Способ синхронизации выделения символов при демодуляции OFDM сигнала

(51) 04 7/027 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ пределами заранее установленного диапазона,корректируют временную ось синхронизации, при этом определяют показатель качества сигнала путем сравнения выделенных символов в двух последовательных выборках и при их совпадении,показатель качества считают соответствующим требованиям к качеству определяют индикатор выборки путем считывания циклического счетчика выборок с периодомпри этом корректировка временной оси синхронизации осуществляется следующим образом если индикатор выборки ниже нижнего значения заранее установленного диапазона, а показатель качества сигнала соответствует требованиям к качеству, значение циклического счетчика выборок увеличивают на единицу если индикатор выборки выше верхнего значения заранее установленного диапазона,значение циклического счетчика выборок уменьшают на единицу значение циклического счетчика выборок с периодомуменьшают на единицу, и в момент достижения счетчиком нулевого значения выделенный изсигнала символ считают достоверным.(72) Арихов Мейржан Туреханович Некрасов Александр Аркадьевич(73) Государственное учреждение Национальный научно-технический центр Республики Казахстан(54) СПОСОБ СИНХРОНИЗАЦИИ ВЫДЕЛЕНИЯ СИМВОЛОВ ПРИ ДЕМОДУЛЯЦИИСИГНАЛА(57) Изобретение относится к области радиотехники, в частности к классу разомкнутых символьных синхронизаторов, и может быть использовано для синхронизации выделения символов при приемесигнала. Технический результат, получаемый при использовании изобретения, синхронизация выделения символов при приемесигнала аппаратно-программным способом. Предложен способ синхронизации выделения символов при демодуляциисигнала, в котором проверяют показатель качества сигнала,проверяют индикатор выборки, и если показатель качества сигнала соответствует требованиям к качеству, а индикатор выборки находится за 22211 Изобретение относится к области радиотехники,в частности к классу разомкнутых символьных синхронизаторов, и может быть использовано для синхронизации выделения символов при приемесигнала. В настоящее время во всем мире, наблюдается неослабевающая активность в сфере внедрения и расширения областей применения цифровых технологий в действующих и перспективных телекоммуникационных сетях и системах. Одним из признанных перспективных направлений в области создания цифровых систем радиосвязи и радиовещания является использование технологии ортогонального частотного уплотнения(, ). Использование в составесигнала достаточно большого набора сигналов поднесущих частот определяет такие его свойства, как устойчивость к селективным замираниям и к сосредоточенным по спектру помехам. Общеизвестен способ выделения символьной синхронизации (Скляр Бернард Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение,2-е издание Пер. с англ. - М. Издательский дом Вильяме, 2003. с.с.646-648). Поступающий входной сигнал фильтруется с использованием согласованного фильтра,затем полученная последовательность спрямляется с помощью некоторой нелинейности четного порядка,например, квадратичного устройства. Полученный сигнал будет содержать Фурье-компонент на(символьной) собственной частоте тактового генератора. Данная частотная составляющая выделяется узкополосным фильтром. Далее,определяя знак сигнала, получаем тактовый сигнал символьной частоты. При этом узкополосный фильтр реализуется в виде общеизвестных цифровых(бесконечной импульсной характеристикой) или(конечной импульсной характеристикой) фильтров. Недостатками данного способа являются фазовая ошибка тактового сигнала из-за нелинейной фазочастотной характеристикифильтра при отклонении символьной частоты от номинальной либо большие аппаратные затраты при реализациифильтра. Известен также способ символьной синхронизации (Патент 2254684, кл. Н 04 7/027, 2004). В этом способе поступающие выборки сигнала фильтруются согласованным фильтром,затем отфильтрованный сигнал выпрямляется нелинейным устройством четного порядка, далее выпрямленный сигнал, содержащий гармонику символьной частоты, фильтруется узкополосным фильтром, в устройстве определения знака на выходе фильтра определяется знак сигнала, он и является тактовым сигналом символьной частоты. Таким образом, в предлагаемом изобретении при увеличении количества усредняемых символов не увеличивается количество сумматоров, необходимо только увеличить разрядность сумматора в периодическом накопителе, чтобы не происходило отбрасывания разрядов, и увеличить длину линии 2 задержки. Не требуется многоотводный сдвиговый регистр, лишь только линия задержки, легко реализуемая в виде циклического буфера на памяти в программируемой логической интегральной схеме(ПЛИС). Этим способом решена задача упрощения реализации символьного синхронизатора на ПЛИС,однако он не пригоден для синхронизации символов при демодуляциисимволов. Наиболее близким по технической сущности аналогом является способ для согласования синхронизации символов (Патент США,5654989,кл. Н 04 7/00, 1995). В этом способе принимают показатель качества сигнала и проверяют его,принимают индикатор выборки и проверяют его, и если показатель качества сигнала соответствует требованиям к качеству, а индикатор выборки находится за пределами заранее установленного диапазона,корректируют временную ось синхронизации, при этом если индикатор выборки ниже нижнего значения заранее установленного диапазона, а показатель качества сигнала соответствует требованиям к качеству, временную ось синхронизации переводят вперед если индикатор выборки выше верхнего значения заранее установленного диапазона,сдвигают логическую единицу в верхний пороговый регистр, если индикатор выборки ниже нижнего значения заранее установленного диапазона,сдвигают логический нуль в верхний пороговый регистр, и если меньше заданного количества ячеек из совокупности ячеек в верхнем пороговом регистре содержит логическую единицу,возвращаются к этапу приема индикатора выборки если больше второго заданного количества ячеек из совокупности ячеек в верхнем пороговом регистре содержит логическую единицу, замедляют временную ось синхронизации, производят очистку третьего заданного количества ячеек из совокупности ячеек верхнего сдвигового регистра, и возвращаются к этапу приема индикатора выборки если индикатор выборки ниже нижнего значения заранее установленного диапазона, сдвигают логический нуль в нижний пороговый регистр, если индикатор выборки выше верхнего значения заранее установленного диапазона, сдвигают логический нуль в нижний пороговый регистр, и если меньше четвертого заданного количества ячеек из совокупности ячеек в нижнем пороговом регистре содержит логическую единицу, возвращаются к этапу приема индикатора выборки. Однако и этот способ не пригоден для синхронизации символов при демодуляциисимволов. Таким образом, все известные способы, как правило, реализованы аппаратно и не пригодны для синхронизации символов при демодуляциисимволов. Задача предлагаемого изобретения - создание аппаратно-программного способа синхронизации выделения символов при приемесигнала. 22211 Технический результат, получаемый при использовании изобретения,-синхронизация выделения символов при приемесигнала аппаратно-программным способом. Технический результат, достигается тем, что в способе синхронизации выделения символов при демодуляциисигнала, в котором проверяют показатель качества сигнала, проверяют индикатор выборки, и если показатель качества сигнала соответствует требованиям к качеству, а индикатор выборки находится за пределами заранее установленного диапазона, корректируют временную ось синхронизации, при этом, согласно изобретению определяют показатель качества сигнала путем сравнения выделенных символов в двух последовательных выборках и при их совпадении,показатель качества считают соответствующим требованиям к качеству. определяют индикатор выборки путем считывания циклического счетчика выборок с периодомпри этом корректировка временной оси синхронизации осуществляется следующим образом если индикатор выборки ниже нижнего значения заранее установленного диапазона, а показатель качества сигнала соответствует требованиям к качеству, значение циклического счетчика выборок увеличивают на единицу если индикатор выборки выше верхнего значения заранее установленного диапазона,значение циклического счетчика выборок уменьшают на единицу значение циклического счетчика выборок с периодомуменьшают на единицу, и в момент достижения счетчиком нулевого значения выделенный изсигнала символ считают достоверным. Способ может быть реализован устройством,блок-схема которого приведена на фиг.1. На фиг.2 представлен общий алгоритм синхронизации выделения символов при приемесигнала. На фиг.3 поясняется процесс корректировки временной оси. Устройство, реализующее способ содержит на приемной стороне блок 1 определения качества преобразований, блок 2 синхронизации и блок 3 определения индикатора выборки. В основе изобретения использован метод выделения символа из искаженного помехами сигнала,использующий в своей основе информационные характеристики непосредственно самого, рабочего сигнала, т.е. не требующий затрат пропускной способности канала на передачу специализированных пилот-сигналов,или организации специальных пустых каналов,предназначенных исключительно для обеспечения работы систем тактовой синхронизации,автоподстройки частоты, адаптивной коррекции и т.д. Для этого на передающей стороне данные модулируютметодом, и передают полученный рабочий сигнал в видесимволов. При этом каждыйсимвол передают в течение периода ТсТ 3, где Тс-период данных, а Т 3 - защитный интервал. На приемной стороне в блоке 1 определения качества проверяют показатель качества рабочего сигналапутем сравнения выделенных символов в двух последовательных выборках и при их совпадении, показатель качества считают соответствующим требованиям к качеству. Затем в блоке 2 определения индикатора выборки определяют индикатор выборкипутем считывания циклического счетчика выборок с периодом , реализованного в блоке 3 синхронизации, для чего задают количество выборок выделения символатак, чтобы в период(ТсТ 3) интервал Тс одного символа попадал несколько раз. Таким образом, результаты выделения символа в соседних выборках, когда попал интервал Тс одного символа будут одинаковыми. Если в период (ТсТ 3) попал интервал Тс разных символов, результаты выделения символа в соседних выборках будут разные. При этом корректировка временной оси синхронизации осуществляется следующим образом если индикатор выборкиниже нижнего значения заранее установленного диапазона, а показатель качества сигнала соответствует требованиям к качеству, значениециклического счетчика выборок увеличивают на единицу если индикатор выборкивыше верхнего значения заранее установленного диапазона,значениециклического счетчика выборок уменьшают на единицу значение циклического счетчика выборок с периодомуменьшают на единицу, и в момент достижения счетчиком нулевого значения выделенный изсигнала символ считают достоверным. Предложенное определение показателя качества сигнала путем сравнения выделенных символов в двух последовательных выборках позволило исключить аппаратные регистры, верхний и нижний. Предложенное определение индикатора выборки позволило использовать простой циклический счетчик. Предложенная корректировка временной оси синхронизации позволила полностью исключить аппаратную реализацию этого этапа. Опытный образец устройства, реализующего способ, выполнен на электронных компонентах широкого применения. Практическая реализация заявляемого способа значительно упрощает аппаратную реализацию синхронизации выделения символов при демодуляциисигнала и значительно уменьшает время вхождения в синхронизм. Время синхронизации приемника и передатчика составляет не более 1 сек., что соответствует передаче 50-ти символовсигнала. Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод, что предлагаемое 3 22211 техническое решение является новым и не следует очевидным образом из известного уровня техники,что соответствует критерию изобретательский уровень, предъявляемому к изобретениям. В то же время,предлагаемое техническое решение соответствует критериям новизна и техническая применимость. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ синхронизации выделения символов при демодуляции(- ортогональное частотное уплотнение) сигнала, в котором проверяют показатель качества сигнала, проверяют индикатор выборки, и если показатель качества сигнала соответствует требованиям к качеству, а индикатор выборки находится за пределами заранее установленного диапазона,корректируют временную ось синхронизации, отличающийся тем, что определяют показатель качества сигнала путем сравнения выделенных символов в двух последовательных выборках и при их совпадении, 4 показатель качества считают соответствующим требованиям к качеству. 2. Способ по п.1 отличающийся тем, что определяют индикатор выборки путем считывания циклического счетчика выборок с периодом . 3. Способ по п.1 отличающийся тем, что корректировка временной оси синхронизации осуществляется следующим образом если индикатор выборки ниже нижнего значения заранее установленного диапазона, а показатель качества сигнала соответствует требованиям к качеству, значение циклического счетчика выборок увеличивают на единицу если индикатор выборки выше верхнего значения заранее установленного диапазона,значение циклического счетчика выборок уменьшают на единицу значение циклического счетчика выборок с периодомуменьшают на единицу, и в момент достижения счетчиком нулевого значения выделенный изсигнала символ считают достоверным.