Пытаюсь организовать фазовую синхронизацию(синхронизацию несущей) для QAM256. Много прочитал, пришел к выводу что здесь нет ничего сложного - вычислил разность углов на входе и выходе слайсера, отфильтровал, подал на вход синтезатора комплексной синусоиды, и вуаля. Разбирал выложенные здесь модели QAM16 приемников. Однако моделирование показало, что то, что прекрасно работает с QPSK и QAM16 ведет себя не очень хорошо для QAM256. В частности синхронизация происходит только при малых значениях частотной ошибки. Если QAM16 нормально себя чувствует при frequency offset в 1/50 символьной частоты, то для QAM256 допусимый offset составляет десятитысячные символьной скорости.
Собственно чем это объясняется - понятно. При больших M значительно выше вероятность того, что поворот фазы приведет к тому что точка на выходе слайсера не тудет иметь ничего общего с правильным символом, и, как следствие, вычисленная угловая ошибка будет неправильной. Вопрос в том, в каком направлении копать. Варианты с тренировочными сигналами (типа сначала QPSK, а после установления синхронизации переход на QAM256) весьма не желательны. Кроме того, точно знаю, что есть микросхемы, в частности для цифрового телевидения, которые нормально синхронизируются без преамбул.
Мне тут приходят мысли насчет того, чтобы при вычислении фазовой ошибки учитывать только 4 или 16 точек, наиболее близко расположенных к нолю, но нутром чую, что это все фигня и по науке надо делать совсем не так.
Я уже пересмотрел довольно много книг, но там максимум QAM16, высокоплотные QAM нашел только в случае телефонного модема, но там символьная скорость и частота несущей жестко завязаны, и проблема решается символьной синхронизацией
Поэтому решил обратится за помощью: пните в нужном направлении, посоветуйте что почитать.

А созвездие у Вас квадратное? Если да, то можно попробовать оценку фазовой ошибки для каждого принятого символа умножать на весовой множитель пропорциональный ( может быть и нелинейная зависимость) модулю принятого символа. Идея в том, чтобы символы расположенные ближе к углам созвездия имели наибольшее влияние на работу системы. Идея эта из какой-то древней статьи (давно утраченной ), но вроде работала. Только Ару хорошее нужно. Еще вот статейка про слепой корректор,там еще система восстановления несущей прикручена :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Еще если созвездие квадратное можно попробовать банальное возведение в 4ю степень, и вылезет несущая.

Почему это несущая и символьная скорости в телефонном модеме жестко завязанны? в телефоном канале тоже может быть частотный сдвиг, кажется 7 Гц согласно стандарту. Еще телефонных модемах есть приамбула и это главное .

Да, созвездие квадратное. Идею весовых коэффициентов в зависимости от амплитуды символа видел, но что-то у меня это особого выигрыша не дает. Правда зависимость я пробовал только одну, взятую с потолка. Вообще, насколько я понимаю суть проблемы этот подход кардинально ее не решит, так как он собственно уменьшает влияние аддитивного шума на погрешность измерения угловой ошибки, а у меня и без шумов нифига не работает . Но за статью спасибо, с аддитивным шумом тоже придется бороться.
Возведение в четвертую степень есть готовым блоком в симулинке, но результат даже хуже чем в используемой мной модели.

Вдаташите на TDA8046 нашел, что у них там два детектора - фазовый и частотно-фазовый, и они сначала подстраиваются частотно-фазовым, а когда ошибка становится меньше порога - переключаются на просто фазовый. Вероятно и мне придется поступить подобным образом, но я пока не представляю что такое частотно-фазовый детектор . Вобщем буду искать.


Жестко завязаны потому что задаются одним и тем же кварцем, а промежуточных частот нет и в помине. и если разность тактовых приемника и передатчика равна скажем 50ppm, то и несущая и символьная скорость отличаются на те же 50ppm. Даже вроде фазы у них завязаны.
Впрочем прочитав ваш пост я вспомнил,что частотный сдвиг может произойти при прохождении телефонного сигнала по по линиям с частотным уплотнением каналов(аналоговым), такие до сих пор у нас уплотняют междугородные тракты. Однако в аппликейшенах TI и AD по построению модемов на базе их сигнальных процессоров почему-то о carrier phase syncronization нет ни слова. Хотя может это такая простая задача, что даже не стоит упоминания .

Тут идея не столько в уменьшении влияния шума, сколько сделать датчик фазовой ошибки, который дает более или менее правдивые показания в большем диапазоне углов. Сейчас посмотрел, я не правильно написал в предидущем посте. Вычисляется модуль входного сигнала и в сигнальном созвездии ищется ближайшая точка из точек примерно с такимже модулем. Чем больше модуль тем больше вклад в выход ФД. Другими словами созвездие разбивается на концентрические субсозвездия и субсозвездие(в котором ищется ближайшая точка) выбирается из abs входного сигнала. Вот матлабовская модель, где два субсозвездия.

Спасибо, буду разбраться. Ваш подход похоже должен решить проблему, правда вероятно реализация получится громоздкая. Насколько я понял из ваших слов здесь применяется слайсер, нарезающий не в декартовой системе координат, а в полярной( не на квадраты, а на кольца, и потом на сектора. Действительно, для оценки угла такой подход более оптимален. Предвижу сложности с символами примерно со средним модулем - там уж очень близко кольца друг к другу лежат - но думаю все равно эффективность будет значительно выше.
В вашей модели пока не разобрался, чето по субботам голова не воспринимает математику но в понедельник, в рабочей обстановке, думаю все станет понятно.
Если вдруг вспомните какую-нибудь литературу, описывающую такой метод - дайте название, буду очень признателен.

Еще раз спасибо!

Только сегодня добрался до матлаба, посмотрел модель, и понял, что мой предыдущий пост - полный бред(про слайсер в полярной системе). Разобрался, действиельно результат значительно лучше, чем в обычном детекторе. Буду заниматься моделированием в динамике.
Единственное что огорчает, это то, что я пока не представляю, как это реализовать на практике. Если во внешнем кольце оставить только четыре угловых точки, то реализовать не сложно, а вот если больше - проблема. Впрочем думаю это не самя большая проблема в моей жизни, что нибудь придумаю.

Здесь статьи по теме:

http://www.dspman.narod.ru/archive.html

petrov: Большое спасибо! ссылки на некоторые из этих статей находил в инете, но не нашел, где их можно бесплатно скачать. Будет очень интересно почитать. Правда данная проблема на данный момент несколько отошла на задний план, ввиду возникновения других, более принципиальных сложностей.

Насчет фазовой синхронизации. Попытался разобраться с алгоритмами, в том числе, выложенными по ссылке выше, и обнаружил вот какой трабл. При синхронизации по диагональным точкам вроде бы все работает. Но иногда фазовая плоскость переворачивается на Пи/2. Т. е. иногда при настройке ошибок нет, а иногда символы принимаются с учетом разворота диаграммы амплитуд на 90 град. Ни в одном из алгоритмов о борьбе с такой трудностью ничего не вычитал. Стало быть возникает вопрос: это у меня в программе ошибка? Причем возникает именно при определенном значении первоначальной фазовой ошибки и возникает устойчиво. Меняем первоначальный фазовый сдвиг и все работает. Либо, с другой стороны, в алгоритме необходимо предпринимать какие-то синхронизирующие приемы. Кто что может сказать?

обычно на уровне кодирования битиков принимаются меры что бы приемник работал инвариантно при повороте фазы на 90*n градусов. И вообще как можно распознать поворот созвездия на 90*n если оно симметрично относительно этого поворота? - только если есть каки-либо пилоты, либо по работе ПУ декодера ( работет-не работает)