Устройство для оценки параметров многолучевого канала связи

 

Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения - повышение точности оценивания путем фильтрации коррелированных помех. Устройство содержит расщепитель 1 выходного сигнала, элементы задержки 2,9 и 13, сумматоры 3, 10 и 11, перемножители 4, блоки усреднения и фильтрации 5, перемножители-инверторы 6, регистр 7 сдвига, решающий блок 8 и экстраполятор 12. В устройстве осуществляется фильтрация отсчетов коррелированной помехи путем оценивания в сумматоре 11 отсчета на очередном такте, предсказания и инвертирования в экстраполяторе 12 значения на следующий такт и вычитания в сумматоре 10 предсказанного значения из смеси полезного сигнала с помехой. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1494233 А 2 (51)4 Н 04 В 17/00//H 04 В 3/46

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 780211 (21) 4340485/24-09 (22) 16.11.87 (46) 15.07.89, Бюл. М 26 (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (72) В.Г.Карташевский (53) 621.396.664(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 780211, кл, H 04 В 3/46, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ

МНОГОЛУЧЕВОГО КАНАЛА СВЯЗИ (57) Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения — повышение точности оценивания путем фильтрации

2 коррелированных помех, Устр-во содержит расщепитель 1 выходного сигнала, эл-ты 2,9 и 13 задержки, сумматоры

3, 10 и 11, перемножители 4, блоки 5 усреднения и фильтрации, перемножители-инверторы 6, регистр 7 сдвига, решающий блок 8 и экстраполятор 1.2.

В устр-ве осуществляется фильтрация отсчетов коррелированной помехи путем оценивания в сумматоре 11 отсчета на очередном такте, предсказания и инвертирования в экстраполяторе

12 значения на следующий такт и вычитания в сумматоре 10 предсказанного значения из смеси полезного сигнала с помехой. 1 ил.

1494233

Изобретение относится к радиосвязи и предназначено для использования в системах передачи дискретных сообщений по каналам связи с рассеянием энергии принимаемых сигналов во времени и по частоте с аддитивными коррелированными шумами, например в декаметровЬм канале связи, и является усовершенствованием известного устройства по основному авт.св.

М 780211.

Ь цель изобретения — повышейие точности оценки путем фильтрации корре.лированных помех, d

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для оценки параметров многолучевого канала связи (для конкретности принято N = 4 i.

Устройство содержит расщепитель 1 входного сигнала, основной элемент

2 задержки, N сумматоров 3 N перемножителей 4, N блоков 5 усреднения и фильтрации, N перемножителей-ин- 25 верторов 6, 1егиСтр 7 сдвига, решающий блок 8, первый дополнительный элемент 9 задержки, двухвходовый сумматор 10, (N+11-входовый сумматор

11, экстраполятор 12 и второй дополнительный элемент 13 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Входной.сигнал, расщепленный на низкочастотные компоненты в расщепителе 1, предварительно задерживается в основном элементе 2 задержки так, чтобы в двухвходовом сумматоре 10 посредством вычитания про-, изошло компенсирование коррелирован- 40 ноФ помехи, полученной на выходе экстраполятора 12, который инвертирует результат предсказания. Очищенный от коррелированной помехи входной сигнал дополнительно задерживается 45 в первом дополнительном элементе 9 задержки и поступает на первые входы сумматоров 3. Общая.задержка сигнала в элементах 2 и 9 выбирается равной задержке решения в решающем блоке 8 и равной длительноети импульсного отклика многолучевого канала связи.

Не очищенный от коррелированных помех сигнал на выходе основного элемента 2 задержки также задерживается

55 во втором дополнительном элементе 13 на время вычисления отсчетов импульсного отклика и поступает на первый вход (N+1)-входового сумматора 11, в котором осуществляется измерение отсчета коррелированной помехи на текущем такте. Предсказанное на следующий такт и инвертированное в экстраполяторе 12 значение отсчета коррелированной помехи подается на второй вход двухвходового сумматора

10, где происходит компенсация, На вторые входы сумматоров 3 с выходов перемножителей-инверторов 6 подаются сигналы межсимвольной интерференции.

Очищенные в сумматорах 3 от межсимвольных помех отсчеты импульсной реакции поступают на входы перемножителей 4 . На вторые входы перемножителей 4 поданы знаковые коэффициенты с выходов регистра 7 сдвига, так-тируемого импульсами, синхронизированными с фронтами информационных посылок, На вход регистра 7 сдвига информация поступает с решающего блока

8, С выходов перемножигелей 4 отсчеты реакции подаются на соответствующие блоки 5 ускорения и фильтрации.

Выбор постоянной времени бяоков 5 усреднения и фильтрации определяется компромиссом между требованиями эффективного подавления шумов и слежения за изменением параметров канала.

Выходы блоков 5 усреднения и фильтрации являются выходами всего устройства. Для измерения отсчета коррелированной помехи, которое осуществляется в (N+1)-входовом сумматоре 11, на вторые входы последнего подаются сигналы с выходов перемножителейинверторов 6, Предположим, что импульсная реакция многолучевого канала связи характеризуется своими отсчетами g, g

g оценки которых необходимо

Получить на выходе устройства, Элемент 2 задержки задерживает сигнал с выхода расщепителя Hà (N-11 тактовых интервалов T задержка в элементах

9 и 13 задержки соответствует одному тактовому интервалу, На выходе элемента 13 задержки в момент времени с действует сигнал вида

x;=x;„+v(11 х,.„= а18, + à gq+ ... + à age++ (2> где x » — истинное значение cèãíànà, обусловленное многолуче— вым характером распространения сигнала в канале, 1494233 ч.

25 (7) л

v- =v +hv.

1 1 I

B(n) =6 е (8) (4) где 6 т отсчет коррелированной помехи если шум на входе устройства оценки "белый", то после расщепления его отсчеты становятся коррелированными из-за обязательной низкочастотной фильтрах,„- (а; + ... + а;.ьс е- е а j+ q-p

Если известны g» g< ... gÄx кроме g то в качестве оценки может быть использовано выражение (3), которое справедливо при любом

1 = 1,2;...N. В силу того, что свойства реального канала не могут изменяться скачком, в качестве известных отсчетов реакции могут быть исполь — 2p зованы отсчеты, полученные в результате усреднения на предыдущем этапе.

В соответствии с (3) в каждой ветви вычисления g должно производиться весовое суммирование известных отсчетов реакции (все кроме 1-ro), осуществляемое в сумматорах 3, причем в качестве весов выступают известные знаковые коэффициенты, накопленные в регистре 7 сдвига; вычита- 3п

Йие полученных сумм иэ отсчетов компонент принятого сигнала, снятие манипуляции в полученных разностях путем деления или умножения на соответствующий коэффициент (в перемножи- 35 телях 4) и усреднение полученных величин в усредняющих фипьтрах (блоках 5 усреднения и фильтрации). Так организованы вычисления в известном и предлагаемом устройствах с заменой 40 х;„в (3) на х; из (f). В предлагаемом устройстве в отличие от известного осуществляется фильтрация отсчетов v; путем оценки отсчета коррелированной помехи на очередном такте, осуществляемой в (N+1)-входовом сумматоре 11, предсказания (экстра поляции) и инвертирования значения на следующий такт в экстраполяторе 12 и вычитания предсказанного звачения из смеси полезного сигнала спомехой в двухвходовом сумматоре 10.

Предположим, что коррелированная помеха в (1) обусловлена процессом с корреляционной функцией вида 56 средняя мощность помехи; ции, осуществляемой в расщепителе.

Источником коррелированной помехи может быть также узкополосный сигнал мешающей станции в декаметровом канале связи.

Из (2) может быть найден любой отсчет импульсного отклика канала

Ы= -, Ок- интервал корреляции пок - мехи .

При этом, если помеха — нормальный случайный процесс, отсчеты помехи удовлетворяют уравнению

v = уч; +б f1 Óф;, (5) д,g= отсчеты нормального случайно1 ного процесса с нулевым сред ним и единичной дисперсией.

На выходе (N+1)-входового сумматора 11 формируется оценка отсчета коррелированного шума на i-и такте в виде л ч;=х; — (a;g, +а;,g + ... +

+ а;-н gq) (6)

ape g „, k = 1,N — оценки отсчетов импульсного отклика, формируемые на выходе устройства.

Ошибка ач оценки v обусловлена

\ л отличием оценок g„, к = 1,N от истинных зн аче ний g „. Известно, что при использовании в качестве блока

5 усреднения и фильтрации RS-цепи с постоянной времени дисперсия шума на выходе RS-цепи определяется в виде

2 >2 1 Я

6 д Ч вью 8" 1 + — r l nL где q=e

6 — дисперсия шума на входе ycsx редняющего фильтра.

Можно считать, что N .@ „„ ÿâëÿåòñÿ верхним граничным значением для дисперсий ошибки Ь (В v;) оценки 4,, есной предположить в выражении (7)

6 „ с ., что соответствует случан), когда фильтрация коррелированной помехи с дисперсией не производится (как в известном устройстве).

Итак, 6 (bv ) = (dv1) = NG — - t(9)

2 11 -0

1+q

1494233 сия, обозначаемая 6,,„ может быть получена из выражений (13) и (7) Для процесса, моделируемого выражением (5), экстраполяция на один такт осуществляется в виде

0, = р0, (10)

При этом экстраполятор 12 представляет собой усилитель с коэффи циентом усиления P и инвертор. Поэтому на (i+ 1)-м такте значение сигнала, поступающего на первые входы сумматоров 3, записываются как

Выражение (1S) получено в предположении 2, ) Т, Учитывая последнее неравенство, с достаточной для практики точностью можно записать бь(х (Г 2 (16)

"о л

v;+q

i+,è its

+ ч1 1, И

+ ы

1 v

/ х,.„= х

= х рч, Из (16) следует, что эффективность данного метода фильтрации коррелированной помехи возрастает с увеличением интервала корреляции помехи.

Так как величина у всегда меньше 1, то 58„,„(6вык,т ° e ° фильтрацHH Корре лированной,помехи позволяет уменьшить дисперсию шума наблюдения в данном устройстве по сравнению с известным. где

V i+1

= v „- р (ч; + ач., ) д v..(121

Дисперсия шума w

Р Ы .Х. : —. — 5 — 2рй T:р ° + p (ov;l 1 1 -а (13)

=6{1 P )+Ny

1+q

1+q+(N-1)р -(N+t)y q (,2

1+q формула изобретения

N- 1

Ч

N+ 1 (14) что всегда выполняется на практике.

Для определения дисперсии ошибки оценки отсчета импульсной реакции в стационарном режиме работы схемы с фильтрацией коррелированной помехи в качестве значения „ в выра> 1 жении (7) следует взять w . В соответствии с изложенным данная диспер-, Составитель А.Сеселкин

Редактор,М.Петрова Техред М,Дидык й)рректор И.Муска

Заказ 4131/56 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Сравнивая дисперсию шума w с дисперсией 6 нефильтрованной помехи

v можно утверждать, что для того, чтобы предложенный вариант фильтрации коррелированной помехи был эффективен, т.е. чтобы ч (, необходимо выполнение условия

=- (1- p + Nó — -) — — (15) Т Т

5 выл= 2л - 2л o "о

Устройство для оценки параметров многолучевого канала связи по авт. св, N - 780211, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности оценки путем фильтрации корре30 лированных помех, между выходом основного элемента задержки и первыми входами сумматоров включены введенные последовательно соединенные двухвходовый сумматор и первый дополнительный элемент задержки, введены последовательно соединенные второй дополнительный элемент задержки, (N+t)-входовый сумматор и экстраполятор, выход которого подключен к дру4О Гому Входу двухвходового сумматора при этом вход второго дополнительного элемента задержки соединен с выходом основного элемента задержки, а другие N входов (N+1)-входового сум45 матора соединены с выходами соответструющих перемножителей-инверторов.