4FSK, C4FM в частности Опции

[Quasar]

Приветствую.

Интересует алгоритм приема C4FM и вообще 4FSK модуляции. Конкретно интересует APCO P25. Собственно схема, по ТЗ должна быть такой:

В сети есть варианты демодуляции, один вариант в GNU Radio, он работает, но дает некоторый BER, даже в ближней зоне. Обязательным условием в ТЗ является частота дискретизации АЦП после FM демодулятора – 8 КГц. Демодулятор из GNU Radio, мне так кажется, именно из-за этого (частоты дискретизации) имеет проблемы с символьной синхронизацией, давая иногда не нулевой BER даже в ближней зоне. Этот демодулятор состоит из полифазного ресемплера, и делает ресемпл из входной частоты дискретизации до частоты дискретизации 4800, и по идее, в каждом отчете уже должен быть символ, ждущий принятия решения, что это за символ (-3, -1, +1, +3). Но видимо из-за того, что входная частота 8КГц некратна 4800 Гц, в ходе передискретизации не всегда символы оказываются ровно внутри семпла. (Хотя может быть я чего-то здесь недопонимаю) Реализация 4FSK из GNU Radio тут

Попробовал написать свой, схема ниже:

Синхронизация производится по поиску максимальной корреляции в FIFO, по преамбуле APCO-P25. В FIFO кладу семплы повышая частоту семплирования с 8КГц до 24КГц, интерполируя Raised Cosine фильтром, представленном в стандарте, для модулятора. Засинхронизироваться вроде удается, так как значение корреляции получается 216, это значит совпали все символы, но остальная часть сообщения принимается с диким, BER порядка 20%.

Вопрос, на сколько вообще реализуем мой метод демодуляция, с настройкой тайминга в начала пакета или обязательно надо подстраивать положение символов в ходе приема остального пакета? (Как это например сделано в GNU Radio)

[petrov]

simulink в руки и отлаживать тщательно алгоритмы, да и вообще стыдно уже через аналоговый частотный дискримнатор делать с потерями, CPFSK когерентно демодулируются как фазовые модуляции.

[D.I.M.A]

1. По стандарту в передатчике C4FM два фильтра: Raised Cosine и isinc. Соответственно, приемную сторону нужно проектировать с учетом данного факта.
2. Вроде бы apco25 C4FM передается в полосе 12.5 кГц, не мало ли будет полосы в 8 кГц на входе?

[Quasar]

1. По стандарту в передатчике C4FM два фильтра: Raised Cosine и isinc. Соответственно, приемную сторону нужно проектировать с учетом данного факта.
2. Вроде бы apco25 C4FM передается в полосе 12.5 кГц, не мало ли будет полосы в 8 кГц на входе?

В стандарте схема демодулятора приведена такая:


То есть используется Integrate and Dump фильтр, но честно говоря, я не совсем понимаю, как принимать с его помощью.
По поводу полосы, да, полоса в эфире 12.5 КГц. По стандарту, при формировании модулирующего сигнала, его пропускают через Raised Cosine и isinc фильтры, ограничивая полосу частотой 2880.

The response of the filter above 2880 Hz is not specified because the filter H(f) should cut off above 2880 Hz.

да и вообще стыдно уже через аналоговый частотный дискримнатор делать с потерями, CPFSK когерентно демодулируются как фазовые модуляции.

Это все конечно прекрасно, я же не спорю. Задача на уже существующем железе это сделать.

[D.I.M.A]

То есть используется Integrate and Dump фильтр, но честно говоря, я не совсем понимаю, как принимать с его помощью.

Integrate and Dump фильтр можно реализовать в виде КИХ-фильтра (обычный sinc фильтр), это будет фильтр со всеми коэффициентами, равными 1 и длинной, равной длительности одного символа. Например, если у вас 4 отсчета на символ, то I&D фильтр будет КИХ фильтр с коэф. {1,1,1,1}. Не помню, нужно ли нормировать выход фильтра. Структурно, в приемнике, I&D нужно ставить после Raised Cosine.

Сообщение отредактировал D.I.M.A - Nov 24 2014, 10:13

[petrov]

Структурно I&D нужно ставить после Raised Cosine.

Первый в приёмнике, второй в передатчике.

[Quasar]

Первый в приёмнике, второй в передатчике.

Тогда еще вопрос, в догонку, а я правильно понимаю, что частота среза у RC фильтра 2400 (то есть половина символ рейта) и параметр beta=0.2? В приложениях для синтеза подобного фильтра спрашивают частоту среза (ну её-то по АЧХ понять можно) и бету, вот насчет беты сомнения у меня.

[D.I.M.A]

Первый в приёмнике, второй в передатчике.

А зачем I&D в передатчике? В передатчике нужен inverse sinc.

Тогда еще вопрос, в догонку, а я правильно понимаю, что частота среза у RC фильтра 2400 (то есть половина символ рейта) и параметр beta=0.2? В приложениях для синтеза подобного фильтра спрашивают частоту среза (ну её-то по АЧХ понять можно) и бету, вот насчет беты сомнения у меня.

Да, все верно.

[petrov]

А зачем I&D в передатчике? В передатчике нужен inverse sinc.

Я такого не писал. Приподнятый косинус в передатчике, скользящее среднее в приёмнике, наоборот структурно можно сделать?

[D.I.M.A]

Я такого не писал. Приподнятый косинус в передатчике, скользящее среднее в приёмнике, наоборот структурно можно сделать?

Как тогда понимать фразу?

Первый в приёмнике, второй в передатчике.

Скользящее среднее должно быть реализовано в приемнике, что бы скомпенсировать Inverse Sinc передатчика. Т.е. в передатчике RC+InverseSinc, в приемнике - скользящее среднее. Мы говорим об одном и том же?

[Fat Robot]

Странно, мне всегда в подобных схемах isinc на приемном конце встречался.

Но видимо в моих случаях была задача обузить полосу.
А в вашем isinc на передающем конце выполняет ту же роль, что и Pre-emphasis filter при чм передаче.

Скользящее среднее должно быть реализовано в приемнике, что бы скомпенсировать Inverse Sinc передатчика. Т.е. в передатчике RC+InverseSinc, в приемнике - скользящее среднее.

[D.I.M.A]

Странно, мне всегда в подобных схемах isinc на приемном конце встречался.

Но видимо в моих случаях была задача обузить полосу.
А в вашем isinc на передающем конце выполняет ту же роль, что и Pre-emphasis filter при чм передаче.

В apco это сделано для того, что бы сделать общий демодулятор для двух фаз apco25: C4FSK и pi/4-DQPSK.  multi_modulation_scheme_compatible_radio.pdf ( 426.25 килобайт ) Кол-во скачиваний: 224

[Fat Robot]

Я подозреваю, что эта возможность - побочный продукт. По современным меркам расширение полосы лишь в угоду удобства обработки - дикость. Хотя и такие варианты мне встречались.

В apco это сделано для того, что бы сделать общий демодулятор для двух фаз apco25: C4FSK и pi/4-DQPSK.

[petrov]

Структурно, в приемнике, I&D нужно ставить после Raised Cosine.

Вот как это понимать? В приёмнике у вас изначально не было, исправлено было уже после моего поста. Зачем приподнятый косинус приёмнике?

[D.I.M.A]

Вот как это понимать? В приёмнике у вас изначально не было, исправлено было уже после моего поста. Зачем приподнятый косинус приёмнике?

Виноват Даже не обратил на это внимание, прошу прощения. Конечно же, не за чем!

Сообщение отредактировал D.I.M.A - Nov 28 2014, 15:04