STM32, OFDM? Опции

[Veter0k]

Стоит ли браться за реализацию программного приемопередатчика OFDM на STM32 с ядром Cortex-M4, с помощью его DAC и ADC? Частоты до 500кГц, кол-во поднесущих пока не известно, но скорость 1-2 Мб/с. Хватит ли его числодробилки? Будет ли успевать DAC?

[Rst7]

На LPC1768 делал гидроакустический модем с OFDM. Несущие - 500/1000кГц. Приемник был в виде квадратурного смесителя и гетеродина (гетеродин - таймеры микроконтроллера) для сноса на нулевую ПЧ, затем аудио стерео АЦП с частотой дискретизации 130кГц. Используемая полоса +-40кГц. Затем в софте делалось FFT и всякие разбирания. Передатчик - аналогично: IFFT, внешний двухканальный ЦАП (уже не аудио, только 12бит), он же являлся перемножителем, затем сумматор и выходной усилитель.

Скорость передачи была порядка 130кБит/с. При этом загрузка процессора (тактовая 100МГц) была порядка 35 процентов.

[Veter0k]

На LPC1768 делал гидроакустический модем с OFDM. Несущие - 500/1000кГц. Приемник был в виде квадратурного смесителя и гетеродина (гетеродин - таймеры микроконтроллера) для сноса на нулевую ПЧ, затем аудио стерео АЦП с частотой дискретизации 130кГц. Используемая полоса +-40кГц. Затем в софте делалось FFT и всякие разбирания. Передатчик - аналогично: IFFT, внешний двухканальный ЦАП (уже не аудио, только 12бит), он же являлся перемножителем, затем сумматор и выходной усилитель.

Скорость передачи была порядка 130кБит/с. При этом загрузка процессора (тактовая 100МГц) была порядка 35 процентов.

А какая внешняя обвязка была необходима? Я так понимаю поднесущих было всего 2? Ядро этого контроллера не имеет встреного FPU, а значит математика медленнее чем на Cortex-M4. И возможно ли справиться с встроенным одноканальным ЦАПом?

[Rst7]

А какая внешняя обвязка была необходима?

Вас интересует конкретная комплектация?

Приемник:
LNA - AD8331
Смеситель - на ADшных ключах.
АЦП - AK5394.

В передатчике
АЦП (он же смеситель) - AD5449.
Выходной усилитель - на рассыпухе.

Я так понимаю поднесущих было всего 2?

Почему две? FFT там размером 256, из них использовалось 145 поднесущих для информации (по два бита на несущую) и 10 поднесущих для эквалайзера.

Каналы приема/передачи квадратурные, так что их два. Но это же не поднесущие.

А, или Вы имеете в виду цифры "500/1000"? Так то в одну сторону центральная частота была 500кГц, а в другую - 1МГц, ибо был полный дуплекс.

Ядро этого контроллера не имеет встреного FPU, а значит математика медленнее чем на Cortex-M4.

Весь код (в том числе FFT) был полностью целочисленный. На самом деле CM4 немного быстрее выполняет MAC 32*32=>64, так что выигрыш будет, но очень небольшой.

И возможно ли справиться с встроенным одноканальным ЦАПом?

Ну как Вы себе это видите? У Вас, кстати, как-то неверно исходные данные выглядят. Огласите центральную частоту канала и ширину полосы этого канала. А там уже посмотрим.

[Veter0k]

Почему две? FFT там размером 256, из них использовалось 145 поднесущих для информации (по два бита на несущую) и 10 поднесущих для эквалайзера.

Каналы приема/передачи квадратурные, так что их два. Но это же не поднесущие.

А, или Вы имеете в виду цифры "500/1000"? Так то в одну сторону центральная частота была 500кГц, а в другую - 1МГц, ибо был полный дуплекс.

Да, смутили эти цифры 500/1000.

Ну как Вы себе это видите? У Вас, кстати, как-то неверно исходные данные выглядят. Огласите центральную частоту канала и ширину полосы этого канала. А там уже посмотрим.

Верхний предел 500 кГц, нижний определяется эффективностью фильтрации от DC, но пускай 10 кГц. Сколько поднесущих можно всунуть в этот диапазон и какой вид манипуляции использовать?
А вообще я думал делать IFFT внутри контроллера, а полученные массивы суммировать им же и данные посылать в DAC.

[Rst7]

Верхний предел 500 кГц, нижний определяется эффективностью фильтрации от DC, но пускай 10 кГц.

У Вас какая среда передачи?

[Veter0k]

У Вас какая среда передачи?

Тостый медный кабель, длинной максимум метра 2

[Rst7]

Тостый медный кабель, длинной максимум метра 2

Зачем Вам там OFDM?

[Veter0k]

Зачем Вам там OFDM?

Необходима скорость в 1-2 Мб/с, вряд ли используя частоты до 500 кГц возможно добиться такой скорости. Да и с OFDM наверное этого не сделаешь. А частоты выше по электромагнитной совместимости не пройдут.

[Rst7]

Необходима скорость в 1-2 Мб/с, вряд ли используя частоты до 500 кГц возможно добиться такой скорости. Да и с OFDM наверное этого не сделаешь.

У Вас превратные представления об OFDM. Сам по себе OFDM только ухудшает результирующую битовую скорость канала из-за наличия межсимвольных промежутков и использование части поднесущих для работы эквалайзера.

Для того, чтобы передать 1..2Мб/с в полосе 500кГц нужно просто большее соотношение сигнал-шум. Но OFDM тут - ненужное усложнение.

[Veter0k]

Для того, чтобы передать 1..2Мб/с в полосе 500кГц нужно просто большее соотношение сигнал-шум. Но OFDM тут - ненужное усложнение.

Какое решение Вы можете порекомендовать?

[Kluwert]

Какое решение Вы можете порекомендовать?

А зачем вам реально OFDM, действительно, понадобился? OFDM хорош в средах, где присутствует серъёзное "затягивание" сигнала, чаще всего это происходит из-за наличия целого спектра переотражений, лежащих в диапазоне от 0 до некоторого T. Характерные темы - это распротранение на СВЧ в городской застройке (ряд версий Wi-Fi) или переотражения от ионосферы и земли в КВ. И то, если спектр задержек имеет ярко выраженную дискретность, то с OFDM начинают успешно конкурировать модуляции с искуственным расширением полосы (типа DSSS и пр.), т.к. степени сжатия сигналов на приёме вполне хватает, что бы разгребать эти задержки либо тупо логическими алгоритмами, либо (что ещё лучше) выравнивателями (для любителей иностранщины - "эквалайзерами"). Примеров - опять же туча, хотя бы те же 802.11 с непомню какими буквами.

Если на проволоку, то я бы не заморачивался: у нас в конторе для этого используют VADSL-модемы, которые работают с QAM-модуляцией с разбиением всей полосы на подполосы. Возможно и вам что-то подобное имеет смысл использовать?

Да и, кстати, а не проще попробовать тупо засандалить азернет обычный. Кабель - штука несимметричная, но, во-первых, можно несимметричность попробовать скомпенсировать схемотехнически, а, во-вторых, у вас всего два метра. Я думаю: итак пахать будет, скорость сильно упадет, но вам же 1Гбит, не 100 и даже не 10, а всего 1-2 нужно!

Почему две? FFT там размером 256, из них использовалось 145 поднесущих для информации (по два бита на несущую) и 10 поднесущих для эквалайзера.

Я извиняюсь, но выше у вас было написано, что "полоса 40КГц", а "несущие/поднесущие 500/1000Гц". Но тогда, простите, у вас должно было быть всего 20/10 поднесущих. Как у вас тогда 256 получилось?

И, кстати, а что за подводный модем такой на частоте 500КГц/1МГц. Как человек неплохо знакомый с гидроакустикой, могу предположить, что дальность действия у такого модема будет, дай бог, метров 20.

Сообщение отредактировал Kluwert - Mar 31 2014, 12:56

[Veter0k]

А зачем вам реально OFDM, действительно, понадобился? OFDM хорош в средах, где присутствует серъёзное "затягивание" сигнала, чаще всего это происходит из-за наличия целого спектра переотражений, лежащих в диапазоне от 0 до некоторого T. Характерные темы - это распротранение на СВЧ в городской застройке (ряд версий Wi-Fi) или переотражения от ионосферы и земли в КВ. И то, если спектр задержек имеет ярко выраженную дискретность, то с OFDM начинают успешно конкурировать модуляции с искуственным расширением полосы (типа DSSS и пр.), т.к. степени сжатия сигналов на приёме вполне хватает, что бы разгребать эти задержки либо тупо логическими алгоритмами, либо (что ещё лучше) выравнивателями (для любителей иностранщины - "эквалайзерами"). Примеров - опять же туча, хотя бы те же 802.11 с непомню какими буквами.

Если на проволоку, то я бы не заморачивался: у нас в конторе для этого используют VADSL-модемы, которые работают с QAM-модуляцией с разбиением всей полосы на подполосы. Возможно и вам что-то подобное имеет смысл использовать?

Да и, кстати, а не проще попробовать тупо засандалить азернет обычный. Кабель - штука несимметричная, но, во-первых, можно несимметричность попробовать скомпенсировать схемотехнически, а, во-вторых, у вас всего два метра. Я думаю: итак пахать будет, скорость сильно упадет, но вам же 1Гбит, не 100 и даже не 10, а всего 1-2 нужно!

Ну мне казалось что таким образом я минимизирую электромагнитные помехи от такого провода. Ведь в спектре должны быть частоты ниже 500кГц. Езернет вряд ли. Этот кабель будет под выскоим постоянным напряжением.

[Kluwert]

Ну мне казалось что таким образом я минимизирую электромагнитные помехи от такого провода. Ведь в спектре должны быть частоты ниже 500кГц. Езернет вряд ли. Этот кабель будет под выскоим постоянным напряжением.

Ну и что? Развязываете микруху MAC/PHY не трансом, а ёмкостями с защитными цепями. Ну, или той схемой, которую вы планируете использовать (вы-то ж сами как-то собираетсь подключаться к кабелю?). Не, дело ваше, а я бы реально попробовал азернет поднять.

[Rst7]

Я извиняюсь, но выше у вас было написано, что "полоса 40КГц", а "несущие/поднесущие 500/1000Гц". Но тогда, простите, у вас должно было быть всего 20/10 поднесущих. Как у вас тогда 256 получилось?

Простите, а где Вы увидели "500/1000Гц"?

И, кстати, а что за подводный модем такой на частоте 500КГц/1МГц. Как человек неплохо знакомый с гидроакустикой, могу предположить, что дальность действия у такого модема будет, дай бог, метров 20.

Без привлечения всяких потусторонних сил типа "бога" в районе 150 метров дальность. Да, затухание на этих частотах приличное, но еще терпимое.