Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Обработка сигнала в GPS приемнике
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Цифровая обработка сигналов - ЦОС (DSP) > Алгоритмы ЦОС (DSP)
Страницы: 1, 2, 3
Михаил_K
Добрый день (утро, вечер, нужное подчеркнуть smile.gif ).
Вопрос в следующем. В документации на GPS приемник написано что его чувствительность
при сопровождении равна минус 160 dBm. Поясните вкратце пожалуйста. Информационная скорость - 50 символов в секунду, соответственно полоса сигнала 50 Гц. Для такой полосы уровень мощности тепловых шумов составляет минус 157 dBm. Как обеспечивается чувствительность в минус 160 dBm?
DRUID3
Цитата(Михаил_K @ Apr 30 2008, 23:28) *
Добрый день (утро, вечер, нужное подчеркнуть smile.gif ).
Вопрос в следующем. В документации на GPS приемник написано что его чувствительность
при сопровождении равна минус 160 dBm. Поясните вкратце пожалуйста. Информационная скорость - 50 символов в секунду, соответственно полоса сигнала 50 Гц.<<< с чего бы вдруг? Для такой полосы уровень мощности тепловых шумов составляет минус 157 dBm. Как обеспечивается чувствительность в минус 160 dBm?

Жирным выделено неверное утверждение. 1001 раз обсуждалось на форуме. Пару лет назад целая перепалка была. Скорость передачи в канале не связана только с полосой пропускания. Она связана еще и с шумом в канале - а вернее с отношением его мощности к мощности сигнала. Именно шум (шум в его широком понимании - т.е. "то что не сигнал" например нестационарные интермодуляционные помехи, а не только тепловой) "размазывает" символы в пространстве отображения(IQ плоскость, например, как частный случай). Это известная всем теорема Шенона
Цитата
V = Bp*log(1+Ps/Pn);

V - скорость передачи bit per second
Bp - полоса пропускания Hz
Ps/Pn - отношение мощностей сигнала и шума в заданной полосе

Сейчас есть две толстенных монографии под названием нечто вроде "Цифровая связь..."(разных аФФтараФФ) Почитайте про различные модуляции... задумайтесь почему в qPSK передается 2-а бита за сэмпл и т.д.

И будет Вам счастье...
Михаил_K
Цитата(DRUID3 @ May 1 2008, 01:10) *
Жирным выделено неверное утверждение. 1001 раз обсуждалось на форуме. Пару лет назад целая перепалка была. Скорость передачи в канале не связана только с полосой пропускания. Она связана еще и с шумом в канале - а вернее с отношением его мощности к мощности сигнала. Именно шум (шум в его широком понимании - т.е. "то что не сигнал" например нестационарные интермодуляционные помехи, а не только тепловой) "размазывает" символы в пространстве отображения(IQ плоскость, например, как частный случай). Это известная всем теорема Шенона



Сейчас есть две толстенных монографии под названием нечто вроде "Цифровая связь..."(разных аФФтараФФ) Почитайте про различные модуляции... задумайтесь почему в qPSK передается 2-а бита за сэмпл и т.д.


Спасибо. О видах модуляции я знаю. И теорему Шенона тоже. Если не ошибаюсь, в GPS используется BPSK. А вот изменение вида модуляции ничего не даст. Вы можете перейти на QPSK и улучшите отношение сигнал/шум на 3 дБ за счет сужения полосы, но вероятность ошибки будет таже. Отношение Еb/N0 останется таким же.

Вопрос и состоит в том, как обеспечивается работа GPS приемника при отношении Eb/N0 меньше 1.

А если уж вы упоминули монографии и теорему Шенона, то посмотрите на стр. 551 книги Б. Скляра "Цифровая свзяь". На этой странице указан предел Шенона, равный -1.6 дБ.
Stanislav
Цитата(DRUID3 @ May 1 2008, 01:10) *
Жирным выделено неверное утверждение. 1001 раз обсуждалось на форуме. Пару лет назад целая перепалка была. Скорость передачи в канале не связана только с полосой пропускания. Она связана еще и с шумом в канале - а вернее с отношением его мощности к мощности сигнала.
..................................................
Сейчас есть две толстенных монографии под названием нечто вроде "Цифровая связь..."(разных аФФтараФФ) Почитайте про различные модуляции... задумайтесь почему в qPSK передается 2-а бита за сэмпл и т.д.

И будет Вам счастье...
При чём здесь весь этот чуш, уважаемый?
Вопрос был задан, как можно обеспечить передачу 50 бит/с в полосе 50 Гц и 50 Ом тракте при заданной мощности сигнала.
Михаил_K
Цитата(Stanislav @ May 1 2008, 10:35) *
При чём здесь весь этот чуш, уважеемый?
Вопрос был задан, как можно обеспечить передачу 50 бит/с в полосе 50 Гц и 50 Ом тракте при заданной мощности сигнала.


Еще раз. Как можно обеспечить передачу 50 бит/с в 50 Ом тракте при мощности сигнала на входе минус 160 дБм.
Stanislav
Цитата(Михаил_K @ May 1 2008, 00:28) *
...Для такой полосы уровень мощности тепловых шумов составляет минус 157 dBm. Как обеспечивается чувствительность в минус 160 dBm?
ХЗ. Может, там дБм с дБвт перепутали?
А где Вы такую характеристику видели?

ЗЫ. Мощность тепловых шумов Вами, похоже, неправильно пощщитана. У меня получилось минус 134 дБм.
ЗЗЫ. Суть, собственно, в том, что минимальный уровень даётся для полосы принимаемого сигнала примерно в 1 МГц. При синхронном накоплении получим его "увеличение" до минус 117 дБм.
DRUID3
Цитата(Stanislav @ May 1 2008, 09:35) *
При чём здесь весь этот чуш, уважеемый?
Вопрос был задан, как можно обеспечить передачу 50 бит/с в полосе 50 Гц и 50 Ом тракте при заданной мощности сигнала.

twak.gif И где в моих словах чушь?
О том, что в GPS используется bPSK не знал, хотя разумно, он и в дальней космической связи используется как самый дальнобойный вид модуляции, но я об этом не подумал biggrin.gif ...

Кстати эти "азбучные истины" довольно зыбки. 50 Hz для 50 bps это скорее инженерные прикидки, которые так вошли в обиход, что уже не вспоминают как их выводили - по критерию половинной мощности(энергии) попадающему на выход системы. Ни слова о способе детектирования. Так что +/- "немножко" db возможно и без принципиальных нарушений физики.

P.S. А повышать соотношение сигнал/шум можно любым переизбытком - оверсемпленгом в разных его проявлениях. Т.е. прием с накоплением. Делаем 2-а идентичных синхронных канала и выигрываем в sqrt(2) раз. Ну, если честно, то это "раз" зависит от функции распределения шума, но будем считать ее нормальной Гаусовской. Я с GPS совсем не знаком, и не утверждаю, что так делают, но таким способом можно получать довольно "фантастические" параметры в различных ситуациях включая чисто аналоговые применения - параллельное включение ОУ...
Stanislav
Цитата(DRUID3 @ May 1 2008, 11:11) *
twak.gif И где в моих словах чушь?..
...........................................
Простите, неправильно выразился. Просто Вы написали не по сути вопроса.
Сигнал, модулированный С/А кодом передаётся в (эффективной) полосе 1,023 МГц. После синхронного накопления остаётся эффективная полоса 50 Гц.

Если я правильно посчитал, предельное отношение С/Ш на входе будет 134 - 160 = -26 дБ. После синхронного накопления на выходе будет -26+10*lg(1024000/50)=+17дБ.
С теоремой Шеннона вполне согласуется.

Конечно, реально получится всё несколько хуже из-за неидеальности фильтров, корреляторов и систем синхронизации, а также из-за помех, НЕ обусловленных тепловым шумом приёмного тракта, но порядок величины правильный.
Михаил_K
Цитата(Stanislav @ May 1 2008, 10:42) *
ХЗ. Может, там дБм с дБвт перепутали?
А где Вы такую характеристику видели?


Характеристику взял из даташита на GPS модуль. Утверждается что захватить сигнал он может при минус 145 dBm, а сопровождать при минус 160. Вряд ли перепутали с дБвт, т.к. буржуи этим параметром не пользуются

Цитата(Stanislav @ May 1 2008, 10:42) *
ЗЫ. Мощность тепловых шумов Вами, похоже, неправильно пощщитана. У меня получилось минус 134 дБм.


Мощность шумов посчитана правильно.


Цитата(DRUID3 @ May 1 2008, 11:11) *
P.S. А повышать соотношение сигнал/шум можно любым переизбытком - оверсемпленгом в разных его проявлениях. Т.е. прием с накоплением. Делаем 2-а идентичных синхронных канала и выигрываем в sqrt(2) раз. Ну, если честно, то это "раз" зависит от функции распределения шума, но будем считать ее нормальной Гаусовской. Я с GPS совсем не знаком, и не утверждаю, что так делают, но таким способом можно получать довольно "фантастические" параметры в различных ситуациях включая чисто аналоговые применения - параллельное включение ОУ...


Создание 2х идентичных каналов - это в чистом увеличение мощности на входе приемника на 6дБ. 2 канала вызывают увеличение полосы пропускание в 2 раза. Соотвественно увеличение тепловых шумов на 3 дБ. Имеем на приеме улучшение отношения сигнал/шум на 3 дБ ЗА СЧЕТ УВЕЛИЧЕНИЯ ПЕРЕДАВАЕМОЙ МОЩНОСТИ.
Вопрос в другом. Как при ЗАДАННОЙ МОЩНОСТИ получить требуемую скорость в 50 бит/с.
Stanislav
Цитата(Михаил_K @ May 1 2008, 11:33) *
Мощность шумов посчитана правильно.
Тогда ошибся я. smile.gif
Мощность тепловых шумов 50-омного тракта в полосе 50 Гц при температуре 300К:

Pш=10*lg(4*k*T*R*dF)= 10* lg(4*1,4*10^-23*300*50*50)= -164 (дБвт) = -134 (дБм).

Где ошибка?

ЗЫ. Нашёл самостоятельно. Забыл на сопротивление поделить.
Тогда получается -151 дБм. sad.gif


Вот подсчёт:

V1m^2 = 0,05 (В^2) - квадрат эффективного напряжения для 1 мВт мощности на нагрузке 50 Ом;

Vш^2 = 4*k*T*R*dF = 4*1,4*10^-23*300*50*50 = 4,2*10^-17 (В^2) - квадрат эффективного напряжения шума.

10*lg(Vш^2 / V1m^2) = 10* lg(4*k*T*dF/0,001) = -151 (дБм).

Так, по-моему, верно.
Иначе придётся признать, что заблудился в 3-х соснах. laughing.gif
----------------------------------------------------------------------------------


ЗЫ. В любом случае, при синхронном накоплении ("сужении полосы") входного сигнала С/А, теоретический выигрыш получается в 43 дБ = 10* lg(1023000/50).
Михаил_K
Цитата(Stanislav @ May 1 2008, 11:43) *
Тогда ошибся я. smile.gif
Мощность тепловых шумов 50-омного тракта в полосе 50 Гц при температуре 300К:

Pш=10*lg(4*k*T*R*dF)= 10* lg(4*1,4*10^-23*300*50*50)= -164 (дБвт) = -134 (дБм).

Где ошибка?

ЗЫ. Нашёл самостоятельно. Забыл на сопротивление поделить.
Тогда получается -151 дБм. sad.gif
Вот подсчёт:

V1m^2 = 0,05 (В^2) - квадрат эффективного напряжения для 1 мВт мощности на нагрузке 50 Ом;

Vш^2 = 4*k*T*R*dF = 4*1,4*10^-23*300*50*50 = 4,2*10^-17 (В^2) - квадрат эффективного напряжения шума.

10*lg(Vш^2 / V1m^2) = 10* lg(4*k*T*dF/0,001) = -151 (дБм).

Так, по-моему, верно.
Иначе придётся признать, что заблудился в 3-х соснах. laughing.gif
----------------------------------------------------------------------------------
ЗЫ. В любом случае, при синхронном накоплении ("сужении полосы") входного сигнала С/А, теоретический выигрыш получается в 43 дБ = 10* lg(1023000/50).


Во первых вы забыли поделить еще на 4. Так что мощность шума все-таки минус 157 дБм.
А во вторых, расширение спектра и затем его свертка здесь не причем. Вы получаете при свертке сигнала увеличение спектральной плотности на 43 дБ. Однако для сигнала с мегагерцовой полосой и тепловая мощность шума будет тоже больше на 43 дБ, т.е. 114 дБ, и отношение сигнал/шум на входе приемника будет равно 114 - 160 = -46 дБ. Поэтому после свертки получаем отношение сигнал/шум равное минус 3 дБ. Вот и вопрос. Как оно работает
Михаил_K
Добрый день еще раз. Ну как, никто не сталкивался с подобным вопросом? Нет мыслей? Может просто обманывают?
proxi
Цитата(Михаил_K @ May 4 2008, 13:24) *
Добрый день еще раз. Ну как, никто не сталкивался с подобным вопросом? Нет мыслей? Может просто обманывают?

Это скорее всего dBW -30 получим dBm...
DRUID3
Цитата(Михаил_K @ May 1 2008, 10:38) *
Создание 2х идентичных каналов - это в чистом увеличение мощности на входе приемника на 6дБ. 2 канала вызывают увеличение полосы пропускание в 2 раза. Соотвественно увеличение тепловых шумов на 3 дБ. Имеем на приеме улучшение отношения сигнал/шум на 3 дБ ЗА СЧЕТ УВЕЛИЧЕНИЯ ПЕРЕДАВАЕМОЙ МОЩНОСТИ.
Вопрос в другом. Как при ЗАДАННОЙ МОЩНОСТИ получить требуемую скорость в 50 бит/с.

Уточню... Вы меня не правильно поняли - я не предлагаю добавить канал! Я предлагаю добавить приемник, грубо говоря... Ну вот как это делается "в другом месте" - датчик малых электропотенциалов (кожа человека) нагружается на параллельно включенные ОУ. Полоса точно такая же как еслибы был использован один ОУ. Но вот "случайности" в каждом усилителе разные - и таким "распараллеливанием" их компенсируют.
Михаил_K
Цитата(proxi @ May 4 2008, 14:36) *
Это скорее всего dBW -30 получим dBm...


Да нет вроде. У разных производителей вполне однозначно написано dBm

Цитата(DRUID3 @ May 4 2008, 14:55) *
Уточню... Вы меня не правильно поняли - я не предлагаю добавить канал! Я предлагаю добавить приемник, грубо говоря... Ну вот как это делается "в другом месте" - датчик малых электропотенциалов (кожа человека) нагружается на параллельно включенные ОУ. Полоса точно такая же как еслибы был использован один ОУ. Но вот "случайности" в каждом усилителе разные - и таким "распараллеливанием" их компенсируют.


Добавить приемник недостаточно. Необходимо добавить еще тогда и антенну. Но указывается уровень мощности полезного сигнала на входе приемника.
DRUID3
Цитата(Михаил_K @ May 4 2008, 15:22) *
Добавить приемник недостаточно. Необходимо добавить еще тогда и антенну. Но указывается уровень мощности полезного сигнала на входе приемника.

Пунятно smile.gif ... А чо за модуль то? 07.gif Всмысле производитель...
Михаил_K
Цитата(DRUID3 @ May 4 2008, 16:31) *
Пунятно smile.gif ... А чо за модуль то? 07.gif Всмысле производитель...


Ну вот например
http://www.u-blox.com/products/Data_Sheets...-MS5-07025).pdf
mvm54
Цитата(Михаил_K @ May 1 2008, 16:28) *
Вы получаете при свертке сигнала увеличение спектральной плотности на 43 дБ. Однако для сигнала с мегагерцовой полосой и тепловая мощность шума будет тоже больше на 43 дБ, т.е. 114 дБ, и отношение сигнал/шум на входе приемника будет равно 114 - 160 = -46 дБ. Поэтому после свертки получаем отношение сигнал/шум равное минус 3 дБ. Вот и вопрос. Как оно работает


Если рассчитать мощнисть шума для полосы 1Мгц и учитывать, что при корреляционной обработке увеличение спектральной плотности на 43 дБ будет только для сигнала. Для шума эта величина на выходе коррелятора будет меньше. Или я чегото не понимаю?
Михаил_K
Цитата(mvm54 @ May 5 2008, 12:37) *
Если рассчитать мощнисть шума для полосы 1Мгц и учитывать, что при корреляционной обработке увеличение спектральной плотности на 43 дБ будет только для сигнала. Для шума эта величина на выходе коррелятора будет меньше. Или я чегото не понимаю?


Не поянл сути вопроса laughing.gif
mvm54
Цитата(Михаил_K @ May 5 2008, 14:44) *
Не поянл сути вопроса laughing.gif


Извини я ошибся в расчете. Бывает.
alex_os
Цитата(Михаил_K @ May 5 2008, 11:29) *

Если -160dBm это мощность сигнала на входе приемника при которой он работоспособен, то зачем там сноска - "Demonstrated with a good active antenna" ? Причем тут антенна?
Михаил_K
Цитата(alex_os @ May 6 2008, 09:11) *
Если -160dBm это мощность сигнала на входе приемника при которой он работоспособен, то зачем там сноска - "Demonstrated with a good active antenna" ? Причем тут антенна?



Вот если бы я это понял, может быть я бы и не задвал здесь этот вопрос.
Складывается ощущение, что ребята пытаются прописные истины на кривой козе объехать.
Мол, не получилось у вас - 160 dBm, ну дык это у вас антенна плохая была smile.gif

Или в чем-то я не прав?
yes
160dBm это стандартная цифирь для приемников (вроде бы теоретически достижимый предел, без всяких хитростей (типа подсказок о какой-либо дополнительной информации - типа какой-то координаты или времени))
сам я как сторонник СГС smile.gif и не имеющий ни образования ни практики в приклодной радиотехническе попытаюсь "на палцах"

1)
Цитата(Михаил_K @ May 1 2008, 16:28) *
Однако для сигнала с мегагерцовой полосой и тепловая мощность шума будет тоже больше на 43 дБ, т.е. 114 дБ, и отношение сигнал/шум на входе приемника будет равно 114 - 160 = -46 дБ. Поэтому после свертки получаем отношение сигнал/шум равное минус 3 дБ. Вот и вопрос. Как оно работает


2) а не наводит ли на мысли то, что в режиме поиска (пока часы собственные, а не подстраеваемые по спутнику) цифра поменьше?

сигнал модулирован псевдошумовой последовательностью 1МГц - поэтому когда считается корреляционная функция с опорной последовательностью, тепловой (ну и другие помехи заодно) дают 0,
а сигнал получает 43 (доверяю предыдущим авторам)

про дополнительные хитрости - ну например - эти 50Гц символы известны (спутник почти все время передает одно и то же) - поэтому можно извратится и интервал когерентного накопления увеличить на большее время (улучшив цифирь в 43 - типа processing gain), вроде слышал, что на 7дБ* можно легко

почему 145 при поиске - видимо (если кто умеет - пусть посчитает) кварц в приемнечке не обеспечивает стабильности достаточной для слежения за задержкой опорной последовательности и частотой в течении 20мс (не забываем - спутники летают и доплер неизвестен (может и непостоянен) ), но опять же, может для алгоритма поиска по задержке/частоте нельзя стоять долго и границы 50Гц символов неизвестны... то есть может я и наврал про причины - но смысл один - копим меньше - сигнал/шум хуже
Михаил_K
Цитата(yes @ May 7 2008, 14:58) *
160dBm это стандартная цифирь для приемников (вроде бы теоретически достижимый предел, без всяких хитростей (типа подсказок о какой-либо дополнительной информации - типа какой-то координаты или времени))
сам я как сторонник СГС smile.gif и не имеющий ни образования ни практики в приклодной радиотехническе попытаюсь "на палцах"

1)
2) а не наводит ли на мысли то, что в режиме поиска (пока часы собственные, а не подстраеваемые по спутнику) цифра поменьше?

сигнал модулирован псевдошумовой последовательностью 1МГц - поэтому когда считается корреляционная функция с опорной последовательностью, тепловой (ну и другие помехи заодно) дают 0,
а сигнал получает 43 (доверяю предыдущим авторам)

про дополнительные хитрости - ну например - эти 50Гц символы известны (спутник почти все время передает одно и то же) - поэтому можно извратится и интервал когерентного накопления увеличить на большее время (улучшив цифирь в 43 - типа processing gain), вроде слышал, что на 7дБ* можно легко

почему 145 при поиске - видимо (если кто умеет - пусть посчитает) кварц в приемнечке не обеспечивает стабильности достаточной для слежения за задержкой опорной последовательности и частотой в течении 20мс (не забываем - спутники летают и доплер неизвестен (может и непостоянен) ), но опять же, может для алгоритма поиска по задержке/частоте нельзя стоять долго и границы 50Гц символов неизвестны... то есть может я и наврал про причины - но смысл один - копим меньше - сигнал/шум хуже



Спасибо. Вот у меня тоже была мысль, про то, что спутник может быть передает одно и тоже в течении длительного времени, но вот подтверждения этому я так и не нашел.
samurad
Заметил несколько ошибок в начальных условиях к вышеуказанным формулам:
1) полоса GPS C/A сигнала на входе приемника не 1, а целых 2 МГц (это скорость чипов = 1 МГц),
2) согласен, что для _захвата_ (acquisition) сигнала при "холодном старте" мощность шума в корреляторе прим. -176 [дБм/Гц] + 63 [дБ/2МГц] = -113 [дБм], но при этом _не_ делается демодуляция с целью извлечения информации,
3) указанный выше выигрыш на выходе коррелятора в 43 дБ на практике нужно уменьшить на 21 дБ для GPS из-за взаимно-корреляционного "шума" - свойство ПСП Голда; опуская детали, получим прим. -148...-150 дБм как "стандартный" минимальный уровень входного GPS сигнала, необходимого для надежной демодуляции инфо-сообщения,
и главное
4) заявленная uBlox-ом высокая чувствительность -160 дБм при _слежении и оценки_ (tracking & navigation) определяется не только результатом энергетики сигнала, но и избыточностью информации GPS-сообщения, и наличием вспомогательной информации (Assisted GPS), и возможностью демодуляции несколько бит сразу ("хитрые" алгоритмы приема); все это в совокупности позволяет понизить требуемую мощность сигнала на входе при той же вероятности ошибки демодуляции и декодирования.

В реальных условиях трудно выделить спутниковый сигнал с "гарантированным" уровнем -160 дБм, можно лишь "создать" искусственно на GPS имитаторах. Но каковы при этом должны быть шумы в тракте от ВЧ-разъема имитатора до цифрового входа приемника никто не оговаривает. "Good active antenna" нужна как раз для того, чтобы "донести" столь малый сигнал (-160 дБм) со входа антенны на цифровой вход приемника, приодолев при этом потери на собственные шумы-искажения любого реального ВЧ и ПЧ тракта и АЦП. Как известно, шум приемника ограничен шумом в антенне, кабеле и 1-ом усилителе (LNA). Помещая LNA "внутрь" антенны (= active antenna), да выбирая LNA с максимально высоким КУ и минимально возможном NF (= Good active antenna), да кабель с высоким изолирующим коэффициентом, добиваются минимального шума, без которого ваш uBlox модуль не будет работать.
asdf
Цитата(samurad @ May 9 2008, 11:13) *
Заметил несколько ошибок в начальных условиях к вышеуказанным формулам:
1) полоса GPS C/A сигнала на входе приемника не 1, а целых 2 МГц (это скорость чипов = 1 МГц),


А почему полоса 2 МГц, если символьная 1МГц?

Цитата
и возможностью демодуляции несколько бит сразу ("хитрые" алгоритмы приема); все это в совокупности позволяет понизить требуемую мощность сигнала на входе при той же вероятности ошибки демодуляции и декодирования.


Для GPS используется фазовая манипуляция, которая не позволяет получать энергетический выигрыш при приеме нескольких символов, в отличие от ЧМнф у которой можно использовать межсимвольную кореляцию для улучшения с/ш, или мы говорим о разном?
proxi
Ну а реально он теряет и находит, так может придерживаться -113 dBm таки ... 07.gif
samurad
Цитата(asdf @ May 13 2008, 14:13) *
А почему полоса 2 МГц, если символьная 1МГц?

Спектр прямоугольного сигнала = sin(pi*f*T)/(pi*f*Tс), где Tс=1МГц для GPS - согласны? А теперь посчитайте, для каких f этот спектр обращается в 0 и выделите те нули (лепесток спектра), между которыми спектр занимает наибольшую площадь, т.е. мощность. Не забудте отрицательную полуось f. Ответ: -1/Tс и 1/Tс. Тогда полоса сигнала от нуля до нуля = 2/Tс.

При переносе на ПЧ/ВЧ, как известно, отрицательная и положительная половины спектра сигнала переносятся вместе.
Цитата(asdf @ May 13 2008, 14:13) *
Для GPS используется фазовая манипуляция, которая не позволяет получать энергетический выигрыш при приеме нескольких символов, в отличие от ЧМнф у которой можно использовать межсимвольную кореляцию для улучшения с/ш, или мы говорим о разном?

Я говорю об усреднении сигнала на фоне шума при правильной демодуляции, которая "снимает" (демодулирует) символы и оставляет только несущую или DC. От вида модуляции это не зависит. Тогда, чем дольше усредняешь, тем больше выигрыш, сколько бы символов там не укладывалось. Реально слишком долго не получается без уменьшения скорости символов из-за катастрофически нарастающей сложности декодирования неизвестных априори символов.
Михаил_K
Цитата(samurad @ May 15 2008, 05:37) *
Спектр прямоугольного сигнала = sin(pi*f*T)/(pi*f*Tс), где Tс=1МГц для GPS - согласны? А теперь посчитайте, для каких f этот спектр обращается в 0 и выделите те нули (лепесток спектра), между которыми спектр занимает наибольшую площадь, т.е. мощность. Не забудте отрицательную полуось f. Ответ: -1/Tс и 1/Tс. Тогда полоса сигнала от нуля до нуля = 2/Tс.

При переносе на ПЧ/ВЧ, как известно, отрицательная и положительная половины спектра сигнала переносятся вместе.

из-за катастрофически нарастающей сложности декодирования неизвестных априори символов.


А я не понял. А что в GPS перед передачей сигнал косинусным фильтром не фильтруют?
samurad
Цитата(Михаил_K @ May 15 2008, 15:03) *
А я не понял. А что в GPS перед передачей сигнал косинусным фильтром не фильтруют?

Открытый сигнал (C/A код) не фильтруется, т.к. он передается одновременно на той же частоте что и в 10 раз более широкополосный Р код.
Stanislav
Цитата(Михаил_K @ May 1 2008, 16:28) *
Во первых вы забыли поделить еще на 4. Так что мощность шума все-таки минус 157 дБм.
Не понял, что делить и зачем?
Если не трудно, приведите Ваш расчёт. С обоснованием цифр, конечно.

Цитата(Михаил_K @ May 1 2008, 16:28) *
...А во вторых, расширение спектра и затем его свертка здесь не причем. Вы получаете при свертке сигнала увеличение спектральной плотности на 43 дБ. Однако для сигнала с мегагерцовой полосой и тепловая мощность шума будет тоже больше на 43 дБ, т.е. 114 дБ, и отношение сигнал/шум на входе приемника будет равно 114 - 160 = -46 дБ. Поэтому после свертки получаем отношение сигнал/шум равное минус 3 дБ. Вот и вопрос. Как оно работает
Простите, но совершенно непонятно, как Вы считаете, и откуда берутся Ваши цифры?
Для справки: дБ - величина относительная. Что и относительно чего Вы считаете? У меня сложилось впечатление, что цифры Вами взяты вообще "от фонаря".

Цитата(samurad @ May 9 2008, 11:13) *
Заметил несколько ошибок в начальных условиях к вышеуказанным формулам:
Лучше бы не замечали. sad.gif

Цитата(samurad @ May 9 2008, 11:13) *
1) полоса GPS C/A сигнала на входе приемника не 1, а целых 2 МГц (это скорость чипов = 1 МГц),
Полоса (эффективная) GPS C/A сигнала, как и других радиосигналов, определяется по уровню половинной плотности мощности (-3дБ отн. максимума), и в данном случае составит именно 1 МГц. 2 МГц - это лишь расстояние между "нулями" главного спектрального лепестка сигнала.
Точно так же, эффективная полоса сообщения составит 50 Гц.

Цитата(samurad @ May 9 2008, 11:13) *
...согласен, что для _захвата_ (acquisition) сигнала при "холодном старте" мощность шума в корреляторе прим. -176 [дБм/Гц] + 63 [дБ/2МГц] = -113 [дБм], но при этом _не_ делается демодуляция с целью извлечения информации,
Это неверно.
Коррелятор и фазовый детектор и являются демодулятором. В данном случае, Вы путаете демодуляцию сигнала с декодированием принимаемого сообщения.

Цитата(samurad @ May 9 2008, 11:13) *
...3) указанный выше выигрыш на выходе коррелятора в 43 дБ на практике нужно уменьшить на 21 дБ для GPS из-за взаимно-корреляционного "шума" - свойство ПСП Голда; опуская детали, получим прим. -148...-150 дБм как "стандартный" минимальный уровень входного GPS сигнала, необходимого для надежной демодуляции инфо-сообщения,
Это также неверно.
ПСП (в пределах одного информационного бита) является детерминированным процессом. При идеальном синхронном накоплении, таким образом, получим выигрыш по отношению к некоррелированным шумам именно в 43 дБ.
Если речь идёт о взаимных помехах, создаваемых спутниками, то при определении чувствительности приёмника они не присутствуют.

Цитата(samurad @ May 9 2008, 11:13) *
и главное
4) заявленная uBlox-ом высокая чувствительность -160 дБм при _слежении и оценки_ (tracking & navigation) определяется не только результатом энергетики сигнала, но и избыточностью информации GPS-сообщения, и наличием вспомогательной информации (Assisted GPS), и возможностью демодуляции несколько бит сразу ("хитрые" алгоритмы приема); все это в совокупности позволяет понизить требуемую мощность сигнала на входе при той же вероятности ошибки демодуляции и декодирования.
Ничего не понятно. Не могли бы пояснить подробнее, что Вы подразумеваете под "хитрыми" алгоритмами приёма, и какое отношение это имеет к энергетике? 07.gif
jorikdima
Цитата(samurad @ May 9 2008, 11:13) *
4) заявленная uBlox-ом высокая чувствительность -160 дБм при _слежении и оценки_ (tracking & navigation) определяется не только результатом энергетики сигнала, но и избыточностью информации GPS-сообщения, и наличием вспомогательной информации (Assisted GPS), и возможностью демодуляции несколько бит сразу ("хитрые" алгоритмы приема); все это в совокупности позволяет понизить требуемую мощность сигнала на входе при той же вероятности ошибки демодуляции и декодирования.

А они гарантируют декодирование данных на таких уровнях? Сомневаюсь smile.gif
RadioJunior
Цитата(Михаил_K @ May 1 2008, 00:28) *
Добрый день (утро, вечер, нужное подчеркнуть smile.gif ).
Вопрос в следующем. В документации на GPS приемник написано что его чувствительность
при сопровождении равна минус 160 dBm. Поясните вкратце пожалуйста. Информационная скорость - 50 символов в секунду, соответственно полоса сигнала 50 Гц. Для такой полосы уровень мощности тепловых шумов составляет минус 157 dBm. Как обеспечивается чувствительность в минус 160 dBm?

Вам морочат голову...на самом деле в приемнике GPS перед непосредственной демодуляцией информации отношение сигнал-шум повышается до величины 10 дБ за счет накопления корреляционных пиков на интервале 10 мс (10 периодов С/A сигнала). Поэтому обработка и идет по законам Шенона =) Более того, алгоритм декодирования Витерби, использующийся в большинстве GPS приемников, в ином случае просто не заработает!
TTI
Цитата(RadioJunior @ May 21 2008, 15:39) *
Вам морочат голову...на самом деле в приемнике GPS перед непосредственной демодуляцией информации отношение сигнал-шум повышается до величины 10 дБ за счет накопления корреляционных пиков на интервале 10 мс (10 периодов С/A сигнала). Поэтому обработка и идет по законам Шенона =) Более того, алгоритм декодирования Витерби, использующийся в большинстве GPS приемников, в ином случае просто не заработает!


Вы очевидно не поняли сути вопроса или я не понял вашего ответа. Морочат голову кто? Производители, указывающие такие характеристики?
RadioJunior
Цитата(TTI @ May 22 2008, 09:12) *
Вы очевидно не поняли сути вопроса или я не понял вашего ответа. Морочат голову кто? Производители, указывающие такие характеристики?

Производители порой тоже морочат голову =), но в данном конкретном случае участники форума морочат человеку голову, который задал вполне банальный вопрос и хотел получить внятный и понятный ответ....а тут началася базар и спор людей, которые что-то где-то успели вычитать в интернете и поскорей захотели показать свои "фундаментальные" знания (слышал звон, да не знаю где он)...хотя по сути, ответ очень простой и я его дал!

P.S.

Для тех кто будет возмущатся - лучше этого не делать, т.к. я сам не претендую на "фундаментальные" знания данной проблемы и прошу помочь мне разобраться с еще одним, на первый взгляд, очень простым вопросом http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=48038
Stanislav
Цитата(RadioJunior @ May 21 2008, 15:39) *
Вам морочат голову...на самом деле в приемнике GPS перед непосредственной демодуляцией информации отношение сигнал-шум повышается до величины 10 дБ за счет накопления корреляционных пиков на интервале 10 мс (10 периодов С/A сигнала). Поэтому обработка и идет по законам Шенона =) Более того, алгоритм декодирования Витерби, использующийся в большинстве GPS приемников, в ином случае просто не заработает!
Да что Вы говорите?
Вы хоть поняли, о чём здесь был разговор? Если нет, ерунду писать незачем.

Цитата(RadioJunior @ May 22 2008, 10:28) *
Производители порой тоже морочат голову =), но в данном конкретном случае участники форума морочат человеку голову, который задал вполне банальный вопрос и хотел получить внятный и понятный ответ....а тут началася базар и спор людей, которые что-то где-то успели вычитать в интернете и поскорей захотели показать свои "фундаментальные" знания (слышал звон, да не знаю где он)...хотя по сути, ответ очень простой и я его дал!
РадиоЮноша, ответ был дан гораздо ранее. Научитесь читать правильно, и изучите термин "корреляционное накопление", после чего писать глупости желание отпадёт вовсе.

Цитата(RadioJunior @ May 22 2008, 10:28) *
P.S.
Для тех кто будет возмущатся - лучше этого не делать...
Почему?
Вы ведь, парниша, хамите.

Цитата(RadioJunior @ May 22 2008, 10:28) *
.., т.к. я сам не претендую на "фундаментальные" знания данной проблемы
Это уж точно. Ваши посты здесь говорят о глубоком непонимании сути данной проблемы. Могу пояснить, почему именно.

Цитата(RadioJunior @ May 22 2008, 10:28) *
...и прошу помочь мне разобраться с еще одним, на первый взгляд, очень простым вопросом http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=48038
И там Вам ответ дали исчерпывающий. Если неспособны его понять - незачем флудить и в других темах.
RadioJunior
Цитата(Stanislav @ May 22 2008, 10:46) *
Да что Вы говорите?
Вы хоть поняли, о чём здесь был разговор? Если нет, ерунду писать незачем.

РадиоЮноша, ответ был дан гораздо ранее. Научитесь читать правильно, и изучите термин "корреляционное накопление", после чего писать глупости желание отпадёт вовсе.

Почему?
Вы ведь, парниша, хамите.

Это уж точно. Ваши посты здесь говорят о глубоком непонимании сути данной проблемы. Могу пояснить, почему именно.

И там Вам ответ дали исчерпывающий. Если неспособны его понять - незачем флудить и в других темах.


Мужчина, в вашем возрасте спорить и утирать нос всем кому попало уже поздно...может вы попробуйте дать свой ответ на мой вопрос!
blackfin
Цитата(RadioJunior @ May 22 2008, 11:17) *
Мужчина, в вашем возрасте спорить и утирать нос всем кому попало уже поздно...
Вы правы, но точнее эту мысль уже давно озвучили классики:
Цитата(fontp @ Mar 25 2008, 12:43) *
"Один чудак на букву М легко может задать столько вопросов, что не смогут ответить даже десять мудрецов".

01.gif
samurad
Цитата(Михаил_K @ May 1 2008, 15:28) *
Во первых вы забыли поделить еще на 4. Так что мощность шума все-таки минус 157 дБм.
А во вторых, расширение спектра и затем его свертка здесь не причем. Вы получаете при свертке сигнала увеличение спектральной плотности на 43 дБ. Однако для сигнала с мегагерцовой полосой и тепловая мощность шума будет тоже больше на 43 дБ, т.е. 114 дБ, и отношение сигнал/шум на входе приемника будет равно 114 - 160 = -46 дБ. Поэтому после свертки получаем отношение сигнал/шум равное минус 3 дБ. Вот и вопрос. Как оно работает

Кажется нашел, в чем загвостка.
Выделенное красным выше - неверно. Мощность шума при сверки (или корреляции) уменьшается на выходе коррелятора на 43 дБ по сравнению со входом - с этим вы согласились уже. Мощность сигнала растет на выходе примерно на эти же 43 дБ (30 дБ - период ПСП в чипах, плюс 13 дБ - количество периодов ПСП в одном бите данных) - с этим вы тоже согласились. Осталось учесть, что уменьшение шума и рост сигнала происходят в одно и то же время, т.е. суммарный рост С/Ш = 86 дБ. Тогда С/Ш на выходе, пользуясь цифрой выше, -46 + 86 = 40 дБ - вполне достаточно для нормальной демодуляции BPSK. На практике, надо отнять 3-5 дБ на потери, т.е. 35 дБ - тоже неплохо.

Для тех, кто все еще не верит очам своим, могу привести отдельные расчеты С/Ш на входе и выходе.
khach
Есть дурацкий вопрос. При рассчете надо принимать температуру источника сигнала 300 К, 270К (равновесная температура излучения Солнца на орбите Земли) или 4К (температура Вселенной)?
RadioJunior
Цитата(samurad @ May 22 2008, 12:52) *
Тогда С/Ш на выходе, пользуясь цифрой выше, -46 + 86 = 40 дБ - вполне достаточно для нормальной демодуляции BPSK. На практике, надо отнять 3-5 дБ на потери, т.е. 35 дБ - тоже неплохо.


1. Т.е. вы уверены что перед демодуляцией С/Ш=30...40 дБ ?
2. А как вы думаете при отношении С/Ш=10 дБ демодуляции произойти не сможет? 10 дБ = 10*Log10 (Pc/Pш), где Pc/Pш=10, т.е. на ваш взгляд этого мало? Попробуйте построить эпюры сигналов при таком отношении С/Ш. Однако, бесспорно соглашусь с тем, что чем больше С/Ш, тем лучше!
Stanislav
Цитата(samurad @ May 22 2008, 12:52) *
Кажется нашел, в чем загвостка.
Выделенное красным выше - неверно. Мощность шума при сверки (или корреляции) уменьшается на выходе коррелятора на 43 дБ по сравнению со входом - с этим вы согласились уже. Мощность сигнала растет на выходе примерно на эти же 43 дБ (30 дБ - период ПСП в чипах, плюс 13 дБ - количество периодов ПСП в одном бите данных) - с этим вы тоже согласились. Осталось учесть, что уменьшение шума и рост сигнала происходят в одно и то же время, т.е. суммарный рост С/Ш = 86 дБ. Тогда С/Ш на выходе, пользуясь цифрой выше, -46 + 86 = 40 дБ - вполне достаточно для нормальной демодуляции BPSK. На практике, надо отнять 3-5 дБ на потери, т.е. 35 дБ - тоже неплохо.
Братцы, ну, ей-богу, в трёх соснах заблудились... unsure.gif
Эффективная амплитуда сигнала растёт пропорционально времени накопления (мощность его при этом растёт квадратично). Потому, что опорная ПСП полностью коррелирована с принимаемой.
Эффективная амплитуда теплового шума растёт пропорционально корню из времени накопления (мощность его при этом растёт линейно). Это происходит потому, что шум некоррелирован сам с собой и с опорным сигналом).
Исходя из этого, будем иметь увеличение мощности сигнала на 86 дБ по сравнению с первоначальной, а шума - только на 43 дБ. Вычитая одни децибелы из других, получим пресловутые 43 дБ улучшения отношения С/Ш.

Цитата(samurad @ May 22 2008, 12:52) *
...Для тех, кто все еще не верит очам своим, могу привести отдельные расчеты С/Ш на входе и выходе.
Что ж, давайте проверим Ваш расчёт...

Цитата(khach @ May 22 2008, 13:02) *
Есть дурацкий вопрос. При рассчете надо принимать температуру источника сигнала 300 К, 270К (равновесная температура излучения Солнца на орбите Земли) или 4К (температура Вселенной)?
Вовсе и не дурацкий.
Я при расчёте взял согласованный 50 Ом тракт при температуре 300К. Если я правильно понимаю, источником, близким к таковому, является согласованная антенна, подключенная непосредственно ко входу приёмника.
В принципе, если есть генератор при 300К, согласованный с линией, нагруженной на вход приёмника, особо ничего не изменится.(Здесь была ошибка; кто успел прочитать - извините, кто не успел - тем более smile.gif ).
При источнике с Т=0К шумы тракта уменьшатся на 3 дБ.
Какую конкретно методику оценки чувствительности приёмника использует у-блох, не знаю. Рискну предположить, однако, что подобную.

2 Михаил К
С третьей попытки разобрался - действительно, Вы совершенно правы в посте #11: мощность теплового шума в полосе частот 50 Гц при 300К будет именно -157 дБм (совсем забыл, что в согласованном тракте мощность шума в 4 раза меньше, чем просто резистора laughing.gif ). Реально даже хуже - полосу приёма нужно делать как минимум в 2 раза шире эффективной полосы сигнала, чтобы хоть как-то сохранить его форму; это даст эквивалентную прибавку к шуму ещё в 3дБ: -154 дБм (сошлись на серединке, короче smile.gif ). При уровне сигнала -160дБм декодировать сообщение невозможно - можно попытаться только поддерживать системы синхронизации (и то вряд ли получится). Поймать новый спутник тоже немыслимо - там уровень сигнала нужен бОльший, чем в режиме слежения... Так шта-а, на вопрос Ваш, пожалуй, может ответить только сам у-Блох.

ЗЫ. Может, и впрямь дБм с дБвт перепутали? 07.gif Тогда, вроде, как раз всё получается...


Цитата(RadioJunior @ May 22 2008, 11:17) *
Мужчина, в вашем возрасте спорить и утирать нос всем кому попало уже поздно...
Ну, я всё-таки попробую, благо сейчас время есть.
Цитата(RadioJunior @ May 21 2008, 15:39) *
Вам морочат голову...на самом деле в приемнике GPS перед непосредственной демодуляцией информации отношение сигнал-шум повышается до величины 10 дБ за счет накопления корреляционных пиков на интервале 10 мс (10 периодов С/A сигнала).
Для начала, посоветую научиться считать до 20. Потому, как 1/50=0,02(с)=20(мс).
Таким образом, при периоде ПСП, равной 1 мс, идеальное накопление для приёма 1 бита производится не по 10, а по 20 периодам. cool.gif
А теперь попробуйте ответить на вопрос: почему отношение сигнал-шум повышается именно до 10 дБ, а не до 11 или даже 12? wink.gif

Цитата(RadioJunior @ May 22 2008, 11:17) *
...может вы попробуйте дать свой ответ на мой вопрос!
Дудки. В соотв. теме его уже дали другие, а повторять я не люблю.
RadioJunior
Цитата(Stanislav @ May 22 2008, 23:54) *
Ну, я всё-таки попробую, благо сейчас время есть.


Станислав, я ни в коей мере не претендую на фундаментальные знания и поэтому, как и многие, пытаюсь найти здесь ответы на интересующие меня вопросы. Я не хочу никого и не в чем убеждать, а хочу всего лишь конструктивного диалога. Уверен, что вы достаточно образованный и толковый человек, а поэтому хочу урегулировать некий "конфликт", возникший у вас со мною, интеллигентно - "без соплей, понтов и прочей херни". Надеюсь вы меня правильно поймете =).

Цитата(Stanislav @ May 22 2008, 23:54) *
Для начала, посоветую научиться считать до 20. Потому, как 1/50=0,02(с)=20(мс).
Таким образом, при периоде ПСП, равной 1 мс, идеальное накопление для приёма 1 бита производится не по 10, а по 20 периодам. cool.gif


Каждый бит информации состоит из двух противоположных битов Манчестерского кода, поэтому накопление идет все таки в интервале 10 мс. Иначе накопление привело бы к взаимокомпенсации =)

Цитата(Stanislav @ May 22 2008, 23:54) *
А теперь попробуйте ответить на вопрос: почему отношение сигнал-шум повышается именно до 10 дБ, а не до 11 или даже 12? wink.gif


Все очень просто. Моя цифра (10 дБ) исходит из работы идеального когерентного накопителя сигналов с выхода коррелятора. На выходе такого накопителя отношение С/Ш у величивается в Np раз, где Np - число периодов. Т.к. периодов 10, то увеличение в 10 раз соответствует величине 10 дБ (один период С/A сигнала дает на выходе коррелятора отношение С/Ш = 0 дБ).

Цитата(Stanislav @ May 22 2008, 23:54) *
Дудки. В соотв. теме его уже дали другие, а повторять я не люблю.


Станислав, ответа на мой вопрос в той теме мне к сожалению не дали. Поэтому я попросил модераторов перенести начатую мной тему в данный раздел, в виду того, что именно здесь обсуждаются такого рода вопросы и общаются разбирающиеся в этом люди. Поэтому мой вопрос к вам остается в силе.

С уважением, RadioJunior.
Stanislav
Цитата(RadioJunior @ May 23 2008, 00:49) *
...Каждый бит информации состоит из двух противоположных битов Манчестерского кода, поэтому накопление идет все таки в интервале 10 мс. Иначе накопление привело бы к взаимокомпенсации =)
Да Вы, батенька, белены объелись, что ли? cranky.gif Какой ещё Манчестерский код, и из каких марианских глубин Вы умудрились выудить сие сокровенное знание?

Цитата(RadioJunior @ May 23 2008, 00:49) *
...Все очень просто. Моя цифра (10 дБ) исходит из работы идеального когерентного накопителя сигналов с выхода коррелятора. На выходе такого накопителя отношение С/Ш у величивается в Np раз, где Np - число периодов. Т.к. периодов 10, то увеличение в 10 раз соответствует величине 10 дБ (один период С/A сигнала дает на выходе коррелятора отношение С/Ш = 0 дБ).
Кто Вам сказал такую ерунду?
Вам же объясняли, а Вы упорно не желаете (или не способны) понять: синхронное накопление даёт увеличение отношения С/Ш в 43 дБ относительно первоначального. Ваш же подсчёт непонятен, цифра 0дБ взята "с потолка". Подумайте о том, что Вы пишете, и какое отношение это имеет к вопросу темы.

Цитата(RadioJunior @ May 23 2008, 00:49) *
Станислав, я ни в коей мере не претендую на фундаментальные знания и поэтому, как и многие, пытаюсь найти здесь ответы на интересующие меня вопросы. Я не хочу никого и не в чем убеждать, а хочу всего лишь конструктивного диалога. Уверен, что вы достаточно образованный и толковый человек, а поэтому хочу урегулировать некий "конфликт", возникший у вас со мною, интеллигентно - "без соплей, понтов и прочей херни". Надеюсь вы меня правильно поймете =).
Можете не сомневаться.
А теперь почитайте свои посты #33 и #35, и подумайте, о чём ещё забыли написать здесь.
samurad
Цитата(Stanislav @ May 22 2008, 22:54) *
Братцы, ну, ей-богу, в трёх соснах заблудились... unsure.gif
Эффективная амплитуда сигнала растёт пропорционально времени накопления (мощность его при этом растёт квадратично). Потому, что опорная ПСП полностью коррелирована с принимаемой.
Эффективная амплитуда теплового шума растёт пропорционально корню из времени накопления (мощность его при этом растёт линейно). Это происходит потому, что шум некоррелирован сам с собой и с опорным сигналом).
Исходя из этого, будем иметь увеличение мощности сигнала на 86 дБ по сравнению с первоначальной, а шума - только на 43 дБ. Вычитая одни децибелы из других, получим пресловутые 43 дБ улучшения отношения С/Ш.

Что ж, давайте проверим Ваш расчёт...

Да, здесь вы правы, прирост С/Ш по расчетам выше = 43 дБ. Я уже нашел ошибку с своем расчете, так что его приводить смысла нет. А ошибка в том, что я считал мощность шума на входе и выходе коррелятора там и там как тепловой, k*T*dF, где dF = 1 МГц для входа и 50 Гц для выхода, тогда как на выходе правильный расчет должен зависеть от алгоритма приемника (здесь, коррелятор) и шума на входе.

Тогда, возвращаясь к моему первому посту, u-Blox каким-то образом увеличевает накопление еще на 20-30 дБ, напр., за счет дополнительной (assisted) информации, передаваемой по сотовой или другой связи, за счет высокой повторяемости некоторых полей GPS-сообщения, может 10 дБ наскрести за счет oversampling и параллельных сдвинутых на sample-кратное корреляций (еще как?). Как я понимаю, для навигационного приемника не требуется правильного декодирования сообщения с высокой вероятностью, а требуется точное определение координат и времени, т.е. точная синхронизация, с высокой вероятностью.

Если в assisted режиме приемник получает от "дяди" 1000 подряд идущих бит сообщения, то вот и 30 дБ дополнительного С/Ш. А в автономном режиме он может надеятся в основном только на предсказуемые повторения в сообщении. Напр., первые 8 вит каждой страницы повторяются каждые 6 сек., а следующие за ними 17 бит - число, линейно растущее каждые 6 сек., т.е. легко расчитываемое. Если предположить, что эти 25 бит накапливаются когерентно каждые 6 сек., то для дополнительных 30 дБ надо накапливать 1000[bit]/25[bit/word]*6[s/word]=240[s]=4[min].
Вопрос: реально ли накапливать когерентно так долго, да еще и с прерыванием на 5,5 сек. каждые 6 сек.? У u-blox-а в чипсете только кварцевый такт. генератор может стоять?
Михаил_K
Цитата(samurad @ May 23 2008, 05:54) *
Да, здесь вы правы, прирост С/Ш по расчетам выше = 43 дБ. Я уже нашел ошибку с своем расчете, так что его приводить смысла нет. А ошибка в том, что я считал мощность шума на входе и выходе коррелятора там и там как тепловой, k*T*dF, где dF = 1 МГц для входа и 50 Гц для выхода, тогда как на выходе правильный расчет должен зависеть от алгоритма приемника (здесь, коррелятор) и шума на входе.

Тогда, возвращаясь к моему первому посту, u-Blox каким-то образом увеличевает накопление еще на 20-30 дБ, напр., за счет дополнительной (assisted) информации, передаваемой по сотовой или другой связи, за счет высокой повторяемости некоторых полей GPS-сообщения, может 10 дБ наскрести за счет oversampling и параллельных сдвинутых на sample-кратное корреляций (еще как?). Как я понимаю, для навигационного приемника не требуется правильного декодирования сообщения с высокой вероятностью, а требуется точное определение координат и времени, т.е. точная синхронизация, с высокой вероятностью.

Если в assisted режиме приемник получает от "дяди" 1000 подряд идущих бит сообщения, то вот и 30 дБ дополнительного С/Ш. А в автономном режиме он может надеятся в основном только на предсказуемые повторения в сообщении. Напр., первые 8 вит каждой страницы повторяются каждые 6 сек., а следующие за ними 17 бит - число, линейно растущее каждые 6 сек., т.е. легко расчитываемое. Если предположить, что эти 25 бит накапливаются когерентно каждые 6 сек., то для дополнительных 30 дБ надо накапливать 1000[bit]/25[bit/word]*6[s/word]=240[s]=4[min].
Вопрос: реально ли накапливать когерентно так долго, да еще и с прерыванием на 5,5 сек. каждые 6 сек.? У u-blox-а в чипсете только кварцевый такт. генератор может стоять?


Вот вот, и меня этот вопрос тоже интересует. Вряд ли там термостатированый опорник стоит.

Ну, и чтобы было понятно, демодулировать BPSK при отношении сигнал/шум на выходе 5 дБ труда не составляет. Так что нужно-то всего 8 - 10 дБ добрать.


Цитата(Stanislav @ May 22 2008, 23:54) *
2 Михаил К
С третьей попытки разобрался - действительно, Вы совершенно правы в посте #11: мощность теплового шума в полосе частот 50 Гц при 300К будет именно -157 дБм (совсем забыл, что в согласованном тракте мощность шума в 4 раза меньше, чем просто резистора laughing.gif ). Реально даже хуже - полосу приёма нужно делать как минимум в 2 раза шире эффективной полосы сигнала, чтобы хоть как-то сохранить его форму; это даст эквивалентную прибавку к шуму ещё в 3дБ: -154 дБм (сошлись на серединке, короче smile.gif ).


Ну здесь посмею предположить, что после того, как оцифровали сигнал, его можно фильтрануть согласованым филтром уже с необходимым коэффициентом скругления, и 3 дБ отыграть smile.gif
RadioJunior
Цитата(Stanislav @ May 23 2008, 03:07) *
Да Вы, батенька, белены объелись, что ли? cranky.gif Какой ещё Манчестерский код, и из каких марианских глубин Вы умудрились выудить сие сокровенное знание?


ICD GPS

Цитата(Stanislav @ May 23 2008, 03:07) *
Кто Вам сказал такую ерунду?
Вам же объясняли, а Вы упорно не желаете (или не способны) понять: синхронное накопление даёт увеличение отношения С/Ш в 43 дБ относительно первоначального. Ваш же подсчёт непонятен, цифра 0дБ взята "с потолка". Подумайте о том, что Вы пишете, и какое отношение это имеет к вопросу темы.


1. По вашему мнению "синхронное" и "когерентное" накопление это разные вещи? =)
2. -153 дБВт соответствует С/Ш q_in=-30 дБ в полосе С/A сигнала.
На выходе коррелятора:
q_out=B*q_in, где B=30 дБ (база С/A сигнала).
Переводя в дБ: q_out [дБ]=B[дБ]+q_in[дБ]=0 дБ.
3. Если не трудно, то сделайте doc или m-файл ваших расчетов связанных с накоплением. =)

Цитата(Stanislav @ May 23 2008, 03:07) *
Можете не сомневаться.
А теперь почитайте свои посты #33 и #35, и подумайте, о чём ещё забыли написать здесь.


...Ответьте просто на мой вопрос!

Цитата(Михаил_K @ May 23 2008, 10:53) *
Ну, и чтобы было понятно, демодулировать BPSK при отношении сигнал/шум на выходе 5 дБ труда не составляет. Так что нужно-то всего 8 - 10 дБ добрать.


О чем и речь =)

Цитата(Михаил_K @ May 23 2008, 10:53) *
Ну здесь посмею предположить, что после того, как оцифровали сигнал, его можно фильтрануть согласованым филтром уже с необходимым коэффициентом скругления, и 3 дБ отыграть smile.gif


Не совсем понятно на счет коэффициента скругления, повышающего С/Ш. Можно поподробней?
Михаил_K
Цитата(RadioJunior @ May 23 2008, 11:09) *
Не совсем понятно на счет коэффициента скругления, повышающего С/Ш. Можно поподробней?


Кооэффициент скругления С/Ш не повышает. Просто как утверждается, сигнал на выходе передатчика не фильтруется, и тогда ширина его спектра от нуля до нуля в два раза больше ширины по уровню 3 дБ. Чтобы "хорошо" принять такой сигнал, нужно принять его весь, т.е. в полосе в два раза шире. Соотвественно и тепловых шумов будет на 3 дБ больше. Но если в приемнике этот сигнал отфильтровать более узкополосным фильром, то часть шумов также этим фильтром отфильтруется, а для того чтобы избежать межсимвольных искажений, фильтр этот должен быть с косинусным спадом. Как известно крутизна спада определяется коэффициентом скругления. Чем больше крутизна, тем уже полоса фильтра, и тем меньше шумов мы через него пропустим. smile.gif
RadioJunior
Цитата(Михаил_K @ May 23 2008, 11:41) *
Кооэффициент скругления С/Ш не повышает. Просто как утверждается, сигнал на выходе передатчика не фильтруется, и тогда ширина его спектра от нуля до нуля в два раза больше ширины по уровню 3 дБ. Чтобы "хорошо" принять такой сигнал, нужно принять его весь, т.е. в полосе в два раза шире. Соотвественно и тепловых шумов будет на 3 дБ больше. Но если в приемнике этот сигнал отфильтровать более узкополосным фильром, то часть шумов также этим фильтром отфильтруется, а для того чтобы избежать межсимвольных искажений, фильтр этот должен быть с косинусным спадом. Как известно крутизна спада определяется коэффициентом скругления. Чем больше крутизна, тем уже полоса фильтра, и тем меньше шумов мы через него пропустим. smile.gif

Вполне доходчиво, благодарю. Однако, один момент я не уловил - какие символы (биты) вы имели ввиду, когда сказали "межсимвольные искажения"?
petrov
Цитата(Михаил_K @ May 23 2008, 11:41) *
Кооэффициент скругления С/Ш не повышает. Просто как утверждается, сигнал на выходе передатчика не фильтруется, и тогда ширина его спектра от нуля до нуля в два раза больше ширины по уровню 3 дБ. Чтобы "хорошо" принять такой сигнал, нужно принять его весь, т.е. в полосе в два раза шире. Соотвественно и тепловых шумов будет на 3 дБ больше. Но если в приемнике этот сигнал отфильтровать более узкополосным фильром, то часть шумов также этим фильтром отфильтруется, а для того чтобы избежать межсимвольных искажений, фильтр этот должен быть с косинусным спадом. Как известно крутизна спада определяется коэффициентом скругления. Чем больше крутизна, тем уже полоса фильтра, и тем меньше шумов мы через него пропустим. smile.gif


Т е есть фильтр лучше чем согласованный? 07.gif
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.