Определение тактовой в условиях сильной МСИ Опции

[Alex65111]

По жизни иногда возникает ситуация, когда на приемной стороне неизвестно значение тактовой частоты и ее требуется тем или иным способом определить. Для АБГШ или несильных МСИ проблем больших нет. А какие подходы существуют для условий сильных МСИ? Или кроме использования в том или ином виде огибающей ничего и нет? (ЧМ2-4, ФМ2-8 интересует).

[Alex65111]

Произвести над сигналом нелинейное преобразование (например возведение в квадрат).
Построить спектр получившегося сигнала. На построенном спектре будет хорошо видна гармоника тактовой частоты. Это для сигналов ФМ2-ФМ8

- эта та то хренотень как раз и не всегда отрабатывает, и гармоника не всегда проявляется.

[Serg76]

- эта та то хренотень как раз и не всегда отрабатывает, и гармоника не всегда проявляется.

Такая хренотень и у меня. Если для ФМ-2/4 еще все более- менее, то для модуляции большей кратности, например, ФМ-8 восьмая гармоника не всегда появляется, может быть дело в отсутствии когерентности фазы принятого сигнала с опорным при вычислении огибающей.

[petrov]

Такая хренотень и у меня. Если для ФМ-2/4 еще все более- менее, то для модуляции большей кратности, например, ФМ-8 восьмая гармоника не всегда появляется, может быть дело в отсутствии когерентности фазы принятого сигнала с опорным при вычислении огибающей.

А зачем восьмая гармоника для определения символьной частоты?

[Serg76]

А зачем восьмая гармоника для определения символьной частоты?

Мдааааа, вот это я загнул, думал об одном, а писал совершенно о другом (наверное, сказывается позднее время суток, отвык сидеть по ночам ). Конечно же, для определения символьной скорости достаточно взять сигнал на выходе, скажем, амплитудного детектора и применения затем FFT с различными примочками типа сглаживания спектра и усреднения (накопления), а для определения отстройки по частоте для ФМ-8 надо возвести сам сигнал в 8-ю степень, но почему-то для ФМ-8 гармоника не всегда вылазит. Может кто-нибудь объяснит в чем дело?

Сообщение отредактировал Serg76 - Jun 2 2008, 16:11

[Alex65111]

...а для определения отстройки по частоте для ФМ-8 надо возвести сам сигнал в 8-ю степень, но почему-то для ФМ-8 гармоника не всегда вылазит. Может кто-нибудь объяснит в чем дело?

Дело в том, что наиболее вероятная причина непрявления гармоники (ее утопление в шуме) это усиление шума при возведении в степень. Более правильно не в степень возводить, а умножать аргумент.

[fontp]

Дело в том, что наиболее вероятная причина непрявления гармоники (ее утопление в шуме) это усиление шума при возведении в степень. Более правильно не в степень возводить, а умножать аргумент.

Под возведением в степень обычно (часто) подразумевается операция S**M/abs(S)**(k), где k равно например M-1. При таком подходе что умножение аргумента, что возведение в степень - это одна и та же операция и энергетические потери хоть и присутствуют, но одинаковые. В рамках модели V&V
при высоких SNR оптимально использование как раз этой операции - abs(S)*exp(iM*arg(S))


Для QAM оптимальнo использовать более сложные нелинейные преобразования модуля
http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...st&id=12042

Для M-PSK алгоритм V&V (Viterbi&Viterbi)

Только при сильных МСИ всё это должно настраиваться одновременно или после эквалайзера

Прикрепленные файлы

 Viterbi_Viterbi2002.zip ( 82.8 килобайт ) Кол-во скачиваний: 120

 

[Alex65111]

Под возведением в степень обычно (часто) подразумевается операция S**M/abs(S)**(k), где k равно например M-1. При таком подходе что умножение аргумента, что возведение в степень - это одна и та же операция и энергетические потери хоть и присутствуют, но одинаковые. В рамках модели V&V
при высоких SNR оптимально использование как раз этой операции - abs(S)*exp(iM*arg(S))
Для QAM оптимальней использовать более сложные нелинейные преобразования модуля
http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...st&id=12042

Для M-PSK алгоритм V&V (Viterbi&Viterbi)

Так суть то проблемы точно подсвечена? - чем больше степень, как бы она не реализовывалась, тем хуже выходной SNR?

...Только при сильных МСИ всё это должно настраиваться одновременно или после эквалайзера

Последние посты скатились до несущей, а исходный вопрос был по проблемам востановления тактовой при сильных МСИ (для случая без тренингов).

[fontp]

Так суть то проблемы точно подсвечена? - чем больше степень, как бы она не реализовывалась, тем хуже выходной SNR?

Очевидно. Каждое возведение в квадрат приносит несколько дб энергетических потерь, при низких snr ситуация ещё и усугубляется квадратичным членом n*n

(S+n)**2 = S*S + 2*S*n + n*n

Последние посты скатились до несущей, а исходный вопрос был по проблемам востановления тактовой при сильных МСИ (для случая без тренингов).

да вот, сползло

[samurad]

Так суть то проблемы точно подсвечена? - чем больше степень, как бы она не реализовывалась, тем хуже выходной SNR?
Последние посты скатились до несущей, а исходный вопрос был по проблемам востановления тактовой при сильных МСИ (для случая без тренингов).

Очевидно. Каждое возведение в квадрат приносит несколько дб энергетических потерь, при низких snr ситуация ещё и усугубляется квадратичным членом n*n
(S+n)**2 = S*S + 2*S*n + n*n

При высоких вход. SNR квадрат тоже невыгодно делать из-за члена 2*S*n, сильно поднимающего шум.

Если фаза неизвестна, то ничего не поделаешь, надо квадратить. При этом, чтобы проигрыш в вых. SNR был меньше, надо перед квадратом накапливать сигнал дольше.

Для устранения сильной МСИ нужен DFE эквалайзер у которого в обратном фильтре используются решения, для получения решений нужна символьная частота, для получения символьной частоты эквализация должна быть выполнена, замкнутый круг.

Data feadback equalizer не может устранить сильную МСИ. Надо использовать тренировочные символы (Витерби-эквалайзер), расширять спектр (DS-SS + rake или OFDM) или передавать вспомогательную пилотную гармонику в полосе сигнала для когерентного приема. В этих случаях точное значение символьной частоты не требуется для захвата сигнала.

Сообщение отредактировал samurad - Jun 3 2008, 08:27

[petrov]

Data feadback equalizer не может устранить сильную МСИ.

Почему это Decision Feedback Equalizer не может устранить сильную МСИ?

[samurad]

Почему это Decision Feedback Equalizer не может устранить сильную МСИ?

По указанной вами же причине: нужно, чтобы выполнялось правильное декодирование символов, а этого как раз практически невозможно добиться в размытом сигнале с сильной МСИ.
DFE работает при слабой МСИ, последовательно улучшая сигнал, но для этого нужно правильное начальное решение - откуда вы его возьмете?

[petrov]

По указанной вами же причине: нужно, чтобы выполнялось правильное декодирование символов, а этого как раз практически невозможно добиться в размытом сигнале с сильной МСИ.
DFE работает при слабой МСИ, последовательно улучшая сигнал, но для этого нужно правильное начальное решение - откуда вы его возьмете?

Совместно можно настраивать, выше ссылку на модель давал, там на начальном этапе настройки правильных решений нет и тем не менее в итоге всё настраивается.

[samurad]

Совместно можно настраивать, выше ссылку на модель давал, там на начальном этапе настройки правильных решений нет и тем не менее в итоге всё настраивается.

Интересная модель. А почему вы решили, что 3 луча с одинаковыми фазами и постоянными коэф. усиления можно считать каналом с сильной МСИ?
Прилагаю мою версию канала - очень простое изменение.

Сообщение отредактировал samurad - Jun 3 2008, 11:05

Прикрепленные файлы

 qam_fb_symbol_sync_fb_phase_sync_agc_dfe_2008_06_03.rar ( 21.71 килобайт ) Кол-во скачиваний: 42

 

[petrov]

А почему вы решили, что 3 луча с кратными pi/4 постоянными фазами и постоянными коэф. усиления можно считать каналом с сильной МСИ?

Поменяйте фазы это не принципиально, то что постоянные это ведь не относится к неспособности DFE устранять сильную МСИ, сделайте переменными и соответствующий быстрый алгоритм настройки коэффициентов используйте. То что сильная или нет, ведь выше мы говорили о невозможности правильного детектирования, в модели как раз такой случай.

[samurad]

Поменяйте фазы это не принципиально, то что постоянные это ведь не относится к неспособности DFE устранять сильную МСИ, сделайте переменными и соответствующий быстрый алгоритм настройки коэффициентов используйте. То что сильная или нет, ведь выше мы говорили о невозможности правильного детектирования, в модели как раз такой случай.

Посмотрите мою модель канала в предыдущем посте. Ждал 1500 кадров, но захвата так и не произошло.
Я говорил о невозможности только при сильной МСИ. Разница существенная, ИМХО.

Сообщение отредактировал samurad - Jun 3 2008, 11:14

[petrov]

посмотрите мою модель канала в предыдущем посте.
я говорил о невозможности только при сильной МСИ. разница существенная, ИМХО.

Модель ваша не окрывается, видать матлаб у вас более свежий. Что там изменили то что перестало работать? Сильная вы не формализовали и говорили про невозможность детектирования.

[samurad]

Модель ваша не окрывается, видать матлаб у вас более свежий. Что там изменили то что перестало работать? Сильная вы не формализовали и говорили про невозможность детектирования.

Изменил вашу модель многолучевости (multipath) канала - основная причина возникновения МСИ - на более сильную МСИ. После этого ваша схема перестала работать в том смысле, что созвездие в приемнике, которое вы показываете на scatter-графике, полностью размазано (шум) и не собирается ни разу за 1000 кадров и более.

Прилагаю несколько скриншотов схемы: ваш блок многолучевости, который я потом изменил - multipath_2007_07_26.jpg, мои изменения к нему - multipath_2008_06_03-los.jpg (есть сигнал прямого луча и 4 отраженных лучей с гораздо меньшей мощностью) и multipath_2008_06_03-nlos.jpg (нет сигнала прямого луча, все 5 сигналов отраженные с примерно похожими мощностями). Это довольно типичные упрощенные модели фединга типа multipath.

Основное отличие multipath-моделей: у меня сумма нескольких лучей, задерженных на интервале меньше или равному протяженности символа, что создает сильную МСИ (пересекаются отклики на основные лепестки спектра символов). У вас сумма лучей, которые разнесены на задержки больше или равные двойной протяженности символа, что создает несильную МСИ (пересекаются отклики только на боковые лепестки спектра символов). Вот и вся формализация для простоты. Кроме того, я немного поэкспериментировал с разными задержками и количеством лучей (от 3-х до 5-и) и не смог найти комбинацию из 4-х и 5-и лучей, для которых бы ваша схема делала бы захват. Для 3-х делает, но не всегда и слежение часто неустойчиво (созвездие то собирается, то размазывается).

Эскизы прикрепленных изображений

 

[petrov]

Изменил вашу модель многолучевости (multipath) канала - основная причина возникновения МСИ - на более сильную МСИ. После этого ваша схема перестала работать в том смысле, что созвездие в приемнике, которое вы показываете на scatter-графике, полностью размазано (шум) и не собирается ни разу за 1000 кадров и более.

Прилагаю несколько скриншотов схемы: ваш блок многолучевости, который я потом изменил - multipath_2007_07_26.jpg, мои изменения к нему - multipath_2008_06_03-los.jpg (есть сигнал прямого луча и 4 отраженных лучей с гораздо меньшей мощностью) и multipath_2008_06_03-nlos.jpg (нет сигнала прямого луча, все 5 сигналов отраженные с примерно похожими мощностями). Это довольно типичные упрощенные модели фединга типа multipath.

Основное отличие multipath-моделей: у меня сумма нескольких лучей, задерженных на интервале меньше или равному протяженности символа, что создает сильную МСИ (пересекаются отклики на основные лепестки спектра символов). У вас сумма лучей, которые разнесены на задержки больше или равные двойной протяженности символа, что создает несильную МСИ (пересекаются отклики только на боковые лепестки спектра символов). Вот и вся формализация для простоты. Кроме того, я немного поэкспериментировал с разными задержками и количеством лучей (от 3-х до 5-и) и не смог найти комбинацию из 4-х и 5-и лучей, для которых бы ваша схема делала бы захват. Для 3-х делает, но не всегда и слежение часто неустойчиво (созвездие то собирается, то размазывается).

Проверил ваши каналы, всё работает, вы что-то упускаете из виду. Кстати ваши каналы на самом деле не самые плохие, наихудшим случаем является равная мощность лучей, задержка между лучами на символ или меньше не создаёт каких то особых трудностей для эквалайзера, наоборот задержка в несколько символов требует более длинных фильтров в эквалайзере и соответственно уменьшает достижимую скорость сходимости коэффициентов. Конечно можно придумать канал с которой не справится эта учебная модель, но это вовсе не говорит о том что DFE эквалайзер не может справится с сильной МСИ, DFE в приципе способен компенсировать сильную МСИ, хотя есть практические сложности для обеспечения его работы но они решаются.