FFT импульсного сигнала, как уменьшить искажения Опции

[_Anatoliy]

Коллеги,как с минимальными искажениями выполнить выполнить спектральный анализ импульсного сигнала с модуляцией QPSK?Проблема в том что дительность радиоимпульса может быть меньше времени наблюдения(0,05...1 * Тнаб).Импульс располагается в начале интервала наблюдения.После наложения окна и выполнения FFT наблюдаются сильные искажения уровня сигнала (а мне как раз нужно измерять уровень входного сигнала). Причина этого явления понятна,а вот как его побороть неясно.При длительности импульса больше времени наблюдения всё о'к.Подскажите,плз,как быть?

[ReAl]

До и после импульса "просто шум"?
А не накладывать окно пробовали?

[_Anatoliy]

До и после импульса "просто шум"?
А не накладывать окно пробовали?

1.Могут быть другие сигналы.
2.Конечно,и тогда ситуация намного лучше(уровень меняется на 6дБ при уменьшении длительности импульса в два раза).Но прямоугольное окно имеет очень большой уровень боковых лепестков.Я не обеспечу требования по динамическому диапазону.

какая разница, где импульс?

А Вы хорошо представляете себе форму окна,неважно какого?Если импульс присутствует только в начале интервала наблюдения то от его энергии мало что остаётся.
И просто несколько БПФ делать нельзя,сигнал может быть не один,и в новом наборе может появиться сигнал которого не было в предыдущем наборе.
Результат нужно получить по единственному набору.

[petrov]

2.Конечно,и тогда ситуация намного лучше(уровень меняется на 6дБ при уменьшении длительности импульса в два раза).Но прямоугольное окно имеет очень большой уровень боковых лепестков.Я не обеспечу требования по динамическому диапазону.

Вы можете использовать perfect reconstruction critically-sampled filter banks, подполосы будут иметь вид не sin/x а могут иметь любое подавление за пределами своей полосы, перед вашим FFT добавится полифазный фильтр с определённой импульсной характеристикой.

[_Anatoliy]

Вы можете использовать perfect reconstruction critically-sampled filter banks, подполосы будут иметь вид не sin/x а могут иметь любое подавление за пределами своей полосы, перед вашим FFT добавится полифазный фильтр с определённой импульсной характеристикой.

Спасибо за подсказку!Буду искать информацию.
И тогда можно будет применить прямоугольное окно?

[petrov]

Спасибо за подсказку!Буду искать информацию.
И тогда можно будет применить прямоугольное окно?

Окна с FFT это частный случай банка фильтров. Конструируя определённым образом фильтр прототип можно получить большие возможности, например большую избирательность при небольшом количестве подполос.

[_Anatoliy]

Окна с FFT это частный случай банка фильтров. Конструируя определённым образом фильтр прототип можно получить большие возможности, например большую избирательность при небольшом количестве подполос.

Спасибо!Я правильно понял что нужно отказаться от БПФ?

[petrov]

Спасибо!Я правильно понял что нужно отказаться от БПФ?

FFT используется в банках фильтров. Я так понимаю что сейчас у вас количество подполос избыточно и выбирается исходя из требований по подавлению соседних каналов, с банком фильтров можно будет уменьшить в несколько раз количество подполос, сохранив избирательность по соседним каналам, при этом на выходе банка фильтров у вас будет блок отсчётов частоты на который будет попадать пакет целиком а не на край окна как сейчас.

[_Anatoliy]

FFT используется в банках фильтров. Я так понимаю что сейчас у вас количество подполос избыточно и выбирается исходя из требований по подавлению соседних каналов, с банком фильтров можно будет уменьшить в несколько раз количество подполос, сохранив избирательность по соседним каналам, при этом на выходе банка фильтров у вас будет блок отсчётов частоты на который будет попадать пакет целиком а не на край окна как сейчас.

Почему Вы считаете что у меня количество подполос избыточно?У меня есть ещё такой параметр как разрешение по частоте и он равен Fs/512,поэтому я выполняю БПФ размером 1024 точки и работаю с первой зоной Найквиста. Если я уменьшу количество подполос то потеряю разрешение.

[petrov]

Почему Вы считаете что у меня количество подполос избыточно?У меня есть ещё такой параметр как разрешение по частоте и он равен Fs/512,поэтому я выполняю БПФ размером 1024 точки и работаю с первой зоной Найквиста. Если я уменьшу количество подполос то потеряю разрешение.

В общем FFT это всего лишь быстрый алгоритм, по сути у вас куча гетеродинов и ФНЧ фильтров спрямоугольной ИХ(или что-то типа колокольчика в зависимости от окна) и последующей децимацией, с банком фильтров вы не ограничиваете себя в виде ИХ анализирующего фильтра, она может быть подобной sinx/х, нужно вам это или нет решайте сами.

Кстати а не слишком ли короткие пакеты получаются у вас, при которых у вас возникают проблемы, из скольки символов QPSK они состоят, несколько десятков, такие в жизни встречаются?

[_Anatoliy]

В общем FFT это всего лишь быстрый алгоритм, по сути у вас куча гетеродинов и ФНЧ фильтров спрямоугольной ИХ(или что-то типа колокольчика в зависимости от окна) и последующей децимацией, с банком фильтров вы не ограничиваете себя в виде ИХ анализирующего фильтра, она может быть подобной sinx/х, нужно вам это или нет решайте сами.

Кстати а не слишком ли короткие пакеты получаются у вас, при которых у вас возникают проблемы, из скольки символов QPSK они состоят, несколько десятков, такие в жизни встречаются?

1).Я думаю что простое изменение ИХ не решит проблему в комлексе.Вытащу амплитуду - загроблю избирательность и наоборот.
2).Встречаются.Подробности сказать не могу,но сигналы будут не только QPSK.

[petrov]

1).Я думаю что простое изменение ИХ не решит проблему в комлексе.Вытащу амплитуду - загроблю избирательность и наоборот.

Возможно как раз наоборот банк фильтров позволит получит новое качество анализа.

2).Встречаются.Подробности сказать не могу,но сигналы будут не только QPSK.

Какой-нибудь frequency-hopping для вояк анализируете?

Просто тогда непонятно что вы хотите сделать и соответственно ничего и не посоветуешь...

[_Anatoliy]

С короткими импульсами разобрался,теперь у меня длительность импульса может быть 0,05...1*(время наблюдения) без существенных искажений амплитуды на выходе БПФ и боковые лепестки задавлены на 60дБ.
Теперь нужно побороть следствие окна - расширение основного лепестка.Это нужно сделать без увеличения времени наблюдения.Коллеги укажите,плз,правильное направление поиска по теме!Вообще это решаемо?

[petrov]

С короткими импульсами разобрался,теперь у меня длительность импульса может быть 0,05...1*(время наблюдения) без существенных искажений амплитуды на выходе БПФ и боковые лепестки задавлены на 60дБ.
Теперь нужно побороть следствие окна - расширение основного лепестка.Это нужно сделать без увеличения времени наблюдения.Коллеги укажите,плз,правильное направление поиска по теме!Вообще это решаемо?

Например можно сделать банк фильтров на основе анализирующего фильтра типа приподнятый косинус, коэффициент ската 1, ширина основного лепестка во времени 2T, ессно во времени будут ещё боковые лепестки, ширина основного лепестка по частоте по уровню 3 дБ 1/T, ширина основного лепестка по частоте 2/T, уровень боковых лепестков по частоте за пределами основного любой, ограничивается только сложностью полифазного фильтра перед FFT, анализируемые полосы находятся на расстоянии 1/T друг от друга. Но это так примерно, возможно не будет там ортогональности совершенной, подробнее надо исследовать, возможно есть лучшие импульсные характеристики для анализирующего фильтра.