Система и способ устранения ошибки синхронизации символа и ошибки по частоте несущей в системе цифрового радиовещания очу

Система и способ устранения ошибки синхронизации символа и ошибки по частоте несущей в системе цифрового радиовещания очу

Реферат

 

Изобретение относится к области цифровой связи и может быть использовано для устранения ошибки синхронизации символа и ошибки частоты несущей из сигнала связи с несколькими несущими и цифровой модуляцией. Достигаемый технический результат - создание системы с оптимальным восстановлением синхронизации символов и частоты несущей из сигнала с несколькими несущими и цифровой модуляцией. Система для устранения ошибки синхронизации символа и ошибки по частоте несущей из сигнала с ортогональным частотным уплотнением (ОЧУ) содержит средство для приема модулированного сигнала ОЧУ, представляющего собой последовательность символов ОЧУ, средство формирования пика, которое формирует граничный сигнал, состоящий из множества пиков сигнала, средство усиления сигнала, средство для установления временного положения, средство для устранения ошибки по частоте несущей принятого сигнала ОЧУ. 4 н. и 31 з.п. ф-лы, 16 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области цифровой связи, а более конкретно к системе для автоподстройки или устранения ошибки синхронизации символа и ошибки частоты несущей из сигнала связи с несколькими несущими и цифровой модуляцией. Система настоящего изобретения дополнительно относится к системе с разнесением для устранения ошибки синхронизации символа и ошибки по частоте несущей из многочастотного сигнала с разнесением по частоте и цифровой модуляцией.

Уровень техники

Перед началом эффективной демодуляции символов в приемнике должна быть установлена синхронизация символов между передатчиком и приемником цифровой системы связи. Таким образом, в цифровой связи, известной из уровня техники, разработано большое число систем, предназначенных для оптимального восстановления или автоподстройки синхронизации принятых символов и частоты несущей.

Одна такая система представлена Сузуки в патенте США №5541552, который относится к демодуляции символов с несколькими несущими и цифровой модуляцией. В этом патенте приемник формирует корреляционные пики, которые зависят от межсимвольной корреляции, например путем формирования произведений сопряженных величин, между повторяющейся информацией и плавным изменением амплитуды, имеющимся на передней части и задней части каждого принятого символа. Пики необходимо обнаруживать потому, что их положения свидетельствуют о синхронизации принятых символов. Однако их относительно плоские амплитудные профили делают необходимым проведение индивидуального интегрирования амплитудных профилей перед обнаружением пика.

Такая упрощенная схема обработки сигналов у Сузуки, то есть, простое интегрирование корреляционных пиков перед их обнаружением, позволяет получить близкие к оптимальным результаты синхронизации, по меньшей мере, по двум подсчетам. Во-первых, так как у символов с несколькими несущими число несущих частот увеличивается, то корреляционный пик становится незаметным на фоне шумов, и в этом случае простого интегрирования уже недостаточно для повышения отношения сигнал/шум у предварительно обнаруженных корреляционных пиков. Во-вторых, простого интегрирования недостаточно для борьбы с такими хорошо известными эффектами при распространении сигнала как рассеяние, замирание или помехи других сигналов, каждый из которых приводит к пропаданию сигнала и образованию ложных пиков.

В работе Мочизуки Н. и других "Высокоэффективный метод частотно-временной синхронизации для ОЧУ сигналов". Труды конференции ИИЭР по глобальным телекоммуникациям, США, Нью-Йорк, 1998 год, с.3443-3448 (Mochizuki, N. et al., "A High Performance Frequency and Timing Synchronization Technique for OFDM", IEEE Global Telecommunications Conference, U.S., New York, New York, IEEE 1998, P.3443-3448), раскрыт метод частотно-временной синхронизации, основанный на повторении сигнала, для пакетных модемов ОЧУ в условиях замирания разъединением.

В противоположность Сузуки и другим системам установления синхронизации, известным из уровня техники, система настоящего изобретения представляет оптимальную схему для восстановления синхронизация сигнала и частоты несущей. Этот оптимальный подход выполняется с использованием методов обработки сигналов, который при его отдельном использовании или в комбинации с другими методами позволяет усовершенствовать предшествующий уровень техники. Эти усовершенствования в обработке сигналов включают в себя аддитивное наложение повторяющихся сигналов, оптимальную или согласованную фильтрацию или разнесенный выбор и объединение между частотно-разнесенными модулированными сигналами.

В опубликованной заявке WO A 9749207 раскрыта система цифрового радиовещания, в которой множества поднесущих с цифровой модуляцией передают на верхней и нижней боковых полосах частот одновременно с несущей с аналоговой модуляцией в общем радиоканале. Однако в опубликованной заявке WO A 9749207 не раскрыт метод определения временного сдвига символа и синхронизации в приемниках систем цифрового радиовещания.

Ниже приводится список ссылок, известных заявителю из уровня техники: патенты США №5694389, №5602835, №5608764, №5559833, №5687165, №5541552, №5357502, №3925650, №5596582, №3364482, №2943316, №3975687, №5594761, №4281412, №5187711, №4727534, №5369800, №5548819, №2549423, №2880275, №3555427, №5629639, №5428647, №5682376, №5416767, №5452331, №4344180, №5657313, №5652772, №5627683, №5550812, №5506836, №5471464, №5450456, №5371761, 35345440, №5313169, №5228025, 35191576, 35371548, №5406551 и №3780279.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать систему для оптимального восстановления синхронизации символов и частоты несущей из сигнала с несколькими несущими и цифровой модуляцией. В частности, сигнал с цифровой модуляцией является сигналом с ортогональным частотным уплотнением (ОЧУ), который может включать в себя большое число несущих.

Один аспект настоящего изобретения представляет собой систему для устранения ошибки синхронизации символа и ошибки по частоте несущей из сигнала ОЧУ. Система включает в себя приемный модуль для приема модулированного сигнала ОЧУ, который представлен в виде последовательности символов ОЧУ. Каждый символ ОЧУ имеет переднюю часть ("фронт") и заднюю часть ("фронт") символа. Передняя часть и задняя часть имеют по существу эквивалентные фазы и взвешенные во времени амплитуды в соответствии с заданной функцией временного взвешивания. Приемный модуль обеспечивает подачу принятого сигнала на его выход.

Система также включает в себя модуль формирования пика сигнала, который формирует граничный сигнал, состоящий из множества пиков сигнала, представляющих граничное положение символа для каждого из принятых символов ОЧУ. Каждый из пиков сигнала формируется в зависимости от амплитудно-фазового соответствия, которое существует между передней и задней частями принятого символа ОЧУ.

Система дополнительно включает в себя модуль усиления сигнала, который повышает вероятность обнаружения пика сигнала из граничного сигнала. Модуль усиления сигнала включает в себя схему для аддитивного наложения множества сегментов граничного сигнала. Модуль усиления сигнала выводит усиленный пик сигнала, соответствующий заданному числу сегментов из множества сегментов и имеющий повышенное отношение сигнал/шум.

Система включает в себя схему для установления временного положения, показывающего граничное положение символа, по меньшей мере, из одного из усиленных пиков сигнала на выходе модуля усиления сигнала. Временное положение представляет собой ошибку синхронизации принятого символа ОЧУ.

В систему также входит схема для устранения ошибки по частоте несущей принятого сигнала ОЧУ в соответствии с временным положением.

Модуль усиления сигнала дополнительно включает в себя согласованный фильтр для фильтрации сигналов, полученных в ответ на граничный сигнал. Кроме того, согласованный фильтр увеличивает отношение сигнал/шум у усиленных пиков сигнала на выходе модуля усиления сигнала. Согласованный фильтр имеет временную импульсную характеристику, согласованную с амплитудной огибающей пиков сигнала, присутствующих в граничном сигнале.

Другой задачей настоящего изобретения является усовершенствование процесса автоподстройки синхронизации символов и частоты несущей с использованием выбора разнесения сигнала или объединения. В аспекте частотного разнесения настоящего изобретения система с разнесением, предназначенная для устранения ошибки синхронизации символа и ошибки по частоте несущей из сигнала ОЧУ, включает в себя передатчик для передачи модулированного сигнала ОЧУ на верхней и нижней боковой полосе частот. В каждой из боковых полос находится множество модулированных несущих частот ОЧУ и последовательности символов ОЧУ.

Система с разнесением включает в себя приемную часть для приема модулированного сигнала ОЧУ на верхней и нижней боковой полосе частот и вывода принятого сигнала на первой или верхней боковой полосе частот и модулированного сигнала ОЧУ на нижней боковой полосе частот и обеспечивает вывод принятого сигнала на второй или нижней боковой полосе.

Система с разнесением также включает в себя первую схему устранения для формирования ошибки синхронизации символа на первой или верхней боковой полосе, соответствующей символам ОЧУ в первом принятом сигнале, и вторую схему устранения для формирования ошибки синхронизации символа на второй или нижней боковой полосе, соответствующей символам ОЧУ во втором принятом сигнале.

Кроме того, система с разнесением включает в себя первую схему подтверждения, предназначенную для подтверждения правильности первой ошибки синхронизации символа на основании заданного для нее постоянства во времени, и вторую схему подтверждения, подтверждающую правильность второй ошибки синхронизации символа на основании заданного для нее постоянства во времени.

Кроме того, система с разнесением включает в себя схему для выбора оптимальной ошибки синхронизации из первой и второй ошибок синхронизации символов в ответ на сигналы, которые выходят из первой и второй схем подтверждения, и схему демодулятора для демодуляции, по меньшей мере, одного из последовательности символов ОЧУ с использованием оптимальной ошибки синхронизации символа.

Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения система с разнесением включает в себя схему для формирования суммарной ошибки синхронизации символа, соответствующей комбинации первого и второго сигналов синхронизации, представляющих соответственно первую и вторую ошибки синхронизации символов, и схему для выбора ошибки синхронизации третьего символа в ответ на множество условных входных сигналов.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения иллюстрируется ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1а изображает в графическом виде сигнал ОЧУ в частотной области;

фиг.1b изображает в графическом виде сигнал ОЧУ во временной области;

фиг.1с изображает в графическом виде пики сигнала, полученные в результате сопряженного произведения, которые представляют собой границы символов;

фиг.1d изображает в графическом виде сопряженные произведения, полученные при перемножении соответствующих плавных изменений амплитуды;

фиг.2 изображает частично блок-схему входного каскада приемника согласно настоящему изобретению;

фиг.3 изображает блок-схему модуля автоподстройки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 изображает блок-схему модуля автоподстройки согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 изображает блок-схему модуля автоподстройки согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.6а, 6b и 6с изображают в графическом виде привязку по времени символов для модуля формирования пиков настоящего изобретения;

фиг.7а, 7b, 7с и 7d изображают в графическом виде обработку сигнала, которая выполняется согласно настоящему изобретению; и

фиг.8 изображает блок-схему, представляющую собой логические блоки принятия решения и выбора для логического модуля сложения разнесенных сигналов, согласно третьему варианту осуществления (фиг.5) настоящего изобретения.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

В приемопередающей схеме цифровой связи, в которой последовательность сигналов, несущих информацию и имеющих цифровую модуляцию, передается в приемник, в котором должна выполняться демодуляция символов для того, чтобы восстановить информацию, переданную таким способом, при этом демодулятор приемника позволяет выполнить успешно и оптимальным способом демодуляцию символов только в случае, если в приемнике удается установить синхронизацию и фазу/частоту переданных символов. Таким образом, перед успешным выполнением демодуляции принятых символов приемник должен выполнить автоподстройку или восстановить синхронизацию принятых символов и фазу/частоту несущей, которые должны использоваться в процессе демодуляции. После восстановления в приемнике синхронизации принятых символов и частоты начинается демодуляция символа, при этом синхронизацию символов и частоты несущей можно отследить посредством следящего контура для того, чтобы поддерживалась целостность процесса демодуляции. В настоящем изобретении система или конфигурация предназначена для передачи последовательности символов, модулированных цифровым способом, в приемник, в котором должна происходить демодуляция символов. В частности, система в настоящем изобретении сориентирована на обнаружение ошибки синхронизации принятых символов и ошибки фазы/частоты несущей так, чтобы можно было начать эффективную демодуляцию и последующее слежение за синхронизацией символов и частотой несущей.

Система и способ автоподстройки или устранения ошибки синхронизации символов и ошибки по частоте несущей в настоящем изобретении особенно хорошо подходят для условий, в которых передатчик передает а приемник принимает сигнал с ортогональным частотным уплотнением (ОЧУ). Как показано на фиг.1а, сигнал ОЧУ, который используется в настоящем изобретении, характеризуется как сигнал с многочисленными несущими частотами, содержащий множество эквидистантно расположенных поднесущих f1-fn. Соседние поднесущие, такие как f1 и f2, разделены друг от друга на заданное приращение частоты так, чтобы соседние поднесущие были ортогональными друг к другу. Под понятием "ортогональный" понимают, что при правильном взвешивании по критерию Найквиста поднесущие не имеют перекрестных помех. В одной гибридной системе, которая входит в настоящее изобретение и в которой используются цифровые и аналоговые каналы передачи, существует 191 несущая на каждой боковой полосе с шириной полосы частот 70 кГц для каждой боковой полосы. Во всех цифровых реализациях настоящего изобретения имеется 267 несущих на каждой боковой полосе с шириной полосы частот 97 кГц для каждой боковой полосы.

Как показано на фиг.1b, каждый символ 5 ОЧУ во временной области имеет эффективный период символа или временной интервал Т и полный период Т символа. Требование ортогональности для поднесущей ОЧУ приводит к функциональной взаимозависимости между эффективным периодом Т символа и разносу частот между соседними поднесущими ОЧУ. В частности, частотное разделение между соседними поднесущими равно обратной величине эффективного периода Т символа каждого символа 5 ОЧУ. То есть, частотное разделение равно 1/Т.

На фиг.1b отрезок эффективного периода Т символа каждого символа 5 ОЧУ представляет собой заданное число N эквидистантно расположенных временных выборок символа (не показано). Кроме того, отрезок полного периода Т каждого символа 5 ОЧУ представляет собой заданное число N=N(1+) эквидистантно расположенных временных выборок символа. Как будет описано позже в этом раскрытии, - это коэффициент плавного изменения амплитуды для символа и может рассматриваться здесь как дробный множитель. Кроме того, заданный амплитудно-временной профиль или огибающая 10, 15, 20 накладывается на уровни сигнала этих выборок. Этот амплитудный профиль включает в себя симметричное нарастание и спад плавных изменений 10, 15 амплитуды соответственно на передней части и задней части каждого символа 5 и относительно плоский амплитудный профиль 20, простирающийся между ними. Эти закругленные или плавно изменяющиеся фронты, представленные во временной области, служат для существенного уменьшения нежелательной энергии боковых лепестков в частотной области, таким образом обеспечивая большую спектральную эффективность сигнала ОЧУ. Хотя полный период Т символа 5 превышает эффективный период Т символа, ортогональность между соседними поднесущими в частотной области (фиг.1а) сохраняется до тех пор, пока плавные изменения амплитуды 10, 15 символа 5 повторяют функцию Найквиста или функцию плавного изменения в виде приподнятого косинуса. В частности, в настоящем изобретении ортогональность поддерживается путем комбинации взвешивания функции квадратного корня из приподнятого косинуса (или плавного изменения амплитуды) переданных символов и согласованной фильтрации на основе операции квадратного корня из приподнятого косинуса принятых символов.

Передняя и задняя части символа 5 ОЧУ совместно используют другую важную особенность, а именно первые N выборок символа ОЧУ, которые простираются поперек передней части символа 5 ОЧУ, которая имеет временную длительность Т, имеют по существу эквивалентные фазы, так как по меньшей мере N выборок символа, которые простираются поперек задней части символа 5 ОЧУ, которая также имеет временную длительность Т. Следует снова отметить, что - это коэффициент плавного изменения амплитуды для символа и может рассматриваться здесь как дробный множитель. Как будет более полно описано здесь, эти заданные амплитудные и фазовые свойства, присущие передней и задней частям символа ОЧУ настоящего изобретения, а именно плавное изменение амплитуд выборки в передней и задней частях каждого символа ОЧУ и его эквивалентные фазы, преимущественно используются в системе настоящего изобретения для того, чтобы эффективно осуществить автоподстройку синхронизации и частоты символа ОЧУ в приемнике для того, чтобы можно было начать демодуляцию символа.

После предыдущего описания характеристик символа ОЧУ, которые используются в настоящем изобретении, ниже рассматривается система для восстановления синхронизации системы в настоящем изобретении. Как показано на фиг.2, приемопередающая система цифровой связи настоящего изобретения включает в себя модуль 25 модулятора ОЧУ для формирования модулированного сигнала 30 передачи ОЧУ на его выходе, который передается в приемник 150 сигнала ОЧУ для демодуляции там с помощью демодулятора 100 ОЧУ. Сигнал 30 передачи ОЧУ, сформированный с помощью модулятора 25 ОЧУ, соответствует характеристикам сигнала ОЧУ, показанным на фиг.1а и 1b и описанным ранее. То есть, модулятор 25 ОЧУ формирует последовательность символов 5 ОЧУ (фиг.1b), каждый из которых содержит заданное число временных выборок символа, соответствующих полному периоду Т символа, в котором первые N выборок и последние N выборок каждого символа имеют плавное изменение и равные фазы. Для упрощения дальнейшего обсуждения обработки сигнала символа предполагается, что заданное число N временных выборок, простирающихся поперек каждого полного периода Т символа, равно 1080, что заданное число N временных выборок, простирающихся поперек каждого эффективного периода Т символа, равно 1024, и что число выборок в каждом наборе из первых N выборок и последних N выборок равно 56, однако эти значения являются только примерными и могут изменяться в соответствии с требованиями системы. Следует дополнительно отметить, что источник 40 информации обеспечивает подачу информационных сигналов на вход модулятора 35 ОЧУ, который осуществляет модуляцию символов ОЧУ информационными сигналами и вывод в виде сигнала 30.

Сигнал 30 передачи ОЧУ передается в приемник 150 сигнала ОЧУ с помощью любого механизма и через любую среду, которые известны в системах связи предшествующего уровня техники. Например, передаваемый сигнал 30 ОЧУ можно представить в виде аналогового сигнала, радиочастотного сигнала, такого как сигнал радиовещания или, альтернативно, можно представить даже в виде цифрового сигнала основной полосы частот. Физические среды 45, через которые передается сигнал 30, могут быть атмосферными, оптическими, проводными или другими. С другой стороны, передаваемый сигнал 30 может быть сигналом, сформированным с помощью компьютера и подходящим для целей имитации, то есть сигнал, сформированный в компьютере, обеспечивает связь между модулями программного обеспечения, в то же время как между модулем модулятора ОЧУ, основанном на компьютерной программе, и приемным модулем сигнала ОЧУ, основанном на компьютерной программе. Ни одно из предыдущих изменений не влияет на преимущественное применение конфигурации системы и методов настоящего изобретения, которые обеспечивают обнаружение ошибки синхронизации символов ОЧУ и ошибки по частоте несущей.

Передаваемый сигнал 30 ОЧУ принимают с помощью приемника 150 сигнала ОЧУ, который включает в себя модуль приемника для предварительной обработки сигнала (не показан), который известен из уровня техники и который подходящим образом приспосабливает способ и среду передачи, выбранную для любого заданного применения. В варианте осуществления (фиг.2) этот приемник для предварительной обработки сигнала обеспечивает подачу аналогового сигнала 45 ОЧУ на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 50. АЦП 50 дискретизирует или оцифровывает принятый аналоговый сигнал 50, который подается на его вход, для получения на его выходе сигнала, который содержит последовательность комплексных выборок сигнала. Выборки сигнала являются комплексными потому, что каждая комплексная выборка фактически содержит пару выборок сигнала, включающих в себя "действительную" выборку и "мнимую" выборку, которая дискретизируется в квадратуре для действительной выборки. Дискретизированный сигнал затем фильтруется с помощью полосового фильтра 55, который имеет частотную характеристику с полосой пропускания, содержащую групповой набор поднесущих f1-fn, представленных в принятом сигнале ОЧУ.

Дискретизированный и фильтрованный принятый комплексный сигнал 60 затем корректируется по частоте с помощью схемы или модуля 65 частотной коррекции. Полученный в результате сигнал с частотной коррекцией затем корректируется по времени с помощью схемы или модуля 70 временной коррекции. Сигнал с частотной и временной коррекцией, который поступает на вход схемы 70 временной коррекции, подается на вход демодулятора 100 ОЧУ, который демодулирует принятый сигнал с частотной и временной коррекцией на его входе.

Принятый комплексный сигнал 60 дополнительно направляется на вход модуля 75 автоподстройки, который является предметом настоящего изобретения. Модуль 75 автоподстройки осуществляет автоподстройку или устраняет временной сдвиг символа ОЧУ, или ошибку, или сдвиг по частоте несущей, или ошибку из принятых символов ОЧУ, которые представлены в виде принятого комплексного сигнала 60, таким образом, обеспечивая ошибку t синхронизации символа и ошибку f по частоте несущей, которые соответственно вводятся в схему 70 временной коррекции и схему 65 частотной коррекции. Модуль 75 автоподстройки дополнительно формирует сигнал 80 состояния автоподстройки, который поступает на вход модуля 85 управления и слежения. Модуль 85 управления и слежения управляет работой демодулятора 100 через управляющий сигнал 90 демодулятора. Модуль 85 управления и слежения совместно с ошибкой синхронизации и ошибкой по частоте несущей, которые поступают в него с помощью модуля 75 автоподстройки, позволяет проводить точное восстановление в целом синхронизации символа и частоты несущей с помощью приемника ОЧУ.

Как показано на фиг.3, в первом варианте осуществления модуля 75 автоподстройки принятый комплексный сигнал 60 подается на вход модуля 110 формирования пика, который осуществляет первую стадию обработки сигнала для обнаружения ошибки синхронизации символа принятого сигнала ОЧУ. На выходе модуля 110 формирования пика формируется граничный сигнал 130, который имеет множество пиков сигнала, причем каждый пик сигнала представляет граничное положение принятого символа для каждого принятого символа ОЧУ, представленного в принятом сигнале 60, который вводится в модуль 110 формирования пика. Так как эти пики сигнала представляют граничные положения принятого символа, их временные положения показывают ошибку синхронизации принятого символа. В частности, так как приемник не имеет первоначального или априорного знания об истинном или действительном граничном положении принятого символа, то такое положение первоначально предполагается или произвольно создается для того, чтобы приемник позволял проводить обработку сигнала. Модуль 75 автоподстройки устанавливает ошибку t синхронизации символа, которая существует между этим априорным предположением и истинным, граничным положением принятого символа, таким образом, позволяя приемнику восстанавливать и отслеживать синхронизацию символа.

При формировании пиков сигнала, представляющих границы символов ОЧУ, модуль 110 формирования пика использует заданное плавное изменение амплитуды и эквивалентные фазовые свойства, характерные для передней и задней частей каждого принятого символа ОЧУ. В частности, комплексные сопряженные множители или произведения формируются между текущей выборкой и выборкой, предшествующей ей на N выборок. Такие произведения, образованные между первыми N выборками и последними N выборками в каждом символе, дают пик сигнала, соответствующий каждому символу, содержащему N сопряженных произведений, таким способом образованных.

Математически такое образование сопряженных произведений выражается следующим образом. Допустим D(t) обозначает принятый сигнал ОЧУ, и допустим Т=(1-)Т обозначает полную длительность символа ОЧУ или период, где 1/Т - разнос каналов ОЧУ и - коэффи-циент плавного изменения амплитуды символа. Пики сигнала в граничном сигнале 130 появляются в виде последовательности импульсов или пиков сигнала в сопряженных произведениях D(t)*D’(t-Т). В результате плавного изменения амплитуды Найквиста, наложенного на переднюю и заднюю части каждого символа ОЧУ, каждый из импульсов или пиков сигнала имеет полусинусоидальный амплитудный профиль в виде

w(t)={1/2sin(t/(Т)), для 0tТ, и

w(t)={0, в других случаях.

Кроме того, периодичность сигнала 130, то есть период последовательности пиков сигнала, равна Т. Как показано на фиг.1с, последовательность пиков сигнала, которые входят в граничный сигнал 130, имеет амплитудную огибающую w(t), и пики расположены с периодом Т. Как показано на фиг.1d, произведение перекрывающихся плавных изменений 10, 15 амплитуды передней и задней частей представляет собой перемножение квадратов величин в сопряженных произведениях, что приводит в результате к полусинусоидальной волне w(t), которая имеет длительность Т, соответствующую N выборкам.

Возвращаясь снова к фиг.3, для каждой выборки сигнала, которая вводится в модуль 110 формирования пика, одна выборка произведения выводится из схемы 125 умножителя, представляя собой сопряженное произведение между этой входной выборкой и предшествующей выборкой, при этом выборки расположены друг от друга с периодом Т. Формирователь 120 комплексно-сопряженных величин производит на своем выходе комплексное сопряжение каждой входной выборки, выходной сигнал которого служит в качестве одного входного сигнала для умножителя 125. Сопряженные выборки на этом выходе умножаются на задержанную выборку, которая выводится из схемы 115 задержки. В этом способе комплексно-сопряженные произведения образуются между принятым сигналом 60 и его задержанной копией, полученной с помощью задержки принятого сигнала 60 на заданный период времени Т с использованием схемы 115 задержки.

На фиг.6 изображена синхронизация релевантного символа для модуля 110 формирования пика. На фиг.6а изображены последовательные символы 1 и 2 ОЧУ, которые подаются на вход модуля 110 формирования пика. На фиг.6b изображены задержанные версии символов 1 и 2 ОЧУ в виде выходных сигналов схемы 115 задержки. На фиг.6с изображен пик сигнала, сформированный для каждого соответствующего набора выборок произведения N=N(1+) (который в одном рабочем варианте осуществления равен 1080 выборкам), при этом последовательность пиков сигнала получают в ответ на сопряженное умножение принятого сигнала (фиг.6а) на его задержанную версию (фиг.6b).

Из представленного конкретного примера видно, что если период Т принятого символа ОЧУ соответствует N=1080 выборкам сигнала, и N выборок в каждой передней и задней частях символа соответствуют 56 выборкам сигнала, то для каждого символа ОЧУ из 1080 выборок, который вводится в модуль 110 формирования пика, появляется соответствующий набор из 1080 выборок произведения в граничном сигнале 130. В этом примере схема 115 задержки дает задержку на 1024 (N) выборок так, что каждая выборка, которая вводится в умножитель 125, умножается на 1024 выборок своего предшественника. Пик сигнала, таким способом сформированный для каждого соответствующего набора из 1080 выборок произведения, содержит только 56 произведений сопряженных величин, образованных между первой и последней 56 выборками из каждого соответствующего символа.

Модуль 110 формирования пика можно выполнить различными способами, пока используется соответствие между передней и задней частями каждого символа, полученное способом, описанным ранее. Например, модуль 110 формирования пика может срабатывать на каждую выборку в момент ее прихода так, чтобы в течение каждой выборки на его выходе была получена выборка произведения. С другой стороны, можно сохранить множество выборок, например, в векторной форме, таким образом, создавая вектора текущих выборок и вектора задержанных выборок, при этом вектора можно вводить в векторный умножитель для получения на его выходе выборок векторного произведения. С другой стороны, модуль формирования пиков можно реализовать для работы по постоянным, а не дискретизированным по дискретному времени сигналам. Однако, в таком подходе необходимо, чтобы входной принятый сигнал 60 был также постоянным, а не дискретизированным сигналом.

В идеальном случае граничный сигнал 130 имеет легко идентифицируемые пики сигнала (фиг.1с и 6с), однако в действительности каждый пик сигнала фактически не отличается от нежелательных шумовых произведений выборок, лежащих в соседних символах. Так как модуль 110 формирования пиков постоянно формирует произведение между выборками, которые простираются поперек каждого принятого символа и задержанных относительно них выборок предшественника, граничный сигнал 130 включает в себя требуемые пики сигнала, а также шумовые сопряженные произведения. Например, первые N (56) выборок в каждом символе в действительности перемножаются на последние N выборок для получения необходимых N выборок пика сигнала в течение определенной длительности. Однако оставшиеся N(1024) выборок перемножаются на N выборок из соседнего символа в ответ на задержку, которая задается ему с помощью схемы 115 задержки (смотри фиг.6). Эти дополнительные, нежелательные произведения имеют эффект заполнения шумом между появлениями необходимых пиков сигнала. Увеличение числа несущих, содержащих сигнал ОЧУ, приводит к соответствующему увеличению уровня этих шумовых произведений, присутствующих в граничном сигнале. Таким образом, шумовые произведения, соответствующие сигналам ОЧУ, которые содержат, например, от 80 и до 300 несущих могут быть значительными.

Фиг.7а графически изображает граничный сигнал 130, который соответствует сигналу ОЧУ из 1080 выборок. Ось Х соответствует числу выборок и, таким образом, указывает на синхронизацию, тогда как ось Y соответствует амплитуде выборки. На графике показана только действительная часть комплексного сигнала, так как мнимая часть является такой же. Ясно, что необходимый пик сигнала, который присутствует между выборками 2400 и 2500, незаметен на фоне вышеупомянутых шумовых произведений.

В дополнение к наличию вышеупомянутого шумового произведения в граничном сигнале 130 шум получают из других источников, хорошо известных в технике цифровой связи. Такой шум добавляется к сигналу во время его распространения через атмосферу за счет рассеяния, многолучевого распространения и замирания и помех сигнала.

Последующие этапы обработки в настоящем изобретении описаны, в частности, с целью подавления эффекта обесценивания вышеупомянутого шума по отношению к необходимым пикам сигнала в граничном сигнале 130 или, более конкретно, для повышения отношения сигнал/шум пиков сигнала, присутствующих в граничном сигнале 130. На выходе модуля 110 формирования пика предусмотрен модуль 135 усиления сигнала, который содержит схемы или модули усиления сигнала с первым и вторым каскадом. Схема усиления сигнала первого каскада является схемой или модулем 140 аддитивного наложения, а схема усиления второго каскада является согласованным фильтром 145, который предусмотрен на выходе схемы усиления первого каскада.

Схема 140 аддитивного наложения производит аддитивное наложение заданного числа пиков сигнала на их окружающие шумовые составляющие для того, чтобы повысить вероятность обнаружения пика сигнала за счет увеличения отношения сигнал/шум для пиков сигнала в граничном сигнале 130. Для того чтобы реализовать этот процесс аддитивного наложения, заданное число последующих сегментов граничного сигнала 130 налагаются первыми или перекрываются во времени. Каждый из этих наложенных сегментов содержит значение периода символа выборок сопряженного произведения, которые выводятся из модуля 110 формирования пиков, и включает в себя необходимый пик сигнала, окруженный нежелательными выборками шумового произведения.

После того, как заданное число или блок сегментов сигнала было перекрыто во времени, выборки произведения, занимающие заданное временное положение в наложенном наборе сегментов, накапливаются для образования выборки суммарного сигнала для этого заданного положения. Таким образом, формируется суммарный сигнал, содержащий выборку суммарного сигнала для каждого из заданных положений выборки, простирающихся поперек наложенных сегментов граничного сигнала.

Если, например, необходимо наложить 32 непрерывных сегмента граничного сигнала и если каждый сегмент включает в себя значение периода символа из 1080 выборок, то схема 140 аддитивного наложен