Демодуляция QAM Опции

[_Anatoliy]

Коллеги,посоветуйте с чего начать,в этих делах пока новичёк.
Как я понимаю, для демодуляции QAM нужно восстановить частоту несущей и частоту символов.Порыскав по сети нашёл несколько алгоритмов восстановления частоты несущей,в основном везде предлагается умножать текущий символьный отсчёт на предыдущий и результат пропустить через полосовой фильтр.Попробовал в матлабе,получилось,но уж сильно зашумлённый данными синус получается после умножения,для качественной фильтрации нужно ставить FIR с не менее 4096 тапов,а то и больше.Может есть какие другие алгоритмы для выделения этих частот?

[Михаил_K]

Коллеги,посоветуйте с чего начать,в этих делах пока новичёк.
Как я понимаю, для демодуляции QAM нужно восстановить частоту несущей и частоту символов.Порыскав по сети нашёл несколько алгоритмов восстановления частоты несущей,в основном везде предлагается умножать текущий символьный отсчёт на предыдущий и результат пропустить через полосовой фильтр.Попробовал в матлабе,получилось,но уж сильно зашумлённый данными синус получается после умножения,для качественной фильтрации нужно ставить FIR с не менее 4096 тапов,а то и больше.Может есть какие другие алгоритмы для выделения этих частот?

Какой имеено сигнал предполагается демодулировать. QAM16 или QAM256?

[_Anatoliy]

Какой имеено сигнал предполагается демодулировать. QAM16 или QAM256?

От QPSK до QAM256 java script:emoticon(';)', 'smid_29')

[Михаил_K]

От QPSK до QAM256 java script:emoticon(';)', 'smid_29')

Тогда попробуйте схему по решению.

[_Anatoliy]

Тогда попробуйте схему по решению.

Михаил,извините но что значит по решению?
Я не зря написал в корневом посте "Коллеги,посоветуйте с чего начать,в этих делах пока новичёк."

Даже нужно, форум для этого и существует.

Спасибо!

Первый вопрос по модели qam_fb_gardner_symbol_farrow_sync_fb_phase_sync_agc_2007_06_18.mdl

Для подстройки символьной скорости у Вас используется Gardner timing error detector. Как я понял это требует "вылавливания на приёмной стороне" периодической последовательности +- 1. В случае М-арных сигналов создаётся впечатление что такую последовательность нужно периодически вставлять в поток на передающей стороне. Так ли это?

[petrov]

Первый вопрос по модели qam_fb_gardner_symbol_farrow_sync_fb_phase_sync_agc_2007_06_18.mdl

Для подстройки символьной скорости у Вас используется Gardner timing error detector. Как я понял это требует "вылавливания на приёмной стороне" периодической последовательности +- 1. В случае М-арных сигналов создаётся впечатление что такую последовательность нужно периодически вставлять в поток на передающей стороне. Так ли это?

Не так. Требуется равновероятность точек созвездия на интервале усреднения и коэффициент ската фильтра корень из приподнятого косинуса больше 0.2.

[_Anatoliy]

Не так. Требуется равновероятность точек созвездия на интервале усреднения и коэффициент ската фильтра корень из приподнятого косинуса больше 0.2.

Спасибо!
В дальнейшем Вам удобно здесь общаться или можно в почту?

[petrov]

За какое время (количество символов) происходит символьная синхронизация(скажем при заданном Eb/N0 и заданном символьном рассогласовании)?

Это определяется коэффициентами передачи интегрирующего и пропорционального звена в ФАПЧ, у Незами посмотрите этот вопрос кратенько рассматривается, это теория автоматического управления в чистом виде.

Чем вызвано применение символьной задержки по сигналу ошибки,а не подстройка ГУНТ?

Не понял вопроса.

[_Anatoliy]

Это определяется коэффициентами передачи интегрирующего и пропорционального звена в ФАПЧ, у Незами посмотрите этот вопрос кратенько рассматривается, это теория автоматического управления в чистом виде.
Не понял вопроса.

Можно генератор импульсов символьной синхронизации фапчем подстраивать под частоту символов.А у Вас применяется Farrow_interpolator у Незами тоже его нашёл.Чем такой способ лучше?

[petrov]

Можно генератор импульсов символьной синхронизации фапчем подстраивать под частоту символов.А у Вас применяется Farrow_interpolator у Незами тоже его нашёл.Чем такой способ лучше?

Там и подстраивается генератор импульсов плюс дробная часть с NCO используется в интерполяторе фарроу для точного вычисления символа, иначе отсчёт с выхода согласованного фильтра брался бы с точностью до частоты дискретизации и не попадал бы в максимум раскрытия глазка.

[_Anatoliy]

Там и подстраивается генератор импульсов плюс дробная часть с NCO используется в интерполяторе фарроу для точного вычисления символа, иначе отсчёт с выхода согласованного фильтра брался бы с точностью до частоты дискретизации и не попадал бы в максимум раскрытия глазка.

Я правильно понял - NCO подстраивается под символьную частоту, а интерполятор обеспечивает нулевой фазовый сдвиг(попадание в максимум раскрытия глазка)?

Но у Вас на выходе фазового детектора стоит интегратор,значит NCO и так будет подстроен с точностью до фазы(т.е. в установившемся режиме разность фаз будет равна нулю и без интерполятора)?

Понял,спасибо.

[petrov]

Я правильно понял - NCO подстраивается под символьную частоту, а интерполятор обеспечивает нулевой фазовый сдвиг(попадание в максимум раскрытия глазка)?

Но у Вас на выходе фазового детектора стоит интегратор,значит NCO и так будет подстроен с точностью до фазы(т.е. в установившемся режиме разность фаз будет равна нулю и без интерполятора)?

Без интерполятора не будет в общем случае. Опорные генераторы в приёмнике и передатчике никак не синхронизированы ни по частоте ни по фазе, нет гарантии что в приёмнике отсчёт попадёт в максимум глазка, без интерполятора фапч будет брать ближайший возможный отчёт, но будет оставаться временная ошибка в наихудшем случае, до половины периода дискретизации.

[_Anatoliy]

Без интерполятора не будет в общем случае. Опорные генераторы в приёмнике и передатчике никак не синхронизированы ни по частоте ни по фазе, нет гарантии что в приёмнике отсчёт попадёт в максимум глазка, без интерполятора фапч будет брать ближайший возможный отчёт, но будет оставаться временная ошибка в наихудшем случае, до половины периода дискретизации.

Понятно.Я как раз думал что у Вас происходит подстройка опорного генератора приёмника под генератор передатчика по частоте и фазе.Теперь вижу что это не так.
А всё таки,нельзя ли как то подстроить генератор приёмника?Не упростит ли это задачу?

[petrov]

Понятно.Я как раз думал что у Вас происходит подстройка опорного генератора приёмника под генератор передатчика по частоте и фазе.Теперь вижу что это не так.
А всё таки,нельзя ли как то подстроить генератор приёмника?Не упростит ли это задачу?

Смотря что понимать под упрощением. Так ведь можно модем в аналоге реализовать без FPGA и сигнальных процессоров. Дополнительные ГУН, ЦАП, обвязка, разводка печатной платы, отладка всего этого хозяйства вместо простого, сразу работающего, математического алгоритма это упрощение? И не будет это стоить дешевле. В серьёзном модеме интерполятор символьной синхронизации занимает незначительную часть вычислительных ресурсов. Современные средства ЦОС позволяют сделать всё в цифре не понимаю зачем нужно делать шаг назад.

[Михаил_K]

Смотря что понимать под упрощением. Так ведь можно модем в аналоге реализовать без FPGA и сигнальных процессоров. Дополнительные ГУН, ЦАП, обвязка, разводка печатной платы, отладка всего этого хозяйства вместо простого, сразу работающего, математического алгоритма это упрощение? И не будет это стоить дешевле. В серьёзном модеме интерполятор символьной синхронизации занимает незначительную часть вычислительных ресурсов. Современные средства ЦОС позволяют сделать всё в цифре не понимаю зачем нужно делать шаг назад.

В модеме, который я делал почти 5 лет назад, первый интерполятор был сделан на GC3011 (вроде бы, давно было). Затем переделали его на Virtex2. Интерполятор в месте с системой тактовой синхронизации занял отдельный плис 1500. Он требовал 30 умножителей, блок ОЗУ для хранения 15х4096 12-разярдных коэффициентов. Но зато позволял принимать сигналы на любой тактовой частоте, от 1 кГц до 50 МГц. Полностью весь демодулятор был сделан на 5 плисах Virtex2. 2 полуторотысячника и 3 тысячника.

В модеме, который я делал два года назад, на фиксированную частоту использовался ГУН, который стоит 30 долларов. Весь демодулятор поместился в четырехсотый спартан.

[petrov]

В модеме, который я делал почти 5 лет назад, первый интерполятор был сделан на GC3011 (вроде бы, давно было). Затем переделали его на Virtex2. Интерполятор в месте с системой тактовой синхронизации занял отдельный плис 1500. Он требовал 30 умножителей, блок ОЗУ для хранения 15х4096 12-разярдных коэффициентов. Но зато позволял принимать сигналы на любой тактовой частоте, от 1 кГц до 50 МГц. Полностью весь демодулятор был сделан на 5 плисах Virtex2. 2 полуторотысячника и 3 тысячника.

В модеме, который я делал два года назад, на фиксированную частоту использовался ГУН, который стоит 30 долларов. Весь демодулятор поместился в четырехсотый спартан.

http://www.altera.ru/cgi-bin/price/price

Altera Cyclone III EP3C16E144C8 31,36$
15408 логических элементов, логический элемент - 4-х входовой LUT + триггер
56 18bit умножителей

Согласитесь что сейчас символьная синхронизация на внешнем ГУНе будет худшим решением с любой точки зрения?

[_Anatoliy]

А можно ещё вопросики по Незами рис. 7-3?Хочется разобраться.

1).Какова цель введения нелинейности [x]^M?
2).Это схема является частотным детектором?Вроде у него полоса захвата должна быть пошире чем фазового(в фазовом детекторе сигнальный вектор за счёт частотного сдвига не должен попасть в область соседней сигнальной точки созвездия).
3).Схема по Незами рис. 7-3 имеет область захвата dF <= +- 1 / (2*M*T),для QAM16 это будет +- 1/32T. А Ваша модель работает при 1/18T,Вы можете это как-то прокомментировать?

[petrov]

А можно ещё вопросики по Незами рис. 7-3?Хочется разобраться.

1).Какова цель введения нелинейности [x]^M?
2).Это схема является частотным детектором?Вроде у него полоса захвата должна быть пошире чем фазового(в фазовом детекторе сигнальный вектор за счёт частотного сдвига не должен попасть в область соседней сигнальной точки созвездия).
3).Схема по Незами рис. 7-3 имеет область захвата dF <= +- 1 / (2*M*T),для QAM16 это будет +- 1/32T. А Ваша модель работает при 1/18T,Вы можете это как-то прокомментировать?

1) для того чтобы избавиться о модуляции, посмотрите модельки для QPSK, при умножении фазы на 4 она превращается в линию(по модулю 2pi ессно), для QAM16 не надо на 16 фазу умножать, а на 4 как для QPSK, но только плохой это детектор для QAM
2) да является, она работает как она работает, с чем сравнивать?
3)вот представьте себе передачу подряд какой-то одной точки QAM созвездия,пусть на приёме один вектор в точности попадает в решение, из-за сдвига частоты dF на следующем символьном интервале принимаемый вектор повернётся на 2*pi*dF*T радиан, если он попадает в область другого решения то захвата не будет

[_Anatoliy]

2) да является, она работает как она работает, с чем сравнивать?
3)вот представьте себе передачу подряд какой-то одной точки QAM созвездия,пусть на приёме один вектор в точности попадает в решение, из-за сдвига частоты dF на следующем символьном интервале принимаемый вектор повернётся на 2*pi*dF*T радиан, если он попадает в область другого решения то захвата не будет

2).С Вашей моделью.У Вас же применён фазовый детектор,а полоса захвата шире.
3).Это я понимаю.Видно неточно сформулировал вопрос.Я хотел сказать что Ваша модель обеспечивает более широкую полосу захвата(1/18 > 1/32).

[petrov]

2).С Вашей моделью.У Вас же применён фазовый детектор,а полоса захвата шире.
3).Это я понимаю.Видно неточно сформулировал вопрос.Я хотел сказать что Ваша модель обеспечивает более широкую полосу захвата(1/18 > 1/32).

Ну обеспечивает какую-то полосу, вы поняли чем она определяется, а 1/32 это вы неправильно взяли, та формула для BPSK и QPSK, нету такого детектора для QAM чтоб в 16 степень возводить.

[_Anatoliy]

И ещё один вопросик.
Если у меня символьная скорость будет находиться в диапазоне,скажем от 10 до 20 msps(к примеру приёмник должен уметь принимать данные от разных передатчиков,а у каждого передатчика своя символьная скорость),то как правильно поступить - изменять тактовую частоту АЦП по принципу ВСЕГДА 4 ТАКТА НА СИМВОЛ или установить фиксировано 80 МГц?

[petrov]

И ещё один вопросик.
Если у меня символьная скорость будет находиться в диапазоне,скажем от 10 до 20 msps(к примеру приёмник должен уметь принимать данные от разных передатчиков,а у каждого передатчика своя символьная скорость),то как правильно поступить - изменять тактовую частоту АЦП по принципу ВСЕГДА 4 ТАКТА НА СИМВОЛ или установить фиксировано 80 МГц?

АЦП конечно на фиксированной максимальной частоте, в FPGA будете фильтры менять т. п.

[_Anatoliy]

АЦП конечно на фиксированной максимальной частоте, в FPGA будете фильтры менять т. п.

А можно немного подробнее?В чём тут хитрость?Мне казалось что лучше изменять тактовую,тогда параметры фильтров вроде менять не нужно.