Прийомопередавач,індикатор рівня достовірності для приймача та система вагової обробки сигналу

1. Приемопередатчик, рассчитанный на прием сигнала с цифровым кодированием, смодулиро ванного и переданного передатчиком по каналу передачи многолучевого направления, содержа щий антенну, предназначенную для преобразова ния указанного сигнала с цифровым кодирова нием, переданного по указанному каналу переда чи многолучевого направления, в электрический сигнал, представляющий указанный сигнал с циф ровым кодированием, отличающийся тем, что он включает в себя цепь преобразования частоты для понижающего преобразования частоты ука занного электрического сигнала, сформированно го антенной, с целью формирования таким обра зом сигнала, преобразованного с понижением час тоты; устройство выравнивания, предназначенное для выравнивания указанного преобразованного с понижением частоты сигнала после его приема приемником и для формирования откорректиро ванного сигнала, представляющего указанный сиг нал с цифровым кодированием до его модулиро вания и передачи передатчиком; синтезатор, предназначенный для формирования синтезиро ванного канала передачи с целью синтезирования процесса передачи частей указанного откорректи рованного сигнала, сформированного указанным устройством выравнивания, и для формирования таким образом синтезированного сигнала, предс тавляющего сигналы, переданные по определен ным трактам указанного канала многолучевого распространения; и изменяющее средство, пред назначенное для изменения значений частей указанного сигнала с цифровым кодированием, принятого приемником, в зависимости от значений соответствующих частей указанного синтезированного сигнала для ассоциирования таким образом уровня достоверности с указанным сигналом с цифровым кодированием, принятым приемником. 2 Индикатор уровня достоверности для приемника, рассчитанного на прием сигнала с цифровым кодированием, функционально обеспечивающий формирование взвешенного гибкого управляющего сигнала для ассоциирования уровня достоверности с частями указанного сигнала с цифровым кодированием, принятого приемником, отличающийся тем, что он включает в себя устройство выравнивания, предназначенное для выравнивания указанного сигнала с цифровым кодированием после его приема приемником и для формирования откорректированного сигнала, представляющего указанный сигнал с цифровым кодированием до его передачи; синтезатор, имеющий возможность формирования синтезированного сигнала передачи для синтезирования процесса передачи частей указанного откорректированного сигнала, сформированного указанным устройством выравнивания, и имеющая таким образом возможность формирования синтезируемого сигнала; и изменяющее средство, имеющее возможность изменения значений частей сигнала представляющего указанный сигнал с цифровым кодированием, принятый приемником, в зависимости от значений соответствующих частей указанного синтезированного сигнала для осуществления таким образом весовой обработки указанного сигнала с цифровым кодированием и формирования в результате указанного гибкого решающего сигнала. 3. Система весовой обработки сигнала для ассоциирования" уровня достоверности с частями сигнала связи, переданного по каналу передачи и принятого приемником, отличающаяся тем, что она содержит устройство выравнивания, имеющее возможность корректирования сигнала связи, принятого приемником, и формирующее откорректированный сигнал, представляющий сигнал связи до его передачи по каналу передачи; синтезатор, имеющий возможность формирования синтезированного канала передачи для синтезирования процесса передачи частей откорректированного сигнала, сформированного указанным устройством О со см 27342 выравнивания, и формирующий синтезированный сигнал, представляющий сигналы, переданные по некоторым путям прохождения сигнала канала передачи, и изменяющее средство, имеющее возможность изменения значений частей сигнала связи, переданного по каналу передачи и принятого приемником, в зависимости от значений соответствующих частей синтезированного сигнала, сформированного указанным синтезатором, для ассоциирования уровня достоверности с сигналом связи, принятым приемником 4 Система весовой обработки сигнала по п 3, от личающаяся тем, что устройство выравнивания представляет собой устройство оценки последо вательности по максимальному правдоподобию 5 Система весовой обработки сигнала по пп 3 или 4, отличающаяся тем, что указанное уст ройство выравнивания включает в себя преобра зователь комплексных значений в действитель ные, преобразующий сигнал связи в действитель ную форму когда сигнал связи представляет со бой комплексный сигнал связи 6 Система весовой обработки сигнала по пп 3, 4, или 5, отличающаяся тем, что указанный синте затор содержит по меньшей мере один адаптив ный фильтр 7 Система весовой обработки сигнала по п б, от личающаяся тем, что указанный адаптивный фильтр представляет собой фильтр с конечной импульсной характеристикой 8 Система весовой обработки сигнала по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный синтезатор включает в себя первый адаптивный фильтр, формирующий первый синте зированный сигнал со значениями уровней, представляющими уровни межсимвольной интерференции, возникающей на синтезированном канале передачи, и второй адаптивный фильтр, формирующий второй синтезированный сигнал, имеющий значение уровней, представляющие уровни изменяющегося по времени шума, возникающего на синтезированном канале передачи 9 Система весовой обработки сигнала поп 8, отличающаяся тем, что указанное изменяющее средство изменяет значение частей сигнала связи в зависимости от значений соответствующих частей как первого, так и второго синтезированных ретранслированных сигналов ТО Система весовой обработки сигнала по п 3, отличающаяся тем, что указанный синтезатор синтезирует комплексный модулированный сигнал 11 Система весовой обработки сигнала по любо му из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанное изменяющее средство вклю чает в себя сумматор, суммирующий части сигна ла связи, переданного по каналу передачи и при нятого приемником, и инверсных значений соот ветствующих частей синтезированного сигнала, сформированного синтезатором 12 Система весовой обработки сигнала по п 11, отличающаяся тем, что указанный сумматор формирует гибкий решающий выходной сигнал, в котором изменения значений частей сигнала, пе реданного по каналу передачи и принятого прием ником, представляют уровень достоверности, ас социируемый с сигналом связи, принятым прием ником Настоящее изобретение в целом относится к цифровым приемным устройствам, и, более конкретно, к системе и используемому в ней способу весовой обработки сигнала, принимаемого приемным устройством, с целью увязывания таким образом уровня достоверности с принятым сигналом Система связи, обеспечивающая передачу информации между двумя точками, включает в себя, как минимум, передающее устройство и приемное устройство, связанные каналом передачи, по которому может осуществляться передача информативного сигнала В одном из типов систем связи, системе радиосвязи, канал передачи представляет собой радиочастотный канал, связывающий передающее и приемное устройства Для передачи по радиочастотному каналу информативного сигнала (именуемого модулированным сигналом) этот сигнал должен быть преобразован в форму, удобную для передачи его по радиочастотному каналу Такое преобразование информативного сигнала в сигнал, удобный для передачи по радиочастотному каналу, осуществляется посредством процесса, именуемого модулированием, при котором информативный сигнал накладывается на радиочастотную электромагнитную волну Радиочастотная электромагнитная волна представляет собой волну синусоидальной формы, имеющую час тотную характеристику, лежащую в пределах диапазона значений частот, определяющих радиочастотный канал Радиочастотная электромагнитная волна обычно именуется несущим сигналом, и радиочастотная электромагнитная волна после модулирования ее информативным сигналом именуется модулированным информативным сигналом Модулированный информативный сигнал содержит сигнал связи, который может быть передан через свободное пространство Информационное наполнение полученного модулированного информативного сигнала занимает диапазон частот, сконцентрированных на частоте несущего сигнала, или в непосредственной близости от этой частоты Поскольку модулированный информативный сигнал может быть передан через свободное пространство по радиочастотному каналу для передачи таким образом информационного наполнения информативного сигнала между передатчиком и приемником системы связи, нет необходимости располагать передающее и приемное устройства в непосредственной близости друг от друга Для обеспечения передачи информативного сигнала по радиочастотному каналу передачи разработаны различные способы модуляции информативного сигнала по несущему сигналу К этим способам модуляции относятся амплитудная модуляция (AM), частотная модуляция (ЧМ), фазо 27342 вая модуляция (ФМ), частотная манипуляция (ЧМн), фазовая манипуляция (ФМн) и непрерывная фазовая манипуляция Одним из видов непрерывной фазовой манипуляции является манипуляция минимальным сдвигом по гауссову закону (ГМСМн) .Приемное устройство, осуществляющее прием модулированного информативного сигнала, содержит электрические схемные элементы предназначенные для детектирования, или для восстановления иным образом, информативного сигнала, наложенного модуляцией на несущий сигнал Обычно электрическая схема приемного устройства включает в себя схемные элементы (иногда образующие несколько каскадов или ступеней) для преобразования с понижением частоты принимаемого приемным устройством модулированного информативного сигнала, в дополнение к схемным элементам, предназначенным для детектирования, или для восстановления иным образом, модулированного информативного сигнала Процесс детектирования или восстановления информативной части модулированного информативного сигнала известен как демодуляция, и электрическая схема для осуществления демодуляции обычно называется схемой демодуляции или демодулятором Иногда и схема преобразования с понижением частоты, и демодулятор вместе определяются как схема демодуляции Возможно одновременное осуществление передачи множества модулированных информативных сигналов, при условии, что эти передаваемые модулированные информативные сигналы имеют несущие сигналы, различающиеся по частоте, и полученные модулированные информатив; ные сигналы не накладываются друг на друга пе частоте Более конкретно, частоты несущих сигналов одновременно передаваемых модулированных информационных сигналов должны быть разделены по частоте во избежание наложения информационного наполнения модулированного информативного сигнала (т е модуляционного спектра) на соответствующие сигналы, модулированные по несущим сигналам с частотами, имеющими близкие значения Приемное устройство включает в себя схемы настройки и фильтрации для обеспечения пропускания сигналов только определенных частот для последующего их преобразования с понижением частоты и для осуществления демодуляции сигналов в пределах определенной ширины полосы частотного пропускания Такие схемы настройки и фильтрации образуют полосы пропускания по частоте, обеспечивающие пропуск только тех сигналов, которые содержат частотные составляющие с величинами в пределах значений, определяемых полосой пропускания схем настройки и фильтрации Широкий диапазон частот, из которых может состоять несущий сигнал, на котором, в свою очередь, может быть смодулирован информативный сигнал, определяется как электромагнитный частотный спектр Официально электромагнитный частотный спектр разделен на частотные диапазоны, каждый из которых определяет некую полосу частот электромагнитного частотного спектра Частотные диапазоны затем разделяют на кана лы, которые образуют собой каналы передачи системы связи Официальные органы осуществляют контроль за передачей радиочастотных сигналов в пределах определенных частотных диапазонов электромагнитного частотного спектра с целью максимального сокращения интерференции между одновременно передаваемыми модулированными информативными сигналами В частности в США для осуществления радиотелефонной связи выделены участки частотного диапазона с шириной в 100 МГц, расположенного между частотами в 800 МГц и 900 МГц Радиотелефонная связь может, например, осуществляться с использованием радиотелефона, задействованного в сотовой системе связи Такой телефон содержит электрические схемы позволяющие одновременно осуществлять генерирование и прием модулированных информативны* сигналов, обеспечивая таким образом возможность одновременной двухсторонней связи между радиотелефоном и удаленным от него приемным устройством В целом, сотовая система связи формируется размещением множества базовых станций на определенных расстояниях друг от друга в пределах заданной территории Каждая базовая станция содержит электрические схемы, предназначенные для приема модулированных информативных сигналов, передаваемых одним или несколькими радиотелефонами, и для передачи модулированных информативных сигналов на один или несколько радиотелефонов Поскольку и базовая станция и радиотелефон позволяют осуществлять и передачу, и прием модулированных информативных сигналов, это обеспечивает возможность дуплексной связи между радиотелефоном и базовой станцией Место размещения каждой из базовых станций сотовой системы связи подбирается тщательно таким образом, чтобы по меньшей мере одна базовая станция располагалась в пределах дальности передачи радиотелефона, находящегося в любой точке в пределах указанной заданной территории Учитывая разнесенность базовых станций в пространстве, участки заданной территории, на которой размещаются эти базовые станции, сообщаются, соответственно, с индивидуальными станциями из их общего количества Участки территории, расположенные в непосредственной близости к каждой из разнесенных в пространстве индивидуальных базовых станций, определяют собой "ячейки" ("соты"), тогда как множество "ячеек", каждая из которых связана со своей базовой станцией, вместе образуют, соответственно, географическую территорию, охваченную сотовой системой связи Радиотелефон, располагающийся в пределах любой из ячеек сотовой системы связи, имеет возможность передавать модулированные информативные сигналы по меньшей мере на одну из базовых станций и принимать от нее такие сигналь) Обычно связь между радиотелефоном и базовой станцией включает в себя передачу и сигналов данных, и речевых сигналов, которые как поочередно, так и одновременно передаются по одному или нескольким каналам передачи Передаваемые между базовой станцией и радиотелефоном 27342 данные содержат командную информацию, определяющую осуществление радиотелефоном приема и передачи сигналов по заданным радиочастотным каналам Кроме этого, между базовой станцией и радиотелефоном передаются сигналы, обеспечивающие синхронизацию, что гарантирует прием переданного конкретной базовой станцией модулированного информативного сигнала конкретным радиотелефоном Все возрастающее применение сотовых систем связи привело, во многих случаях, к полному задействованию каждого из выделенных каналов передачи в пределах частотного диапазона, отведенного для сотовых систем радиотелефонной связи Как следствие, предлагается множество идей более эффективного использования частотного диапазона, отведенного для радиотелефонной связи Более эффективное использование выделенного для радиотелефонной связи частотного диапазона позволяет увеличить пропускную способность сотовой системы связи Одним из таких средств, обеспечивающих повышение пропускной способности сотовой системы связи, является применение методов цифровой модуляции При преобразовании информативного сигнала в цифровую форму единичный канал передачи может использоваться для осуществления передачи в последовательном режиме, более одного информативного сигнала Поскольку по единичному каналу передачи становится возможным передавать более одного информативного сигнала, пропускная способность существующего частотного диапазона может быть увеличена вдвое и более Обычно аналоговый информативный сигнал преобразуется в цифровую форму (например, с помощью аналого-цифрового преобразователя) и затем кодируется с использованием соответствующей методики кодирования Затем кодированный сигнал модулируется для передачи таким образом информативного сигнала по радиочастотному каналу Одним из способов модулирования, который может эффективно использоваться для обеспечения передачи цифрового сигнала, является упоминавшаяся манипуляция минимальным сдвигом по гауссовому закону (ГМСМн) Более подробно этот способ модуляции рассматривается в работе, озаглавленной "Цифровая фазовая модуляция", Дж Б Андерсон, Т Олин и К Е Сандберг, Пленум Пресс, 1986 г Передача любого сигнала по радиочастотному каналу передачи чревата появлением ошибок, обусловленных шумами и иными помехами, являющимися следствием прохождения сигнала по каналу передачи Шум, например, вызывается присутствием паразитных сигналов и иных импульсных помех Другие помехи возникают, например, как результат отражения переданных сигналов от природных объектов и объектов, созданных человеком Такое отражение переданных сигналов приводит к тому, что один и тот же сигнал принимается приемным устройством в разное время (так называемая задержка или запаздывание сигнала), в зависимости от пути, по которому сигнал передается к приемному устройству Например, переданный сигнал, будучи отраженным от объекта с увеличением длины пути прохождения сигна ла между передатчиком и приемником на четыре пятых мили (1,3 км), приходит к приемнику в результате увеличения длины пути прохождения с задержкой в четыре микросекунды Увеличение длины путей прохождения сигналов приводит к соответствующим увеличениям времени задержки Вследствие такой задержки сигнала реально получаемый приемником сигнал в действительности представляет собой сумму множественных отражений единичного переданного сигнала, проходящего к приемнику по множеству различных путей Канал передачи поэтому зачастую определяется как канал "многолучевого распространения" Такого рода задержки приводят к наложению помех на сигнал Когда переданный сигнал представляет собой сигнал с цифровым кодированием, такие интерференционные помехи, возникающие как следствие передачи сигнала по каналу многолучевого распространения, приводят к помехам, известным под названием межсимвольной интерференции Поскольку используемые в сотовой системе связи сигналы цифрового кодирования передаются со скоростью свыше 270 килобит в секунду, даже такая малая задержка, как задержка в четыре микросекунды, упоминавшаяся выше, может привести к значительным величинам межсимвольной интерференции Поскольку передаваемый сигнал цифрового кодирования подвергается кодированию для увеличения избыточности сигнала, некоторые из ошибок, возникающих в результате такой межсимвольной интерференции (равно как и ошибки, являющиеся следствием других шумов), устраняются в ходе процесса декодирования сигнала, принимаемого приемником Однако поскольку каждая ошибка, появляющаяся в результате межсимвольной интерференции и, в свою очередь, приводящая к ошибочному декодированию сигнала, снижает качество связи между передатчиком и приемником, крайне желательным становится выявление наличия таких ошибок или обеспечение индикации вероятности такой ошибки Схемы коррекции, в том числе и использующие программное обеспечение, известны в практике, и используются для компенсации результатов передачи сигнала по каналу многолучевого распространения Например, в заявке на выдачу патента США № 422 177 от 13 10 89 "Программное декодирование с выравниванием канала", авторы Д Е Борт, Ф Д Раски и Дж П Лабедз, и в заявке на выдачу патента США № 442 971 от 29 11 89 "Декодирование с программной координатной сеткой", автор Д Е Борт, описаны системы, использующие схемы коррекции для компенсации воздействия межсимвольной интерференции, обусловленного передачей сигнала по каналу многолучевого распространения Схема выравнивания канала, используемая в каждой из приведенных заявок, образована устройством оценки последовательности по максимальному правдоподобию (ОПМП) Схема ОПМП осуществляет оценку последовательностей переданного сигнала в ответ на реально принятый приемником сигнал В целом схема ОПМП (равно как и устройство оценки другого типа) задействуется для устранения межсимвольной интерференции, возникающей в 27342 результате передачи сигнала по каналу многолучевого распространения. Формируемый схемой ОПМП сигнал затем подается на схему декодирования приемника. Схема декодирования осуществляет декодирование скорректированного сигнала (и в примере со схемой ОПМП, сигнала, прошедшего оценку) с целью исключения избыточности, специально заложенной в сигнал схемой кодирования передатчика. Работа схемы ОПМП более подробно изложена в работе, озаглавленной "Адаптивное приемное устройство с оценкой последовательности по максимальному правдоподобию для систем передачи данных с модуляцией несущей", автор Г. Унгербек, и опубликованной в Материалах IEEE по связи, том СОМ-22, стр 624-635, май 1974 г Рассмотренная в этой работе схема ОПМП включает в себя согласованный фильтр, на который подается принятый приемным устройством сигнал (после его преобразования с понижением частоты и демодуляции соответствующими схемами преобразования и демодулирования), и алгоритм Витерби, который подается вместе с сигналом, проходящим через согласованный фильтр. Алгоритм Витерби формирует сетку возможных путей прохождения сигнала, конкретная матрица которой используется для формирования последовательности (или потока) данных. Поскольку сигнал на выходе из алгоритма Витерби представляет собой последовательность информационных битов, выход схемы ОПМП представляет собой жесткий решающий сигнал (т. е. сигнал, состоящий из последовательности битов цифровых значений). Хотя переданный сигнал представляет собой сигнал цифрового кодирования, информативный сигнал после его модулирования на синусоидальном несущем сигнале представляет собой аналоговый сигнал. Поскольку возможные значения, из которых может состоять реально передаваемый сигнал цифрового кодирования, являются конечными (например, когда сигнал цифрового кодирования представляет собой двоичный сигнал, такой сигнал цифрового кодирования может состоять только из двух возможных значений), выходной сигнал схемы ОПМП состоит из соответствующего числа возможных значений. Алгоритм Витерби схемы ОПМП преобразует сигнал цифрового кодирования, подаваемый на схему в аналоговой форме, в последовательность данных. Такое преобразование и последующее использование результирующей последовательности данных, формируемой алгоритмом Витерби, не обеспечивает полное использование всей информации сигнала, подаваемого на схему ОПМП. В частности, сигнал, реально поступающий на схему ОПМП и проходящий через согласованный фильтр, являющийся составной частью схемы, может сравниваться с последовательностью данных, формируемой алгоритмом Витерби схемы ОПМП. Такое сравнивание может использоваться для индикации уровня достоверности, ассоциируемого с подаваемым на схему декодирования приемника сигналом, для определения таким образом уровня достоверности, при котором полученный сигнал может считаться точным. Такая индикация может использоваться для последующего снижения уровня ошибок, являющихся следствием межсимвольной интерференции, вызванной передачей сигнала по каналу многолучевого распространения, и приводящих к ухудшению качества связи. В связи с изложенным существует потребность в разработке системы, обеспечивающей оптимальное использование сигнала, принимаемого цифровым приемником, для максимального сокращения количества ошибок, появляющихся в переданном по каналу многолучевого распространения сигнале в результате шумов и/или межсимвольной интерференции. Таким образом, настоящее изобретение предлагает систему весовой обработки сигнала для ассоциирования уровня достоверности с сигналом связи, передаваемым по каналу многолучевого распространения и принимаемым цифровым приемным устройством. Кроме того, настоящее изобретение предлагает средство индикации уровня достоверности для рассчитанного на прием сигнала цифрового кодирования приемника, задействуемое для формирования взвешенного гибкого решающего сигнала для ассоциирования уровня достоверности с частями принимаемого приемником сигнала цифрового кодирования. Настоящее изобретение также предлагает приемопередающее устройство, рассчитанное на прием сигнала цифрового кодирования, включающее в себя средство индикации уровня достоверности, задействуемое для формирования взвешенного гибкого решающего сигнала, которые ассоциирует уровень достоверности с частями сигнала цифрового кодирования, принимаемого приемником. Настоящее изобретение также предлагает способ ассоциирования уровня достоверности с частями сигнала связи, передаваемого по каналу передачи и принимаемого приемником. В соответствии с настоящим изобретением, здесь излагается система весовой обработки сигнала для ассоциирования уровня достоверности с частями сигнала связи, передаваемого по каналу передачи и принимаемого приемным устройством. Система включает в себя устройство выравнивания для коррекции сигнала связи после получения его приемником и для формирования откорректированного сигнала, представляющего сигнал связи до его передачи по каналу передачи. Синтезированный канал передачи синтезирует процесс передачи откорректированного сигнала, сформированного устройством выравнивания, и формирует синтезированный ретранслированный сигнал. Значения частей сигнала связи, транслируемого по каналу передачи и принимаемого приемником, изменяются в соответствии со значениями соответствующих частей синтезированного ретранслированного сигнала, сформированного синтезированным каналом передачи, для ассоциирования таким образом уровня достоверности с сигналом связи, принимаемым приемником Сущность настоящего изобретения поясняется прилагаемыми чертежами, где* На фиг.1 показана блок-схема системы связи, предназначенной для передачи и приема информативных сигналов цифрового кодирования, 27342 где канал передачи представляет собой канал многолучевого распространения На фиг 2 показана упрощенная блок-схема системы по настоящему изобретению На фигЗ показана функциональная блоксхема фильтра с конечной импульсной характеристикой, являющегося частью системы по настоящему изобретению На фиг 4 показана блок-схема системы по настоящему изобретению, предназначенная для ассоциирования уровня достоверности с сигналом связи, представляющим собой ГМСМн-модулированный сигнал На фиг 5 представлена блок-схема альтернативного варианта выполнения системы по настоящему изобретению для ассоциирования уровня достоверности с сигналом связи, представляющим собой ГМСМн-модулированный сигнал, где для исключения межсимвольной интерференции из. переданного по каналу многолучевого распространения сигнала используется фильтр действительных чисел На фиг 6 показана блок-схема еще одного альтернативного варианта выполнения системы по настоящему изобретению для ассоциирования уровня достоверности с частями сигнала связи, переданного по каналу передачи многолучевого распространения, где помехи дополнительно вызываются присутствием изменяющегося по времени шума, например шума, вызванного внутриканальной помехой На фиг 7 показана блок-схема приемопередатчика, в котором используется система по настоящему изобретению, На фиг 8 показана логическая схема последовательности операций, представляющая операции способа по настоящему изобретению Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения На блок-схеме, представленной на фиг 1, показана система связи, в целом обозначенная поз 20 Система связи 20 задействуется для передачи и для приема информативных сигналов цифрового кодирования Источник аналоговой информации, показанный на схеме блоком 24, предсдавляет источник информационного сигнала, например, речевого сигнала или сигнала данных В тех случаях, когда источник информации 24 представляет собой источник речевого сигнала, он включает в себя преобразователь или иные соответствующие схемные решения для преобразования речевого сигнала в электрический сигнал с требуемыми характеристиками Информативный сигнал, формируемый источником аналоговой информации 24, подается на кодирующую схему 28 исходной информации Кодирующая схема 28 преобразует подаваемый на нее источником информации 24 информативный сигнал в цифровой сигнал Кодирующая схема 28 может, например, включать в себя аналого-цифровой преобразователь, формирующий цифровой сигнал при поступлении на него аналогового информативного сигнала формируемого источником информации 24 Цифровой сигнал, сформированный кодирующей схемой 28, подается на схему внутриканального кодирования 32 В качестве альтерна тивного варианта, сигнал от источника цифровой информации может подаваться непосредственно на схему внутриканального кодирования 32 Схема внутриканального кодирования 32 осуществляет кодирование поступающего на нее цифрового сигнала в соответствии с заданной методикой кодирования Схема внутриканального кодирования 32 состоит из блока и/или цифрового конвольвера (сверточной кодирующей схемы), предназначенного для преобразования подаваемого на нее цифрового сигнала в кодированную форму с целью увеличения таким образом избыточности цифрового сигнала При увеличении избыточности цифрового сигнала вызванные процессом передачи ошибки и другие искажения сигнала, возникающие в ходе передачи сигнала, имеют меньшую вероятность привести к ошибочной интерпретации переданного сигнала Кодированный сигнал, сформированный схемой внутриканального кодирования 32, подается на модулятор 36 Модулятор 36 осуществляет модулирование поданного на него кодированного сигнала по несущей частоте в соответствии с заданной методикой модуляции Как уже упоминалось ранее, одной из таких методик модуляции, пригодной для модулирования цифрового кодированного сигнала, является методика манипуляции минимальным сдвигом по гауссовому закону (ГМСМн) Источник информации 24, кодирующая схема исходной информации 28, схема внутриканального кодирования 32 и модулятор 36 вместе составляют передающий блок, в целом обозначенный поз 40 и показанный штрих-пунктиром, связи 28 Модулятор 36 передающего блока 40 формирует модулированный информативный сигнал, который может передаваться через эфир по каналу передачи 44, показанному на рисунке штрихпунктиром Как уже отмечалось выше, канал передачи обычно представляет собой канал многолучевого распространения, и модулированный информативный сигнал, поступающий от модулятора 36, в действительности передается по множеству путей прохождения, представленных на схеме удлиненными прямоугольниками 48А, 48В 48N Только один из этих путей является прямым, тогда как остальные пути прохождения сигнала могут в случае передачи по ним сигнала явиться источниками межсимвольной интерференции Как вариант, прямого пути прохождения сигнала может не быть Пути прохождения сигнала, обозначенные прямоугольниками 48A-N, представляют собой пути следования сигнала канала многолучевого распространения, каковым является канал передачи 44 Как отмечалось выше, поскольку индивидуальные пути канала многолучевого распространения, по которому осуществляется передача многолучевого информативного сигнала, имеют различную длину, время, необходимое для передачи модулированного информативного сигнала по различающимся путям следования 48A-48N, также различно Кроме того, канал многолучевого распространения, каковым является канал передачи 44, не свободен от помех, и эти помехи накладываются на модулированный информативный сигнал в ходе его передачи по индивидуальным путям следования 48A-48N канала 27342 44. Такие помехи обозначены на блок-схеме стрелкой 52 и включают в себя, например, помехи, вызванные тепловым шумом, или внутриканальные помехи. И помехи, обусловленные передачей сигнала по каналу многолучевого распространения, и помехи, налагающиеся в ходе процесса передачи, приводят, в отсутствие соответствующих средств компенсаций в приемном устройстве, к снижению качества связи между передатчиком и приемником Модулированный информативный сигнал, переданный по путям гледования 48A-48N канала передачи 44, поступ іет на демодулятор 56 Хотя это не показано на схеме, по поступлении модулированный информативный сигнал может вначале направляться на схему преобразования с понижением частоты ДЛИ соответствующего частотного эфеобразсвания принятого сигнала. Демодулятор 56 выполняем демодулирование принятого сигнала и форм^ует демодулированный сигнал, который подается а схему выравнивания канала 60 Схема выравнивания канала 60 осуществляет коррекцию по межсимвольной интерференции, наложившей я на модулированный информативный сигнал в результате его передачи по каналу многолучевого распространения. Схема выравнивания канала 60 формирует сигнал, который подается на внутриканальный декодер 64. Внутриканальный декодер 64 соответствует схеме внутриканального кодирования 32 передатчика 40, но задействуется для декодирования кодированного сигнала. Внутриканальный декодер 64 формирует декодированный сигнал, имеющий цифровую форму, который подается на декодер исходной информации 68 Декодер исходной информации 68 преобразует подаваемый на него цифровой сигнал в форму, удобную для подачи на приемник информации 72. Приемник информации 72 может, в частности, включать в себя наушник телефона или громкоговоритель приемного устройства, или иной аналогичный преобразователь, удобный для преобразования электрического сигнала, содержащего формируемый декодером исходной информации 68 декодированный сигнал, в удобную для восприятия человеческим ухом форму. (Как альтернативный вариант, для цифровой информации, внутриканальный декодер 64 может подавать декодированный сигнал непосредственно на приемник информации 72) Демодулятор 56, внутриканальный декодер 64, декодер исходной информации 72 вместе образуют приемное устройство системы связи 20, показанное штрих-пунктиром и обозначенное поз. 76 Схема выравнивания канала 60 включает в себя систему весовой обработки сигнала по настоящему изобретению, где уровень достоверности ассоциируется с подаваемым на схему демодулированным сигналом. Выходной сигнал, формируемый схемой выравнивания канала 60, образует гибкий решающий сигнал, который, будучи подан на внутриканальный декодер 64, обеспечивает декодер информацией об уровне достоверности сигнала, позволяя осуществлять более точное декодирование сигнала. На фиг.2 представлена в упрощенной форме блок-схема системы весовой обработки сигнала по настоящему изобретению Сигнал связи, пе реданный по каналу передачи, например, по каналу передачи 44 по фиг.1, и принятый приемником, демодулируется и подается по цепи 86 на согласованный фильтр 92. Согласованный фильтр 92 предпочтительно представляет собой адаптивный фильтр и согласуется с каналом многолучевого распространения Весовые коэффициенты (множители) согласованного фильтра 92 подаются на него по цепи 98 Подаваемые на фильтр 92 по цепи 98 весовые коэффициенты представляют собой функции импульсной характеристики канала, которые могут, в частности, быть определены операцией зондирования канала. Следует также заетить, что демодулированный сигнал, подаваемый на фильтр 92 по цепи 86, может состоять из цифровы сигналов, включая цифровые сигналы, сое оящие из большого числа различных дискретных уровней, предназначенных для аппроксимации таким образом аналогового сигнала Поэтому отфильтрованный сигнал, формируемый согласованным фильтром 92 по цели 104, может сходным образом аппроксимировать сигнал аналоговой формы, несмотря на то, что информационное наполнение сигнала представляет собой цифровую кодированную последовательность. Цепь 104 подключена к алгоритму Витерби 110 для подачи на него сигнала, формируемого согласованным фильтром 92. Согласованный фильтр 92 задействуется для расширения полезной части принятого сигнала. На алгоритм Витерби 110 по цепи 112 подаются весовые коэффициенты, которые являются функциями импульсной характеристики канала. Согласованный фильтр 92 и алгоритм витерби 110 вместе образуют устройство оценки последовательности по максимальному правдоподобию (ОПМП), показанные на схеме штрих-пунктиром и обозначенное поз. 116. Устройство ОПМП 116 аналогично устройству оценки последовательности по максимальному правдоподобию, описанному в упоминавшейся работе Унгербека Устройство ОПМП 116 предпочтительно реализуется в ферме программного алгоритма, заложенного в процессор; как альтернативный вариант, конечно, устройство ОПМП 116 может быть реализовано в форме схемных решений. Следует заметить, что хотя каждый из рассматриваемых здесь предпочтительных вариантов осуществления изобретения имеет своей составной частью устройство ОПМП, настоящее изобретение может в качестве альтернативы включать в себя другие схемы выравнивания, например, подобные ОПМП, или схемы выравнивания с решающей обратной связью. Алгоритм Витерби 110, как это принято в практике, формирует сетку (матрицу), которая обеспечивает оценку последовательностей данных при поступлении по цепи 104 сигнала цифрового кодирования. Последовательности данных формируют жесткий решающий сигнал, который подается на цепь 122 Последовательность данных, образующая жесткий решающий сигнал, подаваемый по цепи 122, представляет собой оценку последовательности данных по реальному состоянию передачи (т. е. принятый сигнал за вычетом искажений, вызванных передачей сигнала по каналу многолучевого распространения) Однако, когда в результате передачи по каналу многолуче 27342 вого распространения в переданном сигнале появляются значительные помехи, вызванные, например, шумом, рэлеевским затуханием, и/или внутриканальными помехами, оценка последовательности, сформированная устройством ОПМП 116, может включать в себя ошибочные значения оценки переданного сигнала. Из-за того, что такие ошибочные оценки, попадая в декодер приемника, приводят к неверному декодированию действительного переданного сигнала, качество связи снижается. Поэтому желательно осуществление дополнительной коррекции с целью сведения к минимуму ухудшения качества связи между передатчиком и приемником. Поэтому, в соответствии с настоящим изобретением, вместо того, чтобы подавать формируемый устройством ОПМП 116 жесткий решающий сигнал непосредственно на схему декодирования, цепь 122 подключена к схеме поэлементного двоичного преобразования 128. Схема поэлементного преобразования 128 преобразует подаваемые по цепи 122 последовательности данных (состоящие из логических нулей и логических единиц) в арифметические положительные и отрицательные значения Более конкретно, логические нули преобразуются в положительные единицы (т. е +1), а логические единицы преобразуются в отрицательные единицы (т е -1). Подобно выполнению устройства ОПМП 116, схема поэлементного преобразования предпочтительно реализуется в форме программного алгоритма, закладываемого в процессор, однако в качестве альтернативы схема поэлементного преобразования 128 может быть реализована в форме электрического схемного обеспечения. Схема поэлементного преобразования 128 формирует жесткий решающий выходной сигнал, который по цепи 134 подается на фильтр 140. Фильтр 140 представляет собой адаптивный фильтр, образованный фильтром с конечной импульсной характеристикой (КИХ), который, так же как и согласованный фильтр 92 и алгоритм Витерби 110, получает весовые коэффициенты (здесь по цепи 146), являющиеся функциями импульсной характеристики канала многолучевого распространения, которые, аналогично, предпочтительно определяются операцией зондирования канала. Фильтр 140 задействуется для воссоздания характеристик канала многолучевого распространения, по которому был передан сигнал связи, за исключением воссоздания прямого пути следования сигнала. Соответствующий подбор весовых коэффициентов, подаваемых по цепи 146, препятствует воссозданию прямого пути следования сигнала по каналу многолучевого распространения. Следует также заметить, что в предпочтительном варианте осуществление настоящего изобретения с учетом того, что согласованный фильтр 92 концентрирует энергию поступающего на него сигнала, фильтр 140 рассчитан не только на воссоздание канала многолучевого распространения, но и на компенсирование работы согласованного фильтра 92. По сути, фильтр 140 синтезирует канал многолучевого распространения (за исключением воссоздания прямого пути прохождения сигнала), по которому был передан сигнал связи. Подобно устройству ОПМП 116 и схеме поэлементного преоб разования 128, фильтр 140 предпочтительно реализуется в форме алгоритма, предусмотренного в процессоре; как альтернатива, фильтр 140 может реализоваться в форме схемного обеспечения. Формируемый фильтром 140 сигнал является инвертированным и подается на сумматор 158. На сумматор 158 дополнительно подается выходной сигнал, формируемый согласованным фильтром 92 устройства ОПМП по цепи 104, после его соответствующей задержки по времени с помощью элемента задержки 164. Элемент задержки 164 обеспечивает задержку выходного сигнала согласованного фильтра, подаваемого по цепи 104, на временной интервал, соответствующий операционному временному интервалу вычислений, необходимому для работы алгоритма Витерби 110, схемы поэлементного преобразования 128 и фильтра 140 таким образом, чтобы сигналы, поступающие на сумматор 158, соответствовали друг другу. Как показано на рисунке, ответвление 170 цепи 104 подсоединено к элементу задержки 164, и задержанный сигнал, сформированный элементом задержки 164, подается на сумматор 158 по цепи 176. Снова можно заметить, что и сумматор 158, и элемент задержки 164 предпочтительно реализуются в форме алгоритма, предусмотренного в процессоре. Сигнал, подаваемый на сумматор 158 по цепи 176, представляет собой отфильтрованный сигнал, сформированный согласованным фильтром 92 и задержанный по времени элементом задержки 164 Сигнал, подаваемый на сумматор 158 по цепи 152, представляет собой оценку последовательности данных, выраженной в арифметической форме и отфильтрованной фильтром 140, имеющим весовые коэффициенты фильтрации, соответствующие характеристикам канала многолучевого распространения, по которому осуществляется передача сигнала связи. Поскольку фильтр 140 задействуется для синтезирования частей канала многолучевого распространения, за исключением прямого пути прохождения сигнала, поступающий по цепи 152 сигнал представляет собой сигналы, передаваемые по этим частям канала многолучевого распространения, за исключением сигнала, проходящего по прямому пути следования. Суммирование сигналов, поступающих на сумматор 158 по цепям 152 и 176, приводит к изменению значений отфильтрованного задержанного сигнала (поступающего на сумматор 158 по цепи 176) на величину сигнала, поступающего на сумматор 158 по цепи 152. Поскольку сигнал, поступающий по цепи 176, включает в себя значения, представляющие сигнал, проходящий по прямому пути следования, выходной сигнал сумматора 158, подаваемый по цепи 184, содержит только значения, представляющие сигнал, проходящий по прямому пути следования. Значения сигналов, представляющих сигналы , переданные по другим путям следования канала многолучевого распространения, вычитаются сумматором 158 Уровень достоверности ассоциируется со значениями сигналов цифрового кодирования, соответствующими величине сигнала, формируемого в цепи 184 Подача такого сигнала на схему внутриканального декодирования, представленную на рисунке блоком поз. 190, позволяет осуществить более точное декоди 27342 рование сигнала, уменьшая таким образом уровень ошибок декодирования и повышая качество получаемого сигнала связи. Декодер 190 представляет собой, предпочтительно, гибкий решающий декодер Витерби, если в качестве схемы внутриканального кодирования 32 по фиг 1 исг пользуется цифровой конвольвер. На фиг. 3 представлена блок-схема трехотводного фильтра с конечной импульсной характеристикой (КИХ), аналогичного по конструкции фильтру 140 по фиг 2. Хотя в предпочтительном варианте осуществления изобретения фильтр 140 представляет собой девятиотводный фильтр, работа показанного на фиг.З трехотводного фильтра аналогична работе девятиотводного фильтра На трехотводный КИХ-фильтр по фиг. З, в целом обозначенный поз. 240, подается входной сигнал по цепи 234 Сигнал по цепи 234 подается последовательно на элементы задержки 248 и 254. Сигнал, идущий по цепи 234, также подключен к коэффициентному блоку 260 для подачи сигнала на этот блок; сторона выхода элемента задержки 248 подсоединена к коэффициентному блоку 264 для подачи на этот блок задержанного сигнала, сформированного элементом задержки 248; и сторона выхода элемента' задержки 254 подсоединена к коэффициентному блоку 268 для подачи на этот блок задержанного сигнала, сформированного элементом задержки 254 На коэффициентные б.локи 260-268 дополнительно подаются входные сигналы по цепям 272, 276 и 280, соответственно, значения которых соответствуют весовым коэффициентам, которые являются функциями импульсной характеристики канала. Выходные сигналы коэффициентных блоков 260, 264 и 268 далее подаются на сумматор 282. Сумматор 282 суммирует поступающие на него сигналы и формирует выходной сигнал, подаваемый по цепи 284 В отношении описываемых здесь и далее предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения следует заметить, что центральный отвод фильтра (здесь - выходной ' сигнал, формируемый коэффициентным блоком 264) несет сигнал с нулевым значением, поскольку подаваемый на него входной сигнал имеет нулевое значение Когда сигнал, подаваемый по цепи 234 на фильтр 240, представляет собой жесткий решающий сигнал, образованный последовательностью' битовых значений, подача такой последовательности на элементы задержки 248-254 приводит к тому, что сигналы на выходе соответствующих блоков имеют значения, соответствующие смежным битам последовательности данных, подаваемой по цепи 234. Девятиотводный КИХ-фильтр аналогичен фильтру 240 по фиг. 3, однако он состоит из восьми элементов задержки, а не из двух элементов задержки (т. е. элементов 248-254), как показано на фиг. 3. Число коэффициентных блоков тоже соответственно увеличивается. Если говорить о показанном на рис. 3 трехотводном КИХфильтре, то здесь входной сигнал и сигналы на выходе каждого из элементов задержки, которые имеют значения, соответствующие трем последовательным битам потоков данных, подаваемых на них, проходят весовую обработку на соответствующих коэффициентных блоках 260, 264 и 268. Когда весовые коэффициенты блоков 260, 264 и/или 268 имеют нулевые значения, на сумматор от этого блока не поступает никакой результирующий сигнал Нулевой коэффициент показывает отсутствие межсимвольной интерференции на этом конкретном пути прохождения сигнала. Однако когда межсимвольная интерференция возникает как следствие процесса передачи сигнала по каналу многолучевого распространения, значения сигналов на коэффициентных блоках 260-268 не равны нулю Например, если выходной сигнал элемента задержки 248 рассматривается как "текущий информационный бит", - сигнал, подаваемый по цепи 234 является поэтому указателем значения "последующего информационного бита", а сигнал на выходе элемента задержки 254 является указателем значения "предшествующего информационного бита". Суммированный сигнал, формируемый в цепи 284, является поэтому суммой взвешенных значений текущего информационного бита и значений последующего и предшествующего информационных битов, чем синтезируется эффект передачи сигнала по каналу многолучевого распространения. Девятиотводный КИХ-фильтр аналогичным образом синтезирует процесс передачи сигнапа по каналу многолучевого распространения, однако формирует сигнал, свидетельствующий о помехах, вызванных большим числом информационных битов. На фиг. 4 показана блок-схема системы весовой обработки (взвешивания) сигнала по настоящему изобретению, которая ассоциирует уровень достоверности с частями сигнала'связи, когда сигнал связи модулируется с использованием ГМСМн-модуляции с дифференциальным кодированием Более подробно принципы дифференциального кодирования сигнала изложены в документе, озаглавленном "GSM-рекомендации 05. 04: Модулирование." Сигнал, модулированный с использованием ГМСМн-модуляции с дифференциальным кодированием, может быть математически представлен следующим уравнением: x(t)= I (-1 )Wi P (t-2kT)cos(oct) k=1 + I (-1) (t-2kT+T)sin((ttct) k=1 где: сію информационные биты недифференциального кодирования со значением ±1 ; юс - несущая частота в рад/сек; Т - период бита; и p(t) - эквивалентный импульс полосы частот модулирующих сигналов, который может быть приблизительно представлен выражением p(t) = cos(nt/2T). когда -Т < t < Т, и ноль во всех остальных случаях. При использовании комплексной записи x(t) может быть представлен следующим образом: x(t) = Re [ I jk+1akp(t-(k+1)T)einiCt] = Re [X(t)J к=1 где X(t) представляет собой комплексную форму (аналитическую форму) действительного сигнала x(t), а Re[ ] - оператор, формирующий действи 27342 тельную часть комплексного числа внутри скобок ная характеристика согласованного фильтра может быть определена следующим уравнением: gmf(t) = h*(-t) где надстрочный значок* относится к операции комплексного сопряженного, и h(t) -характеристика всего канала, как изложено выше. Согласованный фильтр 292 формирует по цепи 304 отфильтрованный комплексный сигнал, дискретная выборка которого осуществляется каждый Т-период, и который может быть математически представлен следующим уравнением: Когда такой ГМСМн-модулированный сигнал поступает на ГМСМн-приемник, схемы демодуляции (и, в частности, квадратный демодулятор) приемника задействуются для удаления из первого из вышеприведенных уравнений членов с косинусным и синусным коэффициентами, или равным образом, для удаления члена е1"0' из второго из вышеприведенных уравнений умножением на множитель e-J