По жизни иногда возникает ситуация, когда на приемной стороне неизвестно значение тактовой частоты и ее требуется тем или иным способом определить. Для АБГШ или несильных МСИ проблем больших нет. А какие подходы существуют для условий сильных МСИ? Или кроме использования в том или ином виде огибающей ничего и нет? (ЧМ2-4, ФМ2-8 интересует).

Эквалайзер совместно с символьным синхронизатором могут настраиваться, смотрите модель:

http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=23652

qam_fb_symbol_sync_fb_phase_sync_agc_dfe_2007_07_26.rar

Уточните, значения тактовой неизвестно в принципе, или просто нужно засинхрица, имея небольшую расстройку?

Ну наверно полностью неизвестно не совсем правильно говорить, так как ширина спектра известна, вид модуляции известен, соответственно и некая оценка тактовой есть, а насколько эта оценка имеет большую или маленькую расстройку я не знаю как ответить. Чисто наугад можно сказать, что оценка по спектру может где-то процентов на 25 отличаться от истинной. Ну а конечная цель естесственно засинхриться (но перед этим правильно оценить тактовую).

А чем обычная ФАПЧ не устраивает? При МСИ тоже кстати работает неплохо...

Оценка по спектру может быть гораздо точнее 5-10 процентов, а то и лучше.
А дальше, можно делать например так.
Произвести над сигналом нелинейное преобразование (например возведение в квадрат).
Построить спектр получившегося сигнала. На построенном спектре будет хорошо видна гармоника тактовой частоты. Это для сигналов ФМ2-ФМ8.

- эта та то хренотень как раз и не всегда отрабатывает, и гармоника не всегда проявляется.

А вот это ИМХО странно... А вид манипуляции известен? Может там вставки нe ФМ-сигнала?

Такая хренотень и у меня. Если для ФМ-2/4 еще все более- менее, то для модуляции большей кратности, например, ФМ-8 восьмая гармоника не всегда появляется, может быть дело в отсутствии когерентности фазы принятого сигнала с опорным при вычислении огибающей.

Так в том-то и дело: для определения чисто тактовой можно реальный сигнал сразу возвести в квадрат и посмотреть СПМ. У меня ОЧЕНЬ часто возникал тон на соответствующей частоте. Просто информация о несущей в этом случае теряется, но для опредления тактовой частоты метод подходит вполне по-моему...

А зачем восьмая гармоника для определения символьной частоты?

Мдааааа, вот это я загнул, думал об одном, а писал совершенно о другом (наверное, сказывается позднее время суток, отвык сидеть по ночам ). Конечно же, для определения символьной скорости достаточно взять сигнал на выходе, скажем, амплитудного детектора и применения затем FFT с различными примочками типа сглаживания спектра и усреднения (накопления), а для определения отстройки по частоте для ФМ-8 надо возвести сам сигнал в 8-ю степень, но почему-то для ФМ-8 гармоника не всегда вылазит. Может кто-нибудь объяснит в чем дело?

Дело в том, что наиболее вероятная причина непрявления гармоники (ее утопление в шуме) это усиление шума при возведении в степень. Более правильно не в степень возводить, а умножать аргумент.

Под возведением в степень обычно (часто) подразумевается операция S**M/abs(S)**(k), где k равно например M-1. При таком подходе что умножение аргумента, что возведение в степень - это одна и та же операция и энергетические потери хоть и присутствуют, но одинаковые. В рамках модели V&V
при высоких SNR оптимально использование как раз этой операции - abs(S)*exp(iM*arg(S))


Для QAM оптимальнo использовать более сложные нелинейные преобразования модуля
http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...st&id=12042

Для M-PSK алгоритм V&V (Viterbi&Viterbi)

Только при сильных МСИ всё это должно настраиваться одновременно или после эквалайзера

Так суть то проблемы точно подсвечена? - чем больше степень, как бы она не реализовывалась, тем хуже выходной SNR?




Последние посты скатились до несущей, а исходный вопрос был по проблемам востановления тактовой при сильных МСИ (для случая без тренингов).

Очевидно. Каждое возведение в квадрат приносит несколько дб энергетических потерь, при низких snr ситуация ещё и усугубляется квадратичным членом n*n

(S+n)**2 = S*S + 2*S*n + n*n



да вот, сползло

Бесспорно, возведение в степень ухудшает общее отношение С/Ш, но такая ситуация проявляется и с сигналами с хорошей энергетикой (порядка 15 дБ). Так как же быть?

Сигналы из какокого канала беруться? КВ, спутниковая линия, провод, город?

Спутниковый, замирания отсутствуют, МСИ минимальны (в общем канал, приближенный к Гауссовскому - как бутерброд со сливочным маслом ). Да, забыл, сигнал на входе комплексный, т.е. в виде двух квадратур.

Интересно, а зачем вообще нужна точная тактовая частота, если под этим подразумевается посимвольная частота, до устранения сильной МСИ?
Ведь в таком сигнале изначальная посимвольная частота сильно размыта из-за налезания символов друг на друга, а огибающая "гуляет" как хочет, так что демодуляция будет часто ошибаться даже при точно-известной посимвольной частоте.


Без определения несущей (и ее снятия) не получится согласованный прием (на видеочастоте). Несущая как раз не сильно зависит от МСИ.

Тогда усе должно работать. Или либо - это не ФМ8, либо какой-то "составной" сигнал, т.е. состоящий из несинхронных пакетов и степень надо пытаться делать на более коротких интервалах.

Похоже у вас ошибка в реализации.

Цитата(samurad @ Jun 3 2008, 07:26)

Для устранения сильной МСИ нужен DFE эквалайзер у которого в обратном фильтре используются решения, для получения решений нужна символьная частота, для получения символьной частоты эквализация должна быть выполнена, замкнутый круг. :)

Если для ФМ2-4 и иногда для ФМ8 работает, то скорее всего дело не в ошибке реализации, хотя в жизни всякое бывает, так как механизм то один и тот же.
Если по поводу ошибки в реализации, то единственно что может прийти на ум это несоответствие частоты дискретизации, так как если сигнал возводится в 8 степень, то "полоса расширяется" в 8 раз и если дискретизация не соответствует, то будут завороты, которые еще более ухудшат неважное С/Ш.

Насколько хорошо у Вас определена фаза тактовой (символьной) частоты?
Умножение частоты (возведение сигнала в степень) по уму можно проводить только в правильных выборочных точках. Если умножение частоты проводить в каких попало точках (например на частоте кратной символьной но без тактовой синхронизации), то никакой запас Snr не поможет... В смысле тогда для выделения кратной гармоники нужен очень большой запас

Собственно из-за этого обычно сначала делают определение тактовой (и одновременно должен сойтись эквалайзер, здесь уже не до науки, это искусство), а только потом определение расстройки несущей. Для тактовой нужна огибающая (делается даже не возведением в квадрат а модулем, чтобы снизить потери, причём алгоритм можно сделать не зависящим от расстройки несущей частоты), а для частоты несущей - 2я, 4я, 8я... степень

Не ну если расстройки большие то это безнадёжно сделать всё сразу, нужен специальный какой-нибудь режим aquisition :-)
Но в гауссовских каналах без ISI всё это легко проделать - сначала выделить тактовую, независящим от расстройки частоты способом, потом вытащить частоту несущей...

Это тоже очень важная штука! Хотя по моим наблюдениям на спутниковых линиях это играет значительно меньше чем на КВ. И если речь вести о 15дБ (чисто для АБГШ) для ФМ8 это очень гуд, должно бы отрабатывать.

При высоких вход. SNR квадрат тоже невыгодно делать из-за члена 2*S*n, сильно поднимающего шум.

Если фаза неизвестна, то ничего не поделаешь, надо квадратить. При этом, чтобы проигрыш в вых. SNR был меньше, надо перед квадратом накапливать сигнал дольше.


Data feadback equalizer не может устранить сильную МСИ. Надо использовать тренировочные символы (Витерби-эквалайзер), расширять спектр (DS-SS + rake или OFDM) или передавать вспомогательную пилотную гармонику в полосе сигнала для когерентного приема. В этих случаях точное значение символьной частоты не требуется для захвата сигнала.

Почему это Decision Feedback Equalizer не может устранить сильную МСИ?

По указанной вами же причине: нужно, чтобы выполнялось правильное декодирование символов, а этого как раз практически невозможно добиться в размытом сигнале с сильной МСИ.
DFE работает при слабой МСИ, последовательно улучшая сигнал, но для этого нужно правильное начальное решение - откуда вы его возьмете?

Совместно можно настраивать, выше ссылку на модель давал, там на начальном этапе настройки правильных решений нет и тем не менее в итоге всё настраивается.

Интересная модель. А почему вы решили, что 3 луча с одинаковыми фазами и постоянными коэф. усиления можно считать каналом с сильной МСИ?
Прилагаю мою версию канала - очень простое изменение.

Поменяйте фазы это не принципиально, то что постоянные это ведь не относится к неспособности DFE устранять сильную МСИ, сделайте переменными и соответствующий быстрый алгоритм настройки коэффициентов используйте. То что сильная или нет, ведь выше мы говорили о невозможности правильного детектирования, в модели как раз такой случай.

Посмотрите мою модель канала в предыдущем посте. Ждал 1500 кадров, но захвата так и не произошло.
Я говорил о невозможности только при сильной МСИ. Разница существенная, ИМХО.

Модель ваша не окрывается, видать матлаб у вас более свежий. Что там изменили то что перестало работать? Сильная вы не формализовали и говорили про невозможность детектирования.

Конечно же, я предварительно повысил частоту дискретизации

Тогда сигнал в студию (на какой-нибудь файлообменник), иначе до бесконечности можно предположения делать.

Изменил вашу модель многолучевости (multipath) канала - основная причина возникновения МСИ - на более сильную МСИ. После этого ваша схема перестала работать в том смысле, что созвездие в приемнике, которое вы показываете на scatter-графике, полностью размазано (шум) и не собирается ни разу за 1000 кадров и более.

Прилагаю несколько скриншотов схемы: ваш блок многолучевости, который я потом изменил - multipath_2007_07_26.jpg, мои изменения к нему - multipath_2008_06_03-los.jpg (есть сигнал прямого луча и 4 отраженных лучей с гораздо меньшей мощностью) и multipath_2008_06_03-nlos.jpg (нет сигнала прямого луча, все 5 сигналов отраженные с примерно похожими мощностями). Это довольно типичные упрощенные модели фединга типа multipath.

Основное отличие multipath-моделей: у меня сумма нескольких лучей, задерженных на интервале меньше или равному протяженности символа, что создает сильную МСИ (пересекаются отклики на основные лепестки спектра символов). У вас сумма лучей, которые разнесены на задержки больше или равные двойной протяженности символа, что создает несильную МСИ (пересекаются отклики только на боковые лепестки спектра символов). Вот и вся формализация для простоты. Кроме того, я немного поэкспериментировал с разными задержками и количеством лучей (от 3-х до 5-и) и не смог найти комбинацию из 4-х и 5-и лучей, для которых бы ваша схема делала бы захват. Для 3-х делает, но не всегда и слежение часто неустойчиво (созвездие то собирается, то размазывается).

Проверил ваши каналы, всё работает, вы что-то упускаете из виду. Кстати ваши каналы на самом деле не самые плохие, наихудшим случаем является равная мощность лучей, задержка между лучами на символ или меньше не создаёт каких то особых трудностей для эквалайзера, наоборот задержка в несколько символов требует более длинных фильтров в эквалайзере и соответственно уменьшает достижимую скорость сходимости коэффициентов. Конечно можно придумать канал с которой не справится эта учебная модель, но это вовсе не говорит о том что DFE эквалайзер не может справится с сильной МСИ, DFE в приципе способен компенсировать сильную МСИ, хотя есть практические сложности для обеспечения его работы но они решаются.

Делал тактовую синхронизацию для квадратурного сигнала следующим образом.
Для ЧМ2-4. Комплексная вторая степень квадратур -> Сумма квадратов -> Два полосовых фильтра на тактовую частоту выделяют нужную тактовую гармонику (Fт)
Для ФМ2-8. Полосовые фильтры для квадратур на Fт/2 -> Сумма квадратов -> Два полосовых фильтра на тактовую частоту выделяют нужную тактовую гармонику (Fт)
Схема независима от частотной расстройки. В условиях МСИ работает. Не могу сказать как там насчет "сильных МСИ".

Почему два полосовых?

Из книжки взял практически самый простой - одного не хватило, поставил два