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)

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.

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.







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

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.

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.

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



Да, все верно.

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

Как тогда понимать фразу?



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?

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. Нажмите для просмотра прикрепленного файла

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

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!

Я его в своем приемнике использовал как интерполирующий, в приемнике его быть не должно по идее.

По фильтрам тогда я не понимаю, почему фильтр в приемнике обзывают Integrate and Dump, хотя по сути получается это обычный Moving Average? Или он должен быть засинхронизирован с символами и сбрасывать свое состояние после того, как все отсчеты принадлежащие текущему символу закончились?

http://www.mathworks.com/help/comm/ref/integrateanddump.html

Да. Стоит ли слепо всё это повторять? Может лучше подобрать ФНЧ по минимуму межсимвольной интерференции и максимуму сигнал/шум.

В общем, алгоритм который я задумал, с поиском максимальной корреляции данных в FIFO с синхро-последовательностью, при поступлении каждого нового семпла, у меня так и не заработал как надо. Не понимаю в чем проблема. При потоковой передаче псевдослучайной-последовательности с целью замера BER, все получается, вплоть до уровня -115 ...-116 дБ (в качестве приемника/передатчика использую обычный аналоговый репитер). Но при реальной работе в эфире иногда (1 из 50 пакетов) проскакивают ошибки даже в ближней зоне.

Решил пока забить на этот алгоритм и начал изучать демодулятор из GNU Radio, с целью понять причину периодических ошибок во время его работы:

https://github.com/luizrenault/op25/blob/ma...emod_ff_impl.cc

В нем, для получения отсчетов во время каждого символа используют MMSE интерполяцию, но мне не ясно, как построили таблицу taps'ов для интерполяции и почему время подстраивают вот таким образов?



Плюс, может кто подскажет, почему используют такой непонятный способ борьбы с постоянной составляющей?



То есть, высчитывают постоянную составляющую исходя из текущей ошибки в отсчете символа.
Почему бы просто не пропустить через фильтр ВЧ с частотой среза 1-2 Гц?

Потому что полезный сигнал имеет низкочастотные составляющие, на выходе DC wander начнётся, слишком узкополосный фильтр ВЧ будет долго устанавливаться.