Способ поиска многолучевого широкополосного сигнала и устройство для его реализации, способ обнаружения и оценки размера кластера сигналов лучей и блок, его реализующий

Способ поиска многолучевого широкополосного сигнала и устройство для его реализации, способ обнаружения и оценки размера кластера сигналов лучей и блок, его реализующий

Реферат

 

Группа изобретений, созданных в едином изобретательском замысле, относится к радиотехнике, в частности к способу поиска многолучевого широкополосного сигнала и устройству для его реализации, способу обнаружения и оценки размера кластера сигналов лучей и блоку для его реализации, и может быть использована в системах сотовой радиосвязи с кодовым разделением каналов (система CDMA). Достигаемым техническим результатом является улучшение характеристик поиска многолучевого широкополосного сигнала, которое достигается за счет обнаружения и одновременной обработки компонент кластера многолучевого сигнала лучей и одиночных сигналов лучей. Преимуществом предлагаемого способа поиска многолучевого сигнала является улучшение характеристик поиска, которое достигается за счет выполнения коррекции фазы каждой компоненты многолучевого принятого сигнала лучей, обнаружения и одновременной обработки компонент кластера сигнала лучей. Устройство для реализации способа поиска многолучевого сигнала содержит антенну, приемник, блок формирования опорных сигналов, блок корреляции, коммутатор, блок обнаружения одиночных сигналов лучей, блок управления, блок сравнения с порогом, первое и второе оперативные запоминающие устройства, блок выделения групп комплексных величин взаимной корреляции, блок коррекции фазы и блок обнаружения и оценки размера кластера сигналов лучей. Преимуществом предлагаемого способа обнаружения и оценки размера сигналов лучей, которое достигается путем суммирования в скользящем окне компонент кластера многолучевого сигнала лучей, вычисления отношений модулей полученных сумм к порогу и выбора максимального отношения. По размеру и положению скользящего окна, соответствующего этому максимальному значению, определяют размер кластера и его временное положение. Блок обнаружения и оценки размера кластера сигналов лучей содержит первое и второе оперативные запоминающие устройства, интегратор, узел вычисления модулей сумм комплексных величин взаимной корреляции к значениям порога, узел выбора максимума, узел управления, узел вычисления порога, первый и второй регистры, первый и второй сумматоры. 4 с. и 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

Группа изобретений, созданных в едином изобретательском замысле, относится к радиотехнике, в частности к способу поиска многолучевого широкополосного сигнала и устройству для его реализации, способу обнаружения и оценки размера кластера сигналов лучей и блоку для его реализации, и может быть использована в системах сотовой радиосвязи с кодовым разделением каналов (системах CDMA).

В сотовых системах радиосвязи, в частности системах CDMA, прием широкополосных 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 приведен 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, 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.I 225 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 сигналов лучей.

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, с. 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 поиска многолучевого широкополосного сигнала, например способ и устройство, описанные [5, Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. Под ред. Пестрякова В.Б. - М.: Советское радио. 1973, с.31-38].

Способ поиска 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, приведено на с.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 первым входом порогового устройства, второй вход которого подключен к выходу формирователя порога, выход порогового устройства является выходом устройства.

Способ и устройство поиска 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 поиск компонент многолучевого широкополосного сигнала выполняется независимо друг от друга, то есть принимается решение об обнаружении сигнала на конкретной временной позиции.

Этот подход является неоптимальным для обработки многолучевого широкополосного сигнала.

Известно другое техническое решение способ и устройство поиска 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.V57 1995].

Способ поиска 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 обнаруженном сигнале.

Устройство содержит первый и второй перемножители, первые входы которых объединены и являются информационным входом устройства, вторые входы первого и второго перемножителей соединены с выходом генератора несущей частоты, причем второй вход первого перемножителя соединен с выходом генератора несущей частоты непосредственно, а второй вход второго перемножителя - через фазовращатель, выходы первого и второго перемножителей соответственного соединены с первыми входами первого и второго фильтров низкой частоты, блок корреляции, содержащий последовательно соединенные первый перемножитель и первый накопительный сумматор и второй перемножитель и второй накопительный сумматор, первый и второй входы блока корреляции, образованные первыми входами первого и второго перемножителей блока корреляции, соединены соответственно с выходами первого и второго фильтров низкой частоты, третий вход блока корреляции, образованный объединенными вторыми входами первого и второго перемножителей блока корреляции, соединен с выходом генератора опорного сигнала, первый и второй выходы блока корреляции, образованные выходами первого и второго накопительных сумматоров, соединены соответственно со входами первого и второго квадраторов, выходы которых соответственно подключены к первому и второму входу сумматора, выход которого соединен со входом блока некогерентного накопления, выход которого подключен к блоку сравнения с порогом, выход которого является выходом устройства.

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

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

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

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

Недостатками этого технического решения является то, что поиск 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 поиска (вероятности ложной тревоги и пропуска сигнала) зависят от отношения сигнал/шум. Следовательно, с увеличением компонент многолучевого сигнала ухудшаются характеристики поиска.

Наиболее близким техническим решением к заявляемым объектам группы изобретений - способу поиска многолучевого широкополосного сигнала и устройству для его реализации является изобретение [7, патент США 5805648. Method and apparatus for performing search acquisition in a CDMA communication system, hit. Cl. H 04 L 7/00].

Способ-прототип заключается в следующем: проводят многократное сканирование области неопределенности, при сканировании в каждой точке области неопределенности выполняют перемножение принимаемого и опорного сигнала, когерентное накопление полученного произведения, вычисление модуля, некогерентное накопление модулей когерентного накопления; результаты некогерентного накопления сравнивают с порогом, если порог превышен, то эта точка области неопределенности перепроверяется на следующей стадии поиска; на каждом этапе поиска параметры (число некогерентных накоплений, величина порога, размер окна) поиска меняются; на последнем этапе поиска принимают решение о величине задержки полезного сигнала).

Устройство-прототип (фиг. 2) содержит: антенну 1, приемник 2, генератор псевдослучайных последовательностей (ГПСП) 3, квадратурный коррелятор 4, первый 5 и второй 6 когерентные аккумуляторы, узел вычисления модуля 8, некогерентный аккумулятор 9 и узел вычисления порога 10, блок управления 12.

В устройстве-прототипе коррелятор 4, первый 5 и второй 6 когерентные аккумуляторы функционально вычисляют корреляцию входного сигнала с опорным сигналом. Поэтому эти блоки целесообразно представить, как блок корреляции 7 (как показано на фиг.2). Узел вычисления модуля 8, некогерентный аккумулятор 9 и узел вычисления порога 10 в совокупности функционально выполняют обнаружение сигналов лучей. Поэтому эти блоки целесообразно представить, как блок обнаружения сигналов лучей 11 (как показано на фиг.2).

На фиг.2 в соответствии с описанием прототипа показано: выход антенны 1 соединен со входом приемника 2, первый и второй выходы приемника 2 соединены соответственно с первым и вторым входами блока корреляции 7, при этом первый и второй входы блока корреляции 7 являются соответственно синфазным и квадратурным входами, образующими информационный вход блока корреляции 7, первый и второй входы блока корреляции 7 образованы соответственно первым и вторым входами квадратурного коррелятора 4, третий и четвертый входы блока корреляции 7, являющиеся соответственно синфазным и квадратурным входами опорного сигнала блока корреляции 7, соединены соответственно с первым и вторым выходами ГПСП, третий и четвертый входы блока корреляции 7 образованы соответственно третьим и четвертым входами квадратурного коррелятора 4, пятый вход блока корреляции 7, являющийся соответственно управляющим входом, соединен соответственно с первым выходом блока управления 12, формирующего на этом выходе сигнал управления длительностью интервала когерентных накоплений величин взаимной корреляции для синфазной и квадратурной составляющих сигнала, пятый вход блока корреляции 7 образован объединенными первыми входами первого 5 и второго 6 когерентных аккумуляторов, первый и второй выходы квадратурного коррелятора 4 соединены соответственно со вторыми входами первого 5 и второго 6 когерентных аккумуляторов, выход первого 5 когерентного аккумулятора, образующий первый выход блока корреляции 7, соединен с первым входом блока обнаружения сигналов лучей 11, выход второго 6 когерентного аккумулятора, образующий второй выход блока корреляции 7, соединен со вторым входом блока обнаружения сигналов лучей 11, первый и второй входы блока 11 образованы соответственно первым и вторым входами узла вычисления модуля 8, выход узла вычисления модуля 8 соединен с первым входом некогерентного аккумулятора 9, второй вход некогерентного аккумулятора 9, образующий третий вход блока 11, соединен с четвертым выходом блока управления 12, выход некогерентного аккумулятора 9 соединен с первым входом узла вычисления порога 10, второй вход узла вычисления порога 10, образующий четвертый вход блока 11, соединен с пятым выходом блока управления 12, выход блока вычисления порога 10, образующий выход блока 11, соединен со входом блока управления 12, второй выход которого соединен со входом ГПСП 3, третий выход блока управления 12 является выходом устройства, на третьем выходе блок управления 12 формирует сигнал, определяющий временное положение сигнала луча.

Работает способ и устройство (прототип) следующим образом. Входной сигнал поступает на антенну 1. Проводится многократное сканирование области неопределенности с использованием приемника 2. При сканировании в каждой точке области неопределенности выполняют перемножение принимаемого и опорного сигнала, когерентное накопление полученного произведения, используя для выполнения этих операций ГПСП 3, квадратурный коррелятор 4, первый 5 и второй 6 когерентные аккумуляторы. В узле 8 вычисляют модуль полученного когерентного накопления произведения. В некогерентном аккумуляторе 9 выполняют некогерентное накопление модулей когерентного накопления полученного произведения. Результаты некогерентного накопления сравнивают с порогом в узле 10, если порог превышен, то эта точка области неопределенности перепроверяется на следующей стадии поиска; на каждом этапе поиска параметры (число некогерентных накоплений, величина порога, размер окна) поиска меняются; на последнем этапе поиска принимают решение о величине задержки полезного сигнала.

Недостатками способа и устройства прототипа является то, что поиск компонент многолучевого широкополосного сигнала выполняется независимо друг от друга. То есть, при поиске обнаружение каждой из компонент многолучевого сигнала осуществляется независимо от других.

Такой подход является неоптимальным для обработки кластера сигналов.

Характеристики поиска компонент многолучевого сигнала можно улучшить путем обработки не отдельных компонент, а кластера сигналов в целом.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу обнаружения и оценки размера кластера сигналов лучей и блоку для его реализации, входящих в заявляемую группу изобретений, является изобретение [8, патент РФ 2164057, Способ обнаружения кластера многолучевого сигнала и устройство для его реализации, МПК ⁷ Н 04 В 7/216, Н 04 L 7/00].

Способ - прототип обнаружения кластера многолучевого сигнала заключается в том, что, формируют опорный сигнал и L-1 дополнительных опорных сигналов, совпадающих по форме с опорным сигналом, представляющим собой копию принимаемого сигнала, задерживают опорный сигнал в соответствии с гипотезой о задержке принимаемого сигнала, задерживают дополнительные опорные сигналы в соответствии с гипотезой об области задержки лучей кластера обнаруживаемого сигнала, вычисляют вектор сигнала взаимной корреляции между принимаемым и опорным сигналами, определяя его как исходный вектор взаимной корреляции, 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=l, 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 вектора взаимной корреляции на углы (К-1)₀, при этом шаг поворота вектора ₀ выбирают таким образом, чтобы (К-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, которую сравнивают с заданным уровнем порога и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении сигнала.

Устройство - прототип (фиг. 3) содержит L блоков корреляции 7₁-7_L , L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции 13₁-13_L , блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции 14, блок вычисления модуля 15, блок выбора максимума 16, блок оценки и коррекции фазы 17 и блок сравнения с порогом 18, при этом первые и вторые входы блоков корреляции 7₁-7_L объединены и являются соответственно синфазными и квадратурными входами, образующими информационный вход устройства, третьи входы блоков корреляции 7₁-7_L являются опорным и соединены с выходами генератора опорного сигнала 3, синфазный и квадратурный выходы каждого из L блоков корреляции 7₁-7_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 13₁-13_L первый и второй выходы 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 14, образуя на его входе сигнал, представляющий L групп по два вторичных вектора взаимной корреляции, первый и второй выходы блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 14, представляющие синфазную и квадратурную составляющие 2^L суммарных векторов взаимной корреляции, являются выходами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 14, которые соединены с соответствующими им входами блока вычисления модуля 15, выходы которого соединены с соответствующими им входами блока выбора максимума 16, блок выбора максимума 16, формирующий на одном из выходов сигнал, определяющий суммарный вектор с максимальным модулем, соединен с первым входом блока оценки и коррекции фазы 17, а на другом выходе - формирующий сигнал, определяющий номер сумматора блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 14, на выходе которого получен максимальный суммарный вектор, соединен со вторым входом блока оценки и коррекции фазы 17, блок оценки и коррекции фазы 17, формирующий на выходах управляющие сигналы, определяющие угол поворота исходных векторов взаимной корреляции, соединен с дополнительными входами блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции 13₁-13_L, дополнительный выход блока оценки и коррекции фазы 17, определяющий максимальный из полученных суммарных векторов после завершения Q этапного преобразования, соединен со входом блока сравнения с порогом 18, выход которого является выходом устройства.

Работает устройство - прототип следующим образом.

Генератор опорного сигнала 3 формирует опорный сигнал, представляющий копию принимаемого демодулированного сигнала и L-1 дополнительных опорных сигналов, совпадающих по форме с опорным сигналом. Задерживают опорный сигнал в соответствии с гипотезой о задержке принимаемого сигнала и задерживают дополнительные опорные сигналы в соответствии с гипотезой об области задержки лучей кластера обнаруживаемого сигнала. Генератор опорного сигнала 3 подает опорные сигналы на соответствующие им третьи входы блоков корреляции 7₁-7_L на первый и второй входы которых поступает входной информационный сигнал.

В блоке корреляции 7₁ вычисляют синфазную и квадратурную составляющие принимаемого многолучевого сигнала и опорного сигнала, образуя исходный вектор взаимной корреляции. В блоках корреляции 7_L-1 вычисляют синфазные и квадратурные составляющие обнаруживаемого кластера многолучевого сигнала и дополнительных опорных сигналов, образуя таким образом L-1 дополнительных исходных векторов взаимной корреляции. Таким образом в блоках корреляции 7₁-7_L вычисляют L исходных векторов взаимной корреляции.

L исходных векторов взаимной корреляции с выходов блоков корреляции 7₁-7_L поступают на соответствующие им входы блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции 13₁-13_L В каждом блоке формирования вторичных векторов взаимной корреляции исходные вектора взаимной корреляции поступают на первые и вторые входы, на дополнительные входы которых поступают поворачивающие множители с блока оценки и коррекции фазы 17. Исходные вектора взаимной корреляции преобразуют во вторичные вектора взаимной корреляции путем поворота исходного вектора взаимной корреляции на 0 и +180 градусов, образуя таким образом на выходе блоков 13₁-13_L L групп по два вторичных вектора взаимной корреляции в каждой (поворот на +180 и ноль градусов).

L групп по два вторичных вектора взаимной корреляции с блоков 13₁-13_L поступают на соответствующие им входы блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 14. В блоке 14 образуют 2^L суммарных векторов, каждый из которых представляет сумму вторичных векторов, содержащих по одному вторичному вектору из каждой группы таким образом, чтобы каждая из полученных сумм отличалась от любой другой, по крайней мере, одним вторичным вектором.

2^L суммарных векторов с блока 14 поступают на блок вычисления модуля 15, в котором вычисляют модули полученных суммарных векторов.

Значения модулей суммарных векторов с блока 15 поступают на блок выбора максимума 16.

Блок выбора максимума 16, который определяет максимальный суммарный вектор из полученных сумм вторичных векторов. Эта операция выполняется путем последовательного считывания значений модулей суммарных векторов и определения максимального из них. При этом в элементе памяти запоминается номер входа с максимальным значением модуля. Этот номер равен номеру сумматора с максимальным значением суммарного вектора. На выходе блок 16 формирует два значения: на первом выходе - максимальное значение модуля, а на втором - номер сумматора, на выходе которого получен максимальный вектор и выдает эти значения соответственно на первый и второй входы блока оценки и коррекции фазы 17.

На втором этапе в блоке оценки и коррекции фазы 17 по номеру сумматора с максимальным выходным вектором определяют углы поворотов слагаемых максимального суммарного вектора. Затем каждый исходный вектор поворачивают на угол, равный углу поворота на первом этапе, и на угол, равный сумме угла поворота на первом этапе и угла +. Таким образом, формируют две группы по два вектора в каждой.

Затем выполняют 2^L суммирований и определяют максимальный суммарный вектор.

На третьем этапе в блоке оценки и коррекции фазы 17 по номеру сумматора с максимальным суммарным вектором определяют углы поворотов слагаемых максимального суммарного вектора. Затем каждый исходный вектор поворачивают на угол, равный повороту на втором этапе, и на угол, равный сумме угла поворота на первом этапе и угла минус . Таким образом, формируют две группы по два вектора в каждой.

Затем выполняют суммирование векторов и определяют максимальный суммарный вектор.

После завершения третьего этапа преобразования блок оценки и коррекции фазы 17 выдает на блок сравнения с порогом 18 модуль максимального вектора.

В блоке 18 сравнивают значение модуля с заданным уровнем порога и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении кластера сигнала.

Способ и устройство - прототип позволяют обнаружить кластер сигналов лучей, однако при этом они не выполняют оценку размера кластера сигналов лучей. Это означает, что при обнаружении многолучевого сигнала размер обрабатываемого сигнала может превышать размер кластера. То есть в состав обрабатываемого сигнала могут входить шумовые компоненты. Это приводит к ухудшению параметров обнаружения.

Задача, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, - это улучшение характеристик поиска многолучевого широкополосного сигнала, которое достигается за счет обнаружения и одновременной обработки компонент кластера многолучевого сигнала лучей и одиночных сигналов лучей.

Поставленная задача достигается путем использования заявляемой группы изобретений; способа поиска многолучевого широкополосного сигнала и устройства для его реализации, способа обнаружения и оценки размера кластера сигнала лучей и устройства его реализующего.

Для достижения поставленной задачи в способ поиска многолучевого широкополосного сигнала, заключающийся в том, что выполняют последовательное сканирование области неопределенности, формируют опорный сигнал, представляющий собой копию принимаемого сигнала, при сканировании вычисляют комплексную величину корреляции между принимаемым сигналом и сформированным опорным сигналом, образуя комплексную величину взаимной корреляции, выполняют обнаружение сигнала, согласно изобретению дополнительно вводят следующую последовательность действий (операций): выполняют последовательное сканирование области неопределенности с шагом, равным или меньше одного чипа расширяющей псевдослучайной последовательности (ПСП), формируют дополнительно L-1 опорных сигналов, совпадающих по форме с опорным сигналом, причем все L сформированные опорные сигналы сдвинуты относительно друг друга на один элемент ПСП или менее, при сканировании вычисляют комплексные величины взаимной корреляции между принимаемым сигналом и L-1 дополнительно сформированными опорными сигналами, образуя дополнительно L-1 комплексных величин взаимной корреляции, выделяют из L комплексных величин взаимной корреляции J комплексных величин взаимной корреляции, модуль которых превышает заданное значение порога P₁, - из J комплексных величин взаимной корреляции выделяют: смежные комплексные величины взаимной корреляции, сдвинутые по времени относительно друг друга на один чип или менее чипа, определяя их как группы комплексных величин взаимной корреляции, оставшиеся комплексные величины взаимной корреляции, которые сдвинуты относительно смежных комплексных величин взаимной корреляции более чем на чип, определяют как независимые комплексные величины взаимной корреляции, - в каждой группе комплексных величин взаимной корреляции выполняют коррекцию фаз каждой комплексной величины взаимной корреляции, - выполняют обнаружение и определяют размер кластера сигналов лучей, используя для этого группы скорректированных комплексных величин взаимной корреляции, запоминают размер кластера сигналов лучей и его временное положение, выполняют обнаружение одиночных сигналов лучей, используя для этого независимые комплексные величины взаимной корреляции, запоминают временные положения обнаруженных одиночных сигналов лучей.

При этом коррекцию фаз каждой комплексной величины взаимной корреляции выполняют путем умножения на комплексную величину с модулем, равным единице, и с фазой, равной оценке фазы комплексной величины взаимной корреляции, взятой с противоположным знаком.

Для решения поставленной задачи в устройство поиска многолучевого широкополосного сигнала, содержащее антенну, приемник, блок формирования опорных сигналов, блок корреляции, блок управления и блок обнаружения одиночных сигналов лучей, выход антенны соединен со входом приемника, первый и второй выходы приемника, соединены соответственно с первым и вторым входами блока корреляции, при этом первый и второй входы блока корреляции являются соответственно синфазным и квадратурным входами, образующими информационный вход блока корреляции, третий и четвертый входы блока корреляции, являющиеся соответственно синфазным и квадратурным входами опорного сигнала блока корреляции, соединены соответственно с первым и вторым выходами блока формирования опорных сигналов, пятый вход блока корреляции, являющийся соответственно управляющим входом, соединен соответственно с первым выходом блока управления, формирующего на этом выходе сигнал управления длительностью интервала когерентных накоплений величин взаимной корреляции, первый вход блока управления соединен с выходом блока обнаружения одиночных сигналов лучей, второй выход блока управления, формирующего на этом выходе сигнал управления сдвигами опорных сигналов, соединен со входом блока формирования опорных сигналов, третий выход блока управления, формирующего на третьем выходе сигнал, определяющий временное положение сигнала одиночного луча, является первым выходом устройства, согласно изобретению введены: L-1 первых и L-1 вторых дополнительных выходов блока формирования опорных сигналов, являющихся соответственно синфазными и квадратурными выходами опорного сигнала, которые соединены с соответствующими им L-1 третьими и L-1 четвертыми входами блока корреляции, L-1 первых дополнительных выходов блока управления, являющихся сигналами управления длительностью интервала когерентных накоплений величин взаимной корреляции, которые соединены с соответствующими им L-1 пятыми входами блока корреляции, коммутатор, блок вычисления модулей комплексных величи