Добрый день коллеги. Пытаюсь разобраться в вопросах практического применения формирующих фильтров (приподнятый косинус и корень из него).
1) Итак, имеется BPSK-модуляция (как пример). Всегда ли перед подачей на смеситель нужно использовать данные фильтры, или можно обойтись фильтром для ограничения полосы?
Знаю что основное предназначение форм. фильтров - борьба с межсимвольной интерференцией. Вопрос возник вот в связи с чем. Существует документация описывающая протокол передачи
данных применительно к космическим аппаратам CCSDS. Там достаточно подробно освещаются вопросы помехоустойчивого кодирования, используемых видов модуляции и т.п. Мне не удалось
найти информацию касаемо используемых формирующих фильтров. Может плохо искал, но у меня сложилось впечатление что их там нет (такое впечатление что используются только фильтры ограничивающие полосу).
2) Вопрос второстепенный. Насколько сильно ухудшится качество символьной синхронизации если на передающем и приемном концах будут использоваться фильтры с различными коэфф. скругления ( к примеру форм.
фильтр в передатчике используется, но его характеристики мне неизвестны).
Заранее спасибо.

Если у вас АБГШ канал, то можно обойтись без него.

Проще всего промоделировать в MATLAB или Simulink. Это совсем маленькая модель, можно быстро прикинуть.
Некоторые результаты можно посмотреть в статьи во вложении (там исследуется ухудшение помехоустойчивости). В Гугле поищете статьи с похожим заголовком.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

[quote name='Grizzzly' date='Jun 15 2016, 15:44' post='1431988']
Если у вас АБГШ канал, то можно обойтись без него.

Т. е. видимо его все таки не используют (т.к. канал космос-земля, явл. наиболее близким каналом к каналу АБГШ?).
Насчет моделирования это Вы правы. Просто руки все никак не доходят . Вот и решил поинтересоваться у знающих людей.

Можно раскрыть мысль подробнее. Как канал связан с формирующим фильтром ?

В многолучевых каналах имеет место МСИ. Формирующий фильтр позволяет её устранять. Я понимаю, что это не единственное, где проявляется эффект МСИ. Она возникает также при ограниченной полосе пропускания канала.

Вопрос больше касался AWGN...

ЗЫ. Вы взорвали мне мозг Скляра вам в помощь.

Я считал, что в AWGN МСИ возникает при фильтрации для сужения полосы сигнала на стороне передатчика. При этом сигнальные посылки во временной области расширяются и наползают друг на друга. Если ТС устраивает скорость убывания по закону sinc для прямоугольников, то сужать ему ничего не нужно. МСИ в таком случае не будет.

Не совсем так. По науке, и во всех книгах об этом пишут формирующий фильтр необходим. Однако в рекомендациях CCSDS для передачи телеметрии со спутника, про форм. фильтр ни слова. Вот у меня и закралось сомнение
используют их там или нет (и если используют то с какими коэфф. скругления)? Меня интересует только коэфф. скругления для правильного расчета символьного синхронизатора.

Фильтр формирующий полосу нужен всегда. Никто не даст вам гадить в эфир, поэтому маску спектра по соседнему и смежному каналу извольте обеспечить. Фильтр может быть фильтром с нулевой МСИ (приподнятый косинус/экспонента, фильтр фейера), так и без оной (фильтр гауса например). ИМХО в рекомендациях требований к этому нет, т.к:
1. Есть маски спектра разных классов излучений, которые однозначно определяют поле : допустимое скругление vs символьная частота.
2. Для найквиста : согласованная шумовая полоса приемника, при SC не зависит от скругления фильтра и определяется символьной частотой. Приемнику должно быть без разницы, с каким скруглением работать. 100% или 10%. Разница только в требованиях по фильтрации и качеству восстановления символьной частоты.
3. Оптимальное скругление, для конкретного модема, зависит от множества факторов : маски спектра, используемый усилитель мощности, требования к скорости передачи данных, требования к достоверности системы передачи данных (скорость кодирования).


Не всегда. Читайте на досуге Скляра. Рекомендую.

Т. е. если я Вас правильно понял, далеко не всегда приемник и передатчик должны иметь фильтры с одинаковыми коэфф. скругления. Еще вопрос вдогонку, я всегда полагал что коэфф. скругления выбирается исходя из избыточности полосы приносимой в жертву, и сложности реализации синхронизатора. Каким образом он может влиять на достоверность передачи и усилитель? Где об этом более подробно можно почитать?

Это где я такое сказал? Для согласованных фильтров возможные варианты TX/RX:
1. RRC vs RRC с одинаковым скруглением
2. RC vs LPF (сейчас ортодоксы будут говорить о падении чутья).

Разные скругления делать можно, если есть эквалайзер. Он докрутит характеристику приемника под оптимальную. Но часть "мощности" эквалайзера уйдет на это.


Скругление фильтра определяет пик-фактор -> определяет рабочую точку усилителя -> определяет максимальную выходную мощность -> коэффициент системы.

Про достоверность. Положим есть у вас требование на передачу 10 мегабит. Варианты реализации в полосе 20(положим что у вас американская нарезка полос) :
1. QPSK, Fsymb = 10МГц, alpha = 1, coderate = 1/2
2. QPSK, Fsymb = 17МГц, alpha = 0.175, coderate = 5/17(0.29)
3. BPSK, Fsymb = 17МГц, alpha = 0.175, coderate = 10/17(0.588).

Для RSC турбокода, 480 байт. Возьмем 10МГц за базовую полосу Пороговый SNR будет где то
1. 1.6 + 10*log(2*1/2) = 1,6
2. 1.2 + 10*log(2*5/17)+10*log(17/10) = 1,2(кодирование взято 1/3)
3. 1.8 + 10*log(10/17)+10*log(17/10) = 1.8 (кодирование взято 3/5)

нужно еще сравнить BPSK/QPSK по пикфактору на конкретном скруглении, тогда можно будет сделать вывод.

ЗЫ. для другого кода, результат может быть абсолютно другой

Спасибо большое за развернутый ответ.
Т.е. правильно ли я понял что:
1) Если мне неизвестны характеристики фильтра на передающем конце, то в приемнике лучше использовать эквалайзер?
2) По используемой скорости и используемому коду можно все таки вычислить х-ки фильтра на передающем конце? По крайней мере хотя бы приблизительно?

эквалайзер ИМХО must have. Хотя бы банальный blind TSE

Если вы делаете демодулятор, то знаете символьную. Предположим используется найквист. Берете спектроанализатор. Если на точках где символьная -3дб значит излучает RRC, если -6дб то RC, затем ищете -30дб. Ну и BW(-30) = Fs(1+alpha) для RRC. Для RC если правильно помню, эта формула на -33

Большое спасибо, методика вроде бы ясна . Буду пробовать.

Основное назначение формирующих фильтров - сделать полосу компактной.

Для этого совсем необязательно применять формирующие фильтры, достаточно НЧ или полосовых.
Я под формирующими имел ввиду RRC или RC.

Вы заблуждаетесь. Почитайте Скляра цифровую связь.

Дык Скляр как раз и пишет что они нужны, и не только Скляр. Мой вопрос заключался в другом.
Прочтите первый пост внимательно и Вы поймете что я спрашивал.
А по поводу полосы, что мешает использовать какой-нить КИХ или БИХ, или вообще какой-нить фильтр на ПАВ если речь идет уже о несущей?

Наверное я что- не так понял.



ФФ сами вносят МСИ, но делают это таким образом, что соседние символы не мешают друг-другу (в АБГШ канале разумеется).
Если вы урежете полосу простым фильтром, получите МСИ даже в АБГШ канале -> будут потери.




Может вы здесь имеете ввиду аналоговые фильтры для устранения зеркальных составляющих ЦАП?

Нет. Речь шла о другом. Сущ. фильтры с х-кой приподнятого косинуса и корня из него. Как Вы правильно упомянули Скляра, теория и практика предписывает их применять,
потому как: во-первых они формируют полосу и во-вторых позволяют смягчить требования к синхронизации на приемном конце (ослабляют межсимвольную интерференцию).
В приложении интересующим меня про эти фильтры ни слова не упоминалось (но повторюсь мог и пропустить так-как там достаточно много рекомендаций).
И у меня сложилось впечатление (возможно ошибочное тут, не спорю) что там используют фильтры с АЧХ-ограничивающей только полосу и все.
Извиняюсь если ввел Вас в заблуждение.