RU2659478C1 - Digital information reception method with the presence of intersymbol interference - Google Patents

Abstract

FIELD: data processing.

SUBSTANCE: invention relates to the field of digital information transmission. Method comprises the following operations: to each possible i-th hypothesis of the received message DS sequence forming the corresponding to these hypotheses the accompanying q_{ir accomp}(t) the PI component implementations; at each TTI r-th cycle, performing the s_r(t) signal implementation compensation observed on this cycle, each of all the above-mentioned IP components implementations formation results combinations in accordance with ratio δ(t)_ir=s_r(t)-q_{ir accomp}(t); calculating each of the compensation result energy n_ir in accordance with ratio

; calculate the PC ξ_ir total correlation statistics between the signal and each i-th set of functions; at each TTI r-th cycle of each i-th PC z_ir is calculated taking into account the total correlation PC ξ_ir and energy n_ir; decision on the received DS sequence at each TTI r-th cycle of is made by selection of the maximum of the decisive statistics (PC) z_ir, worked out on this cycle from all possible DS sequence hypotheses.

EFFECT: technical result is increase in the digital information reception noise immunity.

1 cl, 1 dwg

э - e

Description

Изобретение относится к области передачи цифровой информации и предназначено для применения в приемных устройствах систем синхронной цифровой связи, работающих, в частности, в условиях многолучевого распространения.The invention relates to the field of transmission of digital information and is intended for use in receiving devices of synchronous digital communication systems operating, in particular, in multipath conditions.

Одним из существенных факторов, негативно влияющих на эффективность (скорость передачи и/или вероятность ошибки декодирования) систем цифровой связи, является наличие межсимвольной интерференции (МСИ), обусловленном многолучевым распространением и/или передачей нескольких символов одновременно в одном и том же диапазоне частот. Данное положение обусловлено тем, что наличие МСИ влечет за собой помехи, обусловленные временным перекрытием символов, передаваемых как последовательно, так и одновременно (далее именуем эти символы элементарными посылками (ЭП)). Указанные помехи именуем интерференционными помехами (ИП).One of the significant factors negatively affecting the efficiency (transmission speed and / or decoding error probability) of digital communication systems is the presence of intersymbol interference (ISI), due to multipath propagation and / or transmission of several symbols simultaneously in the same frequency range. This situation is due to the fact that the presence of ISI entails interference caused by the temporary overlap of characters transmitted both sequentially and simultaneously (hereinafter, we call these symbols elementary premises (EP)). These interference are called interference interference (IP).

Известен способ приема в цифровых системах связи в целом [1, с. 636] при наличии МСИ межсимвольной интерференции. Недостатком данного аналога являются необходимые значительные вычислительные ресурсы реализующих этот способ аппаратно-программных средств, что обусловлено предусмотренной им реализацией множества каналов обработки, каждый из которых рассчитан на прием соответствующей комбинации ЭП (каждая возможная комбинация ЭП далее именуется альтернативой последовательности ЭП).A known method of reception in digital communication systems in General [1, p. 636] in the presence of ISI intersymbol interference. The disadvantage of this analogue is the necessary significant computational resources that implement this method of hardware and software, which is due to the implementation of the set of processing channels provided for by it, each of which is designed to receive the corresponding combination of ES (each possible combination of ES is hereinafter referred to as an alternative to the sequence of ES).

Указанный недостаток (необходимые значительные вычислительные ресурсы реализующих способ аппаратно-программных средств) свойственен также и способу-аналогу, описанному [2].The specified disadvantage (the necessary significant computing resources that implement the method of hardware and software) is also characteristic of the analogue method described [2].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу приема цифровой информации при наличии МСИ является объект, описанный в [3] (прототип) (практически эквивалентом указанного прототипа является и аналог, описанный в [4, с. 193, 194],]). В основе способа-прототипа лежит так называемый алгоритм Кловского-Николаева (АКН) (точнее, модифицированный алгоритм Кловского-Николаева (МАКН), что в свете описания заявляемого способа является несущественным). Описание АКН приведено также в [5].The closest in technical essence to the claimed method of receiving digital information in the presence of ISI is the object described in [3] (prototype) (the analogue described in [4, p. 193, 194],] is practically equivalent to this prototype)). The prototype method is based on the so-called Klovsky-Nikolaev algorithm (AKN) (more precisely, the modified Klovsky-Nikolaev algorithm (MACN), which is insignificant in the light of the description of the proposed method). A description of AKN is also given in [5].

Для упрощения описаний (имеются в виду описание как прототипа, так и заявляемого способа) далее полагается, что форма импульсной реакции канала (ИРК) многолучевого распространения h(t) на приемной конце системы связи известна. В обеспечение ее измерения на передающей стороне на r=0-м такте работы системы формируется и передается испытательный импульс, форма которого на приемной стороне известна; подобный принцип функционирования системы связи («система с испытательным импульсом и предсказанием») описан, в частности, в [4, 5]). Для упрощения описания совокупность операций, обеспечивающих измерение ИРК, опускается. Аналогичное положение имеет место и в описании прототипа [3], а так же и в источниках [4, 5].To simplify the descriptions (referring to the description of both the prototype and the proposed method), it is further assumed that the form of the impulse response of the channel (IRF) of the multipath propagation h (t) at the receiving end of the communication system is known. In order to ensure its measurement on the transmitting side at r = 0-th cycle of the system, a test pulse is generated and transmitted, the shape of which is known on the receiving side; a similar principle of functioning of a communication system (“a system with a test pulse and prediction”) is described, in particular, in [4, 5]). To simplify the description, the set of operations providing the measurement of the KFM is omitted. A similar situation occurs in the description of the prototype [3], as well as in the sources [4, 5].

Принцип действия прототипа состоит в следующем.The principle of operation of the prototype is as follows.

Предположение о том, какая из альтернатив последовательности ЭП принята (передана), далее именуется гипотезой последовательности ЭП. При известной на приемном конце системы связи совокупности символов алфавита передаваемых сообщений форма принимаемого или наблюдаемого на интервале времени приема сообщения (ИВПС) сигнала, посредством которого передается все сообщение, при справедливости каждой из упомянутых гипотез известна. При этом также известна и форма каждой возможной последовательности ЭП. Номер конкретной последовательности ЭП обозначается как i при i=1…I, где I - общее количество возможных последовательностей ЭП.The assumption of which of the alternatives to the EP sequence is accepted (transmitted) is hereinafter referred to as the hypothesis of the EP sequence. When the set of symbols of the alphabet of transmitted messages is known at the receiving end of the communication system, the form of the signal received or observed at the time interval for receiving the message (IVPS) of the signal through which the entire message is transmitted, if each of the above hypotheses is true, is known. Moreover, the shape of each possible sequence of EP is also known. The number of a particular sequence of EPs is denoted as i for i = 1 ... I, where I is the total number of possible sequences of EPs.

В связи с тем, что количество возможных последовательностей ЭП конечно (счетно), возможно формирование соответствующих всем гипотезам последовательностей ЭП реализаций сопровождающих компонент ИП, что и реализовано в прототипе (и точно также в заявляемом способе).Due to the fact that the number of possible sequences of EPs is finite (countable), it is possible to form sequences corresponding to all hypotheses of EP sequences that accompany IP components, which is implemented in the prototype (and in the same way in the claimed method).

Примечание. В источнике описания прототипа (и во всех прочих источниках, в которых приведено описание метода приема, в основе которых лежит АКН) наряду с сопровождающей компонентой ИП фигурирует также и остаточная компонента ИП. В рамках настоящего описания остаточная компонента ИП опущена (обоснование этого приведено ниже), что не исключает ее учета при реализации заявляемого способа без изменения изобретательского замысла.Note. In the source of the description of the prototype (and in all other sources that describe the method of administration, which is based on AKN), along with the accompanying component of the PI, the residual component of the PI also appears. In the framework of the present description, the residual component of IP is omitted (the rationale for this is given below), which does not exclude its consideration when implementing the proposed method without changing the inventive concept.

Пояснения терминологии.Explanations of terminology.

1. Остаточная компонента ИП (или остаточный сигнал МСИ) - помеха, имеющая место вследствие временного перекрытия с анализируемой ЭП тех ЭП, которые были переданы до нее; сопровождающая компонента ИП - помеха, имеющая место вследствие временного перекрытия с анализируемой ЭП тех ЭП, которые были переданы после нее [4, с. 193] (указанные компоненты ИП далее обозначены как q_{r ост}(t) и q_{r сопр}(t) соответственно). Далее уточняем это определение сопровождающей компоненты ИП как помехи, имеющей место вследствие временного перекрытия с анализируемой ЭП тех ЭП, которые были переданы одновременно с этой анализируемой ЭП, а эффектами перекрытия с последней тех ЭП, которые были переданы после нее, пренебрежем.1. The residual component of the PI (or the residual signal of the MSI) is an interference occurring due to temporary overlap with the analyzed EP of those EPs that were transmitted before it; the accompanying component of IP is an interference occurring due to temporary overlap with the analyzed EP of those EPs that were transmitted after it [4, p. 193] (these IP components are further indicated as q _{r ost} (t) and q _{r sopr} (t), respectively). Next, we clarify this definition of the accompanying component of the IP as interference occurring due to temporary overlap with the analyzed EP of those EPs that were transmitted simultaneously with this analyzed EP, and neglect the effects of overlapping from the last of those EPs that were transmitted after it.

2. Весь ИВПС делится на такты, длительность каждого их которых равна сумме длительностей ЭП τ и ИРК τ_и, а временной интервал между моментами начала смежных по времени тактов равен длительности ЭП τ. Процесс (совокупность операций) обработки сигнала на интервале времени каждого r-го такта далее именуется r-м тактом работы системы связи или просто r-м тактом. Этот r-й такт расположен в интервале времени (r-1)τ…rτ+τ_и (здесь τ - не только длительность ЭП, но и равный ей период следования ЭП в сообщении). При этом начало отсчета времени на приемном конце системы связи совпадает с моментом прихода первой (информационной) ЭП. Как было замечено выше, в обеспечение измерения ИРК на r=0-м такте работы системы в ней передается испытательный импульс.2. The entire IVPS is divided into measures, the duration of each of which is equal to the sum of the durations of the electromagnetism τ and the KFM τ _and , and the time interval between the moments of the start of the time-adjacent measures is equal to the duration of the electromagnetism τ. The process (set of operations) of signal processing on the time interval of each rth beat is hereinafter referred to as the rth beat of the communication system or simply the rth beat. This r-th clock is located in the time interval (r-1) τ ... rτ + τ _and (here τ is not only the duration of the ES, but also the period of the following ES in the message). In this case, the beginning of the time at the receiving end of the communication system coincides with the moment of arrival of the first (informational) electronic signature. As noted above, in order to measure the KFM at the r = 0-th cycle of the system, a test pulse is transmitted in it.

3. Фактически в прототипе (а также и в заявляемом способе) имеют место операции, выполняемые не над компонентами ИП, а непосредственно над альтернативами принимаемых последовательностей ЭП. Таким образом, терминология, используемая в технической литературе при описании способов приема, в основе которых лежит АКН, весьма условна. В настоящем описании эта условность терминологии сохранена.3. In fact, in the prototype (as well as in the claimed method), there are operations performed not on the components of the IP, but directly on the alternatives of the received sequences of EP. Thus, the terminology used in the technical literature to describe the methods of administration, which are based on AKN, is very arbitrary. In the present description, this convention of terminology is preserved.

Сделанное выше уточнение определения сопровождающей компоненты ИП обусловлено тем, что заявляемый способ (в отличие от известных аналогов, в основе которых лежат АКМ или МАКМ) ориентирован главным образом на ситуацию передачи в одной и той же полосе частот нескольких ЭП одновременно. При этом особо актуально решение задачи эффективного декодирования применительно к МСИ, порождаемой временным наложением ЭП, передаваемых не столько в разных смежных по времени тактах ИВСП, сколько в одном и том же такте. При этом заявляемый способ остается актуальным также и применительно к традиционно рассматриваемой ситуации МСИ, порождаемой наложением ЭП, передаваемых в разных смежных по времени тактах ИВСП. По указанной причине в значительной степени теряет актуальность и учет остаточной компоненты ИП q_{r ост}(t). В связи с этим в приведенном ниже соотношении (1) слагаемое q_{r ост}(t) (имеющееся в аналогичной формуле в материалах описания прототипа) опущено.The above refinement of the definition of the accompanying component of the IP is due to the fact that the claimed method (in contrast to the well-known analogues based on AKM or IACM) is mainly focused on the situation of transmitting several ES simultaneously in the same frequency band. In this case, the solution to the problem of efficient decoding with respect to MSI generated by the temporary overlapping of EFs transmitted not so much in different time-related IVSP clocks as in the same clock is especially relevant. Moreover, the inventive method remains relevant also in relation to the traditionally considered situation of ISI generated by the imposition of electronic transmissions transmitted in different time-related IVSP clock cycles. For this reason, accounting for the residual component of PI q _{r ost} (t) is also largely lost. In this regard, in the ratio (1) below, the term q _{r ost} (t) (available in a similar formula in the materials describing the prototype) is omitted.

Рассматриваемые компоненты ИП вычисляются, например, как результат свертки суммы передаваемых ЭП (соответствующей альтернативы последовательности этих ЭП) с ИРК. Исчерпывающее описание процедуры формирования компонент ИП приведено, в частности, в [4].The considered components of the IP are calculated, for example, as a result of the convolution of the sum of the transmitted EPs (the corresponding alternative to the sequence of these EPs) with the KFM. A comprehensive description of the procedure for the formation of the components of IP is given, in particular, in [4].

На каждом r-м такте ИВПС в прототипе в наблюдаемой на этом такте реализации сигнала s_r(t), осуществляют компенсацию каждого из сочетаний результатов формирования реализаций всех упомянутых выше компонент ИП, а именно вычисляют разностиAt each rth beat of the IVPS in the prototype, in the implementation of the signal s _r (t) observed on this beat, compensation is made for each of the combinations of the results of the formation of the implementations of all the above mentioned components of the IP, namely, the differences are calculated

причем индекс i характеризует номер гипотезы последовательности ЭП, расположенных в сообщении после r-1-го такта ИВПС (т.е. в r-м такте ИВПС).moreover, the index i characterizes the hypothesis number of the sequence of EPs located in the message after the r-1st cycle of the IVPS (i.e., in the rth cycle of the IVPS).

Далее на каждом r-м такте ИВПС вычисляют оценки энергии реализации разностного сигнала z_ir(t) при каждом значении индекса iThen, at each rth beat of the IVPS, estimates of the implementation energy of the difference signal z _ir (t) are calculated for each index i

Величина n_ir используется в прототипе в качестве PC, соответствующей приему (т.е. настроенной на прием) i-й альтернативы последовательности ЭП на r-м такте ИВПС.The value of n _{ir is} used in the prototype as a PC corresponding to the reception (i.e., tuned to receive) of the i-th alternative of the EP sequence at the r-th IVPS cycle.

Решение о принятой последовательности ЭП в прототипе на каждом r-м такте ИВПС выносится в пользу той ее альтернативы (т.е. альтернативы последовательности ЭП), которой соответствует индекс i при PC n_ir (2), являющейся среди всех сформированных на этом такте PC минимальной, т.е. путем нахождения оценки указанного индекса i видаThe decision on the adopted EP sequence in the prototype at each r-th IVPS cycle is made in favor of its alternative (i.e., the alternative to the EP sequence), which corresponds to the index i for PC n _ir (2), which is among all the PCs formed on this cycle minimum, i.e. by finding an estimate of the specified index i of the form

Недостаток прототипа - сравнительно низкая помехоустойчивость приема (декодирования) - обусловлен следующим. Принцип его действия основан на том, что оценка энергии разностного сигнала при вычислении PC (см. (2) с учетом (1)), соответствующей действительно принятой альтернативе последовательности ЭП, меньше всех прочих PC только как тенденция, т.е. совсем не гарантировано. Это явление свойственно всем принципиально возможным вариантам формирования PC. Однако в данном случае указанный эффект проявляется в особой степени по следующей причине. В случае правильного угадывания принятой альтернативы последовательности ЭП имеет место совпадение принятой последовательности ЭП и ее сформированной при декодировании реализации q_{ir сопр}(t); в этом случае при вычислении разностного сигнала z_ir(t), принимаемая последовательность ЭП (являющаяся компонентой сигнала s_r(t)) компенсируется, и за счет этого энергия разностного сигнала уменьшается. Но при сравнительно малом отношении сигнал/шум указанная тенденция нередко (а, возможно, и, как правило) может быть нарушена. Данный негативный эффект обусловлен тем, что прием сообщений осуществляется при мешающем действии (наряду с ИП) также и фонового шума. В случае радиосвязи это может быть электрический шум входных цепей приемных станций, а в случае звукоподводной (гидроакустической) связи - шум моря. При этом (т.е. при малом отношении суммарного уровня принимаемого сигнала и ИП к уровню фонового шума) реализации вычисления разностей (1) к существенному снижению уровня разностного сигнала z_ir(t) (даже и при совпадении принятой последовательности ЭП со сформированной реализации q_{ir сопр}(t)) не приводит, поскольку в таких условиях указанный уровень определяется уровнем не столько ИП, сколько фонового шума. Фоновый же шум при формировании разностного сигнала z_ir(t) не компенсируется.The disadvantage of the prototype is the relatively low noise immunity of reception (decoding) due to the following. The principle of its operation is based on the fact that estimating the energy of a difference signal when calculating a PC (see (2) taking into account (1)), which corresponds to a really accepted alternative to the sequence of electromagnets, is less than all other PCs only as a trend, i.e. not guaranteed at all. This phenomenon is characteristic of all fundamentally possible variants of PC formation. However, in this case, this effect is manifested to a special extent for the following reason. In the case of correctly guessing the accepted alternative to the EP sequence, the accepted EP sequence coincides with its generated during decoding implementation q _{ir sopp} (t); in this case, when calculating the difference signal z _ir (t), the received EP sequence (which is a component of the signal s _r (t)) is compensated, and due to this, the energy of the difference signal decreases. But with a relatively small signal-to-noise ratio, this tendency is often (and, possibly, as a rule) can be violated. This negative effect is due to the fact that the reception of messages is carried out with a disturbing effect (along with IP) and background noise. In the case of radio communications, this may be the electrical noise of the input circuits of the receiving stations, and in the case of sound underwater (hydroacoustic) communications, the noise of the sea. At the same time (i.e., with a small ratio of the total level of the received signal and IP to the background noise level), the implementation of the difference calculation (1) leads to a significant decrease in the level of the difference signal z _ir (t) (even if the accepted sequence of EPs with the generated implementation q _{ir sopr} (t)) does not, because under such conditions the indicated level is determined not so much by the level of IP as background noise. The background noise during the formation of the difference signal z _ir (t) is not compensated.

Целью заявляемого способа является повышение помехоустойчивости приема цифровой информации.The aim of the proposed method is to increase the noise immunity of receiving digital information.

Поставленная цель достигается тем, что в способе приема цифровой информации при наличии МСИ, при реализации которогоThis goal is achieved by the fact that in the method of receiving digital information in the presence of ISI, the implementation of which

- применительно к каждой возможной i-й гипотезе последовательности ЭП принимаемого сообщения (при i=1…I) формируют соответствующие этим гипотезам реализации сопровождающих компонент ИП q_{ir сопр}(t);- for each possible i-th hypothesis, the sequence of EPs of the received message (for i = 1 ... I) form the implementations of the accompanying IP components q _{ir sopr} (t) corresponding to these hypotheses;

- на каждом r-м такте ИВПС осуществляют компенсацию в реализации сигнала s_r(t), наблюдаемой на этом такте, каждого из сочетаний результатов формирования реализаций всех упомянутых выше компонент ИП в соответствии с соотношением (1) (результаты указанной компенсации - z_ir(t));- at each rth beat, the IHPS carry out compensation in the implementation of the signal s _r (t) observed on this beat of each of the combinations of the results of the formation of realizations of all the above-mentioned IP components in accordance with relation (1) (the results of this compensation are z _ir ( t));

- вычисляют оценку энергии n_ir каждого результата указанной компенсации в соответствии с соотношением (2);- calculating the energy assessment n _ir each result of said compensation, in accordance with relation (2);

- решение о принятой последовательности ЭП на каждом r-м такте ИВПС вырабатывают путем сравнения между собой решающих статистик (PC) z_ir, выработанных на этом такте для каждой i-й из всех возможных гипотез последовательности ЭП,- a decision on the adopted sequence of EPs at each rth IVPT cycle is developed by comparing the decisive statistics (PC) z _ir generated from this cycle for each i-th of all possible hypotheses of the EP sequence,

дополнительноadditionally

- вычисляют суммарные корреляционные PC ξ_ir между сигналом, наблюдаемым на каждом r-м такте ИВПС, и каждой i-й совокупностью опорных функций, причем каждая опорная функция из i-й совокупности совпадает с соответствующей альтернативой принимаемой на этом такте ЭП;- calculate the total correlation PC ξ _ir between the signal observed on each r-th clock of the IVPS and each i-th set of support functions, and each support function from the i-th set coincides with the corresponding alternative to the ES taken on this beat;

- на каждом r-м такте ИВПС каждая i-я PC z_ir вычисляется с одновременным учетом суммарной корреляционной PC ξ_ir и энергии n_i.- at each rth step of the IVPS, each ith PC z _{ir is} calculated with simultaneous consideration of the total correlation PC ξ _ir and energy n _i .

Блок-схема, иллюстрирующая заявляемый способ, приведена на фиг. 1, где обозначены:A flowchart illustrating the inventive method is shown in FIG. 1, where are indicated:

- 1 - формирование реализации сопровождающей компоненты ИП q_{ir сопр}(t) применительно к каждой возможной i-й гипотезе последовательности ЭП принимаемого сообщения (при i=1…I);- 1 - the formation of the implementation of the accompanying component of the IP q _{ir sopr} (t) as applied to each possible i-th hypothesis of the sequence of electronic messages received (for i = 1 ... I);

- 2 - компенсация в реализации сигнала s_r(t), наблюдаемой на этом такте, каждого из сочетаний результатов формирования реализаций компонент ИП на каждом r-м такте ИВПС;- 2 - compensation in the implementation of the signal s _r (t), observed at this beat, of each of the combinations of the results of the formation of implementations of the components of the PI on each rth beat of the IVPS;

- 3 - определение оценки энергии каждого результата компенсации на каждом r-м такте ИВПС;- 3 - determination of the energy estimate of each compensation result at each rth bar of the IVPS;

- 4 - вычисления решающих статистик (PC) на каждом r-м такте ИВПС;- 4 - calculation of crucial statistics (PC) at each r-th beat of the IVPS;

- 5 - выработка решения о принятой последовательности ЭП на каждом r-м такте ИВПС;- 5 - development of a decision on the adopted sequence of EPs at each rth beat of the IVPS;

- 6 - вычисление суммарных корреляционных PC между сигналом, наблюдаемым на каждом r-м такте ИВПС, и каждой i-й совокупностью опорных функций.- 6 - calculation of the total correlation PC between the signal observed on each r-th cycle of the IHPS, and each i-th set of support functions.

Операция 1 (формирование реализации сопровождающей компоненты ИП q_{ir сопр}(t) применительно к каждой возможной i-й гипотезе последовательности ЭП принимаемого сообщения) выполняется, например, предварительно (т.е. до начала приема сообщения). Пусть временная реализация суперпозиции (или просто суммы) ЭП, составляющих i-ю альтернативу последовательности ЭП, представляет собой (на передающей стороне системы связи) сигнал видаOperation 1 (the formation of the implementation of the accompanying component of the IP q _{ir sopr} (t) with respect to each possible ith hypothesis of the EP sequence of the received message) is performed, for example, preliminary (i.e., before the start of receiving the message). Let the temporary realization of the superposition (or just the sum) of the electronic components constituting the ith alternative of the electronic sequence represent (on the transmitting side of the communication system) a signal of the form

где l - индекс номера ЭП в последовательности ЭП (по этому индексу реализуется суммирование в (4)); L - количество ЭП в последовательности.where l is the index of the number of EPs in the sequence of EPs (summation in (4) is implemented over this index); L is the number of EPs in the sequence.

Запись (4) соответствует передаче одновременно L ЭП. В рамках настоящего описания именуем последовательностью именно эту совокупность из L ЭП. Следует заметить, что применение заявляемого способа актуально, в частности, и при L=1.Record (4) corresponds to the transmission of L LF simultaneously. In the framework of the present description, we refer to the sequence as this set of L EPs. It should be noted that the application of the proposed method is relevant, in particular, with L = 1.

В случае распространения передаваемого сигнала в многолучевом канале с импульсной реакцией h(t) в точке приема имеет место сигнал (i-я альтернатива последовательности ЭП) видаIn the case of propagation of the transmitted signal in a multipath channel with an impulse response h (t), a signal (i-th alternative to the sequence of electromagnets) takes place at the receiving point

где ⊗ - операция вычисления апериодической или (что то же самое) линейной свертки.where ⊗ is the operation of calculating aperiodic or (which is the same) linear convolution.

Описанный вариант выполнения операции 1 связан с необходимостью реализации I-канальных операций 2…4, 6 (все связи между операциями заявляемого способа, по которым передаются массивы из I чисел, показаны на блок-схеме на фиг. 1 двойными линиями), что при имеющих место больших величинах параметра I технически затруднительно. Ниже будет описан вариант выполнения операции I, в значительной степени свободный от указанного недостатка.The described embodiment of operation 1 is associated with the need to implement I-channel operations 2 ... 4, 6 (all the connections between the operations of the proposed method, which transmit arrays of I numbers, are shown in the block diagram in Fig. 1 by double lines), which when the place of large values of parameter I is technically difficult. An embodiment of operation I, which is substantially free of this drawback, will be described below.

Операции 2 (компенсация в реализации сигнала s_r(t), наблюдаемой на этом такте каждого из сочетаний результатов формирования реализаций компонент ИП на каждом r-м такте ИВПС) и 3 (определение оценки энергии каждого результата компенсации на каждом r-м такте ИВПС) выполняются точно также, как и аналогичные операции прототипа, а именно согласно соотношениям (1) и (2) соответственно.Operations 2 (compensation in the implementation of the signal s _r (t) observed on this beat of each of the combinations of the results of the formation of implementations of the PI components at each rth beat of the IVPS) and 3 (determination of the energy estimate of each compensation result on each rth beat of the IVPS) performed in exactly the same way as similar operations of the prototype, namely, according to the relations (1) and (2), respectively.

Операция 4 (вычисление PC на каждом r-м такте ИВПС) выполняется над результатами выполнения операций 3 и 6.Operation 4 (calculating the PC at each rth IVPS cycle) is performed on the results of operations 3 and 6.

Пояснение терминологии.Explanation of terminology.

Решающая статистика (PC) - результат выполнения совокупности операций в общем случае пространственно-временной обработки сигналов. В каждой системе цифровой связи формируется массив PC, каждая из которых рассчитана (настроена) на прием конкретной альтернативы принимаемой ЭП. При этом массив PC используется для принятия решения.Decisive statistics (PC) is the result of a set of operations in the general case of spatio-temporal signal processing. An array of PCs is formed in each digital communication system, each of which is designed (tuned) to receive a specific alternative to the received electronic signature. In this case, the PC array is used to make a decision.

Вариант выполнения операции 4 предусматривает расчет искомых величин PC z_ir (при каждом i=1…I) в соответствии с соотношениемThe embodiment of step 4 provides for the calculation of the desired values of PC z _ir (for each i = 1 ... I) in accordance with the ratio

где n_ir - результаты (при i=1…I) выполнения на каждом r-м такте ИВПС операции 3 (соотношение (2)), а ξ_ir - результаты (также при i=1…I) выполнения на каждом r-м такте ИВПС операции 6 (описание последней приведено ниже).where n _ir are the results (for i = 1 ... I) of performing operation 3 on each rth bar of the IVPS (relation (2)), and ξ _ir are the results (also for i = 1 ... I) of performing on each rth IVPS step of operation 6 (a description of the latter is given below).

Возможен также и следующий вариант правила вычисления PC:The following variant of the PC calculation rule is also possible:

z_ir=ξ_ir-n_ir.z _ir = ξ _ir -n _ir .

Операция 5 (выработка решения о принятой последовательности ЭП на каждом r-м такте ИВПС) выполняется следующим образом. Решение о принятой последовательности ЭП на каждом r-м такте ИВПС выносится в пользу той ее альтернативы (т.е. альтернативы последовательности ЭП), которой соответствует индекс i при PC z_ir (6), являющейся среди всех сформированных на этом такте PC максимальной, т.е. путем нахождения оценки указанного индекса i видаOperation 5 (development of a decision on the adopted sequence of EPs at each rth cycle of the IVPS) is performed as follows. The decision on the adopted EP sequence at each rth IVPS cycle is made in favor of its alternative (i.e., the alternative to the EP sequence), which corresponds to the index i at PC z _ir (6), which is the maximum among all the PCs formed on this cycle, those. by finding an estimate of the specified index i of the form

Операция 6 (вычисление суммарных корреляционных PC между сигналом, наблюдаемым на каждом r-м такте ИВПС, и каждой i-й совокупностью опорных функций) выполняется путем вычислений по формулеOperation 6 (the calculation of the total correlation PC between the signal observed on each rth cycle of the IHPS and each i-th set of support functions) is performed by calculations by the formula

где каждая i-я (i=1…I) опорная функция Y_i(t) вычисляется согласно (5).where each i-th (i = 1 ... I) support function Y _i (t) is calculated according to (5).

Возможен вариант реализации заявляемого способа (или его эквивалент), при котором анализируются не все I возможных гипотез последовательности ЭП, а только I₁ наиболее вероятных гипотез. Последние определяются следующим образом. Вначале выполняется операция 6, и из I ее возможных результатов (т.е. из I сформированных в итоге ее выполнения PC) отбираются I₁<<I PC, являющихся наибольшими по уровню (т.е. отбираются I₁ PC, являющихся старшими членами вариационного ряда, составленного из I возможных PC). Эта информация (т.е. совокупность индексов i, соответствующих указанным отобранным I₁ PC) передается для учета при выполнении операции 1 (связь между операциями 6 и 1 на блок-схеме на фиг. 1 не показана, поскольку возможен описанный выше вариант реализации заявляемого способа, не содержащий такой связи). Далее все операции способа выполняются только для I₁<<I PC.A possible implementation of the proposed method (or its equivalent), in which not all I possible hypotheses of the EP sequence are analyzed, but only I _{1 of the} most likely hypotheses. The latter are defined as follows. First, operation 6 is performed, and from I its possible results (that is, from I PCs formed as a result of its execution), I ₁ << I PCs are selected, which are the highest in level (i.e., I ₁ PCs that are senior members are selected variation series made up of I possible PCs). This information (i.e., the set of indices i corresponding to the indicated selected I ₁ PC) is transmitted for accounting during operation 1 (the relationship between operations 6 and 1 in the flowchart in Fig. 1 is not shown, since the above described embodiment of the claimed a method that does not contain such a connection). Further, all operations of the method are performed only for I ₁ << I PC.

Все операции заявляемого способа реализуются универсальными программируемыми микропроцессорами. Возможно совмещение реализации нескольких операций способа в одном микропроцессоре.All operations of the proposed method are implemented by universal programmable microprocessors. It is possible to combine the implementation of several operations of the method in one microprocessor.

Заявляемый способ, как и прототип, рассчитан на использование в синхронной системе связи. В такой системе на приемном конце известны моменты начала прихода каждой ЭП. Принципиально возможен, например, вариант работы передающей и приемной частей системы передачи в системе единого времени. При этом, что касается синхронизации работы устройств, реализующих операции обработки сигналов на приемном конце, то время распространения сигнала от передатчика до приемника известно, а в состав аппаратуры, реализующей операции приема, входит таймер, выдающий (генерирующий) синхросигналы, управляющие выполнением всех реализуемых при приеме операций.The inventive method, like the prototype, is designed for use in a synchronous communication system. In such a system, at the receiving end, the moments of the beginning of arrival of each ES are known. In principle, it is possible, for example, the operation of the transmitting and receiving parts of the transmission system in a single time system. Moreover, with regard to the synchronization of the operation of devices that implement signal processing operations at the receiving end, the propagation time of the signal from the transmitter to the receiver is known, and the equipment that implements the reception operations includes a timer that generates (generates) clock signals that control the execution of all receiving operations.

Совокупность операций синхронизации в состав заявляемого объекта не включена, поскольку подавляющее большинство систем цифровой (дискретной) связи являются синхронными, а особенности заявляемого объекта с какой-либо спецификой указанной совокупности операций не связаны.The set of synchronization operations is not included in the composition of the claimed object, since the vast majority of digital (discrete) communication systems are synchronous, and the features of the claimed object are not associated with any specifics of the specified set of operations.

Приведенное выше описание совокупности признаков заявляемого способа фактически содержит и описание его работы в динамике.The above description of the totality of the features of the proposed method actually contains a description of its work in dynamics.

Технический эффект в заявляемом способе (повышение помехоустойчивости приема цифровой информации) достигается за счет сочетания следующих явлений. При совпадении действительно принятой альтернативы последовательности ЭП с той альтернативой последовательности ЭП, на которую настроен соответствующий ей канал приема (т.е. та совокупность операций способа, в которой с принятой альтернативой последовательности ЭП совпадает и опорная функция Y_i(t), и сформированная реализация компоненты ИП q_{ir ост}(t) имеет место тенденция повышения уровня PC z_ir как за счет тенденции повышения уровня корреляционной PC ξ_ir, так и ха счет тенденции снижения оценки энергии n_ir реализации разностного сигнала z_ir(t). В прототипе же на принятие правильного решения «работало» только одно (а именно второе) из указанных явлений.The technical effect in the claimed method (increasing the noise immunity of receiving digital information) is achieved by a combination of the following phenomena. If the really accepted alternative to the EP sequence coincides with the alternative of the EP sequence to which the corresponding receive channel is tuned (i.e., the set of operations of the method in which the reference function Y coincides with the accepted alternative to the EP sequence_i(t), and the generated implementation of the component q q_{ir ost}(t) there is a tendency to increase the level of PC z_ir as due to the tendency to increase the level of correlation PC ξ_ir, so and ha due to the trend of decreasing energy estimates n_ir realizing the difference signal z_ir(t). In the prototype, only one (namely, the second) of the indicated phenomena “worked” to make the right decision.

Использованные источникиUsed sources

1. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. - М.: Сов. радио. 1970. - 728 с.: ил.1. Fink L.M. Theory of discrete message transmission. - M .: Owls. radio. 1970 .-- 728 pp., Ill.

2. Кловский Д.Д., Широков С.М. Способ оптимального приема дискретных сообщений в целом. А.С. СССР №930696.2. Klovsky D. D., Shirokov S. M. A method for optimal reception of discrete messages in general. A.S. USSR No. 930696.

3. Алышев Ю.В., Борисенков А.В.. Кловский Д.Д., Николаев Б.И. Цифровая обработка сигналов при мягком декодировании в каналах с многолучевостью и перемежением кодовых символов // 4-я Международная конференция DSPA-2002 (http://www.autex.spb.ru/download/dsp/dspa/dspa2002/tom1_03.pdf).3. Alyshev Yu.V., Borisenkov A.V .. Klovsky D. D., Nikolaev B. I. Digital processing of signals during soft decoding in channels with multipath and code symbol interleaving // 4th International Conference DSPA-2002 (http://www.autex.spb.ru/download/dsp/dspa/dspa2002/tom1_03.pdf).

4. Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Коржик В.И., Назаров М.В. Теория электрической связи. - М.: Радио и связь. 1999. - 432 с.: ил.4. Zyuko A.G., Klovsky D.D., Korzhik V.I., Nazarov M.V. Theory of electrical communication. - M .: Radio and communication. 1999 .-- 432 p.: Ill.

5. Кловский Д.Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. - М.: Радио и связь. 1982. - 304 с.: ил.5. Klovsky D. D. Transmission of discrete messages over the air. - M .: Radio and communication. 1982. - 304 p.: Ill.

Claims (11)

1. Способ приема цифровой информации при наличии межсимвольной интерференции, в соответствии с которым1. The method of receiving digital information in the presence of intersymbol interference, in accordance with which - применительно к каждой возможной i-й гипотезе последовательности ЭП принимаемого сообщения (причем здесь и далее при i=1…I) формируют соответствующие этим гипотезам реализации сопровождающих q_{ir сопр}(t) компонент ИП;- with respect to each possible ith hypothesis, the EP sequence of the received message (here and hereinafter with i = 1 ... I), implementations of the IP components accompanying q _{ir sop} (t) corresponding to these hypotheses are formed; - на каждом r-м такте ИВПС осуществляют компенсацию в реализации сигнала s_r(t), наблюдаемой на этом такте, каждого из сочетаний результатов формирования реализаций всех упомянутых выше компонент ИП в соответствии с соотношением- at each rth beat, the IHPS carry out compensation in the implementation of the signal s _r (t) observed at this beat of each of the combinations of the results of the formation of implementations of all the above-mentioned PI components in accordance with the ratio

;

; - вычисляют энергию n_ir каждого результата указанной компенсации в соответствии с соотношением- calculate the energy n _{ir of} each result of the specified compensation in accordance with the ratio

;

; - решение о принятой последовательности ЭП на каждом r-м такте ИВПС принимают путем сравнения между собой решающих статистик (PC) z_ir, выработанных на этом такте для каждой i-й из всех возможных гипотез последовательности ЭП,- the decision on the adopted sequence of EPs at each rth IVPT cycle is made by comparing the decisive statistics (PC) z _ir generated on this cycle for each i-th of all possible hypotheses of the EP sequence, отличающийся тем, чтоcharacterized in that - вычисляют суммарные корреляционные PC ξ_ir между сигналом, наблюдаемым на каждом r-м такте ИВПС, и каждой i-й совокупностью опорных функций, причем каждая опорная функция из i-й совокупности совпадает с соответствующей альтернативой принимаемой на этом такте ЭП;- calculate the total correlation PC ξ _ir between the signal observed at each rth cycle of the IHPS and each i-th set of support functions, and each support function from the i-th set coincides with the corresponding alternative to the ES taken on this cycle; - на каждом r-м такте ИВПС каждая i-я PC z_ir вычисляется с одновременным учетом суммарной корреляционной PC ξ_ir и энергии n_ir.- at each rth IVPS cycle, each ith PC z _{ir is} calculated with simultaneous consideration of the total correlation PC ξ _ir and energy n _ir . 2. Способ приема цифровой информации при наличии межсимвольной интерференции по п. 1, отличающийся тем, что каждая i-я PC z_ir вычисляется как z_ir=ξ_ir/n_ir, а решение о принятой последовательности ЭП на каждом r-м такте ИВПС принимают по индексу i PC z_ir, являющейся из всех PC, выработанных на данном r-м такте, максимальной по величине.2. The method of receiving digital information in the presence of intersymbol interference according to claim 1, characterized in that each i-th PC z _{ir is} computed as z _ir = ξ _ir / n _ir , and the decision on the adopted sequence of EPs at each r-th ICT cycle take the index i PC z _ir , which is of all the PCs worked out at a given rth measure, the maximum value.

Images