Измерение параметров радиосигнала, Методы, алгоритмы, литература Опции

[COCAINE]

Пишу диплом на эту тему.
пока нидупля, но потенциал есть

Для начала хотелось бы собрать в кучу все, что есть в сети на эту тему. Основное направление - защита информации. Т.е. по большому счету определение вида модуляции.

На первом этапе сложные виды модуляции трогать не буду, рассмотрю АМ, ЧМ, ФМ и импульсную.
В ИРКОСовской книге - "Радиомониторинг: задачи, методы, средства." (есть в эл. виде), затрагивается эта тема, но очень сжата.

что могли бы посоветовать из литературы - книги, статьи, работы?..

[COCAINE]

хорошо, тогда начнем с начала.
имеем наш ИСХОДНЫЙ сигнал:

u(t)=A(t)*cos(wt+phi(t))

поскольку
cos(wt+phi(t))=exp{j*(wt+phi(t))}/2+exp{-j*(wt+phi(t))}/2
то можем записать
u(t)=A(t)/2*(exp{j*(wt+phi(t))}+exp{-j*(wt+phi(t))})=A(t)*cos(wt+phi(t))
или, что эквивалентно
u(t)=Re[A(t)*exp{j*(wt+phi(t))}]=A(t)*cos(wt+phi(t))
В таком случае для меня информативен только сиганл plot(real(msg_tx),'b- .'),grid on,hold on (из примера лекса), а сигнал plot(Im(msg_tx),'b- .'),grid on,hold on - просто комплексно сопряженный (точно такой же, но сдвинутый на pi/2) с plot(real...[/i]. так что ле? Т.е. для анализа спектра, в том виде в котором я его вижу на экране спектроанализатора, нужно брать только действительную часть?

ну или по другому:
exp{j*a}=cos(a)+j*sin(a) => домножая левую и правую часть на A(t) и угол заменяя на wt+phi =>
A(t)*exp{j*(wt+phi(t))}=A(t)*cos(wt+phi(t))+A(t)*j*sin(wt+phi(t)) => беря вещественную часть =>
Re[A(t)*exp{j*(wt+phi(t))}]=Re[A(t)*cos(wt+phi(t))+A(t)*j*sin(wt+phi(t))]=A(t)*cos(wt+phi(t))

Сообщение отредактировал COCAINE - Mar 8 2009, 16:13

[leksa]

ладно, допустим это все понятно... хотя нет, не совсем... это что получается, квадратурные (комплексные) сигналы используются для увеличение информативности канала в 2 раза (т.к. I и Q передаются одновременно)?

I и Q действительно передаются одновременно, и на одной несущей действительно можно передать два независимых сообщения.

Т.е. для передачи нам нужно разделить все сообщение на I и Q составляющие, получить сигнал вида - g(t)=I(t)*cos(wt)-Q(t)*sin(wt) и в таком виде передать его в эфир (занимая одну несущую)? ы

Да, можно сделать так. Это один вариант.
Например, в моем скрипте формирования psk сигнала вся обработка велась в виде v(t)=I(t)+j*Q(t), то есть до формирования сигнала g(t) (с несущей) дело не дошло. Чтобы передать такой сигнал v(t) по эфиру, надо подать сигналы I(t) и Q(t) на digital up converter (квадратурный модулятор). На его выходе сформируется уже сигнал g(t)=I(t)*cos(w0*t)-Q(t)*sin(w0*t) (вещественный). Затем сигнал проходит через ЦАП, потом, используя смесители, частота несущей повышается до необходимой, сигнал проходит усилитель мощности и уходит на антенну и в эфир.
Второй вариант формировать сигнал сразу в таком виде: g(t)=a(t)*cos(w0*t+p(t)), а потом подавать на АЦП. Можно ли так делать? Можно! И если стоит задача сделать модулятор psk, то может и без разницы, как формировать, так или через комплексный сигнал.
Но вот уже при приеме цифровая обработка сигнала в комплексной форме гораздо более удобна и привлекательна, алгоритмы приема и синхронизации проще реализуются для комплексной формы представления сигналов.

вроде логично (: ы но... тогда почему в вашем примере два графика - рил и имидж? Какое отношение PSK-сигнал имеет к комплексным сигналам? хм вот тут я теряюсь... Если мои рассуждения верны - то мы должны получить ТОЛЬКО синус с изменяющейся фазой... или не так? от куда там взялись два графика?

вот тут вопросов не возникат

В моем примере есть реал и имидж все по той же причине - так как в моем примере вся обработка велась в виде v(t)=I(t)+j*Q(t), то есть до формирования сигнала g(t) (с несущей) дело не дошло. В моем примере вообще нет ни синусов, ни косинусов, ни несущей частоты. Такой сигнал, как в моем скрипте после функции awgn, представляет собой сигнал на выходе квадратурного демодулятора при условии абсолютно точной синхронизации по фазе и частоте несущей.Чтобы перейти к сигналу g(t) (с несущей) надо делать так, как я выше уже описывал.
А в примере из книги, что вы привели формируется сразу сигнал g(t)=a(t)*cos(w0*t+p(t)).
Может возникнуть вопрос - а зачем нужно комплексное представление, как в моем примере? А затем что большинство алгоритмов приема и синхорнизации, используемых сегодня, и цифровые схемы приема на базе квадратурных демодуляторов, типа digital down converter-ов, предполагают обработку комплексного сигнала.
Простой пример.
Часто при цифровом приеме требуется осуществить небольшую подстройку принимаемого сигнала по частоте, причем в цифровом виде, так как аналоговый тюнер перестраивается с большим дискретным шагом, а плавная подстройка частоты делается в цифре
Если сигнал представлен в вещественном виде g(t)=a(t)*cos(w0*t+p(t)), то вам придется писать громоздкий алгоритм, имитирующий работу аналогового смесителя сигналов. (умножение на cos(w_подстр*t), фильтрация нужных результатов произведения, да еще частота дискретизации д б достаточно высока, чтобы не возник aliasing.)
А если сигнал представлен в комплексном виде v(t)=I(t)+j*Q(t) его достаточно будет умножить на exp(-j*w_подстр*t) и подстройка сделана!
Обратите внимание также, что ДПФ комплексных сигналов не симметричен, то есть составляющие ДПФ на положительных и отрицательных частотах разные. В отличие от вещественного сигнала для которого отсчеты ДПФ на положительных частотах комлпексно-сопряжены отсчетам на отрицательных.

хорошо, тогда начнем с начала.
имеем наш ИСХОДНЫЙ сигнал:
...

Тут вы что-то намудрили.
У вас как с английским? Если по английски можете читать, то почитайте в книге Communication Systems автора Simon Haykin приложение (appendix) 2 который называется Representation of signals and systems, особенно п2.4 Complex Representation.
Желательно с ручкой разобрать формулы.

Вот еще конкретный пример.
Если нужна 4х позиционная psk.
Вариант 1.
dibit I(t) Q(t)
00 0 1
01 1 0
11 0 -1
10 -1 0
далее формируем или v(t)=I(t)+j*Q(t), если нас устроит это представление, эквивалентное передаче на любой несущей.
или формируем g(t)=I(t)*cos(w0*t)-Q(t)*sin(w0*t), если например требуется потом подать такой сигнал на ЦАП и в эфир передать.
Вариант 2.
dibit p(t) a(t)
00 0 1
01 pi/2 1
11 pi 1
10 3*pi/2 1
далее формируем g(t)=a(t)*cos(w0*t+p(t)).

Но даже если я формировал вторым способом сигнал, если я потом извлеку из него I(t) и Q(t), окажется, что они принимают значения -1 0 1, то есть это просто два предстваления одного и того же.

Сообщение отредактировал leksa - Mar 9 2009, 15:39