эквалайзер и tanlock loop, особенности совместной работы Опции

[des00]

Добрый день!

Наткнулся я тут на один интересный эффект. Имеем модель демодулятора : Гарднер по тактовой, Tanlock по несущей, TSE LMS эквалайзер для простоты реализации. Модель в приложении.

В модели ошибка для петель по несушке и эквалайзеру вычисляется одним и тем же блоком. В том смысле что жесткое решение по символу для обоих петель общее. Видно занятный эффект : созвездие на выходе эквалайзера стоит, но на его входе крутится, эффект пропадает если отключить адаптацию эквалайзера. Если посмотреть на коэффициенты эквалайзера то видно что фазу крутит именно он за счет центрального коэффициента.

Самое интересное, что амплитуда вращения созвездия на входе эквалайзера по мере продолжительности работы увеличивается и эффект не пропадает даже при сильном заужении петли по эквалайзеру(было 1/2^8, проверял до 1/2^14). Для случая когда частотная расстройка фиксирована и резкой смены частоты, отрабатывают и эквалайзер и петля, но потом эквалайзер быстро возвращается в исходное состояние 0 0 0 0 1 0 0 0. Но если частотная расстройка переменная, то эквалайзер все равно уходит, почему не понятно %(

Понятно что т.к. петли работают с одного детектора ошибки то они начинают бороться друг с другом. Но не понятно другое, почему петля по несушке, будучи более широкой отрабатывает ошибку по частоте, но не отрабатывает ошибку по фазе и этим занимается эквалайзер? Почему амплитуда вращения созвездия на входе эквалайзера увеличивается?

Если же поставить TSE эквалайзер после петли по несушке, то все хорошо работает. Но в этом случае петля по несушке работает по более плохому сигналу, да и как же тогда работают демодуляторы с FSE эквалайзером ?

Может быть у кого то есть ответы на мои вопросы %)

Спасибо.

Прикрепленные файлы

 qpsk_tanlock_gardner_tse_r14.zip ( 21.45 килобайт ) Кол-во скачиваний: 85

 

[petrov]

Всё проще оказалось, ошибка в симулинковском блоке сдвига частоты с внешним входом, на выходе получался нарастающий сдвиг частоты. Если вручную сделать подобный блок, то такая совместная схема эквалайзера и фазовой синхронизации работает нормально. des00, в железе что-то другое у вас...

[des00]

Всё проще оказалось, ошибка в симулинковском блоке сдвига частоты с внешним входом, на выходе получался нарастающий сдвиг частоты. Если вручную сделать подобный блок, то такая совместная схема эквалайзера и фазовой синхронизации работает нормально. des00, в железе что-то другое у вас...

хмм, очень интересно, сей факт в железе мне точно не приснился, все модемщики с отдела его видели и объяснить не могли. Какая именно схема работает? Годдард + tanlock или DD + tanlock?

Не могли бы вы модельку выложить ?

ЗЫ. я использую матлаб 2007а, надо проверить есть ли в нем сей баг.

[petrov]

Какая именно схема работает? Годдард + tanlock или DD + tanlock?

Не могли бы вы модельку выложить ?

Да выкладывать собственно нечего, прикрутите свой DDS вместо симулинковского сдвига частоты, все схемы работают устойчиво, центральный коэффициент качается но ни к каким негативным последствиям это не приводит.

[des00]

центральный коэффициент качается но ни к каким негативным последствиям это не приводит.

Вот именно это и странно, т.е. в состоянии покоя эквалайзер гоняется за фазой. Гуру модемостроители утверждают что это не правильно, не должен эквалайзер при статическом канале так себя вести %)

[petrov]

Вот именно это и странно, т.е. в состоянии покоя эквалайзер гоняется за фазой. Гуру модемостроители утверждают что это не правильно, не должен эквалайзер при статическом канале так себя вести %)

Вполне ожидаемое явление, можно подобрать коэффициенты петель такие, что это будет практически незаметно.

[des00]

Вполне ожидаемое явление, можно подобрать коэффициенты петель такие, что это будет практически незаметно.

На длительных интервалах наблюдения (в матлабе ждать замучаешься %)) это заметно.

Он не гоняется. Он медленно дрейфует.

Ну можно и так сказать, на полосе 11МГц, созвездие на входе эквалайзера вращается против часовой стрелки со скоростью пара оборотов за ~6 минут. Когда ставишь эквалайзер за петлями, такого дрейфа нет. Что то же является причиной возникновения этого дрейфа?

[Oldring]

Ну можно и так сказать, на полосе 11МГц, созвездие на входе эквалайзера вращается против часовой стрелки со скоростью пара оборотов за ~6 минут. Когда ставишь эквалайзер за петлями, такого дрейфа нет. Что то же является причиной возникновения этого дрейфа?

Оборот более чем за миллиард символов.
IMHO просто ограниченость разрядности цифровых сигналов в контуре. Фазовый компенсатор не может абсолютно точно скомпенсировать частоту, вот она и дрейфует. В паре дифференциатор-интегратор есть неуправляемое состояние, из-за вычислительных ошибок оно может дрейфовать. Что тут ни делай - это неуправляемое состояние неизбежно, если нуль компенсируется расположенным далее полюсом. Если же контур фазового слежения полностью замкнут перед эквалайзером, те же ошибки должны приводить не к дрейфу, но к нулеым циклам колебания фазового контура. Так как каждая из петель замкнута по своему фазовому сигналу, они, разумеется, обе не могут дрейфовать. А нулевые колебания, разумеется, заметить гораздо сложнее, чем непрерывный, хоть и медленый дрейф.

Может быть и не нулевые колебания, если шум каждого сигнала существенно превышает его дискрет, но интегратор всё равно интегрирует вычислительные ошибки, и неуправляемое состояние уплывает. Правда, если фаза дрейфует равномерно, это на случайные блуждания непохоже, то есть шум оказывается со слегка ненулевым средним. Так что скорее всего или разрядность тут играет определяющую роль, или смещенность округления отбрасыванием младших разрядов.

С этим, разумеется, можно бороться, для начала реализовав несмещенное округление к четному, добившись случайности блужданий вместо непрерывного одностороннего дрейфа, но зачем?

[des00]

С этим, разумеется, можно бороться, для начала реализовав несмещенное округление к четному, добившись случайности блужданий вместо непрерывного одностороннего дрейфа, но зачем?

после замены матлабовского блока на DDS модель стала вести себя адекватно. Сразу подумал про ошибку округления, т.к. в железе использую простой floor (жрет меньше ресурса). Но при этом отрицательные и положительные числа округляются в разную сторону. Такое округление было в FIR по выходным данным и по коэффициентам эквалайзера, при взятии фазы синуса/косинуса в DDS. Поставил везде округление к нулю. Но не помогло. Дрейф все равно остался %)

Потом заметил, что по ошибке у меня стоит макрос использовать честный кордик, вместо таблички для решений по точкам, а т.к. у меня предполагается только QPSK модуляция выбрал использование таблицы. И скорость вращения уменьшилась раза в 2-3. Что странно, т.к. кордик гарантированно рабочий (вычисления им и в матлабе бьются один в один), разрядность фазы составляет 32бита, используется 16 шагов.

Ваше указание на источник такого поведения оказалось верным %)

Собрал демодулятор с эквалайзером перед tanlock, поставлю на суточные прогоны, посмотрю как будет работать.