Коллеги,как с минимальными искажениями выполнить выполнить спектральный анализ импульсного сигнала с модуляцией QPSK?Проблема в том что дительность радиоимпульса может быть меньше времени наблюдения(0,05...1 * Тнаб).Импульс располагается в начале интервала наблюдения.После наложения окна и выполнения FFT наблюдаются сильные искажения уровня сигнала (а мне как раз нужно измерять уровень входного сигнала). Причина этого явления понятна,а вот как его побороть неясно.При длительности импульса больше времени наблюдения всё о'к.Подскажите,плз,как быть?

не уверен, что правильно понял. модуляция QPSK внутри радио-импульса? попробуйте сделать несколько FFT и усреднить. главное чтоб импульсы одной длительности были.

Спасибо!
Да,передатчик работает с модуляцией QPSK в импульсном режиме.
Несколько FFT не поможет,импульс же находится в начале интервала наблюдения,а Вы же знаете чему равно окно в начале наблюдения

До и после импульса "просто шум"?
А не накладывать окно пробовали?

ммм. не понял, поясните. почему нельзя сделать нескю раз так (1. наложить маску, 2. БПФ) и усреднить по неск. импульсам. какая разница, где импульс?

1.Могут быть другие сигналы.
2.Конечно,и тогда ситуация намного лучше(уровень меняется на 6дБ при уменьшении длительности импульса в два раза).Но прямоугольное окно имеет очень большой уровень боковых лепестков.Я не обеспечу требования по динамическому диапазону.


А Вы хорошо представляете себе форму окна,неважно какого?Если импульс присутствует только в начале интервала наблюдения то от его энергии мало что остаётся.
И просто несколько БПФ делать нельзя,сигнал может быть не один,и в новом наборе может появиться сигнал которого не было в предыдущем наборе.
Результат нужно получить по единственному набору.

тогда не совсем понятно какого рода спектральный анализ Вы хотите провести. если импульсы периодические, то интервал надо побольше взять(ну, по энергетике тут не поможешь). а если еще и период/скважность меняются, то еще больше. то, что я предлагал выше, это как бы сделать периодический импульс с фикс. скважностью и можно рассмотреть основной лепесток в спектре. или Вы хотите статистику по всем импульсам вообще набрать?


а как по одному набору судить о периодичности импульсов? она ведь на спектр сильно влияет

Вот-вот,именно так.

Я имел ввиду один набор на каждый импульс.Но дело в том что импульс может быть не один,а анализировать нужно все.

тогда БПФ не лучший выбор, имхо. БПФ хорошо для стационарных сигналов, а здесь скорее для вейвлет преобразования. БПФ ведь подразумевает, что сигнал продолжается периодически в обе стороны времени. а какого рода информацию извлекать надо? я несколько лет назад делал похожую штуку для измерения фазы, поэтому на искажения амплитуды я не обращал внимания.

Измерять нужно уровень,полосу и частоту сигнала,фаза не важна.Чую плохи дела.
Нет ли какого способа добавить искусственно недостающие отсчёты без разрыва фазы?

да, не халява. а есть возможность поднять частоту квантования, чтобы импульс накрыть большой выборкой?

Увы,тогда бы этот вопрос не появился.У меня сейчас частота дискретизации 1ГГц.
Ниже была тема "временное чередование каналов АЦП ".

не совсем по теме, но гляньте, что можно сделать из FFT и ESPRIT
http://ifile.it/ibxf0cp
особенно на стр. 2786 про Indirect ESPRIT. для оценивания частоты самое оно. субдискретизацию можно не рассматривать.

Спасибо,пдф Желтовского я скачал,завтра посмотрю,а с форумом что-то не получается.Как туда зайти?

Вы можете использовать perfect reconstruction critically-sampled filter banks, подполосы будут иметь вид не sin/x а могут иметь любое подавление за пределами своей полосы, перед вашим FFT добавится полифазный фильтр с определённой импульсной характеристикой.

Спасибо за подсказку!Буду искать информацию.
И тогда можно будет применить прямоугольное окно?

Окна с FFT это частный случай банка фильтров. Конструируя определённым образом фильтр прототип можно получить большие возможности, например большую избирательность при небольшом количестве подполос.

Спасибо!Я правильно понял что нужно отказаться от БПФ?

FFT используется в банках фильтров. Я так понимаю что сейчас у вас количество подполос избыточно и выбирается исходя из требований по подавлению соседних каналов, с банком фильтров можно будет уменьшить в несколько раз количество подполос, сохранив избирательность по соседним каналам, при этом на выходе банка фильтров у вас будет блок отсчётов частоты на который будет попадать пакет целиком а не на край окна как сейчас.

Почему Вы считаете что у меня количество подполос избыточно?У меня есть ещё такой параметр как разрешение по частоте и он равен Fs/512,поэтому я выполняю БПФ размером 1024 точки и работаю с первой зоной Найквиста. Если я уменьшу количество подполос то потеряю разрешение.

В общем FFT это всего лишь быстрый алгоритм, по сути у вас куча гетеродинов и ФНЧ фильтров спрямоугольной ИХ(или что-то типа колокольчика в зависимости от окна) и последующей децимацией, с банком фильтров вы не ограничиваете себя в виде ИХ анализирующего фильтра, она может быть подобной sinx/х, нужно вам это или нет решайте сами.

Кстати а не слишком ли короткие пакеты получаются у вас, при которых у вас возникают проблемы, из скольки символов QPSK они состоят, несколько десятков, такие в жизни встречаются?

1).Я думаю что простое изменение ИХ не решит проблему в комлексе.Вытащу амплитуду - загроблю избирательность и наоборот.
2).Встречаются.Подробности сказать не могу,но сигналы будут не только QPSK.

Возможно как раз наоборот банк фильтров позволит получит новое качество анализа.



Нажмите для просмотра прикрепленного файла





Какой-нибудь frequency-hopping для вояк анализируете?

Просто тогда непонятно что вы хотите сделать и соответственно ничего и не посоветуешь...

Задача похожа на UWB радар. Если я правильно понимаю,
1) точное время прихода нужного импульса неизвестно, а известно только окно (диапазон задержек), причем в таком окне другие импульсы не ожидаются (что характерно для радара),
2) амплитуда импульса слишком мала, даже после LNA, чтобы можно было его принять неоптимальным методом, (что характерно для UWB)
3) невозможно построить согласованный фильтр или коррелятор на каждый из возможных импульсов,
4) невозможно построить какой-л. фильтр с полосой примерно равной полосе принимаемого импульса, а можно только фильтр с много более узкой полосой (что странно для активного радара, но возможно для пассивного),
5) импульсы, приходящие с разной задержкой, в общем случае некоррелированы друг с другом ни по форме комплексной огибающей, ни по полосе (множественные цели?).

В таком случае банк реализуемых фильтров вряд ли поможет, т.к. в любом их них импульс будет искажаться и теряться в шуме. Небходимо размножить приходящий импульс, что бы из него получилась последовательность, которую можно было бы накопить (интегрировать) без существенных потерь. При этом интегрирующие функции должны задавать взаимнооднозначное преобразование всей совокупности возможных сверхширокополосных импульсов в узкополосные сигналы, поддающиеся демодуляции с заданной вероятностью ошибки. Наверное, спецы по UWB смогут подсказать, какова наилучшая форма таких функций.

Можно посоветовать "загонять" импульсы в рециркулятор с активным усилителем в петли обратной связи и размыканием входной цепи рециркулятора после первого прохождения импульса. Выход рециркулятора модулировать известной последовательностью узкополосных импульсов с частотой немного отличающейся от частоты следования. Пропуская такую квантованную последовательность через скользящий коррелятор, можно различить пик с определенной переодичностью, зависящей от соотношения частот следования входного импульса и модулирующей последовательности. Полоса и амплитуда входного импульса будут определяться по полосе и амплитуде комплексной огибающей на выходе скользящего коррелятора.

С короткими импульсами разобрался,теперь у меня длительность импульса может быть 0,05...1*(время наблюдения) без существенных искажений амплитуды на выходе БПФ и боковые лепестки задавлены на 60дБ.
Теперь нужно побороть следствие окна - расширение основного лепестка.Это нужно сделать без увеличения времени наблюдения.Коллеги укажите,плз,правильное направление поиска по теме!Вообще это решаемо?

Например можно сделать банк фильтров на основе анализирующего фильтра типа приподнятый косинус, коэффициент ската 1, ширина основного лепестка во времени 2T, ессно во времени будут ещё боковые лепестки, ширина основного лепестка по частоте по уровню 3 дБ 1/T, ширина основного лепестка по частоте 2/T, уровень боковых лепестков по частоте за пределами основного любой, ограничивается только сложностью полифазного фильтра перед FFT, анализируемые полосы находятся на расстоянии 1/T друг от друга. Но это так примерно, возможно не будет там ортогональности совершенной, подробнее надо исследовать, возможно есть лучшие импульсные характеристики для анализирующего фильтра.

Надо накладывать окна с перекрытием 50% и будет вам счастье.

Ага,спасибо,попробую.


Очень интересно,спасибо.А можно чуть подробней?

Обычно все анализаторы спектра работают с перекрытием.
Например tektronix.

http://www.afc-ingenieros.com/NotasTecn/RT...iendo%20FFT.pdf

http://www2.tek.com/cmswpt/tidetails.lotr?...14448&lc=EN

http://www.dliengineering.com/vibman/overlapprocessing.htm

Спасибо за информацию!
Сразу не готов сказать подходит к моей задаче или нет.Перевариваю.