На известной частоте требуется детектировать наличие полезного сигнала. Модуляция полезного сигнала известна, а именно 8psk. Возможно ли как-то узнать, есть ли в канале сигнал с 8psk модуляцией? Особый интерес представляет подобная возможность в случае если SNR < 0, т.е. уровень шума в канале больше уровня полезного сигнала.

SNR считается для конкретной символьной скорости. Если сигнал свой (разрабатываемый), то в него можно вставлять маркеры с заниженным битрейтом, настолько, насколько нужно заглядывать под шум. Ограничение символов в этих маркерах с 8PSK до QPSK дополнительно повысило бы SNR, если детектор может работать и в режиме QPSK. Совпадение расстояния между принятыми маркерами с ожидаемым многократно повышает достоверность.

Возможно, только следует определить, какая вероятность для вас приемлема. Прочитайте про методы классификации созвездий: Likelihood-Based (LB) и Feature-Based (FB). Первая группа обеспечивает лучшую вероятность.

Я не совсем понимаю, что мне может дать занижение скорости. Но в моем случае сигнал не свой (разрабатываемый), но при этом символьная скорость, возможного полезного сигнала, известна.

При обработке белого шума углы будут равномерно распределены по окружности. При обработке модулированного сигнала появятся более часто встречающиеся углы взамен равномерного распределения.

Извините, но в заголовке темы получилась классная описка, будто мурлыкание ))) Запишу слово )))

Мой пост был только о том, как увидеть сигнал под шумом. Если в чужом сигнале полностью случайная последовательность символов, то ничем не могу помочь. Если в сигнале есть какая-то "периодика", например синхросигналы, и зная её период, есть способы её усиливать на фоне шумов. Т.о. задачу "На известной частоте требуется детектировать наличие полезного сигнала" под большим шумом можно выполнить. Но признак "полезности" будет задаваться не типом модуляции, а известностью другой информации о чужом сигнале.

В случае когда сигнал над шумом и символьная скорость известна нужно ещё удачно подстроить символьную фазу чтобы на созвездии символы не смешивались.

Периодика для детектирования может скрываться не только в пилотах, синхрокомбинациях или преамбулах, но и самой особенности сигнально-кодовой конструкции (скк)
Тип помехоустойчивого кодирования, применяемый скремблеры, перемежители могут подсказать где искать периодику.
Даже если скк не подразумевает какую-либо периодику, можно поискать ее в информационных сообщениях. Почти всегда они состоят из заголовков тех или иных протоколов.
Далее можно, зная алгоритм скк попробовать синтезировать опорный символы для детектирования.
Но все это задачи нетривиальные, требующие опыта в области анализа радиосистем. Имея больше информации о вопросе можно сказать возможно это или нет, а так только вектор движения...

Если система абсолютно чужая и нет никакой информации о типе скк, передаваемых пользовательских данных, вообще ничего кроме того что в шуме будет psk8 - ничего не получится.
Если конечно нет удачных записей этой системы с приемлемым шумом, которые бы позволили продемодулировать и проанализировать периодику.

Но, кажется, для решении текущей задачи данная особенность не может быть полезной, т.к. модулированный сигнал находиться под шумом.


Насколько я понимаю, вы предлагаете "коррелировать" синхросигналы, на известный период разнесенные по времени. Но в моем случае нет синхросигналов.



Дам больше информации.
Приемник быстро переключается по частотам. За короткий период времени я должен определиться, есть ли на этой частоте полезный сигнал. Если есть, я остаюсь на более длительный период времени на этой частоте, и пытаюсь детектировать ожидаемый сигнал. Детектировать ожидаемый сигнал не проблема, это я делаю по известному пилот тону, даже если полезный сигнал находиться под шумом. У полезного ожидаемого сигнала известен пилот тон, но тип помехоустойчивого кодирования, скремблирующая последовательность, тип перемежителя и прочее могут порядком отличаться. Единственное, что точно совпадает, так это тип модуляции и символьная скорость.
На данный момент пробовал определять наличие полезного сигнала просто по энергии в канале. Но это не есть в моем случае хорошо, т.к. моя система должна уметь работать и под шумом. Если же я задаю порог энергии меньше уровня шума, то получается, что приходиться останавливаться на длительный период времени на каждой частоте. т.е. сканирование происходит очень медленно.

Но если предположить, что я точно знаю тип помехоустойчивого кодирования, скремблирующую последовательностьи и прочее... что это дает? попробовать в таком случае отыскать периодичность сигнала?

Чем хуже с/ш, тем дольше надо наблюдать за каналом. В любом случае, если модулирующая последовательность полностью недетерминирована, при с/ш меньше 1, требуемое время наблюдения будет расти по экспоненте обратной от с/ш, уходя в бесконечность. И, даже при соблюдении условия длительности наблюдения, полностью гарантировать правильность решения будет нельзя. Независимо от метода, всегда будет две вероятности: вероятность пропуска частоты с модуляцией и вероятность ложного захвата шума без несущей. Вы можете лишь разработать модель, которая будет давать эти вероятности при заведомо известных с/ш и времени наблюдения.

По аналогии с QPSK возвести сигнал в 8 степень и сделать фурье? Так рекомендуют в "Signal Analysis for Radio Monitoring By Roland Proesch"

И что Вы там увидите?

По идее палки с символьной скоростью. Вот насколько они будут торчать из шумовой полки- вопрос реального SNR и времени накопления.

Потери при возведении в 8-ую степень составят примерно 9 дБ, при том, что ТС интересовал особый случай - определение под шумами, так что не "катят" здесь методы нелинейного преобразования

А передаваемая в радиоканале инфориация вам известна априори хотя бы частично?

Мне известна преамбула ожидаемого сигнала. Но я не могу быть уверенным, что оценка наличия полезного сигнала будет происходить на преамбульном участке.

"Иди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что" - так только в сказке бывает. Либо сигнал должен быть над шумом, либо какая-то известная его часть должна гарантированно попадать в наблюдение, причем от длины известной части зависит, насколько глубоко сигнал может быть под шумом.

Есть ключ, от квартиры где деньги лежат. Но вот, где та квартира, не ведает никто.


Сигнал может быть полностью неизвестен. И быть под шумом. И все равно можно прикинуть насколько это не шум.

Предлагаю Вам изложить алгоритм для общего случая, собственно, ТС об этом и спрашивает.

Мне представляется такое возможным только при наличии определенных условий (например, отсутствие ограничения по времени наблюдения (накопить мощность за длительный промежуток и "по капле" собрать сигнал), или наличие какой-то периодичности в сигнале (можно обнаружить сигнал с помощью автокорреляции)). А вот чтобы на короткой выборке увидеть сигнал с рандомным для стороннего наблюдателя наполнением под шумом да еще с помощью автомата - про такое не слышал.

Всё предельно ясно. [сарказм]

Для варианта 8psk под заметным шумом так определённый/описанный сигнал не демодулировать. Из-под шума можно увидеть пилот или какие-то маркеры, которые априори известно как выглядят. Но всю инфу пакета не извлечь в общем случае неопределённости передаваемых полезных данных. Скрэмблирование только ухудшит возможности увидеть просто наличие сигнала. Часть инфы можно извлечь если чужой сигнал специально под это "заточен", в т.ч. алгоритмы подшумовой синхронизации. И получатель/перехватчик знает о кодировке сигнала много важной инфы.

Идентифицировать сигнал как возможный 8psk можно только когда он над заметно над шумом и за время наблюдения у него была хорошая статистика распределения символов с явно выраженной дискретностью фазы 45 градусов и еденичной амплитудой. При хорошо работающей символьной синхронизации. Либо декодировав, зная как. Но если через 8psk модуляцию можно гонять только символы из созвездия QPSK и даже BPSK, то тогда анализатор может ошибиться в типе модуляции. А это честный общий случай неизвестности о сигнале. Как и через 16QAM (при определённой схемотехнике передатчика) можно передавать только близкие к центру символы и спутать сигнал с QPSK.

Пожалуй, это основное в данной постановке задачи. Если тактовая частота жестко связана с тактовой на пилот-тоне, можно засинхронизироваться по нему. А дальше уже вычислять статистику LLR. Без тактовой синхронизации делать нечего.

Для какого режима, - обнаружения под шумами?

Automatic Modulation Classification Principles, Algorithms and Applications, p. 115. Понятное дело, что ни о каком хорошем результате говорить не приходится, о чем я писал здесь в первом своем ответе.

При SNR = -3 dB вероятность правильного обнаружения около 40%. При SNR = -1 dB вероятность правильного обнаружения около 70%.

Да, это для АБГШ-канала при идеальных синхронизациях. Поэтому я писал, что это основное.

Вероятность присутствия в канале чужого/отвергаемого сигнала не оговорена. И признаки его отличия от полезного. Под заметно большим шумом можно накопить пилотов или других признаков и признать "это" полезным сигналом. Без заметной ресурсоёмкости.

Месяца 3 работы. Около 30$ в час.



При неортогональной обработке результаты будут намного лучше. Шум, в отличие от модуляции, дает несимметричный спектр относительно несущей. Его так можно отсечь намного сильнее вышеозначенных коэффициентов. Но время наблюдения будет уходить в бесконечность, при хорошей требуемой вероятности правильного решения.

А вот если в сигнале появится Райс или Релей, то я даже прикидывать не берусь. Понять с чего взялся шум будет очень тяжело. Тут уже нужны стойкие к таким эффектам известные последовательности. Если сигнал их гарантированно не содержит, результаты будут какие угодно.

Биржа труда за углом. А здесь надо бесплатно демонстрировать своё хозяйство. Чтобы не получилось как. или "любой оверхэд за ваши деньги".

А можно ссылочку на статью, пожалуйста?
Вроде как для АБГШ-канала МП-алгоритм должен являться оптимальным. Пока не понимаю, откуда можно получить лучшую вероятность верной классификации.

это при какой неустойке?

С точки зрения теории в основе МП-алгоритма, неортогональное уплотнение в принципе невозможно. Хотя оно реально. И дает уплотнение до 3... 4 раз. Исходя из этого, можно преположить понижение кривой с/ш-вероятность на 9... 10 дБ при бесконечной нарезке спектра. Что означает бесконечное время наблюдения. ТС-у этот вариант бесполезен правда....


Ни при какой. Сдельщина по факту.


Я не ищу работу. Я предлагаю прекратить разводить отвечающих на слабо. Все, что люди тут пишут, это все, что у них есть в планах написать. Попытки менеджмента-выжимки вызывают вполне закономерную ответную реакцию.

Судя по ответу - напрашивались. Для этого есть специально отведённые места.

Встречное предложение - не гнуть пальцы, когда просят подкрепить вброс. Без желания публичного сравнения алгоритмов - выбирайте правильные слова. Тем более, что критерием было не "насколько это не (белый) шум", а "насколько это (искомый) сигнал". А это не одно и то же. И помехи бывают разные. И постановщик широкополосных помех легко создаст глюкодром в подобных алгоритмах. Если считать, что глушит он кого-то другого или всё подряд. Пример для общего случая "насколько это не шум".

Учитывая желание ТС обнаруживать сигнал под (символьным) шумом, то "рисовать" созвездие может быть излишне. Проще сразу опираться на периодичность видимых под шумом признаков. Которую (периодичность) можно/нужно отличить от помех. И все ресурсы при слабой энергетике принятых пилотов/преамбул/прочего потратить на это. Если ТС знает что-то о периодике, или её диапазон, то можно перебором уточнять.


Фазовая модуляция не гарантирует симметрию энергетики относительно несущей. Как карты лягут. Даже при идеальной суммарной статистике символов интеграл дельты их фаз (перескоков) может быть любой. Плюс, в узкополосной модуляции асимметрия шума мала и "намного сильнее" не верно. + Если не видно сигнал, то и несущая не известно где. В теме не обозначено ни ширина полосы, ни допуски на доплер. Ни стабильность опорных генераторов.

Совершенно не так. Суть ответа в попытке объяснить что:
Задача уже решена до.
На нее потрачены ресурсы, результат вложения которых никто просто так не предоставит. В большинстве случаев и за деньги, так как это уже чья то ИС.

И, исходя из суммарного тренда топика, можно придти к выводу, что в данной постановке задача, не имеет нужного ТС решения. В лучшем случае, обработка требует бесконечных вычислительных затрат. В худшем, бесконечного времени наблюдения.

Вы не объяснили, Вы это задекларировали. Объяснением было бы (как минимум) указание на некоторую базовую идею, положенную в основу такого решения. Построить ядерную электростанцию могут только несколько государств в мире, но принцип работы ядерного реактора описан в учебнике физики в нескольких абзацах, прочтя который любой в достаточной степени разбирающийся в физике человек скажет: "Да, действительно, ядерный реактор физически реализуем".

Именно базовую идею мне и хотелось услышать, если таковая существует. Насколько я понял, в моем случае (когда нет бесконечного времени наблюдения) решение возможно только, если в сигнале присутствует периодичность (с помощью автокорреляции). Получается, что ни знание модуляции, ни знание скорости или ширины полосы, само по себе не дает никаких преимуществ, если сигнал "под шумом".

Я их уже как бы две предложил:
Статистическая обработка углов.
Частотная "прополка" с выкидыванием несимметричных частот хоть как то похожих на шум. Критерии прополки требуют уточнения. Можно ортогонально полоть. Можно неортогонально-сложнее и качественнее.

Можно делать первое после второго. Еще лучшее будет. Но время наблюдения в любом случае пойдет по экспоненте с ухудшением с/ш. Иначе будут частые промахи.