Нестандартный подход к построению системы связи, а так ли нужен RRC ? Опции

[des00]

В размышлениях о ресурсе модема натолкнулся на мысль, что, если отойти от классических RRC - RRC и заменить их обычными фильтрами найквиста. Это позволит уменьшить требуемый ресурс на фильтры в ~2 раза.
Да, при этом возникнет межсимволка, но :
1. она будет не большой, завал АЧХ не более 3-х дБ на верхней частоте спектра
2. при работе реальных модемов согласованность RRC_Tx и RRC_Rx условная. шумы, линейные искажения, точность работы систем восстановления тактовой и несущих частот и т.д. сделают свое черное дело.
3. Эта межсимволка имеет постоянное значение, значит ее можно вычислить и заложить в корректор, но этот корректор может работать на частоте в 2 раза ниже чем фильтры и весить меньше.

Сделал модельку, но вместо корректора поставил TSE эквалайзер. Результаты в приложении, все как бы работает. Вот думаю как подойти к рассчету статического корректора, по идее нужно сделать что-то вроде DFE эквалайзера который подавит МСИ. Может у кого есть идеи как к этому подступиться?

Прикрепленные файлы

 check_RC_RC_system.zip ( 13.48 килобайт ) Кол-во скачиваний: 29

 

[des00]

Только неиспользование RRC к шумам не оптимально. Если шумы не критичны, в телефонных модемах, так и поступают - приподнятый косинус ставят весь на приемном конце

А что тогда у них стоит на передающем? или вы ошиблись?. Два RC фильтра будут и по шумам хорошо работать, т.к. шумовая полоса по уровню -3дБ будет та же.

За счёт чего экономия такая достигается?

за счет уменьшения количества коэффициентов. например для скругления 10% RRC фильтр будет порядка 100 коэффициентов, а RC где то 50.

Оптимальный корректор зависит не только от МСИ но и от шума.

вот и думаю в направлении поставить корректор и эквалайзер. корректор чтобы скомпенсировать МСИ внесенную приемным RC фильтром, ну а эквалайзер для всего остального.

И если не ошибаюсь теоретически достижимый BER с контролируемой МСИ будет будет хуже чем с RRC.

Где нибудь про это можно почитать ?

[alex_os]

за счет уменьшения количества коэффициентов. например для скругления 10% RRC фильтр будет порядка 100 коэффициентов, а RC где то 50.

А что если не RRC использовать, а сделать какой-то свою пару фильтров которая дает нулевую МСИ в результате?
Вроде: синтезируем ремезом полуполосный (или M-полосный) FIR с импульсной характеристикой h. Находим из
него квадратный корень, т.е. находим такую h2, которая conv(h2, h2)=h;

[des00]

А что если не RRC использовать, а сделать какой-то свою пару фильтров которая дает нулевую МСИ в результате?
Вроде: синтезируем ремезом полуполосный (или M-полосный) FIR с импульсной характеристикой h. Находим из
него квадратный корень, т.е. находим такую h2, которая conv(h2, h2)=h;

дык в любом случае извлечение корня приводит к увеличению кол-ва коэффициентов. а у 10% найквиста достаточно крутые переходные полосы. Думаю что аналогичный ФИР будет весить не меньше.

Не будет.

не понимаю в чем будет разница. шумовая полоса, сквозная ИХ тракта, качество восстановления тактовой и несуших одинаковое. откуда разница возьметься ?

[fontp]

не понимаю в чем будет разница. шумовая полоса, сквозная ИХ тракта, качество восстановления тактовой и несуших одинаковое. откуда разница возьметься ?

не согласованая фильтрация (со спектром сигнала в шуме). Хоть и без МСИ
При очень низком отношении сигнал/шум этим децибелом поступаться не стоит, во всяком случае для гауссовского канала с аддитиным шумом (AWGN Channel ). Из-за этого в спутниковых модемах всегда используют RRC

Хотя для очень плохого канала, вытягиваемого только за счет эквалайзера она будет не согласованой по-любому...

[des00]

не согласованая фильтрация (со спектром сигнала в шуме). Хоть и без МСИ
При очень низком отношении сигнал/шум этим децибелом поступаться не стоит.

Да ее никогда не будет согласованной фильтрации %). ИМХО это миф, из раздела "иногда так бывает", линейные искажения трактов, наводки, ошибки восстановления приводят к тому что приемный RRC фильтр не согласован с приемным спектром.

Потом, если принять определение согласованного фильтра как "устройства которое максимизирует отношение сигнал/шум в отчетный момент времени" то получается что мы рассматриваем согласованную фильтрацию на входе блока symbol clock recovery. С такой позиции TSE эквалайзеры вообще не имеют смысла, т.к. не могут бороться с МСИ по определению. Хотя это далеко не так. TSE эквалайзер способен скомпенсировать провал ~20-30дБ, особо не напрягаясь (при определенном С/Ш естественно).

ИМХО нужно рассмативать точку в которой требуется максимизировать С/Ш в месте принятия решения и учитывать вклады всех фильтров до этой точки, а не одного RRC фильтра. Можно поставить сколь угодно качественный приемный RRC фильтр, и банальным, не скомпенсированным циком второго порядка, где нибудь в начале тракта убить всё его качество.

Еще видел статьи где авторы исследуют системы с формирующими RC фильтрами и чуть более широкими приемными RC фильтрами. При этом они делают это сознательно, добиваясь опеределенного выигрыша, относительно параметров системы связи (коэффициента системы например). Если кому интересно выложу %)

[fontp]

ИМХО нужно рассмативать точку в которой требуется максимизировать С/Ш в месте принятия решения и учитывать вклады всех фильтров до этой точки, а не одного RRC фильтра. Можно поставить сколь угодно качественный приемный RRC фильтр, и банальным, не скомпенсированным циком второго порядка, где нибудь в начале тракта убить всё его качество.

Можно, но не обязательно для AWGN. В хорошем "достаточно плоском канале" выигрыш RRC очевиден.
Если АЧХ канала с нулями, то сомнительно, что RRC что то даст, поскольку канал перекосит и нужно компенсировать значительно более сильные вещи

[des00]

Можно, но не обязательно для AWGN. В хорошем "достаточно плоском канале" выигрыш RRC очевиден.

либо туплю, либо что-то не понимаю. можете сделать модель такой системы связи? или на бумажке нарисовать систему и написать параметры канала, тракта и модема. перенесу в симулинк и выложу в теме.

[fontp]

либо туплю, либо что-то не понимаю. можете сделать модель такой системы связи? или на бумажке нарисовать систему и написать параметры канала, тракта и модема. перенесу в симулинк и выложу в теме.

это есть практически в любом учебнике для канала AWGN. RRC - оптимальный фильтр Найквиста для АWGN
и убивать его не нужно кривым дизайном. Я имел в виду, что можно , но не обязательно убивать

Такому идеальному каналу и адаптивный эквалайзер не нужен. Если АЧХ немного завалена, то ставят ещё очень короткий эквалайзер, подкорректировать слегка. В CDMA телефонах IS-95 делали на 5 тапов, явно не расчитывая на многолучевое распространение, так, чуть-чуть отбелить. Но спектр формируется примерно оптимальным фильтром RRC

[des00]

это есть практически в любом учебнике для канала AWGN. RRC - оптимальный фильтр Найквиста для АWGN

в учебниках, если правильно помню, выбор RRC основан на критерии найквиста для сквозного канала. И использование RRC предлагается как самый простой способ. Но например в учебнике уважаемого Фейера (Feher) он использует для формирования свои фильтры (фильтры Фейера), в том числе с предискажениями и обычные FIRы в демодуляторе. При этом приводит сравнение своих модемов с модемами классической архитектуры, не в пользу или с паритетом с последними %)

Но когда я читал главы про согласованную фильтрацию, RRC фильтры и т.д. я считал что речь идет о полном тракте демодулятора, а не о частных фильтрах.

Можно рассмотреть вообще демодулятор без приемного RRC фильтра, вместо него поставим DFE эквалайзер. В процессе работы он настроиться так, чтобы получить минимальные искажения сигнала. Т.е. будет "прикидываться" RRC фильтром. но в точности ему соответствовать не будет. Данный демодулятор тоже будет не оптимальным и проигрывающим демодулятору с RRC фильтром ?

PS. Я не стебусь, я хочу разобраться в вопросе и понять почему в современных учебниках везде как догма(т.е. бездоказательно) идет делайте RRC/RRC и навешивайте все вокруг них будет счастье. Тогда как при личном общении с ГУРУ в разработке модемов (к нами в контору иногда приезжают мегачелы) узнаю что они строят модемы несколько отходя от классических канонов. И ведь работают и чутье хорошее.

1) Не понятно почему "извлечение корня" будет приводить к увеличению числа коэффициентов. В частотной области корень кв.
выглядит более полого.
2) Корень будет извлекаться из оптимального equiripple фильтра.

1. Простой тест в Filter Design в матлабе покажет что это так %)
2. про этот фильтр не скажу, пробовать надо %)