Акустический модем: пилот сигнал Опции

[Akon]

Всем привет.

Разрабатываю акустический модем, в настоящее время состоящий из ноутбука и разрабатываемого софта. Софт реализует полнодуплексный канал. Выходной сигнал генерируется динамиками ноутбука, входной сигнал записывается микрофоном ноутбука. Естественно, акустическая среда вносит серьезные искажения, поскольку сигнал претерпевает многократные отражения от стен и предметов интерьера.

Сейчас использую базовую OFDM-схему модуляции, в которой каждый бит кодируется двумя несущими: 0 - 1-я несущая, 1 - вторая (соседняя). Никаких фазовых и амплитудных манипуляций нет. Например, имея 16 несущих можем кодировать 8 бит - это канальный символ.

Кадр данных состоит из нескольких символов (~10-30). Для кадровой и в тоже время символьной синхронизации решил использовать пилот-сигнал, предваряющий каждый кадр. Сейчас я использую свою реализацию пилот-сигнала для проводного канала - пилот сигнал состоит из 3-х частей: средняя часть несколько периодов немодулированной несущей, края - эта же несущая но с фазовым сдвигом в Пи. Детектор пилот-сигнала выполняет корреляцию входного сигнала по известному образцу; максимум корреляции будет в последней точки средней части пилот-сигнала. Т.о. выполняется кадровая и символьная синхронизация.

В акустической среде такой сигнал выглядит крайне плохо из-за разрывов фазы. Собственно, вопрос: какой пилот-сигнал может быть хорошим?

Спасибо.

[serjj]

OFDM рассматривалась в первую очередь из-за относительной простоты реализации и хорошей помехозащищенности.

Простота - это FSK, помехозащищенность - это FH-FSK (frequency hopping FSK). OFDM - это скорость + работа в канале с частотно-селективными замираниями.

Сигналы, похожие на всякого рода звуки певчих птичек

OFDM на звук как белый шум.

Как вариант, можно акустическим сигналом замодулировать радио-сигнал и передавать подальше.

Это уже сделано до вас: wifi, bluetooth.

Что будет, если в комнате будут посторонние источники шума? Как уходить от такой интерференции?

3. Более-менее хорошее восстановление сигнала даст вожножность использовать более плотные методы модуляции, например, QAM. Мягкие решения демодулятора.

Подумайте о разнесённом приёме. Если у вас будут спектральные нули в АЧХ канала (а это очень вероятно), никакое кодирование не поможет. А при разнесённом приёме канал хорошо сглаживается. Использовать демодулятор с мягкими решениями можно и при плохом восстановлении сигнала, это никак не связано, не надо всё в кучу валить.

[Akon]

serjj:
Все компоненты реализуются программно, поэтому понятие "простота реализации" прямо не соотносится с таковым для случая аппаратной реализации.

Это уже сделано до вас: wifi, bluetooth.

Я имел ввиду возможную область использования, а не реализуемую функцию. Т.е. поднес микрофон УКВ-радиостанции к динамику и передаешь соседу через дорогу.

Что будет, если в комнате будут посторонние источники шума? Как уходить от такой интерференции?

Да это серьезный вопрос. Как вариант, попросить всех замолчать и выключить телевизор Также, огромные трудности вызывает перемещение передатчика или приемника. "Богатая" интерференционная картина, однако.

Подумайте о разнесённом приёме. Если у вас будут спектральные нули в АЧХ канала (а это очень вероятно), никакое кодирование не поможет. А при разнесённом приёме канал хорошо сглаживается. Использовать демодулятор с мягкими решениями можно и при плохом восстановлении сигнала, это никак не связано, не надо всё в кучу валить.

Думал, и полностью с вами согласен. Просто далеко не на всех устройствах есть возможность даже стерео входа. Поэтому, пока ориентируюсь на съем сигнала в одной точке.

Мысль о мягких решениях - это исходя из предположения об отсутствии импульсных (пакетных) помех (например, хлопки в ладоши).