Способ частотно-временной синхронизации системы связи и устройство для его осуществления

Способ частотно-временной синхронизации системы связи и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретения относятся к области радиотехники, в частности к способу и устройству частотно-временной синхронизации системы связи. Технический результат - повышение помехоустойчивости частотно-временной синхронизации системы связи. Способ частотно-временной синхронизации системы связи и устройство для его осуществления, созданные в едином изобретательском замысле, позволяют осуществить помехоустойчивую оценку временного положения и частотного сдвига сигнала. Оценку временного положения сигнала осуществляют в два этапа, причем на первом этапе формируют решающую функцию с широким полезным откликом, что увеличивает вероятность правильного обнаружения сигнала, на втором этапе формируют решающую функцию с узким полезным откликом, что позволяет получить точную оценку временного положения сигнала. Оценку частотного сдвига формируют также в два этапа, причем качество этой оценки - высокое, поскольку базируется на качественной оценке временного положения сигнала. Другой отличительной особенностью изобретений является возможность синхронизации при относительно больших начальных значениях частотного сдвига, что недоступно многим известным способам и устройствам частотно-временной синхронизации. 2 н. и 6 з.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретения относятся к области радиотехники, в частности к способу и устройству частотно-временной синхронизации системы связи.

В системах связи, в том числе с подвижными объектами, каналы распространения сигнала между приемником и передатчиком данных являются многолучевыми и нестационарными. Эффективность систем связи во многом определяется способностью алгоритмов частотно-временной синхронизации обеспечить в многолучевых нестационарных каналах необходимую точность оценки временного положения сигнала и частотного рассогласования между частотой входного сигнала и частотой опорного генератора.

Для начальной частотно-временной синхронизации обычно используют специальный сигнал - преамбулу, который предшествует информационному сообщению. Преамбула и информационное сообщение могут представлять собой сигнал с кодовым расширением спектра (CDM - Code - Division Multiplex) или OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) сигнал.

Для формирования сигнала с кодовым расширением спектра используют псевдослучайные последовательности (ПСП). CDM сигнал состоит из последовательности кодовых символов длиной несколько чипов. Чип ПСП - это длительность одного элементарного временного интервала ПСП.

OFDM сигнал представляет собой последовательность OFDM символов. Каждый такой символ состоит из двух частей - префикса и многочастотного информационного символа. Многочастотный информационный символ представляет собой сумму модулированных гармоник. Под префиксом понимают некоторую последовательность отсчетов сигнала, которая непосредственно предшествует каждому многочастотному информационному символу и представляет собой часть этого символа. Как правило, длительность префикса меньше длительности информационного символа. Наличие префикса при обработке сигнала позволяет уменьшить или полностью устранить межсимвольную интерференцию (IEEE Std 802.11а - 1999, Прокис Дж., Цифровая связь. Перевод с английского. М.: Радио и связь, 2000, с.593.).

Известен способ частотной и временной синхронизации, описанный в работе Tufvesson F., Faulkne M., Hoeher P., Edfors О., OFDM Time and Frequency Synchronization by Spread Spectrum Pilot Technique // 8th IEEE Communication Theory Mini Conference in conjunction to ICC’99, june 1999, p.115-119. В данной статье предложен способ частотной и временной синхронизации для OFDM систем, который базируется на использовании непрерывной кодовой последовательности. Кодовая последовательность добавляется к OFDM информационному сигналу или используется отдельно как сигнал преамбулы. Этот способ временной и частотной синхронизации заключается в следующем.

Входной сигнал обрабатывают в нескольких фильтрах, согласованных с различными частями известной кодовой последовательности. Выходные сигналы согласованных фильтров используют для формирования комплексной решающей функции. Каждое слагаемое решающей функции представляет собой сумму по парных произведений откликов согласованных фильтров на соответствующие им соседние комплексно-сопряженные отклики согласованных фильтров.

Оценку временной задержки (положения) входного сигнала определяют по положению максимума квадрата модуля решающей функции. Оценку частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала определяют по значению аргумента решающей функции в точке, соответствующей оценке временной задержки.

Описанный способ предполагает одноэтапную процедуру частотно-временной синхронизации. Вследствие этого при больших величинах возможного частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала при реализации способа необходимо использовать фильтры, согласованные с более короткими частями известной кодовой последовательности. Это приводит к ухудшению точности оценки временной задержки и частотной расстройки и является главным недостатком данного способа синхронизации.

Известен способ частотно-временной синхронизации, описанный в статье Schmidi Т.М., Сох D.С., Robust Frequency and Timing Synchronization for OFDM // IEEE Tran. on corn, v.45, №12, Dec.1997, p.1613-1621.

В упомянутой статье предложен способ синхронизации параметров сигнала в OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) системах, который основан на приеме преамбулы, состоящей из двух OFDM символов. В процессе синхронизации на первом этапе по первому символу определяют временное положение сигнала, а также осуществляют грубую оценку частного рассогласования с точностью до nT, n=1,2..., Т - длительность OFDM символа. Окончательную оценку частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала осуществляют на втором этапе с использованием второго OFDM символа.

Первый OFDM символ состоит из двух идентичных частей, отличающихся при приеме фазовым сдвигом. Сначала формируют комплексную решающую функцию первого этапа как произведения выборок первой части символа на соответствующие комплексно сопряженные выборки второй части символа. Оценку временной задержки входного сигнала определяют по положению максимума квадрата модуля решающей функции первого этапа. Грубую оценку частотного сдвига между несущей входного сигнала и частотой опорного сигнала вычисляют по значению аргумента решающей функции первого этапа в точке, соответствующей оценке временной задержки.

Для определения окончательной оценки частотного рассогласования формируют решающую функцию второго этапа для всевозможный значений n, используя оба OFDM символа. Оценку параметра n определяют по положению максимума решающей функции второго этапа.

Недостаткам описанного способа является невысокая точность оценки временного положения сигнала вследствие достаточно широкой плоской вершины решающей функции первого этапа, ширина которой равна длительности префикса OFDM символа. Кроме того, недостатком является неполное использование ресурса преамбулы, а именно отказ от использования второго OFDM символа при оценке временного положения сигнала. Перечисленные недостатки приводят к низкой помехоустойчивости частотно-временной синхронизации системы связи.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ частотно-временной синхронизации системы связи и алгоритм его реализации, приведенные в книге Nee R. Prasad R., OFDM for Wireless Multimedia Communication, London: “Artech House”, 2000, chapter 4. Synchronization. 4.6. Synchronization using Special Training Symbols, стр.86-88; chapter 10. Applications of OFDM. 10.5.4 Training, стр.246-247.

Этот способ частотно-временной синхронизации системы связи заключается в следующем:

на передающей стороне формируют цифровой видеосигнал, состоящий из двух частей: первая часть представляет собой 10 коротких многочастотных символов, вторая часть представляет собой 2 длинных многочастотных символа и префикс, состоящий из части длинного символа; фильтруют сформированный цифровой видеосигнал, выполняют его цифроаналоговое преобразование, осуществляют перенос сигнала на несущую частоту, усиливают и передают его по каналу связи;

на приемной стороне входной сигнал фильтруют, усиливают, переносят на видеочастоту, осуществляют его аналого-цифровое преобразование и децимацию, формируя входной цифровой комплексный сигнал на видеочастоте; частотно-временную синхронизацию осуществляют в два этапа: на первом этапе определяют предварительную оценку частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала, для чего осуществляют согласованную с одним коротким многочастотным символом фильтрацию сформированного входного цифрового комплексного сигнала, формируя комплексные отклики первого этапа; вычисляют квадраты модулей комплексных откликов первого этапа, формируя решающую функцию первого этапа; определяют временные положения локальных максимумов решающей функции первого этапа, превышающих заданный порог первого этапа H1; запоминают комплексные отклики первого этапа, соответствующие локальным максимумам решающей функции первого этапа; формируют предварительную оценку частотного сдвига по усредненной разности фаз комплексных откликов первого этапа, соответствующих локальным максимумам решающей функции первого этапа; на втором этапе осуществляют оценку временного положения преамбулы и окончательную оценку частотного сдвига между несущей входного сигнала и частотой опорного сигнала, для чего корректируют фазу входного цифрового комплексного сигнала на интервале работы второго этапа с учетом предварительной оценки частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала; осуществляют согласованную с одним длинным многочастотным символом фильтрацию скорректированного входного цифрового комплексного сигнала, формируя комплексные отклики второго этапа; вычисляют квадраты модулей комплексных откликов второго этапа, формируя решающую функцию второго этапа; сравнивают значения решающей функции второго этапа с заданным порогом второго этапа H2, при непревышении порога полагают преамбулу необнаруженной; при превышении порога второго этапа Н2 полагают преамбулу обнаруженной, тогда определяют оценку временного положения преамбулы по временному положению первого превышения порога второго этапа Н2; определяют временные положения локальных максимумов решающей функции второго этапа, превышающих заданный порог второго этапа Н2; определяют дополнительную оценку частотного сдвига по разности фаз двух комплексных откликов второго этапа, соответствующих локальным максимумам решающей функции второго этапа; определяют окончательную оценку частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала как сумму предварительной и дополнительной оценки частотного сдвига.

Оценку временного положения преамбулы, а именно начала преамбулы определяют равной разности временного положения первого превышения порога второго этапа Н2 и суммы длительностей первой части преамбулы и префикса.

Дополнительную оценку частотного сдвига определяют, например, как отношение разности фаз смежных комплексных откликов второго этапа к длительности длинного многочастотного символа.

Заметим, что в упомянутом источнике информации структурная схема устройства частотно-временной синхронизации системы связи не приведена. Однако из описания алгоритма можно представить устройство, которое реализует способ-прототип. Устройство-прототип на передающей стороне выполнено на фиг.1, устройство-прототип на приемной стороне выполнено на фиг.2.

Устройство-прототип на передающей стороне (фиг.1) содержит тактовый генератор 1, демультиплексор 2, первый счетчик 3, формирующий число коротких многочастотных символов, второй счетчик 4, формирующий короткий многочастотный символ, первое постоянное запоминающее устройство 5, третий счетчик 6, формирующий длинный многочастотный символ, четвертый счетчик 7, формирующий число длинных многочастотных символов, второе постоянное запоминающее устройство 8, сумматор 9, блок формирования данных 10, передающий тракт 11, при этом вход тактового генератора 1 является входом устройства, выход тактового генератора 1 соединен с первым входом демультиплексора 2, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика 3, первый выход демультиплексора 2 соединен со входом второго счетчика 4, выход которого соединен со входами первого счетчика 3 и первого постоянного запоминающего устройства 5, выход первого постоянного запоминающего устройства 5 соединен с первым входом сумматора 9, второй выход демультиплексора 2 соединен со входом третьего счетчика 6, выход которого соединен со входами второго постоянного запоминающего устройства 8 и четвертого счетчика 7, выход которого соединен с третьим входом демультиплексора 2 и входом блока формирования данных 10, выход которого соединен с третьим входом сумматора 9, второй вход которого соединен с выходом второго постоянного запоминающего устройства 8, выход сумматора 9 соединен со входом передающего тракта 11, выход которого является выходом устройства.

Устройство-прототип на приемной стороне (фиг.2) содержит приемный тракт 12, первый 13 и второй 14 согласованные фильтры, осуществляющие на первом этапе согласованную с одним коротким многочастотным символом фильтрацию сформированного входного цифрового комплексного сигнала и формирующие комплексные отклики первого этапа, первый 15 и второй 16 перемножители, первый сумматор 17, комплексный перемножитель 18, блок формирования гармоники 19, блок расчета частотного сдвига 20, первый блок сравнения с порогом 21, блок управления 22, тактовый генератор 23, третий 24 и четвертый 25 согласованные фильтры, осуществляющие на втором этапе согласованную с одним длинным многочастотным символом фильтрацию скорректированного входного цифрового комплексного сигнала и формирующие комплексные отклики второго этапа, третий 26 и четвертый 27 перемножители, второй сумматор 28, второй блок сравнения с порогом 29, блок расчета дополнительного частотного сдвига 30 и третий сумматор 31, при этом вход приемного тракта 12 является входом устройства, первый выход приемного тракта 12 соединен со входом первого согласованного фильтра 13 и первым входом комплексного перемножителя 18, второй выход приемного тракта 12 соединен со входом второго согласованного фильтра 14 и вторым входом комплексного перемножителя 18, выход первого согласованного фильтра 13 соединен с первым и вторым входами первого перемножителя 15 и вторым входом блока расчета частотного сдвига 20, выход второго согласованного фильтра 14 соединен с первым и вторым входами второго перемножителя 16 и третьим входом блока расчета частотного сдвига 20, выходы первого 15 и второго 16 перемножителей соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора 17, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения с порогом 21, второй вход которого объединен с четвертым входом блока расчета частотного сдвига 20 и соединен с первым выходом блока управления 22, выход первого блока сравнения с порогом 21 соединен с первым входом блока расчета частотного сдвига 20 и со вторым входом блока управления 22, пятый выход которого соединен с пятым входом блока расчета частотного сдвига 20, выход блока расчета частотного сдвига 20 соединен с первым входом блока формирования гармоники 19 и первым входом третьего сумматора 31, второй вход блока формирования гармоники 19 объединен с третьим входом блока управления 22 и соединен с выходом тактового генератора 23, первый и второй выходы блока формирования гармоники 18 соединены соответственно с третьим и четвертым входами комплексного перемножителя 18, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами третьего 24 и четвертого 25 согласованных фильтров, выход третьего согласованного фильтра 24 соединен с первым и вторым входами третьего перемножителя 26 и первым входом блока расчета дополнительного частотного сдвига 30, выход четвертого согласованного фильтра 25 соединен с первым и вторым входами четвертого перемножителя 27 и вторым входом блока расчета дополнительного частотного сдвига 30, выходы третьего 26 и четвертого 27 перемножителей соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора 28, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения с порогом 29, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления 22 и пятым входом блока расчета дополнительного частотного сдвига 30, выход второго блока сравнения с порогом 29 соединен с третьим входом блока расчета дополнительного частотного сдвига 30 и первым входом блока управления 22, третий выход которого соединен с четвертым входом блока расчета дополнительного частотного сдвига 30, четвертый выход блока управления является первым выходом устройства, выход блока расчета дополнительного частотного сдвига 30 соединен со вторым входом третьего сумматора 31, выход третьего сумматора 31 является вторым выходом устройства.

Устройство частотно-временной синхронизации системы связи (на передающей стороне, фиг.1) работает следующим образом.

Тактовый генератор 1, демультиплексор 2, первый счетчик 3, формирующий число коротких многочастотных символов, второй счетчик 4, формирующий короткий многочастотный символ, третий счетчик 6, формирующий длинный многочастотный символ, четвертый счетчик 7, формирующий число длинных многочастотных символов, первое постоянное запоминающее устройство 5, в котором записан короткий многочастотный символ, второе постоянное запоминающее устройство 8, в котором записан длинный многочастотный символ, и сумматор 9 описанного устройства передачи используют для формирования цифрового видеосигнала преамбулы, а блок формирования данных 10 используют для формирования информационного сигнала системы связи. Временная структура сигнала преамбулы определена заранее.

Сформированный сигнал преамбулы и сигнал данных поступают через передающий тракт 11 в канал связи.

При формировании и передаче сигнала преамбулы и информационного сигнала осуществляют временное разделение. Информационный сигнал начинает поступать в передающий тракт по сигналу окончания процедуры формирования сигнала преамбулы.

Процедуру формирования сигнала преамбулы выполняют следующим образом. Тактовый генератор 1 по команде управления начала или повтора передачи сигнала преамбулы, поступающего на его вход, формирует тактовые импульсы. С выхода тактового генератора 1 тактовые импульсы поступают на первый вход демультиплексора 2, на второй управляемый вход которого с выхода первого счетчика 3 поступает сигнал коммутации. На третий управляемый вход демультиплексора 2 и на управляемый вход блока формирования данных 10 с выхода четвертого счетчика 7 поступает сигнал коммутации окончания преамбулы.

Исходное состояние сигналов коммутации устанавливают таким образом, что первоначально тактовые импульсы с первого выхода демультиплексора 2 поступают на вход второго счетчика 4. Этот счетчик программируют таким образом, что на его выходах формируется сигнал, соответствующий адресам текущих элементов короткого многочастотного символа, а сигнал на старшем разряде, равный, например, логической единице, индицирует окончание считывания очередного короткого многочастотного символа.

По сигналам адресов, поступающим с выхода второго счетчика 4 на вход первого постоянного запоминающего устройства 5, выполняют циклическое считывание текущих элементов короткого символа, которые поступают с выхода первого постоянного запоминающего устройства 5 на первый вход сумматора 9 и далее с его выхода поступают на вход передающего тракта 11. По сигналу окончания считывания очередного короткого многочастотного символа, который поступает на вход первого счетчика 3 с выхода второго счетчика 4, накапливают число циклов считывания и формируют на выходе первого счетчика 3 сигнал управления, равный, например, логической единице, если число циклов равно заданному числу N=10 коротких многочастотных символов в сигнале преамбулы.

При этом в течение временного интервала формирования заданного числа коротких многочастотных символов с выхода второго постоянного запоминающего устройства 8 на второй вход сумматора 9 и с блока формирования данных 10 на третий вход сумматора 9 считывают сигналы, равные нулю.

По сформированному сигналу управления, который поступает с выхода первого счетчика 3 на второй вход демультиплексора 2, осуществляют коммутацию демультиплексора 2, и тактовые импульсы начинают поступать только со второго выхода демультиплексора 2 на вход третьего счетчика 6.

Третий счетчик 6 программируют таким образом, что на его выходах формируют сигнал, соответствующий адресам текущих элементов длинного многочастотного символа, а сигнал на старшем разряде, равный, например, логической единице, индицирует окончание считывания очередного длинного символа. Исходно третий счетчик 6 устанавливают таким образом, чтобы выходной сигнал соответствовал началу префикса.

По сигналам адресов, поступающим с выхода третьего счетчика 6 на вход второго постоянного запоминающего устройства 8, выполняют циклическое считывание текущих элементов длинного многочастотного символа, которые поступают на второй вход сумматора 9. По сигналу окончания считывания очередного длинного символа, который поступает на вход четвертого счетчика 7 с выхода третьего счетчика 6, накапливают число циклов считывания и формируют на выходе четвертого счетчика 7 сигнал управления, равный, например, логической единице, если число циклов равно трем - префиксу и двум длинным многочастотным символам в сигнале преамбулы.

При этом в течение временного интервала формирования заданного числа длинных многочастотных символов, поступающих с выхода первого постоянного запоминающего устройства 5 на первый вход сумматора 9 и с выхода блока формирования данных 10 на третий вход сумматора 9, считывают сигналы, равные нулю.

По сигналу окончания формирования заданного числа длинных многочастотных символов, который поступает в выхода четвертого счетчика 7 на третий вход демультиплексора 2 и на управляемый вход блока формирования данных 10, осуществляют коммутацию таким образом, что с выхода первого постоянного запоминающего устройства 5 на первый вход сумматора 9 и с выхода второго постоянного запоминающего устройства 8 на второй вход сумматора 9, считывают сигналы, равные нулю, а с выхода блока формирования данных 10 на третий вход сумматора 9 считывают информационный сигнал.

С выхода сумматора 9 сформированный цифровой видеосигнал поступает в передающий тракт 11. В передающем тракте 11 сигнал преамбулы и информационный сигнал преобразуют, выполняя стандартную последовательность операций (фильтрацию, цифроаналоговое преобразование, модуляцию, перенос на несущую частоту, усиление и т.д.), и осуществляют передачу полученного сигнала (сообщения) в канал связи.

Устройство частотно-временной синхронизации системы связи (на приемной стороне, фиг.2) работает следующим образом.

На приемной стороне в приемном тракте 12 входной сигнал предварительно фильтруют, усиливают, переносят на видеочастоту, осуществляют его аналого-цифровое преобразование, децимацию и т.д. В результате чего формируют входной цифровой комплексный сигнал на видеочастоте. Для частотно-временной синхронизации, которая состоит из двух этапов, используют сигнал преамбулы. При этом на первом этапе определяют предварительную оценку частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала. На втором этапе осуществляют оценку временного положения преамбулы и окончательную оценку частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала.

На первом этапе синфазная и квадратурная составляющие входного цифрового комплексного сигнала с первого и второго выходов приемного тракта 12 поступают соответственно на входы первого 13 и второго 14 согласованных фильтров и на первый и второй входы комплексного перемножителя 18.

В первом 13 и втором 14 согласованных фильтрах на первом этапе осуществляют согласованную с одним коротким многочастотным символом фильтрацию соответственно синфазной и квадратурной компонент входного цифрового комплексного сигнала и формируют отклики для синфазной и квадратурной составляющих входного цифрового комплексного сигнала, которые поступают соответственно на первые и вторые входы первого 15 и второго 16 перемножителей и на второй и третий входы блока расчета частотного сдвига 20. В первом 15 и втором 16 перемножителях вычисляют квадраты откликов для синфазной и квадратурной составляющих входного цифрового комплексного сигнала первого этапа, которые поступают на первый и второй входы первого сумматора 17. В первом сумматоре 17 путем суммирования соответствующих квадратов откликов синфазной и квадратурной составляющих входного цифрового комплексного сигнала вычисляют квадраты модулей комплексных откликов первого этапа, формируя решающую функцию первого этапа. Отклики первого этапа поступают с выхода первого сумматора 17 на первый вход первого блока сравнения с порогом 21.

В первом блоке сравнения с порогом 21 последовательно сравнивают результаты суммирования с выхода первого сумматора 17 с порогом первого этапа H1. Результаты сравнения с выхода первого блока сравнения с порогом 21 поступают на первый вход блока расчета частотного сдвига 20 и на второй вход блока управления 22.

На второй вход первого блока сравнения с порогом 21 и на четвертый вход блока расчета частотного сдвига 20 с первого выхода блока управления 22 поступает сигнал управления, соответствующий окончанию временной области превышения значениями решающей функции первого этапа порога H1. По этому сигналу в первом блоке сравнения с порогом 21 осуществляют установку первоначального (исходного) значения порога первого этапа и в блоке расчета частотного сдвига 20 запоминают синфазные и квадратурные составляющие комплексных откликов первого этапа, соответствующие локальному максимуму решающей функции первого этапа (поступившие на второй и третий входы блока 20 с первого 13 и второго 14 согласованных фильтров).

В блоке расчета частотного сдвига 20 по сигналу превышения порога первого этапа и по управляющему сигналу окончания временной области превышения значениями решающей функции первого этапа порога H1 определяют временные положения, соответствующие локальным максимумам решающей функции первого этапа.

По сигналу окончания приема первой части преамбулы, который поступает с пятого выхода блока управления 22 на пятый вход блока расчета частотного сдвига 20, в блоке 20 по синфазным и квадратурным составляющим комплексных откликов первого этапа, соответствующим локальным максимумам решающей функции первого этапа, определяют предварительную оценку частотного сдвига. Предварительную оценку частотного сдвига формируют, например, как отношение усредненной разности фаз комплексных откликов первого этапа, соответствующих локальным максимумам, к длительности короткого многочастотного символа. Усредненную разность фаз формируют, например, следующим образом. Для временных позиций локальных максимумов решающей функции первого этапа формируют сумму произведений пар текущих комплексных откликов и предыдущих комплексно-сопряженных откликов. Значение аргумента полученного комплексного числа равно усредненной разности фаз. При этом отношение усредненной разности фаз к длительности короткого многочастотного символа равно предварительной оценке частотного сдвига.

Оценка предварительного частотного сдвига поступает с выхода блока расчета частотного сдвига 20 на первый вход блока формирования гармоники 19 и на первый вход третьего сумматора 31 и соответствует значению "грубой" оценки частотной расстройки. На второй вход блока формирования гармоники 19 и на третий вход блока управления 22 с выхода тактового генератора 23 поступает сигнал тактовой частоты.

В блоке формирования гармоники 19 по предварительной оценке частотного сдвига и сигналу с тактового генератора 23 формируют комплексный множитель единичной амплитуды, фаза которого равна произведению предварительной оценки частотного сдвига на временное положение текущих отсчетов, что соответствует стандартному экспоненциальному представлению комплексного множителя. С другой стороны комплексный множитель может быть эквивалентно сформирован в виде синфазной и квадратурной компоненты. В этом случае синфазная часть комплексного множителя равна косинусу, а мнимая часть - синусу аргумента, который равен произведению предварительной оценки частотного сдвига на временное положение текущих отсчетов. Данное представление комплексного множителя легко реализуется в функциональном преобразователе на базе устройства памяти, в котором записаны значения соответствующих отсчетов функций синуса и косинуса.

Сформированные квадратурные составляющие комплексного множителя с первого и второго выходов блока формирования гармоники 19 поступают соответственно на третий и четвертый входы комплексного перемножителя 18.

В комплексном перемножителе 18 корректируют фазу входного цифрового комплексного сигнала для второго этапа синхронизации с учетом предварительной оценки частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала, полученной на первом этапе. Для этого в комплексном перемножителе 18 осуществляют известную операцию умножения отсчетов входного цифрового комплексного сигнала на комплексный множитель.

Синфазная и квадратурная составляющие скорректированного входного цифрового комплексного сигнала с первого и второго выходов комплексного перемножителя 18 поступают соответственно на входы третьего 24 и четвертого 25 согласованных фильтров.

В третьем 24 и четвертом 25 согласованных фильтрах для синфазной и квадратурной составляющих входного скорректированного цифрового комплексного сигнала осуществляют фильтрацию, согласованную с одним длинным многочастотным символом, и формируют соответственно синфазные и квадратурные отклики второго этапа. Сформированные синфазные и квадратурные составляющие откликов второго этапа с выходов третьего 24 и четвертого 25 согласованных фильтров поступают соответственно на первый и второй входы третьего 26 (синфазного) и четвертого 27 (квадратурного) перемножителей и на первый и второй входы блока расчета дополнительного частотного сдвига 30. В третьем 26 и четвертом 27 перемножителях формируют соответственно квадраты синфазной и квадратурной составляющих откликов второго этапа, которые поступают на первый и второй входы второго сумматора 28, где путем их суммирования вычисляют квадраты модулей комплексных откликов второго этапа, получая решающую функцию второго этапа. Вычисленные квадраты модулей комплексных откликов второго этапа с выхода второго сумматора 28 поступают на первый вход второго блока сравнения с порогом 29.

Во втором блоке сравнения с порогом 29 сравнивают значения квадратов модулей комплексных откликов второго этапа с порогом второго этапа Н2. Результат сравнения с выхода второго блока сравнения с порогом 29 поступает на первый вход блока управления 22 и на третий вход блока расчета дополнительного частотного сдвига 30.

При непревышении порога Н2 полагают преамбулу необнаруженной и продолжают процедуру частотно-временной синхронизации.

При превышении порога Н2 полагают преамбулу обнаруженной. При этом по сигналам превышения порога в блоке управления 22 определяют оценку временного положения преамбулы, как временное положение первого превышения порога второго этапа Н2. Полученная оценка с четвертого выхода блока управления 22 поступает на первый выход устройства.

Окончательную оценку временного положения преамбулы определяют равной разности временного положения первого превышения порога второго этапа Н2 и суммы длительностей первой части преамбулы и префикса.

Со второго выхода блока управления 22 на второй вход второго блока сравнения с порогом 29 и на пятый вход блока расчета дополнительного частотного сдвига 30 поступает сигнал окончания приема второй части преамбулы, равный, например, логической единице.

В блоке расчета дополнительного частотного сдвига 30 по сигналу превышения порога и по управляющему сигналу окончания временной области превышения значениями решающей функции порога второго этапа, поступающим на его четвертый вход с третьего выхода блока управления 22 определяют временные положения, соответствующие локальным максимумам решающей функции второго этапа.

В блоке расчета дополнительного частотного сдвига 30 по сигналу окончания приема второй части преамбулы синфазные и квадратурные составляющие комплексных откликов второго этапа, соответствующие локальным максимумам решающей функции второго этапа, используют для определения дополнительного частотного сдвига.

Оценка выполняется, например, следующим образом. Формируют разность фаз двух комплексных откликов второго этапа, соответствующих локальным максимумам, как произведение комплексно сопряженного отклика на последующий комплексный отклик. В результате аргумент полученного комплексного числа соответствует оценке дополнительного фазового сдвига. Дополнительную оценку частотного сдвига определяют, например, как отношение оценки дополнительного фазового сдвига к длительности длинного многочастотного символа. Дополнительная оценка частотного сдвига с выхода блока 30 поступает на второй вход третьего сумматора 31. В третьем сумматоре 31 определяют окончательную оценку частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала как сумму предварительной и дополнительной оценок частотного сдвига. Полученная окончательная оценка с выхода третьего сумматора 31 поступает на второй выход устройства.

К недостаткам способа прототипа и устройства следует отнести отказ от предварительной оценки временного положения сигнала и, как следствие, от использования некогерентной обработки на первом этапе. Указанный недостаток обуславливает недостаточно высокую помехоустойчивость оценки временного положения и частотного рассогласования, особенно в условиях многолучевого распространения сигнала. Наличие префикса во второй части преамбулы может привести к возникновению аномальной ошибки при оценке временного положения на втором этапе.

Задача, которую решают предлагаемые изобретения, - это повышение помехоустойчивости частотно-временной синхронизации системы связи.

Эта задача решается тем, что в способе частотно-временной синхронизации системы связи, заключающемся в том, что

на передающей стороне:

формируют цифровой видеосигнал, состоящий из двух частей,

фильтруют сформированный цифровой видеосигнал, выполняют его цифроаналоговое преобразование, осуществляют перенос сигнала на несущую частоту, усиливают и передают его по каналу связи,

на приемной стороне:

входной сигнал фильтруют, усиливают, переносят на видеочастоту, осуществляют его аналого-цифровое преобразование и децимацию, формируя входной цифровой комплексный сигнал на видеочастоте,

частотно-временную синхронизацию выполняют в два этапа:

на первом этапе определяют предварительную оценку частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала, для чего

- осуществляют фильтрацию сформированного входного цифрового комплексного сигнала, формируя комплексные отклики первого этапа,

- вычисляют квадраты модулей комплексных откликов первого этапа,

- осуществляют сравнение с заданным порогом первого этапа,

- определяют предварительную оценку частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала,

на втором этапе осуществляют оценку временного положения преамбулы и окончательную оценку частотного сдвига между несущей частотой входного сигнала и частотой опорного сигнала, для чего

- корректируют фазу