способ приема многолучевого широкополосного сигнала и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ приема многолучевого широкополосного сигнала на абонентской станции, при котором сигнал каждого луча содержит пилот-сигнал и информационный сигнал, состоящий в общем случае из независимых потоков информационных символов, J из которых предназначены данной абонентской станции, заключающийся в том, что осуществляют поиск сигналов лучей, формируют оценки комплексной огибающей пилот-символов обнаруженных сигналов лучей, вычисляя корреляцию обнаруженных сигналов лучей с псевдослучайной последовательностью ПСП, соответствующей временному положению пилот-сигнала этих лучей, формируют оценки комплексной огибающей информационных символов обнаруженных сигналов лучей по сформированным оценкам комплексной огибающей пилот-символов обнаруженных сигналов лучей, формируют оценки пилот-сигналов обнаруженных лучей, формируют сигналы лучей, очищенные от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, вычитая из сигнала каждого луча оценки пилот-сигналов всех других лучей, формируют корреляционные отклики информационных символов J потоков каждого обнаруженного луча, вычисляя корреляцию сигнала луча, очищенного от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, с ПСП информационных символов соответствующих потоков сигнала луча, формируют мягкие решения информационных символов J потоков каждого луча, перемножая сформированные корреляционные отклики информационных символов потоков луча на комплексно сопряженные оценки комплексных огибающих соответствующих информационных символов сигнала луча, формируют объединенные мягкие решения информационных символов каждого из J потоков, суммируя по всем лучам мягкие решения соответствующих информационных символов потоков лучей, отличающийся тем, что в обнаруженных сигналах лучей, очищенных от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, осуществляют поиск потоков информационных символов, предназначенных другим абонентским станциям, формируют корреляционные отклики информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, вычисляя корреляцию сигнала луча, очищенного от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, с ПСП информационных символов соответствующих потоков сигнала луча, формируют мягкие решения информационных символов всех потоков, предназначенных другим абонентским станциям, перемножая сформированные корреляционные отклики информационных символов потоков луча, предназначенные другим абонентским станциям, на комплексно сопряженные оценки комплексных огибающих соответствующих информационных символов сигнала луча, формируют объединенные мягкие решения информационных символов каждого потока, предназначенного другим абонентским станциям, суммируя по всем лучам мягкие решения соответствующих информационных символов потоков лучей, сформированные объединенные мягкие решения информационных символов всех обнаруженных К независимых потоков, предназначенных данной и другим абонентским станциям, и оценки комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей группируют в блоки интервалов длительности Т и запоминают, для каждого блока формируют уточненные мягкие решения информационных символов J потоков, предназначенных данной абонентской станции, в Р этапов путем подавления мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, при этом на каждом этапе формируют жесткие решения информационных символов К потоков, причем на первом этапе - по запомненным объединенным мягким решениям информационных символов потоков блока, на последующих этапах - по уточненным мягким решениям информационных символов К потоков блока предыдущего этапа, формируют оценку сигнала каждого информационного потока каждого луча на интервале блока по сформированным жестким решениям информационных символов К потоков блока и оценкам комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей, выполняют сглаживание сформированных оценок сигнала каждого информационного потока каждого луча на интервале блока, формируют оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока от каждого информационного потока каждого другого луча блока, используя сглаженные оценки сигнала каждого потока каждого другого луча, формируют оценки мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока от каждого информационного потока блока, используя оценки мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока от каждого информационного потока каждого другого луча блока, формируют оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока, используя оценки мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока от каждого информационного потока блока, формируют оценку мешающего влияния мягким решениям об информационных символах каждого потока блока, используя оценки мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока, формируют уточненные мягкие решения каждого информационного символа К потоков блока текущего этапа, используя оценки мешающего влияния на информационные символы потока блока, сформированные уточненные мягкие решения информационных символов J потоков, предназначенных данной абонентской станции, каждого информационного блока Р-го этапа являются выходными величинами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при поиске потоков информационных символов, предназначенных другим абонентским станциям, для каждого луча формируют корреляционные отклики информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, вычисляя корреляцию сигнала луча, очищенного от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, с ПСП информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, для каждого луча формируют мягкие решения информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, умножая сформированные корреляционные отклики информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, на оценки комплексных огибающих соответствующих символов, формируют мягкие решения информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, суммируют модули мягких решений Q информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, по сравнению результата суммирования с заданным порогом принимают решение о наличии или отсутствии информационных потоков, предназначенных другим абонентским станциям, в принятом многолучевом сигнале.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при формировании жестких решений информационных символов К потоков дополнительно используют оценки комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку сигнала каждого потока каждого луча на интервале блока формируют путем перемножения ПСП каждого информационного символа потока луча, сформированного жесткого решения информационного символа и сформированной оценки комплексной огибающей этого информационного символа сигнала луча на интервале длительности каждого информационного символа этого блока.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сглаживание сформированных оценок сигнала каждого информационного потока каждого луча на интервале блока выполняют путем кубической интерполяции.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока от каждого информационного потока каждого другого луча блока формируют путем умножения ПСП информационных символов потоков лучей на сглаженные оценки сигнала каждого потока каждого другого луча.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока от каждого информационного потока блока формируют путем суммирования оценок мешающего влияния на информационные символы потока луча блока от каждого информационного потока каждого другого луча блока.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока формируют путем суммирования оценок мешающего влияния на информационные символы потока луча блока от каждого информационного потока блока.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку мешающего влияния мягким решениям об информационных символах каждого потока блока формируют путем взвешенного суммирования оценок мешающего влияния на информационные символы потока лучей блока с весами, равными комплексно сопряженным оценкам комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что уточненные мягкие решения каждого информационного символа К потоков блока текущего этапа формируют путем вычитания оценки мешающего влияния на информационные символы потока блока из объединенных мягких решений информационных символов потока блока.

11. Устройство приема широкополосного многолучевого сигнала, содержащее приемник поиска сигналов лучей, селектор сигналов лучей, генератор псевдослучайных последовательностей ГПСП, L вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча, L блоков обработки данных сигнала луча, L блоков оценки пилот-сигнала луча, где L соответствует числу обнаруженных лучей, формирователь мешающего влияния пилот-сигналов лучей, блок управления, J блоков объединения мягких решений потока, где J соответствует числу потоков, предназначенных данной абонентской станции, при этом первые входы приемника поиска сигналов лучей и селектора сигналов лучей объединены, образуя вход устройства, вторые входы приемника поиска сигналов лучей и селектора сигналов лучей соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, формирующего на первом выходе сигнал управления поиском, а на втором выходе сигнал управления разделением входного сигнала на сигналы лучей, третий вход приемника поиска сигналов лучей, первые входы L блоков обработки данных сигнала луча и первые входы блоков оценки пилот-сигнала луча соединены с выходами ГПСП, вход которого соединен с третьим выходом блока управления, формирующего на третьем выходе сигнал управления временным положением копии ПСП, первый вход блока управления соединен с выходом приемника поиска сигналов лучей, каждый из L выходов селектора сигналов лучей соединен с первым входом соответствующего ему вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча, вторые входы L вычитателей мешающего влияния пилот-сигналов лучей соединены с выходами формирователя мешающего влияния пилот-сигналов лучей, выход каждого из L вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча соединен со вторым входом соответствующего ему блока обработки данных сигнала луча, первые выходы блоков обработки данных сигнала луча соединены со входами J блоков объединения мягких решений потока, второй выход каждого из L блоков обработки данных сигнала луча соединен со вторым входом соответствующего ему блока оценки пилот-сигнала луча, выходы L блоков оценки пилот-сигнала луча соединены с первыми входами формирователя мешающего влияния пилот-сигналов лучей, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, формирующего на четвертом выходе сигнал управления формированием мешающего влияния пилот-сигналов лучей, отличающееся тем, что введены К-J блоков объединения мягких решений потока, где К соответствует числу независимых потоков информационных символов, предназначенных для данной и других абонентских станций, блок поиска информационных символов потоков данных, блок формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, блок памяти, К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока, коммутатор, при этом входы К-J блоков объединения мягких решений потока соединены с дополнительными первыми выходами L блоков обработки данных сигнала луча, выходы К блоков объединения мягких решений потока соединены с первыми входами блока памяти, первые входы блока поиска информационных символов потоков данных и блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга соединены с выходами ГПСП, второй вход блока поиска информационных символов потоков данных соединен с выходами L вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча, третий вход блока поиска информационных символов потоков данных и второй вход блока памяти соединены со вторыми выходами L блоков обработки данных сигнала луча, четвертый вход блока поиска информационных символов потоков данных соединен с пятым выходом блока управления, формирующего на пятом выходе сигнал управления поиском информационных символов потоков данных, выход блока поиска информационных символов потоков данных соединен со вторым входом блока управления, шестой выход блока управления, формирующего на шестом выходе сигнал управления записью в память, соединен с третьим входом блока памяти, выходы блока памяти соединены с первыми входами К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока и вторым входом блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, вторые входы К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока соединены с выходом блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, третий вход которого соединен с седьмым выходом блока управления, формирующего на седьмом выходе сигнал управления формированием мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, четвертый вход блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга соединен с первым выходом коммутатора, первый вход которого соединен с выходами К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока, второй вход коммутатора соединен с восьмым выходом блока управления, формирующего на восьмом выходе сигнал управления коммутацией уточненными мягкими решениями информационных символов потока, выходы коммутатора являются выходами устройства.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к области радиотехники, в частности к способу приема многолучевого широкополосного сигнала в системе радиосвязи и устройству для его осуществления, и может быть использована в приемных устройствах, например в системе радиосвязи с кодовым разделением каналов (CDMA).

В системах радиосвязи с подвижными объектами каналы распространения сигнала между приемником и передатчиком данных являются многолучевыми и нестационарными (федингующими).

Многолучевость возникает в естественных условиях при отражении передаваемого сигнала от неровностей ландшафта (овраги холмы, горы, и т.п.), а в населенных пунктах - от зданий, машин и других искусственно созданных сооружений.

Эффективность систем радиосвязи во многом определяется их способностью обеспечить в многолучевых нестационарных каналах необходимое качество и скорость передачи информации.

В современных системах мобильной связи, например 3GPP2 [1] Physical Layer Standard for cdma 2000 Spread Spectrum Systems, July 13, 2001], HDR [2] HDR Air Interface Specification (HAI), Revision X4, January 28, 2000, IS95-B [3] Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Spread Spectrum Systems, Default Ballot Version, July 17, 1998, информационный сигнал, передаваемый для абонентских станций, содержит несколько взаимно ортогональных информационных потоков. Под информационными потоками в данном случае понимают потоки информационных символов широкополосного сигнала. Такой подход в общем случае позволяет повысить скорость передачи данных и улучшить качество связи. Взаимная ортогональность в информационных потоках обеспечивается за счет свойств кодовых последовательностей, используемых в каждом информационном потоке.

В однолучевых каналах радиосвязи условие ортогональности позволяет эффективно разделить сигналы различных информационных потоков сигнала в демодуляторе, так что качество демодуляции каждого информационного потока практически не ухудшается от наличия других информационных потоков.

В реальных многолучевых каналах радиосвязи соотношения между временными положениями сигналов лучей случайные, заранее неизвестные. Поэтому сигналы потоков различных лучей не являются строго ортогональными, вследствие чего оказывают мешающее влияние друг на друга. Отсутствие строгой ортогональности вызывает появление наряду с шумовой компонентой взаимной помехи (мешающего влияния сигналов лучей друг на друга), например, для радиосистемы CDMA - мультикодовой помехи. Это приводит к снижению помехоустойчивости приема информационных потоков широкополосного сигнала. Наиболее чувствительными к появлению взаимной помехи являются относительно более сложные виды модуляции с большим размером алфавита. Мощность взаимной помехи растет с увеличением числа информационных потоков. Например, при приблизительно одинаковых мощностях сигналов лучей мощность взаимной помехи может быть близка к мощности полезного сигнала. В этом случае качество приема может быть неудовлетворительным даже при низком уровне шумов.

Поэтому в реальных многолучевых каналах для всех упомянутых выше систем мобильной связи [1], [2], [3] эта проблема является актуальной.

В настоящее время известны технические решения, направленные на компенсацию мешающего влияния сигналов лучей друг на друга в многолучевых каналах радиосвязи.

Известен способ приема сигналов в системе связи с кодовым разделением каналов и компенсацией их взаимного влияния, описанный в патенте [4] US Patent 5872776: Lin-Land Yang: Signal detection and interference cancellation based on simplified matrix inversion for CDMA applications. Feb. 16, 1999, Int. Cl. ⁶ H 04 В 1/69, H 04 J 13/00. Сущность этого способа заключается в использовании обращения матрицы взаимной корреляции, которую вычисляют на основании известных расширяющих псевдослучайных последовательностей (ПСП) с учетом известных фаз принимаемых сигналов каждого пользователя. Для снижения вычислительных затрат используется упрощенный метод вычисления обратной матрицы, основанный на представлении ее суммой двух матриц - диагональной и недиагональной.

Способ [4] обладает следующими существенными недостатками. Алгоритмы обращения матрицы взаимных корреляций требуют больших вычислительных затрат при большом числе информационных потоков сигналов, которое определяет размерность матрицы взаимных корреляций. Дополнительные сложности вызывают случаи плохой обусловленности матрицы взаимных корреляций. Кроме того, упомянутый способ не учитывает многолучевость распространения сигналов, а расчет мешающих сигналов пользователей друг на друга выполняется без учета фильтрации принимаемого сигнала при прохождении его по каналу радиосвязи и при обработке его в процессе передачи и приема.

Известно другое техническое решение, описанное в [5] US Patent 2 6014373: Schilling, et al. : Spread spectrum CDMA interference canceller system. January 11, 2000, Int. Cl.⁷ H 04 В 1/707. Это решение заключаются в поэтапной оценке мешающего влияния сигналов лучей друг на друга и его коррекции. Скорректированная оценка мешающего влияния сигналов лучей друг на друга вычитается из входного сигнала. Поэтапная оценка мешающего влияния сигналов лучей друг на друга реализуется в этом техническом решении с использованием стандартной итеративной процедуры подавления помех, которая подробно описана в [6] Varanasi M., Aazhang В. Multistage detection in Asynchronous Code - Division Multiple - Access Communications // IEEE Transactions on Communications. April 1990. - Vоl.38 - 4 - Р.509-519.

Известно изобретение [7] US Patent 3 5553062: Schilling, et al.: Spread spectrum CDMA interference canceller system and method. Sept. 3, 1996, Int. Cl. ⁶ H 04 В 1/707, в котором аналогично предыдущему техническому решению предлагается поэтапно оценивать мешающее влияние сигналов лучей друг на друга, корректировать его и скорректированную оценку мешающего влияния сигналов лучей друг на друга вычитать из входного сигнала приемника.

Недостатком изобретений [5] , [7], основанных на регенерации мешающего влияния сигналов лучей друг на друга и его вычитании из входного сигнала, является неоправданно высокая сложность реализации. Аналогичные результаты с гораздо меньшими техническими и вычислительными затратами могут быть получены при компенсации мешающего влияния сигналов лучей друг на друга после демодуляции.

Известно техническое решение по патенту [8] US Patent 5432754: Brady, et. al. : Receiver for receiving a plurality of asynchronously transmitted signals. Jul. 11, 1995, Int. Cl.⁶ H 04 В 11/00, в котором описан способ приема асинхронно переданных сигналов в подводной системе радиосвязи с кодовым разделением каналов. Несмотря на то что это техническое решение не относится напрямую к тематике сотовых систем радиосвязи, описанный в нем способ представляет определенный интерес, так как выполняет оценку и компенсацию мешающего влияния сигналов нескольких пользователей друг на друга с использованием оценки матрицы взаимной корреляции после демодуляции. Как отмечено в книге [9] Прокис Дж. Цифровая связь, изд. Радио и Связь, 2000 г., стр. 414, сигнал после демодуляции называется мягким решением.

Компенсация мешающего влияния в техническом решении [8] проводится итеративно с последовательным уточнением оценок мешающего влияния сигналов пользователей друг на друга.

Этот способ обладает следующими недостатками. Оценка матрицы взаимной корреляции осуществляется на основании скремблирующих ПСП кодовых каналов без учета фильтрации принимаемого сигнала, что приводит к значительным ошибкам в оценке взаимного влияния сигналов пользователей друг на друга. Кроме того, не учитывается многолучевость распространения сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ приема многолучевых сигналов и устройство для его осуществления, описанные в патенте [10] US 6201799 B1: Horward С. , Huand, Chlh-Lin: Partial decorrelation for a coherent multicode code division multiple access receiver. Mar. 13, 2001, EP 0876001 А2, 21.04.1998, Int. Cl.⁶ H 04 В 1/707).

Способ приема многолучевых сигналов заключается в следующем:

осуществляют поиск сигналов лучей;

формируют оценки комплексных огибающих пилот-символов обнаруженных сигналов лучей, вычисляя корреляцию обнаруженных сигналов лучей с ПСП пилот-сигналов лучей, соответствующей временному положению пилот-символов сигналов лучей;

формируют оценки комплексной огибающей информационных символов обнаруженных сигналов лучей по сформированным оценкам комплексной огибающих пилот-символов обнаруженных сигналов лучей;

формируют оценки пилот-сигналов обнаруженных лучей;

формируют сигналы лучей, очищенные от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, вычитая из сигнала каждого луча оценки пилот-сигналов всех других лучей;

формируют корреляционные отклики информационных символов J потоков каждого луча, вычисляя корреляцию сигнала луча, очищенного от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, с ПСП информационных символов соответствующих потоков сигнала луча;

формируют мягкие решения информационных символов J потоков каждого луча, перемножая сформированные корреляционные отклики информационных символов потоков луча на комплексно сопряженные оценки комплексных огибающих соответствующих информационных символов сигнала луча;

формируют объединенные мягкие решения информационных символов каждого из J потоков, суммируя по всем лучам мягкие решения соответствующих информационных символов потока сигналов лучей;

формируют корреляционную матрицу информационных символов J потоков всех лучей, состоящую из соответствующих каждому лучу подматриц, при этом элементы каждой подматрицы представляют собой корреляцию сигнала соответствующего луча, очищенного от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, с ПСП информационных символов потоков сигнала луча;

формируют объединенную корреляционную матрицу для информационных символов J потоков, суммируя произведения подматриц лучей на оценки комплексных огибающих информационных символов лучей,

формируют матрицу, обратную объединенной корреляционной матрице;

формируют мягкие решения об информационных символах J потоков, очищенные от мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, выполняя частичную декорреляцию путем перемножения объединенных мягких решений информационных символов J потоков на матрицу, обратную объединенной корреляционной матрице.

Устройство, на котором осуществляют способ-прототип, показано на фиг.1. Устройство-прототип содержит приемник поиска сигналов лучей 1, селектор сигналов лучей 2, генератор псевдослучайных последовательностей (ГПСП) 3, L вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L, L блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L, L блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L, формирователь мешающего влияния пилот-сигналов лучей 7, блок управления 8, J блоков объединения мягких решений потока 9₁-9_J; и блок декорреляции потоков данных 10, при этом первые входы приемника поиска сигналов лучей 1 и селектора сигналов лучей 2 объединены, образуя вход устройства, вторые входы приемника поиска сигналов лучей 1 и селектора сигналов лучей 2 соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления 8, третий вход приемника поиска сигналов лучей 1, первые входы L блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L, первые входы блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L и первый вход блока декорреляции потоков данных 10 соединены с выходом ГПСП 3, вход которого соединен с третьим выходом блока управления 8, вход которого соединен с выходом приемника поиска сигналов лучей 1, каждый из L выходов селектора сигналов лучей 2 соединен с первым входом соответствующего ему вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча (соответственно 4₁-4_L), вторые входы L вычитателей мешающего влияния пилот-сигналов лучей 4₁-4_L соединены с выходами формирователя мешающего влияния пилот-сигналов лучей 7, выход каждого из L вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L соединен со вторым входом соответствующего ему блока обработки данных сигнала луча 5₁-5_L первые выходы блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L соединены со входами J блоков объединения мягких решений потока 9₁-9_J, выходы которых соединены со вторыми входами блока декорреляции потоков данных 10, второй выход каждого из L блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L, соединен со вторым входом соответстствующего ему блока оценки пилот-сигнала луча (соответственно 6₁-6_L) и третьим входом блока декорреляции потоков данных, выходы L блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L соединены с первыми входами формирователя мешающего влияния пилот-сигналов лучей 7, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления 8, пятый выход которого соединен с четвертым входом блока декорреляции потоков данных 10, выходы которого являются выходами устройства.

Способ приема многолучевого широкополосного сигнала - прототип осуществляют на устройстве (фиг.1) следующим образом.

Предварительно следует отметить, что стандартная операция переноса частоты входного высокочастотного сигнала на видеочастоту и формирование входного цифрового многолучевого сигнала выполнены. Комплексная амплитуда сигнала в канале радиосвязи остается постоянной в течение интервала символа, но в общем случае изменяется от символа к символу. Обработка полученного цифрового многолучевого сигнала выполняется посимвольно. Сигнал каждого луча содержит пилот-сигнал и информационный сигнал, состоящий из J независимых потоков информационных символов.

Входной цифровой многолучевой сигнал поступает на первые входы приемника поиска сигналов лучей 1 и первые входы селектора сигналов лучей 2.

Генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП) 3 по управляющему сигналу, поступающему на его вход с третьего выхода блока управления 8, формирует копии ПСП пилот-сигнала. С выхода ГПСП 3 копии ПСП пилот-сигнала поступают на третий вход приемника поиска сигналов лучей 1.

На второй вход приемника поиска сигналов лучей 1 с первого выхода блока управления 8 поступает сигнал управления поиском. По этому сигналу приемник поиска сигналов лучей 1 сканирует временной интервал, определяет по пилот-сигналу временные положения сигналов лучей и передает информацию о них на вход блока управления 8.

Блок управления 8 по полученным оценкам временного положения обнаруженных сигналов лучей формирует сигналы управления, которые со второго, третьего, четвертого и пятого выходов блока управления 8 поступают соответственно на второй вход селектора сигналов лучей 2, на вход ГПСП 3, на второй вход формирователя мешающего влияния пилот-сигналов лучей 7 и на четвертый вход блока декорреляции потоков данных 10.

ГПСП 3 по сигналу управления, поступающему на его вход с третьего выхода блока 8, формирует копию ПСП пилот-сигналов L обнаруженных лучей и копии ПСП J информационных потоков. При этом копия ПСП пилот-сигнала лучей поступает на соответствующие первые входы блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L и соответствующие первые входы блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L. Копии ПСП J информационных потоков лучей поступают на соответствующие первые входы блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L и третий вход блока декорреляции потоков данных 10.

Селектор сигналов лучей 2 по сигналу управления с блока управления 8 осуществляет разделение входного цифрового многолучевого сигнала на L обнаруженных сигналов лучей. Выходные сигналы селектора сигналов лучей 2 поступают на первые входы соответствующих вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L, на вторые входы которых с выхода блока 7 поступают сигналы мешающего влияния пилот-сигналу луча от других пилот-сигналов лучей.

Выходные сигналы каждого из вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L формируют путем вычитания из сигнала луча сигнала мешающего влияния пилот-сигналу луча от других пилот-сигналов лучей. Выходные сигналы каждого из вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L поступают на вторые входы соответствующих им блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L.

В L блоках обработки данных сигнала луча 5₁-5_L по результатам корреляционной обработки пилот-сигнала формируется оценка комплексной огибающей пилот-символов и информационных символов потоков сигнала каждого луча. Предполагается, что пилот-сигнал имеет непрерывную структуру, поэтому оценки комплексной огибающей соответствующих по времени пилот- и информационных символов сигналов лучей совпадают. Сформированные оценки комплексной огибающей пилот-символов со вторых выходов блоков 5₁-5_L поступает на соответствующие им вторые входы блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L, а оценка комплексной огибающей информационных символов потоков сигналов лучей поступают на третий вход блока 10.

В каждом из L блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L формируют оценки пилот-сигналов лучей путем перемножения поступивших на входы этих блоков оценок комплексной огибающей пилот-символов сигнала луча на соответствующую копию ПСП пилот-сигнала луча.

Выходные сигналы с блоков 6₁-6_L поступают на первые входы блока 7, в котором формируют сигналы мешающего влияния пилот-сигналу лучей от других пилот-сигналов лучей путем суммирования оценок пилот-сигналов остальных лучей.

Параллельно для каждого сигнала луча в L блоках обработки данных сигнала луча 5₁-5_L формируют мягкие решения информационных символов J потоков каждого луча путем перемножения корреляционных откликов информационных символов и комплексно-сопряженной оценки комплексной огибающей информационных символов сигнала луча.

Мягкие решения J информационных потоков каждого из лучей с первых выходов блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L поступают на соответствующие входы J блоков объединения мягких решений потока 9₁-9_J, например на входы k-го блока подаются мягкие решения лучей k-го потока.

В блоках 9₁-9_J мягкие решения J информационных потоков каждого из лучей суммируют по всем лучам и формируют объединенные мягкие решения информационных символов каждого из J потоков. Таким образом осуществляют Rake обработку информационных потоков. Термин "Rake обработка" используется в стандарте IS-95 [3] . Под Rake обработкой понимается объединение мягких решений информационных символов сигналов лучей. Объединенные мягкие решения с выходов J блоков объединения мягких решений потока 9₁-9_J поступают на вторые входы блока декорреляции потоков данных 10.

В блоке декорреляции потоков данных 10 по управляющему сигналу, поступающему на его четвертый вход с пятого выхода блока управления 8, формируют объединенную корреляционную матрицу информационных символов J потоков, используя копии ПСП информационных символов потоков, поступившие на его первые входы, и оценки комплексных огибающих информационных символов сигналов лучей, поступившие на его третьи входы. Сформированную объединенную корреляционную матрицу информационных символов J потоков обращают.

В блоке 10 выполняют операцию декорреляции путем перемножения сигналов объединенного мягкого решения информационных символов J потоков, поступивших на вторые входы блока 10, на матрицу информационных символов J потоков, обратную корреляционной матрице информационных символов J потоков.

Операция декорреляции осуществляет подавление мешающего влияния на информационные потоки, вызванного другими информационными потоками. Выходной сигнал блока декорреляции потоков данных 10 представляет собой окончательные мягкие решения информационных символов J потоков и используется для последующего декодирования.

Описанные способ и устройство обладают следующими существенными недостатками.

Во-первых, размерность матрицы взаимных корреляций обычно велика, так как определяется количеством потоков и информационных символов в них. Вследствие большой размерности матрицы взаимных корреляций требуются большие вычислительные затраты.

Во-вторых, оценка матрицы взаимной корреляции осуществляется без учета фильтрации принимаемого сигнала, что приводит к существенным ошибкам в оценке взаимного влияния сигналов информационных потоков сигналов лучей друг на друга.

В-третьих, это техническое решение не позволяет полностью скомпенсировать мешающее влияние информационных потоков сигналов лучей друг на друга, поскольку во входном сигнале могут присутствовать множество информационных потоков, предназначенных другим абонентским станциям, мешающее влияние которых не оценивается и не корректируется.

Задачей заявляемых способа приема многолучевого широкополосного сигнала и устройства для его осуществления является повышение помехоустойчивости и качества принимаемой информации в системе радиосвязи.

Поставленная задача решается тем, что в способ приема широкополосного многолучевого сигнала на абонентской станции, при котором сигнал каждого луча содержит пилот-сигнал и информационный сигнал, состоящий в общем случае из независимых потоков информационных символов, J из которых предназначены данной абонентской станции, заключающийся в том, что

осуществляют поиск сигналов лучей,

формируют оценки комплексной огибающей пилот-символов обнаруженных сигналов лучей, вычисляя корреляцию обнаруженных сигналов лучей с ПСП, соответствующей временному положению пилот-сигнала этих лучей,

формируют оценки комплексной огибающей информационных символов обнаруженных сигналов лучей по сформированным оценкам комплексной огибающей пилот-символов обнаруженных сигналов лучей,

формируют оценки пилот-сигналов обнаруженных лучей,

формируют сигналы лучей, очищенные от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, вычитая из сигнала каждого луча оценки пилот-сигналов всех других лучей,

формируют корреляционные отклики информационных символов J потоков каждого обнаруженного луча, вычисляя корреляцию сигнала луча, очищенного от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, с ПСП информационных символов соответствующих потоков сигнала луча,

формируют мягкие решения информационных символов J потоков каждого луча, перемножая сформированные корреляционные отклики информационных символов потоков луча на комплексно-сопряженные оценки комплексных огибающих соответствующих информационных символов сигнала луча,

формируют объединенные мягкие решения информационных символов каждого из J потоков, суммируя по всем лучам мягкие решения соответствующих информационных символов потоков лучей,

согласно изобретению вводят следующую последовательность новых признаков:

в обнаруженных сигналах лучей, очищенных от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, осуществляют поиск потоков информационных символов, предназначенных другим абонентским станциям,

формируют корреляционные отклики информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, вычисляя корреляцию сигнала луча, очищенного от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, с ПСП информационных символов соответствующих потоков сигнала луча,

формируют мягкие решения информационных символов всех потоков, предназначенных другим абонентским станциям, перемножая сформированные корреляционные отклики информационных символов потоков луча, предназначенные другим абонентским станциям, на комплексно-сопряженные оценки комплексных огибающих соответствующих информационных символов сигнала луча,

формируют объединенные мягкие решения информационных символов каждого потока, предназначенного другим абонентским станциям, суммируя по всем лучам мягкие решения соответствующих информационных символов потоков лучей,

сформированные объединенные мягкие решения информационных символов всех обнаруженных К потоков и оценки комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей группируют в блоки интервалов длительности Т и запоминают;

для каждого блока формируют уточненные мягкие решения информационных символов J потоков, предназначенных данной абонентской станции, в Р этапов путем подавления мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, при этом на каждом этапе

формируют жесткие решения информационных символов К потоков, причем на первом этапе - по запомненным объединенным мягким решениям информационных символов потоков блока, на последующих этапах - по уточненным мягким решениям информационных символов К потоков блока предыдущего этапа;

формируют оценку сигнала каждого информационного потока каждого луча на интервале блока по сформированным жестким решениям информационных символов К потоков блока и оценкам комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей;

выполняют сглаживание сформированных оценок сигнала каждого информационного потока каждого луча на интервале блока;

формируют оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока от каждого информационного потока каждого другого луча блока;

формируют оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока от каждого информационного потока блока;

формируют оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока;

формируют оценку мешающего влияния мягким решениям об информационных символах каждого потока блока;

формируют уточненные мягкие решения каждого информационного символа К потоков блока текущего этапа;

сформированные уточненные мягкие решения информационных символов J потоков, предназначенных данной абонентской станции, каждого информационного блока Р-го этапа являются выходными величинами.

Причем, например:

при поиске потоков информационных символов, предназначенных другим абонентским станциям, для каждого луча формируют корреляционные отклики информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, вычисляя корреляцию сигнала луча, очищенного от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, с ПСП информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, для каждого луча формируют мягкие решения информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, умножая сформированные корреляционные отклики информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, на оценки комплексных огибающих соответствующих символов, формируют мягкие решения информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, суммируют модули мягких решений Q информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, по сравнению результата суммирования с заданным порогом принимают решение о наличии или отсутствии информационных потоков, предназначенных другим абонентским станциям, в принятом многолучевом сигнале;

при формировании жестких решений информационных символов К потоков дополнительно используют оценки комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей;

оценку сигнала каждого потока каждого луча на интервале блока формируют путем перемножения ПСП каждого информационного символа потока луча, сформированного жесткого решения информационного символа и сформированной оценки комплексной огибающей этого информационного символа сигнала луча на интервале длительности каждого информационного символа этого блока;

сглаживание сформированных оценок сигнала каждого информационного потока каждого луча на интервале блока выполняют путем кубической интерполяции;

оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока от каждого информационного потока каждого другого луча блока формируют путем умножения ПСП информационных символов потоков лучей на сглаженные оценки сигнала каждого потока каждого другого луча;

оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока от каждого информационного потока блока формируют путем суммирования оценок мешающего влияния на информационные символы потока луча блока от каждого информационного потока каждого другого луча блока;

оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока формируют путем суммирования оценок мешающего влияния на информационные символы потока луча блока от каждого информационного потока блока;

оценку мешающего влияния мягким решениям об информационных символах каждого потока блока формируют путем взвешенного суммирования оценок мешающего влияния на информационные символы потока лучей блока с весами, равными комплексно-сопряженным оценкам комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей;

уточненные мягкие решения каждого информационного символа К потоков блока текущего этапа формируют путем вычитания оценки мешающего влияния на информационные символы потока блока из объединенных мягких решений информационных символов потока блока.

Поставленная задача решается также тем, что в устройство приема широкополосного многолучевого сигнала, содержащее приемник поиска сигналов лучей, селектор сигналов лучей, генератор псевдослучайных последовательностей ГПСП, L вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча, L блоков обработки данных сигнала луча, L блоков оценки пилот-сигнала луча, формирователь мешающего влияния пилот-сигналов лучей, блок управления, J блоков объединения мягких решений потока, при этом первые входы приемника поиска сигналов лучей и селектора сигналов лучей объединены, образуя вход устройства, вторые входы приемника поиска сигналов лучей и селектора сигналов лучей соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, формирующего на первом выходе сигнал управления поиском, а на втором выходе сигнал управления разделением входного сигнала на сигналы лучей, третий вход приемника поиска сигналов лучей, первые входы L блоков обработки данных сигнала луча и первые входы блоков оценки пилот-сигнала луча соединены с выходом ГПСП, вход которого соединен с третьим выходом блока управления, формирующего на третьем выходе сигнал управления временным положением копии ПСП, первый вход блока управления соединен с выходом приемника поиска сигналов лучей, каждый из L выходов селектора сигналов лучей соединен с первым входом соответствующего ему вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча, вторые входы L вычитателей мешающего влияния пилот-сигналов лучей соединены с выходами формирователя мешающего влияния пилот-сигналов лучей, выход каждого из L вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча соединен со вторым входом соответствующего ему блока обработки данных сигнала луча, первые выходы блоков обработки данных сигнала луча соединены со входами J блоков объединения мягких решений потока, второй выход каждого из L блоков обработки данных сигнала луча соединен со вторым входом соответстствующего ему блока оценки пилот-сигнала луча, выходы L блоков оценки пилот-сигнала луча соединены с первыми входами формирователя мешающего влияния пилот-сигналов лучей, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, формирующего на четвертом выходе сигнал управления формированием мешающего влияния пилот-сигналов лучей, согласно изобретению в устройство введены:

К-J блоков объединения мягких решений потока, блок поиска информационных символов потоков данных, блок формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга,

блок памяти,

К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока,

коммутатор,

при этом входы K-J блоков объединения мягких решений потока соединены с выходами L блоков обработки данных сигнала луча, выходы К блоков объединения мягких решений потока соединены с первыми входами блока памяти, первые входы блока поиска информационных символов потоков данных и блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга соединены с выходом ГПСП, второй вход блока поиска информационных символов потоков данных соединен с выходами L вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча, третий вход блока поиска информационных символов потоков данных и второй вход блока памяти соединены со вторыми выходами L блоков обработки данных сигнала луча, четвертый вход блока поиска информационных символов потоков данных соединен с пятым выходом блока управления, формирующего на пятом выходе сигнал управления поиском информационных символов потоков данных, выход блока поиска информационных символов потоков данных соединен со вторым входом блока управления, шестой выход блока управления, формирующего на шестом выходе сигнал управления записью в память, соединен с третьим входом блока памяти, выходы блока памяти соединены с первыми входами К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока и вторым входом блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, вторые входы К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока соединены с выходом блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, третий вход которого соединен с седьмым выходом блока управления, формирующего на седьмом выходе сигнал управления формированием мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, четвертый вход блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга соединен с первым выходом коммутатора, первый вход которого соединен с выходами К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока, второй вход коммутатора соединен с восьмым выходом блока управления, формирующего на восьмом выходе сигнал управления коммутацией уточненными мягкими решениями информационных символов потока, выходы коммутатора являются выходами устройства.

Сопоставительный анализ заявляемого способа по сравнению с прототипом показывает, что заявляемый способ существенно отличается от прототипа, что подтверждается совокупностью отличительных признаков по формуле изобретения.

Предложенная совокупность отличительных признаков по сравнению с прототипом позволяет:

во-первых, подавить (скомпенсировать) мешающее влияние информационных потоков сигналов лучей, предназначенных не только для данной абонентской станции, но и для других абонентских станций;

во-вторых, учесть влияние на принимаемый сигнал канала связи, устройств приема и передачи и избежать значительных ошибок в оценке взаимного влияния сигналов информационных потоков сигналов лучей друг на друга за счет сглаживания (фильтрации) сформированных оценок сигнала каждого информационного потока каждого луча;

в третьих, снижает сложность реализации за счет использования вычитания оценок мешающего влияния на информационные символы потока вместо сложных операций с матрицами.

Таким образом, введенная новая совокупность отличительных признаков в заявляемый способ позволяет решить поставленную задачу по повышению помехоустойчивости и качеству принимаемой информации в системе радиосвязи при приеме многолучевого широкополосного сигнала.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства приема широкополосного многолучевого сигнала с прототипом показывает, что заявляемое устройство существенно отличается от прототипа, а именно введены:

K-J блоков объединения мягких решений потоков, предназначенных для других абонентских станций, что позволяет учесть мешающее влияние этих потоков на данную абонентскую станцию;

блок поиска информационных символов потоков данных, предназначенный для поиска информационных символов потоков данных других абонентских станций, что позволяет обнаружить потоки информационных символов, предназначенные другим абонентским станциям и оказывающие мешающее влияние данной абонентской станции;

блок формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, который позволяет сформировать мешающее влияние сигналов лучей друг на друга всех обнаруженных потоков друг на друга;

блок памяти, который запоминает сгруппированные блоки объединенных мягких решений информационных символов К потоков и оценок комплексных огибающих информационных символов сигналов лучей;

К вычитателей мешающего влияния информационным символам потоков, каждый из которых осуществляет вычитание из объединенных мягких решений информационных символов потока блока оценки мешающего влияния на информационные символы потока блока;

коммутатор, который осуществляет коммутацию уточненных мягких решений информационных символов К потоков блока, которые поступают либо на выход устройства, либо на блок формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга;

при этом соответственно введены новые связи между упомянутыми блоками и блоком управления, который в отличие от прототипа дополнительно формирует четыре выходных сигнала:

на пятом выходе - сигнал управления поиском информационных символов потоков данных;

на шестом выходе - сигнал управления записью в память;

на седьмом выходе - сигнал управления формированием мешающего влияния сигналов лучей друг на друга;

на восьмом выходе - сигнал управления коммутацией уточненными мягкими решениями информационных символов К потоков.

Введенные новые признаки в заявляемое устройство позволяют в полном объеме реализовать заявляемый способ, повысить помехоустойчивость и качество принимаемой информации в системе радиосвязи при приеме многолучевого широкополосного сигнала.

Сопоставительный анализ заявляемого способа приема широкополосного многолучевого сигнала и устройства для его осуществления с другими техническими решениями, известными в данной области техники, не позволил обнаружить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, можно предположить, что заявляемые способ и устройство отвечают критерию изобретения "новизна", существенные отличия", "неочевидность" и отвечают изобретательскому уровню.

Заявляемые способ приема широкополосного многолучевого сигнала и устройство для его осуществления взаимосвязаны настолько, что образуют единый изобретательский замысел. Заявляемый способ позволяет решить поставленную задачу по повышению помехоустойчивости и качеству принимаемой информации в системе радиосвязи при приеме многолучевого широкополосного сигнала, а заявляемое устройство позволяет реализовать все признаки заявляемого способа и обеспечивает таким образом требуемый технический результат. Следовательно, заявленные изобретения удовлетворяют требованию единства изобретения.

Описание изобретений поясняются примерами выполнения и графическими материалами.

На фиг.1 показана блок-схема прототипа для заявляемого устройства.

На фиг. 2 - блок-схема заявляемого устройства приема широкополосного многолучевого сигнала.

На фиг. 3 - блок обработки данных сигнала луча 5 для заявляемого устройства, приведен как пример выполнения.

На фиг. 4 - блок формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12, приведен как пример выполнения.

На фиг. 5 - формирователь оценки мешающего влияния информационным символам k-го луча j-го потока 23_kj, приведен как пример выполнения.

На фиг.6 - блок управления, приведен как пример реализации.

На фиг. 7 показана зависимость вероятности битовой ошибки BER при использовании предлагаемой процедуры и стандартного алгоритма демодуляции от отношения сигнал-шум на бит E_b/N₀.

Заявляемое устройство приема широкополосного многолучевого сигнала (фиг. 2) содержит приемник поиска сигналов лучей 1, селектор сигналов лучей 2, генератор псевдослучайных последовательностей ГПСП 3, L вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L, L блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L, L блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L, формирователь мешающего влияния пилот-сигналов лучей 7, блок управления 8, J блоков объединения мягких решений потока 9₁-9_J, при этом первые входы приемника поиска сигналов лучей 1 и селектора сигналов лучей 2 объединены, образуя вход устройства, вторые входы приемника поиска сигналов лучей 1 и селектора сигналов лучей 2 соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления 8, третий вход приемника поиска сигналов лучей 1, первые входы L блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L и первые входы блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L соединены с выходом ГПСП 3, вход которого соединен с третьим выходом блока управления 8, первый вход блока управления 8 соединен с выходом приемника поиска сигналов лучей 1, каждый из L выходов селектора сигналов лучей 2 соединен с первым входом соответствующего ему вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L, вторые входы L вычитателей мешающего влияния пилот-сигналов лучей 4₁-4_L соединены с выходами формирователя мешающего влияния пилот-сигналов лучей 7, выход каждого из L вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L соединен со вторым входом соответствующего ему блока обработки данных сигнала луча 5₁-5_L, первые выходы блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L соединены со входами J блоков объединения мягких решений потока 9₁-9_J, второй выход каждого из L блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L соединен со вторым входом соответстствующего ему блока оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L, выходы L блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L соединены с первыми входами формирователя мешающего влияния пилот-сигналов лучей 7, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления 8, согласно изобретению дополнительно содержит K-J блоков объединения мягких решений потока 9_J+1-9_K, блок поиска информационных символов потоков данных 11, блок формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12, блок памяти 13, К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока 14₁-14_K, коммутатор 15, при этом входы K-J блоков объединения мягких решений потока 9_J+1-9_K соединены с выходами L блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L, выходы К блоков объединения мягких решений потока 9₁-9_K соединены с первыми входами блока памяти 13, первые входы блока поиска информационных символов потоков данных 11 и блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12 соединены с выходом ГПСП 3, второй вход блока поиска информационных символов потоков данных 11 соединен с выходами L вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча ₁-4_L, третий вход блока поиска информационных символов потоков данных 11 и второй вход блока памяти 13 соединены со вторыми выходами L блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L, четвертый вход блока поиска информационных символов потоков данных 11 соединен с пятым выходом блока управления 8, выход блока поиска информационных символов потоков данных 11 соединен со вторым входом блока управления 8, шестой выход блока управления 8 соединен с третьим входом блока памяти 13, выходы блока памяти 13 соединены с первыми входами К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока 14₁-14_K и вторым входом блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12, вторые входы К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока 14₁-14_L соединены с выходом блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12, третий вход которого соединен с седьмым выходом блока управления 8, четвертый вход блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12 соединен с первым выходом коммутатора 15, первый вход которого соединен с выходами К вычитателей мешающего влияния информационным символам потока 14₁-14_K, второй вход коммутатора 15 соединен с восьмым выходом блока управления 8, выходы коммутатора 15 являются выходами устройства.

L блоков обработки данных сигнала луча для заявляемого устройства выполнены аналогично примеру выполнения, который показан на фиг.3. Блок обработки данных сигнала луча (фиг.3) содержит узел оценки комплексной огибающей пилот-символов и информационных символов 16, К корреляторов 17₁-17_K и формирователь мягких решений информационных потоков 18, первые входы узла оценки комплексной огибающей пилот-символов и информационных символов 16 и К корреляторов 17₁-17_K объединены, образуя первый вход блока обработки данных сигнала луча, вторые их входы объединены, образуя второй вход блока обработки данных сигнала луча, выходы К корреляторов 17₁-17_K соединены с соответствующими им первыми входами формирователя мягких решений информационных потоков 18, выходы которого являются первыми выходами блока обработки данных сигнала луча, выход узла оценки комплексной огибающей пилот-символов и информационных символов 16 соединен со вторым входом формирователя мягких решений информационных потоков 18 и является вторым выходом блока обработки данных сигнала луча.

Блок формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12 для заявляемого устройства показан на фиг.4 как пример выполнения и содержит формирователь решающих статистик 19, формирователь жестких решений 20, К узлов формирования оценки мешающего влияния информационным символам всех лучей потоков 21₁-21_K и формирователь мешающего влияния символам информационных потоков 22, при этом первые входы К узлов формирования оценки мешающего влияния информационным символам всех лучей потоков 21₁-21_K объединены, образуя первый вход блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12, вторые входы К узлов формирования оценки мешающего влияния информационным символам всех лучей потоков 21₁-21_K, первые входы формирователя решающих статистик 19 и формирователя мешающего влияния символам информационных потоков 22 объединены, образуя второй вход блока 12, второй вход формирователя решающих статистик 19 образует четвертый вход блока 12, выходы формирователя решающих статистик 19 соединены со входами формирователя жестких решений 20, К выходов которого соединены с соответствующими им третьими входами К узлов формирования оценки мешающего влияния информационным символам всех лучей потоков 21₁-21_K, выходы которых соединены со вторыми входами формирователя мешающего влияния символам информационных потоков 22, третий вход которого является третьим входом блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12, выходы формирователя мешающего влияния символам информационных потоков 22 являются выходами блока 12.

К узлов формирования оценки мешающего влияния информационным символам всех лучей потоков 21₁-21_K выполнены одинаковым образом и показаны на фиг.4 как пример выполнения. Каждый узел формирования оценки мешающего влияния информационным символам всех лучей потоков 21₁-21_K содержит L формирователей оценки мешающего влияния информационным символам лучей потоков 23_1J-23_LJ, первые, вторые и третьи входы которых соответственно объединены и являются первым, вторым и третьим входами узла формирования оценки мешающего влияния информационным символам всех лучей потока 21₁-21_K, а выходы их являются выходами узла формирования оценки мешающего влияния информационным символам всех лучей потока 21₁-21_K.

L формирователей оценки мешающего влияния информационным символам лучей потоков 23_1J-23_LJ выполнены одинаковым образом и показаны как пример на фиг. 5. При этом, например, формирователь оценки мешающего влияния информационным символам k-го луча j-то потока 23_kj содержит первый 24 и второй 25 перемножители, элемент сглаживания сигнала 26 и третий перемножитель 27, при этом первые входы первого перемножителя 24 и третьего перемножителя 27 объединены, образуя первый вход формирователя оценки мешающего влияния информационным символам k-го луча j-го потока 23_kj, второй вход первого перемножителя 24 является вторым входом формирователя оценки мешающего влияния информационным символам k-го луча j-го потока 23_kj выход первого перемножителя 24 соединен со вторым входом второго перемножителя 25, первый вход которого является третьим входом формирователя оценки мешающего влияния информационным символам k-го луча j-го потока 23_kj, выход второго перемножителя 25 соединен со входом элемента сглаживания сигнала 26, выход которого соединен со вторым входом третьего перемножителя 27, выходы которого являются выходами формирователя оценки мешающего влияния информационным символам k-го луча j-го потока 23_kj. Блок управления 8 может быть выполнен различным образом, например, как показано на фиг.6.

Блок управления 8 (фиг.6) содержит микроЭВМ 28 и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов 29, делитель 30 и линию задержки 31, при этом выход делителя соединен с первым входом микроЭВМ 28, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы линии задержки 31 соединены соответственно со вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами микроЭВМ 28, седьмой и восьмой входы микроЭВМ 28 являются соответственно первым и вторым входами блока управления 8, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы микроЭВМ 28 являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым выходами блока управления 8.

Фиг. 6 иллюстрирует алгоритм работы блока управления 8 и в том числе алгоритм работы микроЭВМ 28, который включает формирование восьми сигналов управления:

32 - формирование сигнала управления поиском сигналов лучей,

33 - формирование сигнала управления разделением входного сигнала на сигналы лучей,

34 - формирование сигнала управления временным положением копий ПСП,

35 - формирование сигнала управления формированием мешающего влияния пилот-сигналов лучей,

36 - формирование сигнала управления поиском информационных символов потоков данных,

37 - формирование сигнала управления записью в память,

38 - формирование сигнала управления формированием мешающего влияния сигналов лучей друг на друга,

39 - формирование сигнала управления коммутацией уточненных мягких решений информационных символов потока.

Реализуют заявляемый способ приема многолучевого широкополосного сигнала в системе радиосвязи на устройстве, блок-схема которого показан на фиг.2.

Предварительно следует отметить, что стандартная операция переноса частоты входного высокочастотного сигнала на видеочастоту и формирование входного цифрового многолучевого сигнала выполнены. Комплексная амплитуда сигнала в канале радиосвязи остается постоянной в течение интервала символа, но в общем случае изменяется от символа к символу. Обработка полученного цифрового многолучевого сигнала выполняется посимвольно. Сигнал каждого луча содержит пилот-сигнал и информационный сигнал, состоящий из К независимых потоков информационных символов, J из которых предназначены для данной абонентской станции, а остальные потоки - другим абонентским станциям.

Входной цифровой многолучевой сигнал поступает на первые входы приемника поиска сигналов лучей 1 и первые входы селектора сигналов лучей 2.

Генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП) 3 по управляющему сигналу, поступающему на его вход с третьего выхода блока управления 8, формирует копии ПСП пилот-сигнала. С выхода ГПСП 3 копии ПСП пилот-сигнала поступают на третий вход приемника поиска сигналов лучей 1.

На второй вход приемника поиска сигналов лучей 1 с первого выхода блока управления 8 поступает сигнал управления поиском. По этому сигналу приемник поиска сигналов лучей 1 сканирует временной интервал, определяет по пилот-сигналу временные положения сигналов лучей и передает информацию о них на первый вход блока управления 8.

ГПСП 3 для L обнаруженных временных лучей по сигналу управления, поступающему на его вход с третьего выхода блока управления 8, формирует копию ПСП пилот-сигналов и копии ПСП К информационных потоков. При этом копия ПСП пилот-сигнала лучей поступает на соответствующие первые входы блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L и соответствующие первые входы блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L.

Копий ПСП К-J информационных потоков лучей, предназначенные для других абонентских станций, поступают на первый вход блока поиска информационных символов потоков данных 11.

Селектор сигналов лучей 2 по сигналу управления, поступающему на его второй вход со второго выхода блока управления 8, осуществляет разделение входного цифрового многолучевого сигнала на L обнаруженных сигналов лучей. Селектор сигналов лучей 2 может быть выполнен, например, на базе стандартной L отводной управляемой линии задержки. Время задержки для каждого сигнала луча в L отводной управляемой линии задержки устанавливается по сигналу со второго выхода блока управления согласно оценке времени прихода обнаруженных сигналов лучей. Выходные сигналы селектора сигналов лучей 2 поступают на первые входы соответствующих им L вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L, на вторые входы которых поступают сигналы мешающего влияния пилот-сигналу луча от других пилот-сигналов лучей с выхода блока 7.

Выходные сигналы каждого из вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L формируют путем вычитания из сигнала луча сигнала мешающего влияния пилот-сигналу луча от других пилот-сигналов лучей. Выходные сигналы каждого из вычитателей мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L, очищенные от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, поступают на вторые входы соответствующих им блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L и на второй вход блока поиска информационных символов потоков данных 11.

В L блоках обработки данных сигнала луча 5₁-5_L по результатам корреляционной обработки пилот-сигнала формируют оценку комплексной огибающей пилот-символов и информационных символов потоков сигнала каждого луча. Если пилот-сигнал имеет непрерывную структуру, оценки комплексной огибающей соответствующих по времени пилот- и информационных символов сигналов лучей совпадают. В случае, когда пилот-сигнал имеет прерывистую структуру, оценка комплексной огибающей информационных символов по оценкам комплексной огибающей пилот-символов сигнала усложняется и выполняется, например, с учетом нескольких пилот-символов способом усреднения их оценок, например, как описано [11] Andoh H., Sawahashi M., Adachi F., Channel Estimation Filter Using Time-Multiplexed Pilot Channel for Coherent RAKE Combining in DS-CDMA mobile radio // IEICE Trans. Commun - July 1998 - Vol.E81-B. - 7. - P.1517-1526, или как описано [12] Abeta S., Sawahashi M., Adachi F. Performance comparison between time-multiplexed pilot channel and parallel pilot channel for coherent rake combining is DS-CDMA mobile radio // IEICE Trans. Commun. - July 1998 - Vol. E81-B.- 7. - Р.1417-1425, или как описано [13] Алгоритмы квазикогерентного приема фазоманипулированных сигналов в канале с быстрым федингом / А.В. Гармонов, Ю.Е. Карпитский, В.Б. Манелис, А.Ю. Савинков // M: Цифровая обработка сигналов, 2001, - 3, с.2-8.

Сформированные оценки комплексной огибающей пилот-символов со вторых выходов блоков 5₁-5_L поступают на соответствующие им вторые входы блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L, а оценки комплексной огибающей информационных символов потоков сигналов лучей поступают на третий вход блока поиска информационных символов потоков данных 11 и второй вход блока памяти 13.

В каждом из L блоков оценки пилот-сигнала луча 6₁-6_L формируют оценки пилот-сигналов лучей путем перемножения поступивших на входы этих блоков оценок комплексной огибающей пилот-символов сигнала луча на соответствующую копию ПСП пилот-сигнала луча. Выходные сигналы с блоков 6₁-6_L поступают на первые входы блока 7.

В блоке 7 формируют сигналы мешающего влияния пилот-сигналу лучей от пилот-сигналов других лучей путем суммирования оценок пилот-сигналов остальных лучей.

По сигналу управления поиском информационных символов потоков данных, который поступает на четвертый вход блока поиска информационных символов 11 с пятого выхода блока управления 8, в блоке 11 осуществляют поиск информационных символов потоков данных, предназначенных другим абонентским станциям.

В блоке 11 поиск потоков информационных символов, предназначенных другим абонентским станциям, может быть выполнен различным способом. Например, для каждого луча формируют корреляционные отклики информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, вычисляя корреляцию сигнала луча, очищенного от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей, с ПСП информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям. Для каждого луча формируют мягкие решения информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, умножая сформированные корреляционные отклики информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, на оценки комплексных огибающих соответствующих символов. Формируют мягкие решения информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям, суммируют модули мягких решений Q информационных символов потоков, предназначенных другим абонентским станциям. Результаты суммирования сравнивают с заданным порогом и принимают решение о наличии или отсутствии информационных потоков, предназначенных другим абонентским станциям.

Одновременно формируют сигнал о результатах поиска информационных потоков, предназначенных другим абонентским станциям, который с выхода блока 11 поступает на второй вход блока управления 8. По этому сигналу блок управления 8 формирует сигнал управления временным положением копий ПСП, который поступает с третьего выхода блока 8 на вход ГПСП 3.

По этому сигналу управления копии ПСП символов всех К обнаруженных информационных потоков поступают с выхода ГПСП 3 на первые входы блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L

Для каждого сигнала луча в соответствующем блоке обработки данных сигнала луча 5₁-5_L формируют мягкие решения информационных символов К информационных потоков каждого луча путем перемножения корреляционных откликов и комплексно-сопряженной оценки комплексной огибающей информационных символов сигнала луча. Корреляционные отклики информационных символов формируют в блоках 5₁-5_L путем суммирования произведений отсчетов выходного сигнала вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча 4₁-4_L и отсчетов копии ПСП соответствующих символов.

Мягкие решения информационных символов К потоков лучей с первых выходов блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L поступают на соответствующие входы К блоков объединения мягких решений потока 9₁-9_K, например на входы k-го блока 9_k подаются мягкие решения лучей k-го информационного потока.

В блоках объединения мягких решений потока 9₁-9_K для каждого информационного потока суммируют мягкие решения потока лучей по всем лучам, формируя объединенное мягкое решение информационных символов каждого из К потоков.

Сигналы объединенного мягкого решения символов потоков с выходов блоков объединения мягких решений потока 9₁-9_K поступают на первые входы блока памяти 13.

По сигналу управления записью в память, который поступает на третий вход блока памяти 13 с шестого выхода блока управления 8, блок памяти 13 группирует объединенные мягкие решения символов потоков и оценки комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей в блоки интервалов длительности Т и запоминает их. Обработка сигнала осуществляется поблочно. Обработка каждого блока осуществляется в Р этапов. Формирование уточненных мягких решений информационных символов потоков в Р этапов осуществляют в блоках 12, 14₁-14_K и 15.

Выходные сигналы с блока памяти 13 посимвольно поступают на первые входы соответствующих вычитателей мешающего влияния информационным символам потока 14₁-14_K и на вторые входы блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12.

По сигналу управления формированием мешающего влияния сигналов лучей друг на друга, который поступает на третий вход блока 12 с седьмого выхода блока управления 8, в блоке 12 формируют оценку мешающего влияния мягким решениям об информационных символах каждого потока блока. Сформированная оценка с выхода блока 12 поступает на вторые входы соответствующих вычитателей мешающего влияния информационным символам потока 14₁-14_K.

В блоках 14₁-14_K формируют уточненные мягкие решения каждого информационного символа К потоков блока, вычитая из объединенных мягких решений информационных символов потоков блока соответствующие оценки мешающего влияния мягким решениям об информационных символах потоков блока. Сформированные уточненные мягкие решения каждого информационного символа К потоков блока текущего этапа поступают на первые входы коммутатора 15.

По сигналу управления коммутацией, который поступает на второй вход коммутатора 15 с восьмого выхода блока управления 8, уточненные мягкие решения каждого информационного символа К потоков блока со всех этапов, кроме последнего, с первого выхода коммутатора 15 поступают на четвертые входы блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12. Для последнего Р-го этапа уточненные мягкие решения каждого информационного символа J потоков, предназначенных данной абонентской станции, поступают на второй выход коммутатора 15, который является выходом устройства.

Коммутатор 15 может быть реализован, например, на базе K управляемых ключей с одним входом и двумя выходами каждый. На всех этапах за исключением последнего уточненные мягкие решения К потоков поступают через соответствующие ключи на первый выход коммутатора 15. На последнем Р этапе уточненные мягкие решения J потоков, предназначенные данной абонентской станции, поступают на второй выход коммутатора 15.

Рассмотрим подробнее работу одного из блоков обработки данных сигнала луча 5₁-5_L, пример реализации которого показан на фиг.3.

С выхода ГПСП 3 копии ПСП символов пилот-сигналов поступают на первый вход узла оценки комплексной огибающей пилот-символов и информационных символов 16, а на первые входы корреляторов 17₁-17_K - соответствующие копии ПСП информационных символов потоков данных. На второй вход узла 16 и вторые входы корреляторов 17₁-17_K поступают выходные сигналы соответствующего вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча, очищенного от мешающего влияния пилот-сигналов других лучей.

В узле 16 формируют оценки комплексной огибающей пилот-символов и информационных символов. Оценки комплексной огибающей пилот-символов формируют путем суммирования произведений отсчетов выходного сигнала вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча и отсчетов копии ПСП соответствующих пилот-символов. По оценкам комплексной огибающей пилот-символов формируют оценки комплексной огибающей информационных символов потоков луча. Выходные сигналы блока 16 поступают на второй вход формирователя мягких решений информационных потоков 18 и на второй выход блока обработки данных сигнала луча.

В корреляторах 17₁-17_K формируют корреляционные отклики информационных символов сигнала луча путем суммирования произведений отсчетов выходного сигнала соответствующего вычитателя мешающего влияния пилот-сигнала луча и отсчетов копий ПСП соответствующих информационных символов. Сформированные корреляционные отклики символов К информационных потоков луча поступают на первые входы формирователя мягких решений информационных потоков 18.

В блоке 18 формируют мягкие решения информационных символов К потоков луча путем перемножения корреляционных откликов информационных символов потока и комплексно-сопряженной оценки комплексной огибающей информационных символов потока сигнала луча, которые поступают на первые выходы блока обработки данных сигнала луча.

Рассмотрим подробнее работу блока формирования мешающего влияния сигналов лучей друг на друга 12, пример реализации которого приведен на фиг.4.

Выходной сигнал с коммутатора 15 поступает с его первого выхода на четвертый вход блок 12, который образован первыми входами формирователя решающих статистик 19.

С блока памяти 13 оценки комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей поступают на второй вход блока 12, который образован объединенными вторым входом формирователя решающих статистик 19, вторыми входами узлов формирования оценки мешающего влияния информационным символам всех лучей потока 21₁-21_K и первым входом формирователя мешающего влияния символам информационных потоков 22.

В формирователе решающих статистик 19 для символов K информационных потоков блока формируют решающую статистику, которая поступает на входы формирователя жестких решений 20. Вид решающей статистики зависит от вида модуляции входного сигнала. В общем случае решающая статистика для k-го информационного символа потока при произвольной модуляции может быть записана в следующем виде



где b_k, a_k - возможные значения информационных символов для заданного вида модуляции [9] Прокис Дж. Цифровая связь, Радио и Связь, 2000 г., стр. 151,

C_k, D_k - соответственно действительная и мнимая компоненты объединенного мягкого решения k-го информационного символа,

оценка суммы квадратов комплексной огибающей информационного символа сигналов всех лучей.

Для некоторых видов модуляции процедура формирования решающих статистик может быть упрощена. Например, для сигналов с фазовой модуляцией (PSK) [9] Прокис Дж., Цифровая связь, Радио и Связь, 2000 г. в выражении для решающей статистики b² _k+а² _k= 1, и последнее слагаемое является несущественным. Для формирования решающих статистик сумма квадратов оценок комплексной огибающей информационного символа сигналов лучей в этом случае не требуется.

Формирование решающих статистик на первом этапе осуществляют по запомненным в блоке памяти 13 объединенным мягким решениям информационных символов K потоков, на последующих этапах - по уточненным мягким решениям информационных символов К потоков блока предыдущего этапа.

В общем случае в формирователе решающих статистик 19 формируют решающую статистику для всех возможных значений информационного символа, которые поступают на входы формирователя жестких решений 20.

По сформированным решающим статистикам информационных символов потоков блока в узле 20 формируются жесткие решения информационных символов каждого из К потоков блока.

Сложность процедуры формирования жестких решений информационных символов каждого из К потоков зависит от вида модуляции. В общем случае необходимо определить значения информационного символа, соответствующие максимальному значению решающей статистики Однако для конкретных видов модуляции процедура формирования жестких решений может быть упрощена.

Например, для BPSK бинарной фазовой модуляции достаточно сравнить значения реальной части объединенного мягкого решения С_k с нулевым порогом. При превышении порога жесткое решение равно единице, при непревышении - минус единице. Для QPSK модуляции с нулевым порогом достаточно сравнить значения реальной и мнимой части объединенного мягкого решения C_k, D_k.

Чем сложнее вид модуляции, тем менее различимы возможные значения информационных символов. Поэтому в данном изобретении в случае, если значение решающих статистик близки между собой, жесткое решение об информационном символе полагают равным нулю.

Сформированные жесткие решения об информационных символах потоков блока с выходов узла 20 поступают на третьи входы соответствующих узлов формирования мешающего влияния информационным символам всех лучей потока 21₁-21_K.

Копии ПСП информационных символов потоков с выхода ГПСП 3 поступают на первый вход блока 12, образованный первыми входами узлов формирования оценки мешающего влияния информационным символам всех лучей потока 21₁-21_K.

Каждый узел 21₁-21_K содержит L формирователей оценки мешающего влияния информационным символам луча потока 23₁-23_L, в каждом из которых формируют оценку мешающего влияния информационным символам луча данного потока.

В узлах 21₁-21_k формируют оценки мешающего влияния информационным символам для всех лучей потоков, которые с выходов этих узлов поступают на соответствующие вторые входы формирователя мешающего влияния символам информационных потоков 22, на третий вход которого поступает сигнал управления с седьмого выхода блока 8.

Формирователь мешающего влияния символам информационных потоков всех лучей всех потоков 22 может быть выполнен, например, на базе сумматора. По сигналу управления формированием мешающего влияния сигналов лучей друг на друга в блоке 22 последовательно формируют:

оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока от каждого информационного потока блока путем суммирования оценок мешающего влияния на информационные символы потока луча блока от каждого информационного потока каждого другого луча блока;

оценку мешающего влияния на информационные символы каждого потока каждого луча блока путем суммирования оценок мешающего влияния на информационные символы потока луча блока от каждого информационного потока блока;

оценку мешающего влияния мягким решениям об информационных символах каждого потока блока путем взвешенного суммирования оценок мешающего влияния на информационные символы потока лучей блока с весами, равными комплексно-сопряженным оценкам комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей.

Оценки мешающего влияния мягким решениям об информационных символах потоков блока поступают на выходы узла 22, которые образуют выход блока 12.

Рассмотрим подробнее работу формирователя оценки мешающего влияния информационным символам k-го луча j-го потока 23_jk, пример реализации которого приведен на фиг.5.

По сформированным жестким решениям информационных символов потока блока и оценкам комплексной огибающей информационных символов сигналов лучей последовательно соединенные перемножители 24 и 25 формируют оценку сигнала j-го информационного потока k-го луча блока.

На первые входы перемножителя 24 и перемножителя 27, образующие первый вход формирователя оценки мешающего влияния информационным символам луча потока 23_jk, поступает сигнал с ГПСП 3, причем на первый вход перемножителя 24 поступает копия ПСП j-го информационного потока k-го луча блока, а на первый вход перемножителя 27 поступают копии ПСП j-го информационного потока других лучей блока.

На второй вход перемножителя 24, образующего второй вход формирователя 23_jk, с блока памяти 13 поступает оценка комплексной огибающей сигнала k-го луча блока.

На первый вход перемножителя 25, образующего третий вход формирователя 23_jk, с формирователя жестких решений 20 поступают оценки жестких решений информационных символов j-го потока блока.

На второй вход перемножителя 25 поступает сигнал с выхода перемножителя 24. Из поступивших сигналов в перемножителе 25 формируют оценку сигнала j-го информационного потока k-го луча блока, которая поступает на вход элемента сглаживания сигнала 26.

В элементе 26 осуществляют сглаживание оценки сигнала j-го информационного потока k-го луча, например, путем кубической интерполяции с использованием значений сформированной оценки сигнала.

Сигнал оценки j-го информационного потока k-го луча на интервале блока дискретизируют с периодом дискретизации, равным длительности чипа. Под чипом ПСП понимают длительность одного временного элементарного интервала ПСП. Значения сигнала в этих точках используются для процедуры кубической интерполяции (сглаживания), которая выполняется, например, как описано в книге [12] Л.И. Турчак. Основы численных методов. Москва, Наука, 1987 г., глава 2.

Сглаживание сформированных оценок сигнала каждого информационного потока каждого луча на интервале блока может проводиться различными способами, например путем цифровой фильтрации. Однако с точки зрения практической реализации и объема вычислительных затрат предложенный в изобретении подход кубической интерполяции является наиболее предпочтительным.

Выходной сигнал блока сглаживания сигнала 26 поступает на второй вход перемножителя 27. В перемножителе 27 сглаженную оценку сигнала j-го информационного потока k-го луча блока перемножают с копиями ПСП j-го информационного потока других лучей блока.

Выходные сигналы перемножителя 27, являющиеся оценками мешающего влияния со стороны j-го информационного потока k-го луча блока на j-й информационный поток других лучей блока, образуют выход формирователя 23_jk.

Блок управления 8 может быть выполнен различным образом. На фиг.6 показан пример выполнения блока управления 8, который может быть реализован на современных микропроцессорах цифровой обработки сигналов (DSP), например TMS 320Cxx, Motorola 56xxx, Intel и т.п.

Рассмотрим алгоритм работы блока управления 8 (фиг.6).

Последовательность сигналов управления, которая формируется в блоке управления 8, синхронизируется сигналами делителя 30 и многоотводной линии задержки 31. Синхронизирующие сигналы формируются генератором тактовых импульсов 29 и задают временную диаграмму (последовательность операций) обработки входного сигнала в соответствии с предложенным способом. Последовательность сигналов управления с блока управления 8 для каждой Р этапной процедуры обработки сигнала формируется в следующем порядке.

По выходному сигналу делителя 30, который поступает на первый вход микроЭВМ 28, формируются:

Сигнал управления поиском (позиция 32), который поступает на первый выход блока управления 8. Сигнал управления поиском, например при поиске с параллельным режимом обработки сигнала, представляет собой цифровой сигнал с периодом, равным времени анализа на каждой временной позиции. На каждом периоде этого сигнала выполняют включение очередного цикла режима поиска в приемнике поиска сигналов лучей 1 и считывают временные позиции сигналов лучей, которые были обнаружены на предыдущем цикле поиска. Информация о временных позициях сигналов лучей поступает на седьмой вход микроЭВМ 28.

Сигнал управления временным положением копий ПСП (34), который поступает на третий выход блока управления 8, содержит информацию о возможных временных позициях пилот-сигналов лучей. После окончания очередного цикла поиска в микроЭВМ 28 формируется сигнал управления временным положением копий ПСП (34) по оценкам временных позиций обнаруженных сигналов лучей и по сигналу, который поступает с первого выхода линии задержки 31 и представляет собой, например, цифровой сигнал с периодом, равным длительности цикла поиска и задержанный в линии задержки 31 на время цикла поиска.

Сформированный сигнал управления временным положением копий ПСП содержит информацию о возможных временных позициях копий ПСП пилот-сигналов лучей для последующих циклов поиска, об обнаруженных временных позициях копий ПСП пилот-сигналов лучей предыдущего цикла поиска, о временных позициях копий ПСП для информационных потоков символов, предназначенных данной абонентской станции и о временных позициях копий ПСП информационных потоков символов, предназначенных другим абонентским станциям.

Одновременно в микроЭВМ 28 (33, 35 и 36) по сигналу с первого выхода линии задержки 31 формируют:

сигнал управления разделением входного сигнала на сигналы лучей (33),

сигнал управления формированием мешающего влияния пилот-сигналов лучей (35),

сигнал управления поиском информационных символов потоков данных (36).

Сигнал управления разделением входного сигнала на сигналы лучей для селектора сигналов лучей 2 содержит оценки относительных временных позиций каждого обнаруженного сигнала луча.

Сигнал управления формирователем мешающего влияния пилот-сигналов лучей, например, может принимать два значения - ноль или единица. При этом значение сигнала управления для сигнала k-го луча, для которого формируют оценку мешающего влияния, равно нулю, а для всех остальных сигналов лучей равно единице.

Сигнал управления поиском информационных символов потоков данных (36) предназначен для управления поиском информационных потоков данных, которые предназначены для других абонентских станций. Сигнал управления поиском информационных символов потоков данных содержит информацию о копиях ПСП информационных символов потоков данных, которые предназначены для других абонентских станций.

В микроЭВМ 28 формируют сигнал управления временным положением копий ПСП (34) по оценкам временных позиций обнаруженных сигналов лучей, оценкам временных позиций обнаруженных потоков символов, предназначенных другим абонентским станциям, и сигнала со второго выхода линии задержки 31, представляющего собой, например, цифровой сигнал, задержанный на время циклов поиска в блоке 1 и в блоке 11.

Сигнал управления временным положением копий ПСП содержит информацию о возможных временных позициях копий ПСП пилот-сигналов лучей для последующих циклов поиска, об обнаруженных временных позициях копий ПСП пилот-сигналов лучей предыдущего цикла поиска, о временных позициях копий ПСП для данной абонентской станции и о временных позициях копий ПСП информационных потоков символов, предназначенных для других абонентских станций.

При формировании последующих сигналов управления в линии задержки 31 учитывают временные задержки, возникающие при обработке сигнала.

В микроЭВМ 28 по сигналу с третьего выхода линии задержки 31, который представляет собой цифровой сигнал, период которого равен, например, длительности блока интервала Т, формируют сигнал управления записью в память (37), по которому осуществляют поблочную запись в блок памяти 13 объединенных мягких решений информационных символов и оценок комплексной огибающей символов сигналов лучей и считывание из блока памяти 13.

В микроЭВМ 28 по сигналу с четвертого выхода линии задержки 31, представляющему собой, например, при посимвольной обработке цифровой сигнал, период которого равен длительности информационного символа потока, формируют сигнал управления формированием мешающего влияния сигналов лучей друг на друга (38).

В микроЭВМ 28 по сигналу с пятого выхода линии задержки 31 формируют сигнал управления коммутацией уточненных мягких решений информационных символов потоков (39), который представляет собой цифровой сигнал, период которого равен, например, длительности блока интервала Т.

Для заявляемого способа было проведено компьютерное моделирование. В условиях Релеевского фединга, соответствующего модели Джейкса [13] Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ. Под ред. У.К. Джейкса, М.: Связь, 1979, получен существенный выигрыш заявляемого способа по сравнению с известным способом по стандарту IS-95 [3].

На фиг. 7 показана зависимость вероятности битовой ошибки (BER) при использовании заявляемого способа и способа по стандарту IS-95 [3] от отношения сигнал-шум на бит Е_b/N₀, где

Е_b - энергия сигнала на интервале бита информации,

N₀ - спектральная плотность мощности шума.

Кривые фиг. 7 приведены для двухлучевого федингующего канала. Временное расстояние между сигналами лучей - 2 мкс, фединг сигналов лучей полагался независимым, средние мощности сигналов лучей одинаковые. Вид модуляции - QPSK, количество информационных потоков - 16, длительность символа - 13 мкс.

При моделировании отмечена быстрая сходимость характеристик заявляемого способа. Уже после 2-3 этапов обработки характеристики практически достигают своих предельных значений.

Из фиг. 7 видно, что выигрыш по вероятности битовой ошибки BER заявляемого способа по сравнению с известным алгоритмом по уровню BER=20% составляет 6 дБ. По уровню BER=19% и менее известный алгоритм теряет работоспособность, в то время как заявляемый способ обеспечивает приемлемые характеристики.

По результатам оценки вычислительная сложность предложенного многоэтапного способа растет с увеличением числа лучей принимаемого сигнала, числа параллельно передаваемых информационных потоков и числа этапов обработки. Например, при числе информационных потоков К=16 и числе лучей р=2 необходимое число элементарных операций при оценке информационных параметров всех К потоков составляет приблизительно 10⁴, что позволяет реализовать изобретение на современной элементной базе.

Значительный выигрыш в точности демодуляции широкополосного многолучевого сигнала позволяет сделать вывод о перспективности использования многоэтапной процедуры в аппаратуре связи при приеме многолучевого сигнала, содержащего множество информационных потоков.

Таким образом, заявляемая группа изобретений, способ приема многолучевого широкополосного сигнала и устройство для его осуществления, созданные в едином изобретательском замысле, позволяет:

во-первых, подавить (скомпенсировать) мешающее влияние информационных потоков сигналов лучей, предназначенных не только для данной абонентской станции, но и для других абонентских станций;

во-вторых, учесть влияние на принимаемый сигнал канала связи, устройств приема и передачи и избежать значительных ошибок в оценке взаимного влияния сигналов информационных потоков сигналов лучей друг на друга за счет сглаживания (фильтрации) сформированных оценок сигнала каждого информационного потока каждого луча;

в третьих, снизить сложность реализации за счет использования вычитания оценок мешающего влияния на информационные символы потока вместо сложных операций с матрицами;

в четвертых, существенно повысить точность оценки информационных символов потоков данных.