Устройство для оценки параметров многолучевого канала связи Советский патент 1989 года по МПК H04B17/00 H04B3/46 

« со- ; ю

со со

1Ч

Изобретение относится к радиосвязи и предназначаемо 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. № 780211.

Цель изобретения - повышение точности оценки путем фильтрации корре- лированных помех,

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для оценки параметров многолучевого канала связи (для конкретности принято N 4),

Устройство содержит расщепитель 1 входного сигнала, основной элемент 2 задержки, N сумматоров 3, N перемножителей 4, N блоков 5 усреднения и фильтрации, N перемножителей-инверторов 6, регистр 7 сдвига, решающий блок 8, первый дополнительный элемент 9 задержки, двухвходовый сумматор 10, (N+1)-входовый сумматор 11, экстраполятор 12 и второй дополнительный элемент 13 задержку.

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- нойГ помехи, полученной на выходе эк- страполятора 12, который инвертирует результат предсказания. Очищенный от коррелированной помехи входной сигнал Дополнительно задерживается 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 длительности импульсного отклика многолучевого канала связи. Не очищенный от коррелированных помех сигнал на выходе основного элемента 2 задержки также задерживается во втором дополнительном элементе 13 на время вычисления отсчетов импульсного отклика и поступает на первый вход (N+1)-входового сумматора 11,

5

0

5

0

5

0

5

0

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 в 21ходов перемножи гелей 4 отсчеты реакции подаются на соответствующие блоки 5 ускорения и фильтрации. Выбор постоянной времени блоков 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 перемножителей- инверторов 6.

Предположим, что импульсная реакция многолучевого канала связи характеризуется своими отсчетами g,, g , ёци ОЦ6НКИ которых необходимо Получить на выходе устройства. Элемент 2 задержки задерживает сигнал с выхода расщепителя на (N-1) тактовых интервалов Т, задержка в элементах 9 и 13 задержки соответствует одному тактовому интервалу. На выходе элемента 13 задержки в момент времени t действует сигнал вида

iu - 1

(1)

х;, a;g, + a,-,g + ... а;,, g + ,+

+ аi«« i 8 t I

(2)

где X

- истинное значение сигнала, обусловленное многолучевым характером распространения сигнала в канале;

.

1

5. 1494233

отсчет коррелированной по- мехи если шум на входе устройства оценки белый, то после расщепления его отсчеты становятся коррелированными из-за обязательной низкочастотной фильтраможмеш нале

сче

ции, осуществляемой в рас- щепителе.

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

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

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.

liu.I i2i2j + §L -JS «- l 5i- EJ±Ll ii±-l §-izfilLSj (3) а,-,.р

Если известны g, g, ... g, кроме gj, то в качестве оценки g может быть использовано вьфажение (3)j .хоторое справедливо при любом 1 l,2j...N. В силу того, что свойства реального канала не могут изменяться скачком, в качестве известных отсчетов реакции могут быть использованы отсчеты, полученные в результате усреднения на предыдущем этапе,

В соответствии с (3) в каждой ветви вычисления g должно производиться весовое суммирование извecfньrx отсчетов реакции (все кроме 1-го), осуществляемое в сумматорах 3, причем в качестве весов выступают известные знаковые коэффициенты, накопленные в регистре 7 сдвига, вычита- hfMe полученных сумм из отсчетов компонент принятого сигнала, снятие манипуляции в полученных разностях путем деления или умножения на соответствующий коэффициент (в перемножителях 4) и усреднение полученных величин в усредняющих фильтрах (блоках 5 усреднения и фильтрации). Так организованы вычисления в известном и предлагаемом устройствах с заменой Х в (3) на X , из (Т). В предлагаемом устройстве в отличие от известного осуществляется фильтрация отрелированной помехи на очередном та те, осуществляемой в (N+1)-входовом сумматоре 11, пре;у:казания (экстра- УЮЛЯЦИИ) и инвертирования значения иа следующий такт в экстраполяторе и вычитания предсказанного значения из смеси полезного сигнала с помехой в двухвходовом сумматоре 10.

Предположим, что коррелированная помеха в (1) обусловлена процессом с корреляционной функцией вида

3(1)

.

(4)

где

6 средняя мощность пoмexиj

-.Ч

я. 5

0

5

интервал корреляции по- - мехи.

Щ)и этом, если помеха - нормальный случайный процесс, отсчеты помехи удовлетворяют уравнению

. (5)

Vi

где f

.- отсчеты нормального случайно- ного процесса с нулевым сред- «ним и единичной дисперсией. На выходе (N+1)-входового сумматора 11 формируется оценка отсчета коррелированного щума на i-м такте в виде

v; X ; - (, + aj.,g j + а,-.м+, IN)

где g, k 1 ,N + .. . +

(6)

оценки отсчетов импульсного отклика, формируемые на выходе устройства. Ошибка ЛУ оценки , обусловлена

Л

В.

отличием оценок g, k 1,N от истинных значений g , Известно, что при использовании в качестве блока 5 усреднения и фильтрации RS-цепи с постоянной времени Со дисперсия

шума на выходе RS-цепи определяется в виде

.

1 q

(7)

где q

6 - дисперсия шума на входе усредняющего фильтра.

Можно считать, что N 6,, является верхним граничным значением для дисперсии ошибки б ( flv.) оценки j, есЛи предположить в выражении (7) 6g, j2 что соответствует случаю, когда фильтрация коррелированной помехи с дисперсией не производится (как в известном устройстве).

л

л

V-; V

AVj

(.v,) N6 l-:ia

(8) r(9)

Для процесса, моделируемого выражением (5), экстраполяция на один такт осуществляется в виде

О,., рО, . (10)

При этом экстраполят.ор 12 представляет собой усилитель с коэффи- |циентом усиления р и инвертор. По- этому на (i+ 1)-M такте значение сиг- наяа, поступающего на первые входы сумматоров 3, записьгааются как

i4i V ,

V .+

1 1, и

W

V,-.,

fr

(11)

где

W V

,-4, - PVi V i, - f (у i +

6/Г ; -

Дисперсия шума w

) w -p)bi -л,-Х,

+q+ (N-1 )я - (N+1 )/ q

1 + q

Сравнивая дисперсию шума w с дисперсией (j нефильтрованной помехи V, можно утверждать, что для того, чтобы предложенный вариант фильтрации коррелированной помехи был эффективен. Т.е. чтобы w г 6 . необ 6

ходимо выполнение условия

q 7

(U)

что всегда выполняется на практике. Для определения дисперсии ошибг и оценки отсчета импульсной реакции в стационарном режиме работы схемы с фильтрацией коррелированной помехи в качестве значения 6 рд в выражении (7) следует взять w . В соответствии с изложенным данная диспер-.

Редактор М.Петрова

Составитель А.Сеселкин

Техред М.Дидык Кэрректор И.Муска

Заказ 4131/56

Тираж 626

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

сия.

обозначаемая ,x

может быть

получена из выражений (13) и (7)

ВЫХ

- d-p

/ 51: 2-.-;- «

Выражение (15) получено в предположении 2

Т. Учитывая послед10

нее неравенство, с достаточной для практики точностью можно записать

i;,. -f) г.;(16)

Из (16) следует, что эффективность данного метода фильтрации коррелированной помехи возрастает с увеличением интервала корреляции помехи. Так как величина j) всегда меньше 1, фильтрация коррелированной .помехи позволяет уменьшить дисперсию шума наблюдения в данном устройстве по сравнению с известным.

Формула изобрете.ния

Устройство для оценки параметров многолучевого канала связи по авт. св. № 780211, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности оценки путем фильтрации коррелированных помех, между выходом основного элемента задержки и первыми входами сумматоров включены введенные последовательно соединенные двух- входовый сумматор и первый дополнительный элемент задержки, введены последовательно соединенные второй дополнительный элемент задержки, (N+1)-входовый сумматор и экстраполя- тор, выход которого подключен к другому входу двухвходового сумматора, при этом вход второго дополнительного элемента задержки соединен с выходом основного элемента задержки, а другие N входов (Ы+1)-входового сумматора соединены с выходами соответ- струющих перемножителей-инверторов.

Подписное