4FSK, C4FM в частности Опции

[Quasar]

Приветствую.

Интересует алгоритм приема C4FM и вообще 4FSK модуляции. Конкретно интересует APCO P25. Собственно схема, по ТЗ должна быть такой:

В сети есть варианты демодуляции, один вариант в GNU Radio, он работает, но дает некоторый BER, даже в ближней зоне. Обязательным условием в ТЗ является частота дискретизации АЦП после FM демодулятора – 8 КГц. Демодулятор из GNU Radio, мне так кажется, именно из-за этого (частоты дискретизации) имеет проблемы с символьной синхронизацией, давая иногда не нулевой BER даже в ближней зоне. Этот демодулятор состоит из полифазного ресемплера, и делает ресемпл из входной частоты дискретизации до частоты дискретизации 4800, и по идее, в каждом отчете уже должен быть символ, ждущий принятия решения, что это за символ (-3, -1, +1, +3). Но видимо из-за того, что входная частота 8КГц некратна 4800 Гц, в ходе передискретизации не всегда символы оказываются ровно внутри семпла. (Хотя может быть я чего-то здесь недопонимаю) Реализация 4FSK из GNU Radio тут

Попробовал написать свой, схема ниже:

Синхронизация производится по поиску максимальной корреляции в FIFO, по преамбуле APCO-P25. В FIFO кладу семплы повышая частоту семплирования с 8КГц до 24КГц, интерполируя Raised Cosine фильтром, представленном в стандарте, для модулятора. Засинхронизироваться вроде удается, так как значение корреляции получается 216, это значит совпали все символы, но остальная часть сообщения принимается с диким, BER порядка 20%.

Вопрос, на сколько вообще реализуем мой метод демодуляция, с настройкой тайминга в начала пакета или обязательно надо подстраивать положение символов в ходе приема остального пакета? (Как это например сделано в GNU Radio)

[D.I.M.A]

1. По стандарту в передатчике C4FM два фильтра: Raised Cosine и isinc. Соответственно, приемную сторону нужно проектировать с учетом данного факта.
2. Вроде бы apco25 C4FM передается в полосе 12.5 кГц, не мало ли будет полосы в 8 кГц на входе?

[Quasar]

1. По стандарту в передатчике C4FM два фильтра: Raised Cosine и isinc. Соответственно, приемную сторону нужно проектировать с учетом данного факта.
2. Вроде бы apco25 C4FM передается в полосе 12.5 кГц, не мало ли будет полосы в 8 кГц на входе?

В стандарте схема демодулятора приведена такая:


То есть используется Integrate and Dump фильтр, но честно говоря, я не совсем понимаю, как принимать с его помощью.
По поводу полосы, да, полоса в эфире 12.5 КГц. По стандарту, при формировании модулирующего сигнала, его пропускают через Raised Cosine и isinc фильтры, ограничивая полосу частотой 2880.

The response of the filter above 2880 Hz is not specified because the filter H(f) should cut off above 2880 Hz.

да и вообще стыдно уже через аналоговый частотный дискримнатор делать с потерями, CPFSK когерентно демодулируются как фазовые модуляции.

Это все конечно прекрасно, я же не спорю. Задача на уже существующем железе это сделать.

[D.I.M.A]

То есть используется Integrate and Dump фильтр, но честно говоря, я не совсем понимаю, как принимать с его помощью.

Integrate and Dump фильтр можно реализовать в виде КИХ-фильтра (обычный sinc фильтр), это будет фильтр со всеми коэффициентами, равными 1 и длинной, равной длительности одного символа. Например, если у вас 4 отсчета на символ, то I&D фильтр будет КИХ фильтр с коэф. {1,1,1,1}. Не помню, нужно ли нормировать выход фильтра. Структурно, в приемнике, I&D нужно ставить после Raised Cosine.

Сообщение отредактировал D.I.M.A - Nov 24 2014, 10:13

[petrov]

Структурно I&D нужно ставить после Raised Cosine.

Первый в приёмнике, второй в передатчике.

[Quasar]

Первый в приёмнике, второй в передатчике.

Тогда еще вопрос, в догонку, а я правильно понимаю, что частота среза у RC фильтра 2400 (то есть половина символ рейта) и параметр beta=0.2? В приложениях для синтеза подобного фильтра спрашивают частоту среза (ну её-то по АЧХ понять можно) и бету, вот насчет беты сомнения у меня.

[D.I.M.A]

Первый в приёмнике, второй в передатчике.

А зачем I&D в передатчике? В передатчике нужен inverse sinc.

Тогда еще вопрос, в догонку, а я правильно понимаю, что частота среза у RC фильтра 2400 (то есть половина символ рейта) и параметр beta=0.2? В приложениях для синтеза подобного фильтра спрашивают частоту среза (ну её-то по АЧХ понять можно) и бету, вот насчет беты сомнения у меня.

Да, все верно.

[petrov]

А зачем I&D в передатчике? В передатчике нужен inverse sinc.

Я такого не писал. Приподнятый косинус в передатчике, скользящее среднее в приёмнике, наоборот структурно можно сделать?

[D.I.M.A]

Я такого не писал. Приподнятый косинус в передатчике, скользящее среднее в приёмнике, наоборот структурно можно сделать?

Как тогда понимать фразу?

Первый в приёмнике, второй в передатчике.

Скользящее среднее должно быть реализовано в приемнике, что бы скомпенсировать Inverse Sinc передатчика. Т.е. в передатчике RC+InverseSinc, в приемнике - скользящее среднее. Мы говорим об одном и том же?

[Fat Robot]

Странно, мне всегда в подобных схемах isinc на приемном конце встречался.

Но видимо в моих случаях была задача обузить полосу.
А в вашем isinc на передающем конце выполняет ту же роль, что и Pre-emphasis filter при чм передаче.

Скользящее среднее должно быть реализовано в приемнике, что бы скомпенсировать Inverse Sinc передатчика. Т.е. в передатчике RC+InverseSinc, в приемнике - скользящее среднее.