блока 8 временной синхронизации.

В блоке 4 формирования гармоники по оценке частотного сдвига и сигналу с тактового генератора 7, поступающему на его второй вход, формируют комплексный множитель единичной амплитуды, фаза которого равна произведению оценки частотного сдвига на временное положение текущих отсчетов. Квадратурные составляющие комплексного множителя с первого и второго выходов блока 4 формирования гармоники поступают соответственно на третий и четвертый входы комплексного перемножителя 3, в котором корректируют фазу входного цифрового комплексного сигнала. Для этого в комплексном перемножителе 3 осуществляют известную операцию умножения отсчетов входного цифрового комплексного сигнала на комплексный множитель. Синфазная составляющая скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала с первого выхода комплексного перемножителя 3 поступает на вход первого последовательно-параллельного регистра 5, а квадратурная составляющая со второго выхода комплексного перемножителя 3 поступает на вход второго последовательно-параллельного регистра 6. В регистрах 5 и 6 запоминают отсчеты квадратурных составляющих скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала на интервалах длительности многочастотных символов.

Регистры 5 и 6 с последовательной записью и параллельным считыванием могут быть реализованы, например, на базе стандартных микросхем серии 561ПР1 или серии 1564ИР8 или подобных им.

С выхода первого регистра 5 совокупность отсчетов синфазной составляющей скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующая анализируемым многочастотным символам, поступает на первый вход блока 9 расчета комплексного спектра сигнала. С выхода второго регистра 6 совокупность отсчетов квадратурной составляющей скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующая анализируемым многочастотным символам, поступает на второй вход блока 9 расчета комплексного спектра сигнала. На третий вход блока 9 расчета комплексного спектра сигнала с первого выхода блока 8 временной синхронизации поступает сигнал окончания многочастотного символа (длинного многочастотного символа преамбулы или очередного многочастотного информационного символа). По сигналу окончания многочастотного символа осуществляют расчет комплексного спектра соответствующего многочастотного символа, квадратурные составляющие отчетов входного цифрового сигнала которого к этому моменту времени запомнены соответственно в регистре 5 и регистре 6. Сигнал окончания многочастотного символа формируется в блоке 8 временной синхронизации по сигналу временного положения окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы, поступающему на его второй вход, и сигналу тактовой частоты, который поступает на его первый вход.

С выхода блока 9 расчета комплексного спектра сигнала квадратурные компоненты (реальные и мнимые части) составляющих комплексного спектра поступают на первый вход блока 10 коммутации, на второй вход которого поступает управляющий сигнал со второго выхода блока 8 временной синхронизации. Блок 10 коммутации представляет собой совокупность ключей с общим управляемым входом. При обработке сигналов длинных многочастотных символов преамбулы сигнал управления равен логическому нулю, и квадратурные компоненты составляющих комплексного спектра поступают с первого выхода блока 10 коммутации на первый вход блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник. После, при приеме многочастотных информационных символов сигнал управления равен логической единице, и квадратурные компоненты составляющих комплексного спектра, соответствующие информационным символам, поступают со второго выхода блока 10 коммутации на первый вход блока 13 формирования мягких решений об информационных символах, а квадратурные компоненты составляющих комплексного спектра, соответствующие пилот-символам, поступают со второго выхода блока 10 коммутации на первый вход блока 12 формирования корректирующей величины.

На второй вход блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник с третьего выхода блока 8 временной синхронизации поступает сигнал сброса. Сигнал сброса формируется после окончания приема всего информационного сообщения и обеспечивает возможность приема следующего информационного сообщения. С выхода блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник квадратурные составляющие уточненных предварительных оценок комплексной огибающей гармоник, модулированных информационными символами, поступают на третий вход блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, а квадратурные составляющие уточненных предварительных оценок комплексной огибающей гармоник, модулированных пилот-символами, поступают на второй вход блока 12 формирования корректирующей величины.

С первого выхода блока 12 формирования корректирующей величины синфазная составляющая корректирующей величины текущего многочастотного информационного символа поступает на первый вход блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник. Со второго выхода блока 12 формирования корректирующей величины квадратурная составляющая корректирующей величины текущего многочастотного информационного символа поступает на второй вход блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.

С выхода блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник квадратурные составляющие окончательных оценок комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник поступают на второй вход блока 13 формирования мягких решений об информационных символах.

Выход блока 13 формирования мягких решений об информационных символах является выходом устройства.

Для лучшего понимания реализации заявляемого способа рассмотрим подробнее работу блоков 8, 11, 12, 13 и 14, входящих в устройство (фиг.3). Структурные схемы блоков приведены как пример выполнения соответственно на фиг.4, 5, 6, 8 и 7.

Блок 8 временной синхронизации (фиг.4) содержит схему 15 "ИЛИ", первый регистр 16, второй регистр 19, третий регистр 23, первый ключ 17 и второй ключ 20, первый счетчик 18, второй счетчик 21 и третий счетчик 22, при этом вторые входы первого ключа 17 и второго ключа 20 объединены, образуя первый вход блока 8 временной синхронизации, первый, второй входы первого регистра 16 и первый вход схемы 15 "ИЛИ" объединены, образуя второй вход блока 8 частотно-временной синхронизации, выход первого регистра 16 соединен с первым входом первого ключа 17, выход которого соединен со входом первого счетчика 18, выход которого соединен с третьим входом первого регистра 16, первым и вторым входами второго регистра 19 и вторым входом схемы 15 "ИЛИ", выход которой является первым выходом блока 8 временной синхронизации, выход второго регистра 19 соединен с первым входом второго ключа 20, выход которого соединен со входом второго счетчика 21, выход которого соединен с третьим входом схемы 15 "ИЛИ", входом третьего счетчика 22 и первым и вторым входами третьего регистра 23, выход которого является вторым выходом блока 8, третий вход третьего регистра 23 объединен с третьим входом второго регистра 19 и соединен с выходом третьего счетчика 22, выход которого является третьим выходом блока 8 временной синхронизации.

Блок 8 временной синхронизации работает следующим образом.

В первом плече, содержащем первый регистр 16, первый ключ 17 и первый счетчик 18, формируют сигнал окончания второго длинного многочастотного символа преамбулы. Во втором плече, содержащем второй регистр 19, второй ключ 20 и второй счетчик 21, формируют сигналы окончания многочастотных информационных символов.

На первый (вход данных) и второй (вход записи) входы первого регистра 16 и на первый вход схемы 15 "ИЛИ" со второго входа блока 8 временной синхронизации поступает сигнал окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы. При поступлении сигнала окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы на выходе схемы 15 "ИЛИ" формируется сигнал запуска процедуры расчета спектра многочастотного символа, который поступает на первый выход блока 8 временной синхронизации.

При поступлении сигнала окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы в первый регистр 16 записывают сигнал, равный логической единице, который с выхода первого регистра 16 поступает на первый управляемый вход первого ключа 17. На вторые входы первого ключа 17 и второго ключа 20 с первого входа блока 8 поступает сигнал с тактового генератора 7, который через первый ключ 17 поступает на вход первого счетчика 18. На третий вход (сброса) первого регистра 16 с выхода первого счетчика 18 поступает сигнал обнуления (управления).

После поступления сигнала окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы первый счетчик 18 накапливает импульсы тактовой частоты. Он запрограммирован таким образом, что сигнал окончания второго длинного многочастотного символа преамбулы, равный логической единице, появляется на его выходе в момент времени, равный, например, сумме временного положения окончания первого длинного многочастотного символа преамбулы и длительности длинного многочастотного символа преамбулы.

Сигнал окончания второго длинного многочастотного символа преамбулы поступает на второй вход схемы 15 "ИЛИ". При этом на выходе схемы 15 "ИЛИ" формируется сигнал запуска процедуры расчета спектра многочастотного символа (второго длинного многочастотного символа преамбулы).

По сигналу окончания второго длинного многочастотного символа преамбулы, который поступает на первый вход данных и второй вход записи второго регистра 19, в регистре 19 записывают сигнал, равный логической единице, который с выхода второго регистра 19 поступает на первый управляемый вход второго ключа 20. При этом сигнал с тактового генератора 7 через второй ключ 20 поступает на вход второго счетчика 21.

После поступления сигнала окончания второго длинного многочастотного символа преамбулы второй счетчик 21 накапливает импульсы тактовой частоты. Он запрограммирован таким образом, что на его выходе формируется импульсный сигнал с периодом, равным длительности OFDM символа. Импульсы сигнала (сигналы, равные логической единице) соответствуют моментам времени окончания очередного многочастотного информационного символа. Сигнал окончания очередного многочастотного информационного символа поступает на третий вход схемы 15 "ИЛИ". При этом на выходе схемы 15 "ИЛИ" формируется сигнал запуска процедуры расчета спектра очередного многочастотного информационного символа.

Сигнал с выхода второго счетчика 21 поступает также на первый и второй входы третьего регистра 23 и на вход третьего счетчика 22. По сигналу окончания первого многочастотного информационного символа в третий регистр 23 записывают сигнал, равный логической единице, который с выхода третьего регистра 23 поступает на второй выход блока 8 временной синхронизации. Второй выход блока 8 временной синхронизации является управляющим выходом на блок 10 коммутации.

Третий счетчик 22 накапливает импульсы окончания очередного многочастотного информационного символа. Он запрограммирован таким образом, что на его выходе формируется сигнал окончания информационного сообщения, равный логической единице, который поступает на третий вход второго регистра 19, третий вход третьего регистра 23 и обнуляет их содержимое. Также выход третьего счетчика 22 является третьим выходом блока 8 временной синхронизации.

Счетчики 18, 21 и 23 могут быть реализованы, например, на базе стандартных программируемых счетчиков типа 564ИЕ10 или подобных им.

Блок 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник (фиг.5) содержит L узлов формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник 24₁-24_L, первый узел 30 и второй узел 31 усреднения, L узлов 32₁-32_L комплексного вычитания, первый узел 33 фильтрации и второй узел 34 фильтрации, узел 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации и L узлов 36₁-36_L комплексного суммирования, при этом каждый узел 24₁-24_L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник содержит элемент 25 снятия информации, первый накопитель 26 со сбросом и второй накопитель 27 со сбросом, первый элемент 28 нормирования и второй элемент 29 нормирования, причем первый и второй входы элемента 25 снятия информации в каждом узле 24₁-24_L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник образуют первый вход блока 11, вторые входы накопителей 26 и 27 со сбросом в каждом узле 24₁-24_L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник образуют второй вход блока 11, первый и второй выходы элемента 25 снятия информации в каждом узле 24₁-24_L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник соединены соответственно с первыми входами накопителей 26 и 27 со сбросом, выходы которых соединены с входами соответственно первого элемента 28 нормирования и второго элемента 29 нормирования, выход первого элемента 28 нормирования каждого узла 24₁-24_L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник соединен с первым входом соответствующего ему узла 32₁-32_L комплексного вычитания и соответствующим ему входом первого узла 30 усреднения, выход второго элемента 29 нормирования каждого узла 24₁-24_L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник соединен со вторым входом соответствующего ему узла 32₁-32_L комплексного вычитания и соответствующим ему входом второго узла 31 усреднения, выход первого узла 30 усреднения соединен с третьими входами каждого узла 32₁-32_L комплексного вычитания и каждого узла 36₁-36_L комплексного суммирования, выход второго узла 31 усреднения соединен с четвертыми входами каждого узла 32₁-32_L комплексного вычитания и каждого узла 36₁-36_L комплексного суммирования, первые выходы узлов 32₁-32_L комплексного вычитания соединены с соответствующими им первыми L входами первого узла 33 фильтрации и соответствующими им первыми L входами узла 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации, вторые выходы узлов 32₁-32_L комплексного вычитания соединены с соответствующими им первыми L входами второго узла 34 фильтрации и соответствующими им вторыми L входами узла 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации, выход узла 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации соединен со вторыми входами первого узла 33 фильтрации и второго узла 34 фильтрации, L выходов первого узла 33 фильтрации соединены с первыми входами соответствующих им узлов 36₁-36_L комплексного суммирования L выходов второго узла 34 фильтрации соединены со вторыми входами соответствующих им узлов 36₁-36_L комплексного суммирования, первый и второй выходы каждого узла 36₁-36_L комплексного суммирования образуют выход (шину) блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.

Блок 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник работает следующим образом.

С первого входа блока 11 совокупность синфазных и квадратурных компонент L составляющих комплексных спектров длинных многочастотных символов преамбулы поступает соответственно на первые и вторые входы L узлов 24₁-24_L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, каждый из которых формирует синфазную и квадратурную компоненты (составляющие) предварительной оценки комплексной огибающей одной модулированной гармоники. В каждом узле 24₁-24_L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник синфазная и квадратурная компоненты составляющей (гармоники) комплексных спектров поступают соответственно на первый и второй входы элемента 25 снятия информации, где производится их комплексное умножение на комплексно сопряженное значение символа, модулирующего эту составляющую спектра (гармонику). Значения символов, модулирующих гармоники длинных многочастотных символов преамбулы, априори известны. С первого выхода элемента 25 снятия информации синфазные составляющие оценок комплексной огибающей модулированной гармоники длинных многочастотных символов преамбулы поступают на первый вход первого накопителя 26 со сбросом. Со второго выхода элемента 25 снятия информации квадратурные составляющие оценок комплексной огибающей модулированной гармоники длинных многочастотных символов преамбулы поступают на первый вход второго накопителя 27 со сбросом. В накопителях 26 и 27 со сбросом осуществляется суммирование соответственно синфазной и квадратурной составляющих оценок комплексной огибающей модулированной гармоники всех длинных многочастотных символов преамбулы. Результаты суммирования (накопления) синфазной составляющей с выхода первого накопителя 26 со сбросом поступают на вход первого элемента 28 нормирования. Результаты суммирования (накопления) квадратурной составляющей с выхода второго накопителя 27 со сбросом поступают на вход второго элемента 29 нормирования. В элементах 28 и 29 нормирования выполняется деление результатов суммирования (накопления) на количество длинных многочастотных символов. Сформированные (в элементах 28 и 29 нормирования) синфазные и квадратурные составляющие предварительных оценок комплексной огибающей L модулированных гармоник с первых и вторых выходов L узлов 24₁-24_L формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник поступают соответственно на первые и вторые входы узлов 32₁-32_L комплексного вычитания. Синфазные составляющие предварительных оценок комплексной огибающей L модулированных гармоник с первых выходов L узлов 24₁-24_L также поступают соответственно на L входов первого узла 30 усреднения. Квадратурные составляющие предварительных оценок комплексной огибающей L модулированных гармоник со вторых выходов L узлов 24₁-24_L также поступают соответственно на L входов второго узла 31 усреднения. В узлах 30 и 31 усреднения выполняется суммирование входных величин с последующим делением результата на величину L. В результате на выходе первого узла 30 усреднения формируется синфазная составляющая, а на выходе второго узла 31 усреднения формируется квадратурная составляющая среднего значения предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.

На вторые входы накопителей 26 и 27 со сбросом поступает сигнал сброса со второго входа блока 11 (выходной сигнал с блока 8 временной синхронизации), по которому выполняются обнуления содержимого накопителей 26 и 27 со сбросом.

В L узлах 32₁-32_L комплексного вычитания формируются синфазные и квадратурные составляющие L скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник путем вычитания из предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник среднего значения предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, синфазные и квадратурные составляющие которого поступают соответственно на третьи и четвертые входы узлов 32₁-32_L. Сформированные в L узлах 32₁-32_L комплексного вычитания синфазные и квадратурные составляющие скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник поступают соответственно с первых и вторых выходов узлов 32₁-32_L на L первые и L вторые входы узла 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации.

Синфазные составляющие скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей L модулированных гармоник с первых выходов L узлов 32₁-32_L комплексного вычитания также поступают соответственно на первые L входов первого узла 33 фильтрации. Квадратурные составляющие скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей L модулированных гармоник со вторых выходов L узлов 32₁-32_L комплексного вычитания также поступают соответственно на первые L входов второго узла 34 фильтрации.

В узле 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации выполняют следующие вычисления:

1. Формируют оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник К_n, , находя полусумму оценок отсчетов корреляционной функции синфазной и квадратурной составляющих комплексной огибающей гармоник.

где A_c,i, A_s,i - соответственно синфазные и квадратурные составляющие скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, М - число формируемых экспериментальных отсчетов корреляционной функции канала.

2. Находят нормированные оценки интервала многолучевости входного сигнала для каждого из М' экспериментальных значений , попадающих в диапазон значений: -0.30÷0.93

Параметры b, а представлены в таблице.

3. Усредняя оценку интервала многолучевости входного сигнала по всем значениям K_j, получаем итоговую оценку интервала многолучевости входного сигнала

4. Определяют весовые коэффициенты фильтрации пропорционально функции Бесселя нулевого порядка

На вторые входы узлов 33 и 34 фильтрации поступают весовые коэффициенты фильтрации с выхода блока 35 формирования весовых коэффициентов фильтрации. В узлах 33 и 34 фильтрации соответственно синфазные и квадратурные составляющие скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник фильтруют, осуществляя весовое суммирование соответственно синфазных и квадратурных составляющих скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.

С L выходов первого узла 33 фильтрации синфазные составляющие профильтрованных скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник поступают соответственно на первые входы L узлов 36₁-36_L комплексного суммирования. С L выходов второго узла 34 фильтрации квадратурные составляющие профильтрованных скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник поступают соответственно на вторые входы L узлов 36₁-36_L комплексного суммирования. На третьи и четвертые входы L узлов 36₁-36_L комплексного суммирования поступают соответственно сигналы с узлов 30 и 31 усреднения.

В L узлах 36₁-36_L комплексного суммирования формируют синфазные и квадратурные составляющие L уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, прибавляя к профильтрованным скорректированным предварительным оценкам комплексной огибающей модулированных гармоник среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, синфазные и квадратурные составляющие которой поступают соответственно с выходов первого узла 30 усреднения и второго узла 31 усреднения.

Выходы узлов 36₁-36_L комплексного суммирования образуют выход (шину) блока 11 формирования уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.

Блок 12 формирования корректирующей величины (фиг.6) содержит Р узлов 37₁-37_P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов; Р узлов 44₁-44_P расчета корректирующей величины, первый сумматор 50 и второй сумматор 51, первый узел 52 деления и второй узел 53 деления. Каждый узел 37₁-37_P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов содержит подузел 38 снятия модуляции, первый элемент 39 фильтрации и второй элемент 40 фильтрации, при этом каждый элемент фильтрации содержит линию 41 задержки, сумматор 42 и подэлемент 43 нормирования. Каждый узел 44₁-44_P расчета корректирующей величины содержит комплексный перемножитель 45, элемент 46 комплексного сопряжения, элемент 47 нахождения квадрата модуля комплексной величины, первый элемент 48 деления и второй элемент 49 деления А/В. Первый и второй входы подузла 38 снятия модуляции в каждом узле 37₁-37_P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов являются соответственно первым и вторым входами узлов 37₁-37_P и образуют первый вход блока 12 (шину) формирования корректирующей величины, первый выход узла 38 снятия модуляции соединен со входом линии 41 задержки в первом элементе 39 фильтрации, второй выход узла 38 снятия модуляции соединен со входом линии 41 задержки во втором элементе 40 фильтрации, первый, второй и третий выходы линии 41 задержки в элементах 39 и 40 фильтрации соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами сумматора 42, выход которого соединен со входом подэлемента 43 нормирования, выход подэлемента 43 нормирования является первым выходом каждого узла 37₁-37_P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, а выход второго элемента 40 фильтрации - соответственно вторым выходом каждого узла 37₁-37_P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, первые и вторые выходы узлов 37₁-37_P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующих им узлов 44₁-44_P расчета корректирующей величины, первые и вторые входы которых образуют соответственно первый и второй входы комплексных перемножителей 45, третий и четвертый входы комплексных перемножителей 45 в каждом узле 44₁-44_P соединены соответственно с первым и вторым выходами элемента 46 комплексного сопряжения, первый и второй входы которого объединены соответственно с первым и вторым входами элемента 47 нахождения квадрата модуля комплексной величины, образуя соответственно третий и четвертый входы узлов 44₁-44_P, которые являются вторым входом блока 12 (шина), первый и второй выходы комплексного перемножителя 45 соединены соответственно с первым входом первого элемента 48 деления А/В и первым входом второго элемента 49 деления А/В, вторые входы элементов 48 и 49 объединены и соединены с выходом элемента 47 нахождения квадрата модуля комплексной величины, выход первого элемента 48 является первым выходом каждого узла 44₁-44_P, а выход второго элемента 49 - вторым выходом каждого узла 44₁-44_P, первые выходы Р узлов 44₁-44_P расчета корректирующей величины соединены с соответствующими им Р входами первого сумматора 50, вторые выходы Р узлов 44₁-44_P расчета корректирующей величины соединены с соответствующими им Р входами второго сумматора 51, выход первого сумматора 50 соединен со входом первого узла 52 деления на Р, выход которого является первым выходом блока 12, выход второго сумматора 51 соединен со входом второго узла 53 деления на Р, выход которого является вторым выходом блока 12.

Работает блок 12 формирования корректирующей величины следующим образом.

С первого входа блока 12 на первые и вторые входы Р узлов 37₁-37_P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов поступают синфазные и квадратурные компоненты Р составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемых для передачи пилот-символов. Синфазные и квадратурные компоненты Р составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемых для передачи пилот-символов, в каждом узле 37₁-37_P поступают соответственно на первый и второй входы подузла 38 снятия модуляции. В подузле 38 снятия модуляции формируют оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, умножая составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемые для передачи пилот-символов, на комплексно сопряженные значения пилот-символов, модулирующих соответствующие гармоники. Значения пилот-символов априори известны. Синфазные составляющие оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник с первого выхода узла 38 снятия модуляции поступают на вход первого элемента 39 фильтрации. Квадратурные составляющие оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник со второго выхода узла 38 снятия модуляции поступают на вход второго элемента 40 фильтрации. В элементах 39 и 40 фильтрации осуществляют усреднение квадратур оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник путем суммирования в сумматоре 42 запомненных в линии 41 задержки оценок комплексной огибающей модулированных пилот-символами соответствующих гармоник многочастотных информационных символов с последующим делением результата суммирования на количество членов суммы в подэлементе 43 нормирования. Выходы подэлементов 43 нормирования первых элементов 39 фильтрации являются первыми выходами узлов 37₁-37_P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, которые соединены с первыми входами соответствующих им узлов 44₁-44_P расчета корректирующей величины. Выходы подэлементов 43 нормирования вторых элементов 40 фильтрации являются вторыми выходами узлов 37₁-37_P формирования уточненной оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, которые соединены со вторыми входами соответствующих узлов 44₁-44_P расчета корректирующей величины.

На третьи и четвертые входы узлов 44₁-44_P расчета корректирующей величины со второго входа блока 12 поступают соответственно синфазные и квадратурные составляющие Р уточненных предварительных оценок комплексной огибающей соответствующих пилот-символам гармоник.

В каждом узле 44₁-44_P расчета корректирующей величины формируют в первом элементе 48 деления и во втором элементе 49 деления отношение (сформированного в комплексном перемножителе 45) произведения уточненной оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники и соответствующей ей комплексно сопряженной (в элементе 46 комплексного сопряжения) уточненной предварительной оценки комплексной огибающей к квадрату модуля оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники (сформированного в элементе 47 нахождения квадрата модуля комплексной величины).

Синфазные составляющие корректирующих величин с выхода первого элемента 48 деления А/В и соответственно с первых выходов Р узлов 44₁-44_P расчета корректирующей величины поступают соответственно на Р входов первого сумматора 50. Квадратурные составляющие корректирующих величин с выхода второго элемента 49 деления А/В и соответственно со вторых выходов Р узлов 44₁-44_P расчета корректирующей величины поступают соответственно на Р входов второго сумматора 51.

С выхода первого сумматора 50 сигнал поступает на вход первого узла 52 деления на Р, а с выхода второго сумматора 51 сигнал поступает на вход второго узла 53 деления на Р. В результате в узле 52 формируются синфазная и в узле 53 квадратурная составляющие корректирующей величины текущего многочастотного информационного символа, которые поступают соответственно на первый и второй выходы блока 12.

Блок 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник может быть выполнен, например, как показано на фиг.7, и содержит N комплексных перемножителей 54₁-54_N, первые и вторые входы которых являются третьими входами блока 14 (шина), третий и четвертый входы N комплексных перемножителей 54₁-54_N являются соответственно первым и вторым входами блока 14, а первый и второй выходы комплексных перемножителей 54₁-54_N являются выходами блока 14 (шина).

Работает блок 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник следующим образом.

Синфазные и квадратурные составляющие N уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник с третьего входа блока 14 поступают соответственно на первые и вторые входы N комплексных перемножителей 54₁-54_N, на третьи и четвертые входы которых поступает соответственно синфазная и квадратурная составляющие корректирующей величины текущего символа соответственно с первого и второго входов блока 12. В комплексных перемножителях 54₁-54_N выполняется известная операция перемножения двух комплексных величин. Совокупность результатов перемножения, представляющая собой синфазные и квадратурные составляющие N окончательных оценок комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник, с первых и вторых выходов комплексных перемножителей 54₁-54_N поступает на выход блока 14 формирования окончательных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.

Блок 13 формирования мягких решений об информационных символах (фиг.8) содержит N первых линий 55₁-55_N задержки и N вторых линий 56₁-56_N задержки, N узлов 57₁-57_N расчета мягких решений, каждый из которых содержит комплексный перемножитель 58 и элемент 59 комплексного сопряжения, при этом входы N первых линий 55₁-55_N задержки и N вторых линий 56₁-56_N задержки являются первыми входами блока 13, выходы N первых линий 55₁-55_N задержки и N вторых линий 56₁-56_N задержки соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующих им узлов 57₁-57_N расчета мягкого решения, первые и вторые входы которых образованы соответственно первым и вторым входами комплексного перемножителя 58, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходом элемента 59 комплексного сопряжения, первый и второй входы которого являются соответственно третьим и четвертым входами каждого узла 57₁-57_N расчета мягкого решения, эти входы являются вторым входом блока 13 (шина). Первый и второй выходы комплексного перемножителя 58 каждого узла 57₁-57_N расчета мягкого решения образуют соответственно первые и вторые выходы узлов 57₁-57_N мягких решений, которые являются выходами блока 13 (шина).

Работает блок 13 формирования мягких решений об информационных символах следующим образом.

Синфазные и квадратурные компоненты N составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемых для передачи информационных символов, с первого входа блока 13 поступают на входы соответственно N первых линий 55₁-55_N задержки и N вторых линий 56₁-56_N задержки, где их запоминают. Задержка составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов необходима для компенсации задержки при формировании окончательных оценок комплексной огибающей, возникающей в блоке 12 формирования корректирующей величины.

С выходов N первых линий 55₁-55_N задержки и N вторых линий 56₁-56_N задержки соответственно синфазные и квадратурные компоненты N составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов поступают соответственно на первые и вторые входы N узлов 57₁-57_N расчета мягких решений, на третьи и четвертые входы которых поступают соответственно синфазные и квадратурные составляющие N окончательных оценок комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник. В узлах 57₁-57_N расчета мягких решений выполняют умножение (в комплексном перемножителе 58) составляющих комплексных спектров многочастотных информационных символов на соответствующие комплексно сопряженные (в элементе 59 комплексного сопряжения) окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов.

Совокупность сформированных синфазных и квадратурных составляющих N мягких решений об информационных символах с первых и вторых выходов узлов 57₁-57_N расчета мягких решений поступает на выход блока 13 (шина) формирования мягких решений об информационных символах.

Таким образом, заявляемый способ не требует значительных затрат при реализации, существенно повышает помехоустойчивость квазикогерентного приема многолучевого сигнала в OFDM системе связи и расширяет область применения.

1. Способ квазикогерентного приема многолучевого сигнала, заключающийся в том, что входной сигнал фильтруют, усиливают, переносят на видеочастоту, осуществляют его аналогово-цифровое преобразование и децимацию, формируя входной цифровой комплексный сигнал на видеочастоте, осуществляют частотно-временную синхронизацию, определяя временное положение начала преамбулы и частотный сдвиг между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала, корректируют фазу входного цифрового комплексного сигнала с учетом оценки частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала, находят комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяют по временному положению начала преамбулы, формируют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, используя комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы и априори известные значения символов, модулирующих гармоники длинных многочастотных символов преамбулы, объединяют оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы, формируя предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, находят комплексные спектры многочастотных информационных символов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, временные положения которых определяются по временному положению начала преамбулы, запоминают составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, соответствующие модулированным гармоникам, формируют оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, используя составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, применяемые для передачи пилот-символов и априори известные значения пилот-символов, модулирующих соответствующие гармоники, для каждого многочастотного информационного символа формируют корректирующую величину, для каждого многочастотного информационного символа формируют окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник, формируют мягкие решения об информационных символах, используя соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов и окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов, отличающийся тем, что после формирования предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник формируют среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, корректируют предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, формируют оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник, используя скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, формируют оценку интервала многолучевости входного сигнала, используя сформированные оценки отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник, фильтруют скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, используя оценку интервала многолучевости входного сигнала, формируют уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, прибавляя среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник к профильтрованным скорректированным предварительным оценкам комплексной огибающей модулированных гармоник, после формирования оценок комплексной огибающей модулированных пилот символами гармоник многочастотных информационных символов формируют уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов, фильтруя значения оценок комплексной огибающей, модулированных пилот-символами, соответствующих гармоник многочастотных информационных символов, причем при формировании корректирующей величины для каждого многочастотного информационного символа используют уточненные оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник этого многочастотного информационного символа и соответствующие им уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник, окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник для каждого многочастотного информационного символа формируют путем коррекции уточненных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник с использованием соответствующей этому многочастотному информационному символу корректирующей величины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фазу входного цифрового комплексного сигнала корректируют, умножая отсчеты входного цифрового комплексного сигнала на комплексный множитель единичной амплитуды, фаза которого равна произведению оценки частотного сдвига на временные положения отсчетов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что комплексные спектры длинных многочастотных символов преамбулы определяют путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующего этим многочастотным символам.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что временное положение начала длинного многочастотного символа преамбулы определяют как сумму временного положения начала преамбулы и априори известного временного положения этого длинного многочастотного символа относительно начала преамбулы.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценки комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы формируют, умножая составляющие комплексных спектров длинных многочастотных символов преамбулы на комплексно сопряженные значения символов, модулирующих соответствующие гармоники.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что объединение оценок комплексной огибающей модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы выполняют путем усреднения сумм оценок комплексной огибающей соответствующих модулированных гармоник длинных многочастотных символов преамбулы.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник формируют как отношение суммы предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник на их количество.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник получают, вычитая из предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник среднее значение предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку интервала многолучевости входного сигнала формируют, усредняя оценки интервала многолучевости входного сигнала, предварительно полученные по различным оценкам отсчетов корреляционной функции комплексной огибающей гармоник, как отношение разности оценки отсчета корреляционной функции комплексной огибающей гармоники и параметра b к произведению номера отсчета, разности частот соседних гармоник и параметра а, параметры b и а зависят от величины оценки отсчета корреляционной функции и представляют собой коэффициенты аппроксимации ломаной линии корреляционной функции синфазной и квадратурной составляющих комплексной огибающей.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорректированные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник фильтруют, выполняя весовое суммирование скорректированных предварительных оценок комплексной огибающей модулированных гармоник, при этом весовые коэффициенты фильтрации определяют пропорционально функции Бесселя нулевого порядка от произведения интервала многолучевости входного сигнала и разности частот гармоник.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что комплексные спектры многочастотных информационных символов определяют путем быстрого дискретного преобразования Фурье отсчетов скорректированного по фазе входного цифрового комплексного сигнала, соответствующего этим многочастотным символам.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что временное положение начала многочастотного информационного символа определяют как сумму временного положения начала преамбулы, априори известного временного положения начала OFDM символа - сигнального блока, включающего этот многочастотный символ, относительно начала преамбулы и длительности префикса.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценки комплексной огибающей модулированных пилот-символами гармоник многочастотных информационных символов формируют, умножая составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов, используемые для передачи пилот-символов, на комплексно сопряженные значения пилот-символов, модулирующих соответствующие гармоники.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что корректирующую величину многочастотного информационного символа формируют как усредненную сумму отношений произведения уточненной оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники и соответствующей ей комплексно сопряженной уточненной предварительной оценки комплексной огибающей к квадрату модуля оценки комплексной огибающей модулированной пилот-символом гармоники.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что окончательные оценки комплексной огибающей, модулированных информационными символами, гармоник многочастотного информационного символа формируют, умножая уточненные предварительные оценки комплексной огибающей модулированных гармоник на корректирующую величину, соответствующую этому многочастотному информационному символу.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что мягкие решения об информационных символах формируют, умножая соответствующие им составляющие комплексных спектров многочастотных информационных символов на комплексно сопряженные окончательные оценки комплексной огибающей модулированных информационными символами гармоник этих многочастотных информационных символов.