Осмелюсь предложить 4 битный FSK, который элементарно декодируется БПФ-ом. Думаю он(о) намного будет лучше АМ, но вероятно хуже КАМа. Но думаю попроще КАМа.
Главный вопрос - какой у ТС модулятор. Ну и демодулятор на чём реализован тоже.

Т.е. 16-ю уровнями амплитуды некой несущей вы передаете 4-битовый символ? И des00, оказывается, прав?
Теперь вы переставите биты в слове по коду Грэя. Если будете их передавать, ошибка в измерении амлитуды приведет к изменению одного бита в принятом слове. Чтобы обнаружить и исправить эту ошибку, нужно добавить контрольные биты. Которые передавать уже в другом временном интервале. Вроде прояснилось, об чем речь.

А что вы меряете? Относительные уровни амплитуды периодов?
И нет привязки к абсолютному значению? И 64 уровня есть
непреодолимая проблема при 14-битном АЦП?

В любом случае спасибо ТС за подтверждение гипотезы. Мне интересен
сам факт "восстановления" задачи, которая стоит перед ТС - и судя по
всему - задача далека от кодирования как небо от земли. Буду с интересом
следить за окончанием полемики. Если в конце мы не прийдем к проблеме
в схемотехнике дифференциального усилителя - с меня пиво.
Заезжайте в Харьков

По энергетике выиграете, но по спектральной эффективности на порядок проиграете 16QAM. Сама же реализация думаю будет одного порядка сложности. TC надо определится какой из параметров ему дешевле - мощность или полоса, и уже оттуда плясать. Может ему и кодирование не понадобится, достаточно будет при действующем уровне С/Ш усилить схему модуляции, например, перейти на КАМ16. Но в любом случае применять чистую АМ конечно же не стоит.

перед всякими КАМами и ФСК неплохо бы прояснить, куда и по какому каналу ТС собрался передавать данные
и каким образом он сейчас передает

А для некоторых структур еще важно знать и кому ))))))))))))


КАМ16 одинаково хорошо применяется как на КВ/УКВ, так и в СВЧ диапазоне

ИМХО ещё более важно то, какой модулятор/демодулятор и какова моща ЦПУ/ПЛИС в декодере. А канал итак относительно ясен. АМ по нему проходит неплохо.


Проигрыша не будет. По сути главное - хуже чем есть, не будет. Выигрыш - да, но разве он нужен, если АМ уже всем устраивает, кроме помехозащищённости.
Главней всего погода в доме. Тьфу ты. Главней всего сложность переделки. От этого и надо плясать.

нам, инженеграм, чессговоря, пох =))))
я к тому, что может он с датчика тянет через GPS/GPRS или в Ethernet и сразу в сеть. "Как же тебя понять, коли ты ничего не говоришь (Иван Васильевич)".
если тут такая проблема с +/-1, то что же будет, когда начнутся схемы восстановления тактовой и фазовой для КАМ16 ?


что за канал, я что-то пропустил ?

Вопрос реализации демодулятора - это еще та философия ))). Здесь главное определить потенциальную помехоустойчивость канала. потери в любом случае неизбежны, вопрос оптимизации - это их уменьшение.

На данный момент может конечно уже и менять что-либо поздно, дороже будет (скорее всего так оно и есть, раз взялись за кодирование), но совет на будущее: зачем платить больше? имхо, конечно.


А зачем тогда АМ, если есть цифровое окончание?

а зачем ему грей, бчх и т.д., если тракт аналоговый АМ, а все помехи он засосал до АЦП, что он после АЦП делать собрался

так и есть на самом деле, канал скорее всего близок к АБГШ, т.к. по нему практически безошибочно проходит АМ, GetSmart уже об этом упомянул.


ему, похоже, уже деваться некуда, ошибки на этапе проектирования системы, модем скорее всего непеределать (дорого), а помехоустойчивости не хватает, поэтому надо добавить FEC, чтобы хоть как-то влезть в требования ТЗ.

Ну прямо "Что? Где? Когда?"

Аффтар!!! Ну где же ты?

Ага. Что в черном ящике?

Ошибки могут быть не из-за шумов. А из-за помех. Редких(?). Допустим импульсных. В любом случае, помехоустойчивое кодирование полезно в таких случаях. Потому как методы повышения SNR в АБГШ никогда не избавят от ошибок полностью в реале, то бишь в не совсем АБГШ.

Может быть, поэтому я аккуратно и приписал, что близкий к АБГШ. Может нам на всякий случай еще и интерливер впарить Шутка.

Вот уж не думал что эта задача вызовет такой бурный интерес.


Спасибо, вот теперь я вспомнил, что с год назад натыкался на этот QAM, но тогда мне показалось что это просто PAL (точнее даже NTSC) и потому не вызвал интереса.


Как я понял, он лучше лишь тем, что там две синусоиды. А если я и одну не могу принять... К тому же там возникает проблема с восстановлением фазы несущей без чего КАМ принять не удастся в принципе.

гораздо хуже, одна синусоида, но с разрывами в 16 местах

Несущая одна, информация передается за счет одновременного изменения фазы и амплитуды сигнала. Проблемы возникнут не только с восстановлением фазы. есть еще АРУ, адаптивный эквалайзер, интерполятор, да еще много проблемных узлов.

Говорю же, FSK тудыть в качель. Никакого эквалайзера и прочего гемороя. Но на AVR такое делать будет только мозахист.

А вообще, до сих пор не ясна битовая/символьная скорость.

А что мешает эквалайзер прикрутить и все остальное?

Если FSK - это частотная модуляция, то это не лучше АМ, пробовали.

Сейчас в качестве модулятора используется ЦАП STM32F103, после которого идет умножающий ЦАП которым предполагалось менять амплитуду. Правда, всю модуляцию удалось сделать на STM, но второй ЦАП на всякий случай оставили. После стоит усилитель, нагруженный на выходной трансформатор, чтобы ликвидировать нелинейность транса, обратная связь на усилитель взята со вторичной обмотки. Так что на выходе сигнал идеальный и имеющий строго заданную амплитуду. После этого сигнал уходит в кабель длиной 5.5 км и приходит в приемник. Здесь он уже не такой идеальный, помимо обычных помех (шума) появляется качание сигнала вызванное зарядкой длинной линии а может даже отражениями от концов. Приемником является 1-микросекундный АЦП + ADSP 2181. Передатчик сейчас на этапе разработки, поэтому при необходимости можно все поменять. Приемников же уже выпущено несколько сотен штук, поэтому хотелось бы, чтобы телеметрия могла ими приниматься. Хотя если удастся сделать передачу со скоростью 300-500 кбит/с, то можно сделать и новый приемник.

Это как? что-то новое.

Что значит "с разрывами"? Значение сигнала резко меняется на другое? Тогда это не годится, у нее будет широкий спектр и через мой кабель это не пройдет.

Да, частотная модуляция. Но я предлагал 4-х битные символы.
Не знаю, что там пробовали, но явно плохо пробовали.

Там демодулятор простейший БПФ, причём с минимальной частотой дискретизации аналога. Для ADSP это как семечки щёлкать. Хотя можно и 4 корелятора поставить, на каждый символ. Ну и судя по описанию девайсов, всё идеально подходит для FSK. Для 100к символов/сек частоты 100,200,300,400 кгц. 1 мгц АЦП вполне справится.

спектр будет такой, какой сформируете согласующим фильтром (приподнятый косинус, например, или корень квадратный из него)

простите, не удержался, думал о своем =))

не резко, а плавно, не в разных местах, а по закону модулирующего сигнала. Спектр будет не хуже АМ после r-cos формирующего фильтра

В начале передаются несколько больших периодов (число F), затем несколько маленьких (0) по которым приемник калибруется, а также по переходу между ними подстраивается форсирующий фильтр.


Можно сказать что в некотором смысле это так: в CD/DVD приводах главная задача - сфокусировать лазер, поймать дорожку и удерживать ее, считывать битстрим и т.д... Однако там почему-то применяют восстановление сбойных данных по Риду-Соломону. Почему же вы решили что здесь это будет лишним?

только тут КАМ16 не спасет
данные следуют со скоростью 4мбит/сек, на входе 1МГц АЦП,
спектр всяко надо по Найквисту впихнуть в 500 кгц, а это уже КАМ-256, не меньше

Что-то Вы, по-моему, не о том. Вроде у автора информационная скорость 500 кБит/сек. Откуда КАМ-256? при спектральной эффективности чуть более 3 бит/сек/Гц полоса необходима около 150 кГц при КАМ16.

Пробовали (правда, не я) передавать меандры разного периода от 14 до 20 мкс с дискретностью 0.4 мкс.


Я правда с трудом представляю как это декодировать с помощью БПФ, там периоды считались "в лоб" с интерполяцией в точках перехода через 0 чтобы при дискретности АЦП 1 мкс получить точность не хуже 0.1 мкс. Но из-за широкого спектра сигнал искажался так, что корректирующий фильтр с трудом с ним справлялся.


Какая может быть плавность если модулирующий сигнал - цифровой?

ЧМ теоретически помехоустойчивее АМ, так что Ваши проблемы лежат в реализации дема.


Плавность обеспечит формирующий фильтр

Ну дык. Кто теорией занимался? Медаль ему посмертно
Нужно чтобы несущие были ортогональны. И синусоидальны, чтоб гармоники не пролазили в соседние символы. И тогда БПФ or корелятор будет работать на ура.

короче, я уже сам запутался. То ли нужно все 8 оценок по 4 бита на периоде слать , то ли одной достаточно (в максимуме синусоиды ?)..

Почему несущие? Она же одна, вы о ЧМ?


Как можно ЧМ декодировать с помощью БПФ? Напускать ее на один период? Но его еще нужно выделить, а если мы его выделим то считай мы уже знаем его длительность.

Насчет QAM. Как я понял, берутся две ортогональные синусоиды и модулируются их амплитуды, у одной, допустим, младшими двумя битами, у другой старшими. Вопрос: сколько времени передается такое состояние? Один период? Дальше, если переходим к следующему состоянию, то значение сигнала скачкообразно меняется. Как этого избежать? В моем случае это происходит при переходе через 0, а в QAM это невозможно.

2 значения символа (0/1) - 2 несущих. 4 значения символа - (0/1/2/3) - 4 несущих. Вобщем несущих 2 в степени от кол-ва значений символов.

ЗЫ. Я там ранее ошибся. для 4х битной FSK понадобится 16 несущих. Но они даже не обязаны быть ортогональными на периоде символа, насколько я успел с ними поиграться.

синусоиды одной частоты, но находящиеся в квадратуре, т.е. сдвинутые по фазе на 90 град. после модуляции сигналы пропускаются через формирующий фильтр с ИХ типа приподнятого косинуса (или какого другого) и переходы сглаживаются.

Теоретически да. Но как измерить время точнее 1 мкс имея АЦП с дискретностью 1 мкс? Только применяя интерполяцию при переходе через 0. А для этого нужно измерить значение сигнала до 0 и после, а это уже аналоговые величины. Поэтому на практике измерение времени не получается точнее, чем измерение амплитуды.


И следовательно сигналы искажаются. Как же их после этого декодировать?

У него же готовая схема не поддерживает квадратуры. Дальше можно не продолжать.


БПФ это всё делает круче некуда. Только никому не надо измерять время одного периода несущей ФМ. БПФ измеряет кол-во периодов синуса в заданном блоке сэмплов (за ширину символа). И точность (разрешающая способность) в чистом сигнале там запредельная. В том плане, что она хорошо интерполируется. И даже с большим шумом она предельная, когда другие методы уже "сдуваются".

Upd.
ADSP имеет 40 мипс. Вряд ли он потянет 64 точечный БПФ 100к в сек. Если пытаться отжать 400 кбит/сек, то тогда можно сделать 2 битную ФМ на 200к симв/сек и 4 корелятора. Но кореляторы придётся писать на асме. Либо снижать скорость данных, либо ещё другую модуляцию покопать.

777777, с какой частотой необходимо оценивать "синусоиду" ?
нужны ли все 8 оценок на периоде, или достаточно одной ?
т.е. проясните, какая информационная скорость, не могу спокойно уйти спать, хочу знать

Не искажаются, т.е. они конечно исказятся при прохождении через канал, но на приемном конце стоит точно такой же формирующий фильтр как и на передающем, да еще как правило в демодуляторе предусмотрен адаптивный корректор (эквалайзер), который подтянет свою характеристику под характеристику канала.

можно и без квадратур, в цифре поднять на ПЧ и на обычный ЦАП/АЦП.

ЗЫ. Ошиблись при проектировании системы, я бы сделал так : для 500кб/с и скруглении 25%, QAM16 дал бы полосу 156,25 KHz, для 1МГц ЦАП/АЦП можно просто поставить этот спектр на ПЧ 250/200КГц. Ну и на приемной строне принять. 8ми тапового TSE эквалайзера хватило бы для компенсации искажений в кабеле 5.5км. А можно было бы сделать QAM64 и полоса была бы 104.17КНz %)

ЗЗЫ. я за камы потому что с ними работаю, насчет FSK не в курсе

Поддерживаю des00, выше об этом уже писал. Может, если перейдете на КАМ16, то и с кодами не надо будет заморачиваться

С помощью ЦАПа теоретически можно сгенерировать что угодно.


Что-то я не пойму: вы предлагаете передавать один символ несколькими периодами несущей ФМ? Да на фига это надо если сейчас одно слово передается одним периодом.


33


ADSP способен на многое, я на нем извлекаю квадратный корень из 32-разрядного числа за 2.2 мкс. Ограничение в основоном в быстродействии АЦП.

777777 у Вас минимальное расстояние Хемминга при переходе с 16ASK на 16QAM увеличится с 0,13 на 0,47, а это уже около 6 дБ !!!!!!

Не понял вопроса, что значит "оценивать"? Чтобы измерить ее амплитуду необходимо не менее 4 точек (при равномерном семплировании). Если считать по 8 точкам, результат получается неважный, при 16 точках 16 градаций определяются уверенно, но иногда, раз на несколько десятков слов, проходит ошибка которую я и пытаюсь исправить с помощью кодов восстановления.


Хотелось бы достичь 300 кбит/с, до 500 вряд ли удастся достичь. Сейчас пока получается 250.

PS. поток Е1, в hdb3 коде пролетает 2км кабеля КСПП свободно, без каких либо вывертов. Заменив hdb3 (RZ код) на ami (NRZ код), пропустив его через фильтры найквиста, добавив эквалайзер можно пролететь 5 км. И это поток 2 Мб/с для модуляции 1 бит/символ. Работает без какого либо кодирования %)

спасибо, наконец-то стало более-менее ясно.
Вам надо не на приеме оценивать амплитуду, а на передаче - вблизи датчика - получать одно 4-битное значение на весь период
1. для этого взять 16 точек, усреднить по всем, взять корень квадратный из суммы квадратов
2. либо взять 4 точки (этого вполне достаточно по Котельникову) и методами интерполяции вычислить точную амплитуду (максимум на периоде)

после чего уже к 4-битному значению применить цифровую модуляцию BPSK, FSK или QAMm
и бегом бежать от АМ, т.к. здесь информационный параметр - амплитуда - наиболее подвержен искажениям

итого. частота следования измеренных амплитуд: 64к значений в секунду, по 4 бит, т.е. общая скорость 256 кбит/сек
для BPSK полоса сигнала будет примерно 320 кГц (rolloff a = 0.25), для FSK (CPFSK) с индексом модуляции <=1 ~ 512 кГц
для QPSK 165 кГц, QAM16 - 82 кГц

постоянку выходной трансформатор не пропустит, значит, надо перенести выше нуля - на ПЧ
с учетом вышесказанного, а также, если предположим потребуется применить код Хэмминга 7,4,3
целесообразно остановиться на QPSK-модуляции, чтобы не городить АРУ (и возможно, эквалайзер), необходимые для QAM-16






на 5.5 км в меди - придется

Fast если при нынешнем плачевном положении дел возникает однократная ошибка, то при смене схемы модуляции на тот же КАМ16 у Вас появляется дополнительно 6 дБ ЭВК, нафига там кодирование вообще, даже с учетом длины линии. Кстати какие потери в С/Ш на 100 м? На худой конец можно добавить какой-нибудь дохлый треллис.

А мне вопросы становятся все менее понятными.


На передаче измерять амплитуду? Передатчик и так знает что он передает, он передасть всё что мы ему скажем с точностью до 10 мВ. Или под словом "оценивать" вы подразумеваете что-то другое?


По-моему здесь что-то лишнее

Это вы о несущей синусоиде или о чем-то другом?

В теории все так, но ни одну из этих модуляций не примешь не измеряя уровень сигнала с помощью АЦП.

А при чем тут постоянка?

Честно говоря, я мало чего понял из вашего поста.

на последней миле основные искажения не только от затухания в меди, а также от кросс-наводок других систем, рядом лежащих кабелей, эл.сетей, импульсные щелчки от устройств промышленной автоматики и АТС. То, что ТС в рафинированных условиях до этого еще не добрался, не означает, что и дальше будет все здорово +/-1.

хотя и само затухание в меди - это явление очень серьезное, нелинейно зависящее от расстояния, материала (и типа кабеля) и частоты сигнала. До 500 кГц навскидку можно добиться не хуже 2-3дБ/100м. Но повторюсь, одиночные ошибки здесь очень имеют место, как и селективные искажения по частоте, не смотря на ЭВК и казалось бы достаточное С/Ш.

p.s. мне в свое время приходилось делать прототип дема ADSL, поэтому есть представление о проблеме..