Есть выход с ЧМ детектора, который является цифровым 4-FSK

С 2-FSK вроде бы понятно: применяем Integrate & Dump фильтр, затем, если результат фильтра больше 0, то символ = +1, если меньше 0, то символ = -1.

В случае 4-FSK: 2 уровня > 0 (+1 и +3), 2 уровня < 0 (-1 и -3). Вопрос в том, как отличить +1 от +3 ? Полагаю, надо как то вычислить пороги для +1 и +3. Можно ли динамически получить эти пороги, если предшествующий сигнал либо преамбула (последовательность +3+3-3-3...), либо псевдослучайный поток дибитов ?

Можно, АРУ Вам в помощь

А можно поподробнее ?

Пока думаю, что проще жестко задать уровни +3 и -3, например 1 вольт пик-ту-пик.

А вот дрейф среднего уровня надо постоянно как то компенсировать. Может для этого АРУ предлагалось ?

Как и в любом приемнике, в том числе и цифровом, АРУ необходимо для приведения уровня выходного сигнала к некой системе эталонных значений, в Вашем случае +/- 1 и +/- 3, а далее уже в решающем устройстве демодулятора по правилу максимального правдоподобия выносится решение (жесткое или мягкое) относительно принятых символов (выбирается ближайшее к эталонному значение).

У вас же FSK, какие уровни? 4 палки в спектре, каждая соответствует своей паре бит. Либо набор согласованных фильтров с определением максимума энергии на выходе, либо fft и определяете на каком частотном бине максимум энергии. FSK модуляция угловая по своей сути, т.е. в амплитуде информации нет. Зачем тут АРУ?

У вас 3 независимых "медленных" процесса, которые "мешают" приему символов:
1. дрейф опорной частоты. На выходе чд это будет выглядеть, как дрейф нуля
2. изменение девиации. на выходе чд это будет выглядеть, как изменение "размаха" сигнала. такая ситуация обычно возникает, если у вас частотный модулятор и/или демодулятор реализованы в аналоговом виде. Также этот эффект можно встретить в многопользовательской системе с пакетной передачей.
3. Изменение фазы символов

Во всех случаях схема компенсации зависит соотношения между скоростью изменения параметра и периодом передачи синхрогруппы, по которой соотв. параметр может быть оценен. Я бы выделил 2 способа:
1. Оцениваем параметр по синхрогруппе и используем эту оценку для всего пакета
2. Оцениваем параметр по синхрогруппе и подстраиваем оценку в процессе приема данных.

2-й способ предпочтителен, т.к. при использовании разумного помехоустойчивого кодирования он будет показывать лучшe BLER.
1-й способ проще в реализации.

приемник детекторный, не фильтровой, поэтому и 4 уровня сигнала на выходе ЧД, все честно, правда и помехоустойчивость будет соответтствующая, посему и АРУ на выходе необходимо, все остальное как писал выше

4 FSK у вас до ЧМ детектора. А то о чем вы пишите уже 4 ASK. В вашем случае проще всего добавить избыточное кодирование из заранее выбранного размера куска сообщения в сообщение большего размера. Чтобы результат имел одинаковое распределение всех состояний. Тогда на ответной стороне достаточно иметь статистический декодер.

Слышал звон, да не знаю, где он. У ТС уже есть демодулированный сигнал с выхода ЧД, если имелась бы другая возможность, вряд ли бы он использовал дешевую демодуляцию с низкой помехоустойчивостью, а воспользовался бы нормальным фильтровым методом и причем здесь помехоустойчивое кодирование?

Схема описанная топикстартером вполне типичная, для приема 4FSK и C4FM, на выходе демодулятора обычная 4PAM последовательность, задача убрать DC, обнаружить центр символа, в определенных пределах подстроить пороги. Можете поглядеть как это сделано в gnu-radio. Я с помощью демодулятора из gnu-radio спокойно принимал APCO P25 и dPMR, хотя конечно как пишут эстеты, подобное надо принимать когерентно.

Если изменить в исходном сигнале ничего нельзя, то при отсутствии гарантированной базы в виде альманаха всех возможных состояний, декодирование с хорошими характеристиками в принципе невозможно. Чтобы отличить +2 от +1 нужно, чтобы в сообщении они гарантированно были. А иначе не с чем сравнивать пороги.
ПС: спасибо Quasar за точное определение. Это не ASK, это действительно PAM.

Вот мне интересно, что это за сигнал такой, в котором будут передаваться постоянно одно или два состояния из возможного ансамбля, состоящего из 4-х состояний и как в этом случае будет работать тактовая синхронизация демодулятора, а из этого вытекает, что все сообщения, как правило, скремблируются для придания псевдослучайности потоку. Посему смотрим еще раз вопрос ТС и разбираемся как работает элементарный ЧД.

Я думаю это какой-то неправильный сигнал :-)

Скремблирование конечно обязательно, единственно что, при передаче синхро-последовательностей используют только символы +3 и -3, ну оно и понятно.

Синхросигнал из одного тона. Постоянку калибрует.

И немножко о другом. Как измерить мощность QAM-сигнала в антенне? Будет ли она зависеть от неодинаковой вероятности символов созвездия? В пределе, при передаче всегда одного символа?

PS
Термин "детектор" ака "обнаружитель" не подразумевает, что на его выходе будет аналоговый сигнал.

Пускай калибрует, но причем здесь это в данном случае? В вопросе речь идет о приеме данных

Это ответ на "Что за сигнал такой?".
Коэффициент преобразования ЧМ-детектора может быть стабильный. В одном из вариантов калибровки достаточно откалибровать один символ, остальные пороги откалибруются автоматически. Тем более, что синхронному ЧМ-детектору АРУ не нужна с заявленной ранее логикой работы. АРУ там очень примитивная, только для нормализации несущей. Преобразуется только входная частота, независимо от амплитуды.

По поводу мощности не подскажете?

ВСЕХ ВОЗМОЖНЫХ СОСТОЯНИЙ читайте внимательно)))

Ерунду не надо писать, тогда и вопросов не возникнет:
"Если изменить в исходном сигнале ничего нельзя, то при отсутствии гарантированной базы в виде альманаха всех возможных состояний, ..." - Реальный пример сигнала передачи данных, в котором "отсутствует гарантированная база в виде альманаха ( надо же, какой термин) всех возможных состояний", привести можете?
"Чтобы отличить +2 от +1 нужно, чтобы в сообщении они гарантированно были. А иначе не с чем сравнивать пороги" - Как вы себе представляете реальный сигнал, в котром гарантированно не будут представлены все состояния?

Чаще всего синхронизации тактовые и амплитудные делают по преамбулам, то есть по заранее известным сигналам. И какими будут эти преамбулы решает разработчик. В общем случае в передаваемых данных априори неизвестно какое будет содержание. Если они не обёрнуты в какой-то протокол. Но если настройка будет строить гипотезы о принимаемых ею данных (равных или заданных вероятностях), то как карты лягут будет зависеть и от фазы Луны.

Я бы уточнил, что для пакетного режима НАЧАЛЬНЫЕ синхронизации выполняются по преамбулам, затем подстройки осуществляются непосредственно по данным, а как быть с режимом NDA , кроме как по данным по чем еще подстраиваться?

А если режим не пакетный, то нужен какой-то протокол, гарантирующий наличие полного набора (раз уж на альманах неприятие). Иначе придется копить бесконечный буфер. А это ресурсонецелесообразно.

Да причем здесь протокол, про элементарное скремблирование слышали ( регистр сдвига с отводами и базовой операцией XOR), какие ресурсы ?!!!!!

Про скрэмблирование было очень смешно. Прямо Поле Чудес.
Только вот если исходные данные транспорту неизвестны, то их (намеренно) уже могли аналогично скрэмблировать для ввода в ступор транспорта или по незнанию.


У ТС в первом посте задача решается нормальным ЧМ-демодулятором и подстройкой только одного порога. Естественно по заранее известному месту в сигнале. Если у него доплер не скачет как стрелка осциллографа. Ничего более сложного 4-FSK Автором не было озвучено.

Ну-ну, пупок не развяжите. Так порог искать как будем?


Теперь еще раз, только в общепринятых терминах

Можно подобрать такую исходную последовательность при которой любой скремблер выдаст последовательность из одних и тех же символов. В результате декодер распишется в собственном бессилии найти порог. Поля чудес, цитируя одного из предыдущих ораторов, не бывает. Хочешь наложить правило на блок данных, его придется увеличить в объеме.

Не может такого быть, или, по крайней мере, не должно. В "правильных" скремблерах должна быть предусмотрена схема защиты от таких ситуаций.

Так правильно защищать как будем?

Это точно будет надёжнее маркеров синхронизации? Конечно, если доплеровский сдвиг значительно поменяется ещё до следующего маркера, то и данные будут искажены. Внутри пользовательских данных этот вариант не подстраивает пороги.

Примерно так, как описано в ITU V.27/35

Не читал, но осуждаю
Или проясните основную идею кратко. У читателей может не быть доступа к документу.

Если для смены ключа скрэмблера там используется дополнительные поля данных транспорта, то зачем нужен оверхэд со скрэмблированием? В общем случае, без скрэмблирования у транспорта могут быть возможности более энергосберегающего режима. Применение скрэмблирования должно быть железно обосновано. Вводом в ступор логики, основанной на гипотезах , вполне могут пользоваться злоумышленники. "пупок развяжется" им адресуйте. Особенно если алгоритм работы данного устройства будет содержаться в публичном документе.

В современной широкополосной связи, да и не только (исключением могут быть разве что какие-нибудь старые низкоскоростные КВ передачи) наличие скремблера ОБЯЗАТЕЛЬНО при построении тракта. Почему, уже объяснял. Описаний, как работают мультипликативный и аддитивный скремблеры, в сети полно, ровно как доступных рекомендаций ITU, если есть желание - разберетесь.

Плохо объясняли. Гипотезой, что если перелохматить символы сообщения, то они гарантированно будут содержать весь ансамбль. И якобы это решит все проблемы.

Но проблем исходно не было. Аминь.

Упд.
Предложить Оправдать кривой детектор чтобы под это дело распилить бабло ресурсы. За это без экзаменов надо зачислять в правительство
Без обид, но смешно наблюдать за такими рассуждениями.

ну так почитайте. это интересно, и может быть натолкнет вас на какие-то мысли.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BA%...%BB%D0%B5%D1%80
https://en.wikipedia.org/wiki/Scrambler
https://www.itu.int/rec/T-REC-V.27-198811-I/en

Смешно мне, да и другим, наверное, не меньше. Я так понимаю, теперь моя очередь отправлять в Поле Чудес?
В общем, дружок, утомил, тратить свое время ради того, что кто-то зашел сюда по-тролить, увольте.

Это была конструктивная критика. В пересмешку с юмором. Обижаться нет причин.

С первого поста была заметна ненужность усложнения.
К тому же, если собеседник не может кратко изложить идею/метод, которые он защищает, а отсылает в Сеть почитать что-то, то это плохой знак или тон.

Это был традиционный поток сознания.

Основное назначение скремблера это снижение уровня гармонического шума. Большинство пакетов с данными имеет крайне низкую энтропию, что выползает в виде палок торчащих в спектре. Синхронизация вклеивается на других этапах. Попутно данные преобразую таким образом, чтобы скремблер не косячил - так называемое перекодирование "мертвых" пакетов.

Вопрос остался без ответа - "зачем скрэмблер здесь?" Аргументация Serg76 была неубедительной. Без этих аргументов дальше двигаться смысла не было. А дальше было бы сравнение с другими вариантами реализации конкретно заданной модуляции.

И умалчивание о том, что при известном, особенно простом, как тут предлагалось, алгоритме скрэмблирования злоумышленник может получить на выходе скрэмблера любой нужный ему набор символов для каких-то своих целей, тоже таит в себе грабли, которыми может огреть в самый неподходящий момент.


1. В общем это плохо? Если судить по ключевым показателям качества, например дальности связи (помехоустойчивости).
2. Конкретно на ЧМ это плохо?

1. Плохо, по причине упрощения обнаруживаемости источника. Не важно какая модуляция. Скрытность для вояк это все.
2. Плохо, так как из п. 1 вытекает большая дальность создания помех. Требования по ЭМС с каждым годом все более жестокие.

А скремблер тут точно без надобности. Проще все-таки сделать какое-нибудь блочное преобразование. Появится альманах и число ошибок уменьшится.

Вроде на ЧМ чем больше энтропия передаваемых символов, тем больше создаётся помех на соседние частоты.

Апеляция к п.1 не притянута ли за уши? 4-FSK для скрытности никто использовать не будет. И многие другие варианты модуляций. 4-FSK если и защищать её, то от других проблем, не ухудшая исходные плюсы.

С таким подходом в первом посте нужно большими буквами указывать "Цели не военные", "Шифрование не требуется". Иначе вежливые люди завалят разным оверхэдом со своими тараканами. Обязательно забыв о простом и главном - достоверности сеанса связи. Остальной оверхэд обычно не нужен. По поводу достоверности отдельная пестня.

Было бы проще, все именно так бы и делали. Но тут хотелось бы все-таки окончательно прояснить ситуацию об этом злосчастном скремблировании. Вся эта канитель, как это обычно бывает, взялась из неоткуда. В 11 посте вы имели неосторожность упомянуть об обязательном присутствии в сигнале всех возможных его состояний. Я вам парировал: дескать как может быть по-другому, иначе зачем использовать сигнал, в котором будут присутствовать не все позиции, НОНСЕНС, зачем утверждать очевидные вещи?! Естественно, все это никакого отношения к исходному посту ТС не имеет. Дальше стало интереснее: вы стали утверждать, что случайность исходному потоку может придать какой-то протокол. Я утверждаю, что никто на практике так не делает (в основной своей массе), а применяют скремблирование, сложность его бывает тоже разной, но, как правило, это обычный регистр сдвига, ведь это незатратная операция, согласитесь? Кроме того с реализацией этой задачи легко справится если не студент ВУЗа, то начинающий инженер с легкостью. Потом встрял этот смешной малый со своей фантастикой о шпионских играх, шифровании, зеленых человечках и т.д. В его мещанском понимании скремблер - это некий шифратор, хотя их и можно использовать в качестве примитивного закрытия, но скремблеры бывают разные и каждый со своим предназначением. Мы же говорим о скремблере как об устройстве перемешивания потока с целью получения псевдослучайных свойств. Для чего, надо объяснять? Из всех присутствующих ни у кого не возникло вопросов с пониманием происходящего, кроме одного любителя потроллить. Сам ничего понимать не хочет, прочитать пару абзацев хотя бы из Wiki тоже, но очень любит "поговорить" и к другим более авторитетным, чем мое, мнениям прислушиваться не желает. Прошу прощения за оффтоп.

Действительно, регистры сдвиги и ксоры это так увлекательно. А вот посчитать табличку блоков и забить в память заранее очень алгоритмически сложно.

Ну понятно, все вокруг идиоты - один я Д'Артаньян. Может осчастливите нас хоть одним практическим примером, где сие ноу-хау нашло применение, а то языком трепать все мастера.

Хотел бы кормить рыбой, открыл бы забегаловку быстроеды из разряда "весело и вкусно". Но считаю это неспортивным, когда все готовое на блюдечке с голубой каемочкой. А вот, как сделать удочку, с радостью объясню...

Что и требовалось доказать. Неспортивно - это когда ляпаешь без разбору, а когда приходит время отвечать, то пытаешься "включить заднюю". А свою удочку "впаривайте" где-нибудь на Привозе, вряд ли на нее что-нибудь путное клюнет.

О палках в спектре. Скрэмблирование нешумоподобных данных разбазаривает энергетику канала на 1-2 дб. Это в фазовой модуляции, но для 4-FSK вряд ли будет оптимистичнее. Скорее заметно хуже, т.к. скачёк, например, из 0 в 3 происходит не в полярной плоскости. Итого: "палки" есть положительный признак.

Единственное, что в этой ветке могло оправдать скрэмблер (добавочное изменение символов) - тактовая апч. Если ТС её планировал подстраивать внутри блока. Но там можно лохматить группами по 10 и много более символов. Как вариант 100% гарантирующий синхроимпульс на группу - префикс группы или нескольких групп (если символы более чем двоичные), указывающий наличие добавочного изменения, если внутри группы не было своих.

При наличии лёгких вариантов синхронизации предлагать своего "слона" нужно обосновав его достоинства. Но без нелепостей вроде применения критериев оценки скрытных каналов связи куда не следует.

На личный выпад неудобно не ответить. В своих поделках не запрещён ни оверхэд, ни грабли. В чужих, "все так делают в широкополосной связи" - не аргумент. В контексте поставленной задачи это читается "по-другому не обучены". Кривой ЧД, судя по уверенности, тоже все "ставят в широкополосной связи" и закрепляют скотчем граблей.

Эх-эх-эхех, здесь все запущено еще больше, чем предполагалось. Расскажите эту чушь, например, провайдерам спутниковой связи и как они на такое заявление отреагируют. Одно из предназначений скремблера и есть отсутствие этих "палок" в спектре, чтобы не создавать различго рода помехи "соседям", поэтому я и упомянул об обязательном наличии скремблирования в таких системах. Второе назначение - это обеспечить нормальную работу тактовой синхронизации демодулятора. Что тут сложного для понимания? И как я уже говорил: весь этот холивар по скремблированию начался из-за необдуманных высказываний Corner, никакого отношения к исходному посту это имеет.

бросьте вы это, сложно общаться с тем кто ни разу в своей жизни не делал полноценный модем, с прохождением всех норм, но много читал. Оттого и такой троллинг в виде "мега" идей.

Да сомнительно, чтобы читал, иначе как объяснить эту ересь, такое можно разве что на заборе прочитать. действительно, пора завязывать. Еще раз sorry за оффтоп.

О каких помехах и каким "соседям" в этой ветке указано не было. По умолчанию соседи предполагаются такие же и помехи оцениваются для таких же. В проводной связи соседей может не быть вообще. В исходных данных задачи речи о спутнике и скрытности не было. Бессмысленно делать все модемы, будь-то проводные или радиомодемы, по штампам спутниковых решений и требований. И остальных фантазий. Троллят здесь только фантазёры.