Фильтрация фазового шума Опции

[masverter]

Доброго времени суток!
Столкнулся со следующей проблемой. Имеется сигнал ФМ8, отношение сигнал/шум порядка 17 дБ. На 8 гармонике в районе несущей частоты присутствуют довольно сильные помехи:
.

В итоге на приемной стороне имеем нестабильное удержание несущей:
.

Можно ли фильтровать подобные помехи и как делать это наиболее эффективным образом? Хотелось бы узнать опыт сообщества по данному вопросу.
Заранее спасибо.

P.S.: сам пробовал использовать схему из работы  cupo1989.pdf ( 1.14 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 408
В данной работе адаптивная фильтрация фазового шума выполняется после ФАПЧ, что не позволяет устранить частые "срывы" в самой ФАПЧ.

[serebr]

Из приведенных картинок мало что понятно. Можно вместо них приложить файлы с оцифрованным принимаемым сигналом и исходными данными (до модуляции или после)?

[masverter]

Из приведенных картинок мало что понятно. Можно вместо них приложить файлы с оцифрованным принимаемым сигналом и исходными данными (до модуляции или после)?

Оцифрованный принимаемый сигнал (комплексный, 2 байта на отсчет). Исходных данных до модуляции, к сожалению, нет.

[serebr]

Судя по спектру, в принятом сигнале нет особых помех, превышающих полезный сигнал в какой-либо полосе частот. Позже посмотрю поподробнее.
Частота предоставленных в файле I/Q отсчетов для простоты принята равной 1 МГц.



Если я правильно выцедил информацию из предоставленного принятого сигнала, то:
1. Частота I/Q пар равна 4 отсчетам на каждый передаваемый символ
2. Способ модуляции - фазовая модуляция, 8 значений фазы

Могу предположить, что
- есть какой-то фильтр на стороне передатчика для уменьшения межсимвольной интерференции.
- используется цифровой полосовой фильтр на стороне приёмника для подавления внеполосных шумов + аналогичный фильтр на стороне передатчика

Дискретная фазовая модуляция является частным случаем QAM модуляции. Поэтому никаких особых премудростей по поводу фильтрации именно фазового шума я бы не ожидал где-либо встретить. Напрашивается использование адаптивного эквалайзера на строне приемника для подавления межсимвольной интерференции и выравнивания результирующей частотной характеристики (как амплитудной, так и фазовой).

[masverter]

Судя по спектру, в принятом сигнале нет особых помех, превышающих полезный сигнал в какой-либо полосе частот.

При возведении в 8-ю степень проявляются

Код

NFFT = 32768;
NAVG = 10;
nsamples =  NFFT*NAVG;

fin = fopen('rcv_iq16');
N = nsamples * 2;
d = fread(fin, N, 'int16', 0, 'l');
re = d(1:2:N);
im = d(2:2:N);
x = complex(re,im);
fclose(fin);

y = zeros(NFFT,1);
for i=1:NAVG
    y = y + abs(fft(x((i-1)*NFFT+1:i*NFFT).^8));
end
yout = zeros(NFFT,1);
yout(1:NFFT/2) = y(NFFT/2+1:NFFT);
yout(NFFT/2+1:NFFT) = y(1:NFFT/2);
plot(yout);

[KalashKS]

Чем формировали и цифровали сигнал? У этой вашей помехи спектр уж очень регулярный. А с учетом возведения в 8-ю степень еще и не очень высокая частота. Как бы не 50 Гц.
И небольшое замечание к коду. При спектральном оценивании усредняют квадрат модуля ДПФ.

CODE

yout=fftshift(mean(abs(fft(buffer(x.^8,NFFT))).^2,2));

Сообщение отредактировал KalashKS - Jul 6 2017, 14:30

[masverter]

Чем формировали и цифровали сигнал? У этой вашей помехи спектр уж очень регулярный. А с учетом возведения в 8-ю степень еще и не очень высокая частота. Как бы не 50 Гц.

Оцифровывали своим устройством. Насчет 50 Гц просто предположение?

И небольшое замечание к коду. При спектральном оценивании усредняют квадрат модуля ДПФ.

Спасибо.

Сообщение отредактировал masverter - Jul 7 2017, 07:39

[KalashKS]

Оцифровывали своим устройством. Насчет 50 Гц просто предположение?

Про 50 Гц - Да. Но то, что спектр помехи состоит из нескольких гармоник, разнесенных на 350..400 Гц, видно очень хорошо.

[serebr]

Дайте мне покурить вашу травку, а то я не въезжаю никак. Нигде не говорилось о реальной частоте отсчетов (Гц, КГц, МГц или ГГц), тем не менее два человека спокойно обсуждают помеху на частоте 50 Гц.

[Grizzzly]

Дайте мне покурить вашу травку, а то я не въезжаю никак. Нигде не говорилось о реальной частоте отсчетов (Гц, КГц, МГц или ГГц), тем не менее два человека спокойно обсуждают помеху на частоте 50 Гц.

Вот-вот. Пару раз перечитал сообщения, нигде не указывалась частота дискретизации.

[andyp]

Если я правильно выцедил информацию из предоставленного принятого сигнала, то:
1. Частота I/Q пар равна 4 отсчетам на каждый передаваемый символ

Это не так. Символьная скорость примерно равна 9550/32768 частоты дискретизации. Прицепил scatter после передискретизации на эту частоту



После оценки и коррекции частотного сдвига без петли (feedforward estimation)



masverter, исходя из того, что наблюдается, больше похоже на то, что одна из петель PLL в приемнике или передатчике немного гудит (на вход VCO PLL поступает синусоидальное колебание небольшой (примерно 5/32768 от частоты дискретизации) частоты)



Сообщение отредактировал andyp - Jul 9 2017, 22:18

[KalashKS]

У всех прошу прощения, невнимательно читал сообщения. Про 1 МГц не автор писал.

[masverter]

Записали альтернативным приемником - результат тот же. Приемник отпадает, а повлиять на то, что происходит раньше, мы не можем. То есть, фактически, имеем сигнал уже с помехой. Можно ли в такой ситуации улучшить качество демодуляции?

[serebr]

1. Нет ли у вас модели модулятора на Матлабе? Если есть, то это сильно облегчило бы анализ ситуации с шумами/помехами в принимаемом сигнале.
2. Пробовали ли вы принимать сигнал, когда передатчик выключен или приемник настроен на центральную частоту, где нет полезного сигнала? По крайней мере это позволило бы понять, где возникают проблемы - на приеме или на передаче.

[andyp]

Записали альтернативным приемником - результат тот же. Приемник отпадает, а повлиять на то, что происходит раньше, мы не можем. То есть, фактически, имеем сигнал уже с помехой. Можно ли в такой ситуации улучшить качество демодуляции?

Видите, результат демодуляции Вашего приемника лучше чем моя feedforward оценка (за частотой вообще не следил, раз оценил и сдвинул). Это означает, что PLL приемника как-то все-таки отслеживает изменения частоты передатчика. Попробуйте поиграться с настройками PLL приемника, сделав ее чуть менее инерционной (поширокополосней). Если есть срывы PLL в приемнике, то они связаны с тем, что PLL вынуждена отслеживать частоту биений помехи и не успевает за ними.

Но лучше сначала все-таки окончательно убедиться (может, в аналоговой части приемника все-таки????), что проблема в передатчике поиспользовав нечто типа векторного анализатора.