Способ обнаружения кластера многолучевого сигнала и устройство для его реализации (варианты)

Способ обнаружения кластера многолучевого сигнала и устройство для его реализации (варианты)

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к способу обнаружения кластера многолучевого широкополосного сигнала и устройству для его реализации (варианты), и может быть использовано в системах сотовой радиосвязи с кодовым разделением каналов (системах CDMA). Заявляемый способ обнаружения кластера многолучевого сигнала заключается в том, что формируют опорный сигнал, представляющий собой копию принимаемого сигнала, задерживают опорный сигнал в соответствии с гипотезой о задержке принимаемого сигнала, вычисляют вектор сигнала взаимной корреляции между принимаемым и опорным сигналами, определяя его как исходный вектор взаимной корреляции, формируют выходную величину, которую сравнивают с заданным уровнем порога, и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении сигнала, отличается тем, что формируют L-1 дополнительных опорных сигналов, совпадающих по форме с опорным сигналом, задерживают дополнительные опорные сигналы в соответствии с гипотезой об области задержки лучей кластера обнаруживаемого сигнала, вычисляют векторы сигналов взаимной корреляции между принимаемым и дополнительными опорными сигналами, определяя их как L-1 дополнительных исходных векторов взаимной корреляции, и выполняют Q этапов преобразований над L исходными векторами взаимной корреляции, где Q 1. Эти отличительные признаки позволяют получить новый технический результат - возможность обрабатывать не отдельные компоненты многолучевого широкополосного сигнала, а кластер сигналов в целом, что улучшает характеристики обнаружения кластера сигналов. Предложены два варианта устройств для реализации заявляемого способа. Устройство по первому варианту используют в том случае, когда осуществляют Q этапов преобразований над L исходными векторами взаимной корреляции, где Q = 1. Устройство по второму варианту используют в том случае, когда осуществляют Q этапов преобразований над L исходными векторами взаимной корреляции, где Q > 1. 3 с.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к способам и устройствам обнаружения кластера многолучевого широкополосного сигнала, и может быть использовано в системах сотовой радиосвязи с кодовым разделением каналов (системах CDMA).

В сотовых системах радиосвязи, в частности системах CDMA, прием сигналов ведется в условиях многолучевого распространения сигналов.

В городских районах многолучевость возникает при отражении передаваемого сигнала от окружающих зданий, машин и других объектов.

В системах связи с широкополосными сигналами многолучевое распространение используется, как правило, для повышения достоверности передачи информации за счет корреляционного разделения сложных сигналов, пришедших по разным путям, и суммирования их после демодуляции.

Анализ многолучевого распространения широкополосных сигналов и способов их обработки проведен в статье Дж. Л. Турина [1, Дж. Л. Турин. Введение в широкополосные методы борьбы с многолучевостью распространения радиосигналов и их применение в городских системах цифровой связи. ТИИЭР, т. 68, N 3, март 1980, с. 30 - 58] и в книге А. Витерби [2, Andrew J. Viterbi. CDMA Principles of Spread Spectrum Communication. Addison - Wesly Publishing Company, 1995].

Согласно рекомендациям ITU-R для IMT-2000 [3, Recommendation ITU-R M. 1225 Guidelines for evaluation of radio transmission technologies for IMT-2000] лучи могут находиться на нескольких смежных временных позициях области неопределенности. Совокупность лучей сигнала, для которых интервал задержки между любыми двумя смежными лучами менее или равен одному чипу расширяющей ПСП, называется кластером лучей сигнала.

Фиг. 1 иллюстрирует кластер лучей сигнала: а) распределение плотности мощности лучей, б) чип псевдослучайной последовательности.

Результаты исследования профиля многолучевости приведены в статье [4, Саид С. Гассемзальде, Дональд Л. Шиллинг, Сион Хадад, К. Парса. "Статистика многолучевого фединга для CDMA-сигнала прямой последовательности на частоте 2 ГГц в микросотах и внутри помещений". IEEE, 1994, 0-7803-1828-5/94, стр. 604 - 607].

При приеме широкополосных многолучевых сигналов выполняется процедура поиска, которая, как правило, представляет собой сканирование области неопределенности с обнаружением сигнала в каждой ее точке.

Известны различные способы и устройства обнаружения широкополосных сигналов, например способ и устройство, описанные [5, Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. Под ред. Пестрякова В.Б, М. - "Советское радио". 1973 г., стр. 31- 38].

Способ обнаружения широкополосных сигналов [5] заключается в том, что формируют два опорных сигнала, представляющие собой копии принимаемого сигнала, сдвинутые по фазе относительно друг друга на /2, определяют сигнал взаимной корреляции между принимаемым сигналом и опорными сигналами путем перемножения и накопления синфазных компонент на интервале длительности сигнала, вычисляют квадратичные значения синфазной и квадратурной составляющих сигнала взаимной корреляции, полученные величины суммируют и из суммы извлекают квадратный корень, формируют выходную величину, которую после окончания сигнала сравнивают с заданным уровнем порога, и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении сигнала.

Устройство [5, Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. Под ред. Пестрякова В.Б., М. - "Советское радио". 1973 г., приведено на стр. 33, фиг. 2.3.6].

Устройство-аналог [5] содержит квадратурный коррелятор, включающий последовательно соединенные первый перемножитель, первый интегратор, первый квадратор и второй перемножитель, второй интегратор, второй квадратор, сумматор и блок извлечения квадратного корня, а также устройство содержит генератор копии принимаемого сигнала, ключ, пороговое устройство и формирователь порога, при этом первые входы перемножителей объединены и образуют вход устройства, вторые входы перемножителей соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора копии принимаемого сигнала, выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен со входом блока извлечения квадратного корня, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с третьим выходом генератора копии сигнала, выход ключа соединен с первых входом порогового устройства, второй вход которого подключен к выходу формирователя порога, выход порогового устройства является выходом устройства.

Способ и устройство обнаружения широкополосных сигналов [5] реализуют следующим образом.

Генератор копии принимаемого сигнала формирует два опорных сигнала, представляющие собой копии принимаемого сигнала, сдвинутые по фазе относительно друг друга на /2, и подает их на вторые входы первого и второго перемножителей.

В квадратурном корреляторе определяют сигнал взаимной корреляции между принимаемым сигналом и опорными сигналами путем перемножения и накопления синфазных компонент на интервале длительности сигнала, вычисляют квадратичные значения синфазной и квадратурной составляющих сигнала взаимной корреляции, полученные величины суммируют и из суммы извлекают квадратный корень. Полученная величина через ключ, который по управляющему сигналу с генератора копии принимаемого сигнала замыкается в момент окончания накопления сигнала, поступает на первый вход порогового устройства, на второй вход которого поступает сигнал с формирователя порога. Пороговое устройство сравнивает полученную величину с заданным уровнем порога и по результатам сравнения принимает решение об обнаружении сигнала.

Недостатком этого технического решения является то, что обнаружение компонент многолучевого широкополосного сигнала выполняется независимо друг от друга, то есть принимается решение об обнаружении многолучевого широкополосного сигнала на конкретной временной позиции.

Этот подход является неоптимальным для обработки кластера сигналов Наиболее близким техническим решением (прототипом) для заявляемого изобретения являются способ и устройство обнаружения широкополосного сигнала, описанные в монографии А. Витерби [6, Andrew J. Viterbi. CDMA: principles of spread spectrum communication. Includes bibliographical references and index. ISBN 0-201-63374-4. I Title. TK 5103.45. V 57, 1995].

Способ обнаружения широкополосного сигнала по Витерби заключается в том, что осуществляют квадратурное преобразование принимаемого сигнала, образуя синфазную и квадратурную составляющие сигнала, формируют опорный сигнал, представляющий копию принимаемого сигнала, определяют сигнал взаимной корреляции принимаемого сигнала с опорным сигналом путем перемножения синфазной и квадратурной составляющих принимаемого сигнала с опорным сигналом и накопления, образуя последовательность значений сигнала взаимной корреляции, вычисляют квадраты синфазной и квадратурной компонент полученной последовательности значений сигнала взаимной корреляции, полученные величины суммируют на интервале обнаружения и накапливают, формируют выходную величину, которую сравнивают с заданным уровнем порога, и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении сигнала.

Устройство-прототип (фиг. 2) содержит первый 1 и второй 2 перемножители, первые входы которых объединены и являются информационным входом устройства, вторые входы первого 1 и второго 2 перемножителей соединены с выходом генератора 5 несущей частоты, причем второй вход первого перемножителя соединен с выходом генератора несущей частоты непосредственно, а второй вход второго перемножителя 2 - через фазовращатель 6, выходы первого 1 и второго 2 перемножителей соответственного соединены с первыми входами первого 3 и второго 4 фильтров низкой частоты, блок корреляции 8, содержащий последовательно соединенные первый перемножитель 9 и первый накопительный сумматор 11 и второй 10 перемножитель и второй накопительный сумматор 12, первый и второй входы блока корреляции 8, образованные первыми входами первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции, соединены соответственно с выходами первого 3 и второго 4 фильтров низкой частоты, третий вход блока корреляции, образованный объединенными вторыми входами первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции, соединен с выходом генератора опорного сигнала 7, первый и второй выходы блока корреляции 8, образованные выходами первого 11 и второго 12 накопительных сумматоров, соединены соответственно со входами первого 13 и второго 14 квадраторов, выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам сумматора 15, выход которого соединен со входом блока некогерентного накопления, выход которого подключен к блоку сравнения с порогом 17, выход которого является выходом устройства.

Способ и устройство-прототип [6] работают следующим образом (см. фиг. 2).

Смесь входного сигнала и шума поступает на первые входы первого 1 и второго 2 перемножителей, на вторые входы которых поступает сигнал с генератора несущей частоты 5, причем на второй вход первого перемножителя 1 - непосредственно, а на второй вход второго перемножителя 2 - через фазовращатель 6. Выходной сигнал с первого 1 и второго 2 перемножителей фильтруют на низкой частоте в первом 3 и втором 4 фильтрах низкой частоты. Таким образом осуществляют квадратурное преобразование принимаемого сигнала.

Генератор опорного сигнала 7 формирует опорный сигнал, представляющий копию принимаемого сигнала, и подает на третий вход блока корреляции 8 (образованный вторыми входами первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции), на первый и второй входы блока корреляции поступает выходной сигнал соответственно с первого 3 и второго 4 фильтров низкой частоты. Выходные сигналы первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции поступают соответственно на входы первого 11 и второго 12 накопительных сумматоров. Таким образом вычисляют вектор взаимной корреляции между принимаемым и опорным сигналами путем перемножения и накопления.

Выходные сигналы с блока корреляции 8, образованные выходными сигналами первого 11 и второго 12 накопительных сумматоров, поступают на входы первого 13 и второго 14 квадраторов, где вычисляют квадраты синфазной и квадратурной компонент полученных значений сигнала взаимной корреляции.

Полученные квадраты компонент суммируют в выходном сумматоре 15, образуя квадрат модуля значений сигнала взаимной корреляции. Затем последовательно накапливают в блоке 16 квадраты модулей значений сигнала взаимной корреляции на интервале обнаружения, сравнивают с заданным уровнем порога в блоке 17 и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении сигнала.

Недостатком прототипа является то, что обнаружение компонент многолучевого широкополосного сигнала выполняется независимо друг от друга. То есть, принимается решение об обнаружении сигнала на конкретной временной позиции.

Такой подход является неоптимальным для обработки кластера сигналов.

Количество энергии, заключенной в сигнале, при многолучевом распространении неизменно. Поэтому чем больше на входе приемника независимых компонент многолучевого широкополосного сигнала, тем меньше энергия каждого из них, тем меньше отношение сигнал/шум в каждом луче.

Характеристики обнаружения (вероятности ложной тревоги и пропуска сигнала) зависят от отношения сигнал/шум.

Следовательно, независимая обработка компонент кластера является малоэффективной. Обрабатывая не отдельные компоненты многолучевого широкополосного сигнала, а кластер сигналов в целом, можно значительно улучшить характеристики обнаружения сигналов.

Задача, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, - это улучшение характеристик обнаружения многолучевого широкополосного сигнала за счет обработки кластера многолучевого сигнала в целом.

Поставленная задача достигается путем использования предлагаемых способа обнаружения кластера многолучевого сигнала и устройства для его реализации (варианты).

Способ обнаружения кластера многолучевого сигнала, заключающийся в том, что формируют опорный сигнал, представляющий собой копию принимаемого сигнала, задерживают опорный сигнал в соответствии с гипотезой о задержке принимаемого сигнала, вычисляют вектор сигнала взаимной корреляции между принимаемым и опорным сигналами, определяя его как исходный вектор взаимной корреляции, формируют выходную величину, которую сравнивают с заданным уровнем порога, и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении сигнала, дополнительно содержит следующую новую последовательность операций: формируют L-1 дополнительных опорных сигналов, совпадающих по форме с опорным сигналом, задерживают дополнительные опорные сигналы в соответствии с гипотезой об области задержки лучей кластера обнаруживаемого сигнала, вычисляют векторы сигналов взаимной корреляции между принимаемым и дополнительными опорными сигналами, определяя их как L-1 дополнительных исходных векторов взаимной корреляции, выполняют Q этапов преобразований над L исходными векторами взаимной корреляции, где Q1, при этом если Q = 1, то выполняют только первый этап преобразования, который заключается в том, что преобразуют каждый из L исходных векторов взаимной корреляции в К вторичных векторов взаимной корреляции путем поворота исходного Q вектора взаимной корреляции на углы (K-1)₀, при этом шаг поворота вектора ₀ выбирают таким образом, чтобы (K-1)₀ не превышало 2 при максимальном К, образуя при этом L групп по К вторичных векторов взаимной корреляции; образуют К^L суммарных векторов взаимной корреляции, каждый из которых представляет сумму вторичных векторов взаимной корреляции, содержащих по одному вторичному вектору взаимной корреляции из каждой группы таким образом, чтобы каждая из полученных сумм отличалась от любой другой по крайней мере одним вторичным вектором взаимной корреляции; вычисляют модули полученных суммарных векторов взаимной корреляции и из них выделяют максимальный, если Q>1, то выполняют первый этап преобразования, а затем на каждом последующем этапе преобразуют каждый из L исходных для данного этапа векторов взаимной корреляции, обеспечивающих максимальный суммарный вектор взаимной корреляции на предыдущем этапе, в R вторичных векторов взаимной корреляции путем поворота исходного вектора взаимной корреляции на углы (R-1)_R, при этом шаг поворота вектора _R, выбирают таким образом, чтобы (R-1)_R не превышало шаг поворота вектора на предыдущем этапе при максимальном R, образуя таким образом L групп по R вторичных векторов взаимной корреляции; образуют R^L суммарных векторов взаимной корреляции, содержащих по одному вектору из каждой группы, таким образом, чтобы каждый из полученных суммарных векторов взаимной корреляции отличался от любых других по крайней мере одним вектором взаимной корреляции; вычисляют модули полученных суммарных векторов взаимной корреляции и из них определяют максимальный, который используют в качестве выходной величины.

Заявляемое устройство обнаружения кластера сигнала по первому варианту, содержащее блок корреляции, первый и второй входы которого соответственно являются синфазным и квадратурным входами, образующими информационный вход устройства, третий вход блока корреляции является опорным и соединен с выходом генератора опорных сигналов, блок сравнения с порогом, выход которого является выходом устройства, дополнительно содержит следующие отличительные признаки: введены L-1 блоков корреляции, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции, блок вычисления модуля и блок выбора максимума, при этом синфазный и квадратурный входы каждого из L-1 блоков корреляции объединены с информационным входом устройства, а третий вход каждого блока корреляции соединен с соответствующим ему дополнительным выходом генератора опорного сигнала, формирующим L-1 дополнительных опорных сигналов, синфазный и квадратурный выходы каждого из L блоков корреляции, образующие исходный вектор взаимной корреляции, соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующего им, из L, блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, каждый блок формирования вторичных векторов взаимной корреляции содержит К параллельных фазовращателей, первые и вторые входы которых объединены соответственно с первыми и вторыми входами блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, а первый и второй выходы каждого из К фазовращателей, образующие 2К выходов каждого блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, представляющие синфазные и квадратурные составляющие вторичных векторов взаимной корреляции, соединены с соответствующими им входами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции, образуя на его входе сигнал, содержащий L групп по К вторичных векторов взаимной корреляции, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции содержит К^L параллельных сумматоров, входы которых являются входами этого блока, а первый и второй выходы К^L параллельных сумматоров, соответствующие синфазным и квадратурным составляющим К^L суммарных векторов взаимной корреляции, являются выходами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции, которые соединены с соответствующими им входами блока вычисления модуля, выходы которого соединены с соответствующими им входами блока выбора максимума, определяющего суммарный вектор с максимальным модулем, выход блока выбора максимума соединен со входом блока сравнения с порогом.

Заявляемое устройство обнаружения кластера сигнала по второму варианту, содержащее блок корреляции, первый и второй входы которого соответственно являются синфазным и квадратурным входами, образующими информационный вход устройства, третий вход блока корреляции является опорным и соединен с выходом генератора опорных сигналов, блок сравнения с порогом, выход которого является выходом устройства, дополнительно содержит следующие отличительные признаки: введены L-1 блоков корреляции, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции, блок вычисления модуля, блок выбора максимума и блок оценки и коррекции фазы, при этом синфазный и квадратурный входы каждого из L-1 блоков корреляции объединены с информационным входом устройства, а третий вход каждого блока корреляции соединен с соответствующим ему дополнительным выходом генератора опорного сигнала, формирующим L-1 дополнительных опорных сигналов, синфазный и квадратурный выходы каждого из L блоков корреляции, образующие исходный вектор взаимной корреляции, соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующего им, из L, блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, каждый блок формирования вторичных векторов взаимной корреляции содержит два параллельных комплексных перемножителя, первые и вторые входы которых объединены соответственно с первыми и вторыми входами блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, первый и второй выходы каждого из двух комплексных перемножителей каждого блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, соответствующие синфазным и квадратурным составляющим вторичного вектора взаимной корреляции, соединены с соответствующими им входами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции, образуя на его входе сигнал, содержащий L групп по два вторичных вектора взаимной корреляции, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции содержит 2^L параллельных сумматоров, входы которых являются входами этого блока, а первый и второй выходы 2^L параллельных сумматоров, соответствующие синфазным и квадратурным составляющим 2^L суммарных векторов взаимной корреляции, являются выходами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции, которые соединены с соответствующими им входами блока вычисления модуля, выходы которого соединены с соответствующими им входами блока выбора максимума, блок выбора максимума, формирующий на одном из выходов сигнал, определяющий суммарный вектор с максимальным модулем, соединен с первым входом блока оценки и коррекции фазы, а на другом выходе формирующий сигнал, определяющий номер сумматора блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции, на выходе которого получен максимальный суммарный вектор, соединен со вторым входом блока оценки и коррекции фазы, блок оценки и коррекции фазы, формирующий на выходах управляющие сигналы, определяющие угол поворота исходных векторов взаимной корреляции, соединен с дополнительными входами каждого комплексного перемножителя в каждом блоке формирования вторичных векторов взаимной корреляции, дополнительный выход блока оценки и коррекции фазы, определяющий максимальный из полученных суммарных векторов после завершения Q-этапного преобразования, соединен со входом блока сравнения с порогом.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается наличием принципиально новых существенных признаков - это то, что формируют L-1 дополнительных опорных сигналов, совпадающих по форме с опорным сигналом, задерживают дополнительные опорные сигналы в соответствии с гипотезой об области задержки лучей кластера обнаруживаемого сигнала, вычисляют векторы сигналов взаимной корреляции между принимаемым и дополнительными опорными сигналами, определяя их как L-1 дополнительных исходных векторов взаимной корреляции, и выполняют Q этапов преобразований над L исходными векторами взаимной корреляции, где Q1.

Эти существенные отличительные признаки позволяют получить новый технический эффект, а именно - обрабатывать не отдельные компоненты многолучевого широкополосного сигнала, а кластер сигналов в целом, что улучшает характеристики обнаружения кластера сигналов.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с другими техническими решениями (аналогами) не позволил выявить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, заявляемый способ отвечает критериям: "новизна", "существенные отличия", "неочевидность" и отвечает изобретательскому уровню.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства для реализации способа обнаружения кластера сигнала (варианты) с прототипом показал, что заявляемые устройства по вариантам отличаются наличием следующих существенных отличительных признаков.

По первому варианту: дополнительно введены L-1 блоков корреляции, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции, каждый из которых содержит К фазовращателей, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции, блок вычисления модуля и блок выбора максимума, а также введены принципиально новые связи, перечисленные в отличительной части формулы изобретения, все это в совокупности позволило реализовать признаки заявляемого способа и получить существенный технический эффект - обрабатывать не отдельные компоненты многолучевого сигнала, а кластер многолучевого сигналов в целом, что улучшает характеристики обнаружения кластера сигналов.

По второму варианту: дополнительно введены L-1 блоков корреляции, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции, каждый из которых содержит два комплексных перемножителя, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции, блок вычисления модуля, блок выбора максимума и блок оценки и коррекции фазы, а также введены принципиально новые связи, перечисленные в отличительной части формулы изобретения, все это в совокупности позволяет реализовать признаки заявляемого способа и получить существенный технический эффект - обрабатывать не отдельные компоненты многолучевого сигнала, а кластер сигналов в целом, что улучшает характеристики обнаружения кластера сигналов.

Сопоставительный анализ заявляемых устройств по первому и второму вариантам исполнения с другими техническими решениями (аналогами) не позволил выявить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, заявляемые устройства отвечают критериям: "новизна", "существенные отличия", "не очевидность" и отвечает изобретательскому уровню.

Кроме того, предлагаемые устройства реализуются на известных в радиотехнике блоках и элементах. Следовательно, заявляемая группа изобретений отвечает критерию "промышленной применимости" и может быть реализована в сотовых системах радиосвязи.

Описание изобретения поясняется графическими материалами.

Фиг. 1 иллюстрирует кластер многолучевого сигнала: а) распределение плотности мощности лучей сигнала, б) чип псевдослучайной последовательности.

На фиг. 2 выполнена блок-схема устройства-прототипа.

На фиг. 3 показана блок-схема заявляемого устройства поиска многолучевого широкополосного сигнала, выполненного по первому варианту, когда выполняют один этап преобразований над L исходными векторами взаимной корреляции, т.е. когда Q=1.

На фиг. 4 выполнена блок-схема заявляемого устройства поиска многолучевого широкополосного сигнала, выполненного по второму варианту, когда выполняют несколько этапов преобразований над L исходными векторами взаимной корреляции, т.е. когда Q>1.

На фиг. 5 выполнена блок-схема блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18.

На фиг. 6 выполнена блок-схема блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18.

На фиг. 7 показана блок-схема блока 19 объединения вторичных векторов взаимной корреляции.

На фиг. 8 выполнена блок-схема блока 22 оценки и коррекции фазы, приведена в качестве примера выполнения для заявляемого устройства по второму варианту.

Устройство-прототип (фиг. 2) содержит первый 1 и второй 2 перемножители, первые входы которых объединены и являются информационным входом устройства, вторые входы первого 1 и второго 2 перемножителей соединены с выходом генератора 5 несущей частоты, причем второй вход первого перемножителя соединен с выходом генератора несущей частоты непосредственно, а второй вход второго перемножителя 2 - через фазовращатель 6, выходы первого 1 и второго 2 перемножителей соответственного соединены с первыми входами первого 3 и второго 4 фильтров низкой частоты, блок корреляции 8, содержащий последовательно соединенные первый перемножитель 9 и первый накопительный сумматор 11, второй перемножитель 10 и второй накопительный сумматор 12, первый и второй входы блока корреляции 8, образованные первыми входами первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции, соединены соответственно с выходами первого 3 и второго 4 фильтров низкой частоты, третий вход блока корреляции, образованный объединенными вторыми входами первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции, соединен с выходом генератора опорного сигнала 7, первый и второй выходы блока корреляции 8, образованные выходами первого 11 и второго 12 накопительных сумматоров, соединены соответственно со входами первого 13 и второго 14 квадраторов, выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам сумматора 15, выход которого соединен со входом блока некогерентного накопления, выход которого подключен к блоку сравнения с порогом 17, выход которого является выходом устройства.

Заявляемое устройство обнаружения кластера многолучевого сигнала по первому варианту (фиг. 3), содержащее блок корреляции 8₁, первый и второй входы которого являются соответственно синфазным и квадратурным входами, образующими информационный вход устройства, третий вход блока корреляции 8₁ является опорным и соединен с выходом генератора опорных сигналов 7, блок сравнения с порогом 17, выход которого является выходом устройства, дополнительно содержит: L-1 блоков корреляции 8_L-1, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, блок вычисления модуля 20 и блок выбора максимума 21.

При этом синфазный и квадратурный входы каждого из L-1 блоков корреляции 18_L-1-18_L объединены с информационным входом устройства, а третий вход каждого из L-1 блоков корреляции соединен с соответствующим ему дополнительным выходом генератора опорного сигнала, формирующим L-1 дополнительных опорных сигналов, синфазный и квадратурный выходы каждого из L блоков корреляции 8₁ -8_L, представляющие исходный вектор взаимной корреляции, соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующего им (из L таких блоков) блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L.

Каждый блок формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L содержит К параллельных фазовращателей 23₁ - 23_k, первые и вторые входы которых объединены соответственно с первыми и вторыми входами блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, первый и второй выходы каждого из К фазовращателей 23₁ - 23_k, образующие 2K выходов каждого блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L, соединены с соответствующими им входами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, образуя на его входе сигнал, представляющий L групп по К вторичных векторов взаимной корреляции.

Блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19 содержит К^L параллельных сумматоров 27₁ - 27_K^L, входы которых являются входами этого блока, а первый и второй выходы К^L параллельных сумматоров 27₁ - 27_K^L, представляющие синфазную и квадратурную составляющие К^L суммарных векторов взаимной корреляции, соединены с соответствующими им входами блока вычисления модуля 20, выходы которого соединены с соответствующими им входами блока выбора максимума 21, определяющего суммарный вектор с максимальным модулем, выход блока выбора максимума 21 соединен со входом блока сравнения с порогом 17.

Заявляемое устройство обнаружения кластера сигнала по второму варианту (фиг. 4), содержащее блок корреляции 8₁, первый и второй входы которого являются соответственно синфазным и квадратурным входами, образующими информационный вход устройства, третий вход блока корреляции 8₁ является опорным и соединен с выходом генератора опорных сигналов 7, блок сравнения с порогом 17, выход которого является выходом устройства, дополнительно содержит: L-1 блоков корреляции 8_L-1, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁ - 18_L, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, блок вычисления модуля 20, блок выбора максимума 21 и блок оценки и коррекции фазы 22.

При этом синфазный и квадратурный входы каждого из L-1 блоков корреляции 18_L-1-18_L объединены с информационным входом устройства, а третий вход каждого из L-1 блоков корреляции 18_L-1 - 18_L соединен с соответствующим ему дополнительным выходом генератора опорного сигнала, формирующего L-1 дополнительных опорных сигналов, синфазный и квадратурный выходы каждого из L блоков корреляции 8₁-8_L, представляющие исходный вектор взаимной корреляции, соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующего им, из L таких блоков, блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁- 18_L.

Каждый блок формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L содержит два параллельных комплексных перемножителя 26₁ - 26₂, первые и вторые входы которых объединены и соединены с соответствующими им входами блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 19, первый и второй выходы каждого из двух комплексных перемножителей 26₁ - 26₂ каждого блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, соответствующие синфазным и квадратурным составляющим вторичного вектора взаимной корреляции, соединены с соответствующими им входами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, образуя на его входе сигнал, представляющий L групп по два вторичных вектора взаимной корреляции.

Блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19 содержит 2^L параллельных сумматоров 27₁ - 27₂^L, входы которых являются входами этого блока, а первый и второй выходы 2^L параллельных сумматоров 27₁ - 27₂^L, представляющие синфазную и квадратурную составляющие 2^L суммарных векторов взаимной корреляции, являются выходами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, которые соединены с соответствующими им входами блока вычисления модуля 20, выходы которого соединены с соответствующими им входами блока выбора максимума 21, блок выбора максимума 21, формирующий на одном из выходов сигнал, определяющий суммарный вектор с максимальным модулем, соединен с первым входом блока оценки и коррекции фазы 22, а на другом выходе - формирующий сигнал, определяющий номер сумматора блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, на выходе которого получен максимальный суммарный вектор, соединен со вторым входом блока оценки и коррекции фазы 22, блок оценки и коррекции фазы 22, формирующий на выходах управляющие сигналы, определяющие угол поворота исходных векторов взаимной корреляции, соединен с дополнительными входами каждого комплексного перемножителя 26₁ - 26₂ блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁ - 18_L, дополнительный выход блока оценки и коррекции фазы 22, определяющий максимальный из полученных суммарных векторов после завершения Q-этапного преобразования, соединен со входом блока сравнения с порогом 17.

Блок формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18 (фиг. 5) для заявляемого устройства по первому вар