repstosw

Всё ещё впереди! ))) Сделал детектор паттерна преамбулы и нахождение синхрослова. И выпарсил данные наконец-то и проверил их. Все три пакета правильные. Корона не жмёт? :)))

Пока не смотрел ИХ фильтра на GFSK и FSK. Сделал свой битовый синхронизатор, по крайней мере преамбулу и синхрослово ищет без ошибок : //BitStream Engine u32 b=0; u32 counter0=0; u32 counter1=0; #define THR 12 #define DEL 2 for(u32 i=0;i<SIZE;i++) { if(BufferOut[i]>0) //'1' { if(counter0) { if(counter0>=THR-DEL)bitstream[b++]='0'; counter0=0; } counter1++; if(counter1==THR) { bitstream[b++]='1'; counter1=0; } } else if(BufferOut[i]<0) //'0' { if(counter1) { if(counter1>=THR-DEL)bitstream[b++]='1'; counter1=0; } counter0++; if(counter0==THR) { bitstream[b++]='0'; counter0=0; } } } ... Preamble (64 bytes "0101..."): 0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 Sync: 0101 => 5 1010 => A 0000 => 0 1111 => F 1011 => B 1110 => E 0110 => 6 0110 => 6 Data (0,1,2,3,...,255): 00000000 00000001 00000010 00000011 00000100 00000101 00000110 00000111 00001000 00001001 00001010 00001011 00001100 00001101 00001110 00001111 ...

Удалил повторяющиеся отсчёты из raw-файла. Теперь соседние отсчёты фазы различны, и мгновенная частота не возвращается к нулю несколько раз. Очевидно, для скорости 50 кбит/с было пересемплирование. И теперь на 1 бит приходится 12-13 отсчётов всегда: Насколько высок потенциал для нахождения мягких решений?

Скорость взятия отсчётов зависит программы, насколько быстро она может читать регистр. С учётом кольцевой буферизации, DMA и одинакового интервала взятия отсчётов - 20 машинных циклов 8051, больше, чем 1 300 000 отсчётов за 1 секунду - не получить.

Да. Возвраты к нулю происходят от того что иногда соседние отсчёты фазы одинаковы (на скорости 50 кбит/с): Пофиксил отсчёты: +0+, -0-, +00+, -00-. Значения в нулях - нашёл интерполяцией. Вот так вышло (рисунок внизу): Для +0+ и -0-: //Step 1: Kill -0- for(u32 t=0;t<SIZE;t++)if((s[t]<0)&&(s[t-1]==0)&&(s[t-2]<0)) { y[t-1]=(s[t]+s[t-2])/2; //-2147483648.0/2; } for(u32 t=0;t<SIZE;t++)if((s[t]>0)&&(s[t-1]==0)&&(s[t-2]>0)) { y[t-1]=(s[t]+s[t-2])/2; //2147483647.0/2; } Для +00+ и -00-: //Step 2: Kill -00- for(u32 t=0;t<SIZE;t++)if((s[t]<0)&&(s[t-1]==0)&&(s[t-2]==0)&&(s[t-3]<0)) { float k=(s[t]-s[t-3])/3; y[t-2]=s[t-3]+k*1; y[t-1]=s[t-3]+k*2; } for(u32 t=0;t<SIZE;t++)if((s[t]>0)&&(s[t-1]==0)&&(s[t-2]==0)&&(s[t-3]>0)) { float k=(s[t]-s[t-3])/3; y[t-2]=s[t-3]+k*1; y[t-1]=s[t-3]+k*2; } Каким фильтром это можно сделать? ФНЧ боюсь срежет скаты, будет плохо. А если ноль между минусами превратить в минимум, а ноль между плюсами - в максимум, то получается прямо закраски битов данных дискретно. В логарифмической шкале ещё лучше: Мусор слева: Уже можно детектор преамбулы писать! :))) Кстати, что есть мягкое решение для одного бита? Нормированная площадь отсчётов на 1 бит?

Прочитайте название темы. Причём тут замирания? Нужно получить битовый поток из сигнала модулятора. Про замирания - в других темах. Пока мне нужно оценить, насколько полезно может быть применение отсчётов мгновенной фазы для моих целей. Мои цели - отказаться от встроенного модема Si4463 и научиться находить битовый поток с отсчётов фазы демодулятора. Задача как я понял, не тривиальная. При этом мне нужны не просто биты в виде 0 и 1, а результат в виде мягких решений: [0.0...1.0], для того, чтобы загнать это на LDPC или Турбо-код. Хочу поиграться с мягким выходом демодулятора и оценить насколько FEC на мягких решениях более эффективна, чем FEC на жёстких решениях, которая уже работает. Тоесть, если разбить на под-этапы: 1) Получение сигнала мгновенной частоты с отсчётов фаз 2) Обработка сигнала (фильтрация, клиппинг, интерполяция,...) 3) Обнаружение преамбулы, нахождение тактовой частоты потока бит (сколько отсчётов на бит - среднее, и плюс-минус) 4) Нахождение синхрослова 5) Получение мягких решений для каждого бита, коррекция тактовой частоты битового потока (на базе алгоритмов корелляции, предсказания, ...) Нужна конкретика, а не общие слова... Тот же эквалайзер Витерби. Я ничего по нему не нашёл, кроме как хвалебные оды о том, какой он хорош. А где микросхема этого эквалайзера? А программная реализация? Или может мне сразу выломать кусок с сотовой БС и использовать готовую плату? К тому же, ЕМНИП эквалайзер Витерби борется с частотно-селективными замираниями. А у меня плоские замирания. Так что нужен он мне или нет - ещё большой вопрос. И MIMO - это тоже мимо для моих целей. Ставить 4 антенны на передачу (привет, матрица Аламоути!) или на приём - как-то не хочется. У трубки телефона - 1 сотовая антенна. И отсылка к книгам Скляра - это тоже ни о чём. Нужен - номер раздела, параграф, название. Конкретика. Какой фильтр посмотреть, как подчистить шумы, как получить мгновенную частоту битовых отсчётов и тому подобное. Формализую задачу. raw-файл отсчётов фазы (не обработан - прямой забор с демодулятора): https://dropmefiles.com/aNLMd Дано: raw-файл с отсчётами фазы, снятыми с демодулятора Si4463. Каждый отсчёт хранится в байте. Каждый отсчёт 7-битный знаковый: -64...+63. Причём знаковый бит - 6-й, а не 7-й (7-й бит пустой и всегда равен 0) В файле есть участки с принятым пакетом, который содержит: преамбулу 64 байта, синхрослово 32 байта (значение 0x5A0FBE66 ) и 6080 байт PayLoad (байты от 0 до 255, по возрастанию, повторяются). Параметры модема: модуляция 2FSK, скорость 50 кбит/c, девиация частоты +/-25 кГц, полоса пропускания приемника: 150 кГц. Надо: получить буфер бит данных (6080*8) мягких решений в диапазоне от 0.0 до 1.0. Допускается использовать мгновенные отсчёты и окна фиксированного размера (для оконных функций, фреймов). Тоесть - обработка данных в оффлайне. на 50 кбит/c обработанные отсчёты фазы (мгновенная частота) смотрятся веселее: снизу - отсчёты фазы:

Пока занят более приоритетными задачами.

🤣🤣🤣 Ну не успевает он отрисовать за время VBLANK, поэтому и видите полоску сверху (или снизу, если полярность синхронизации проинвертирована). Попробуйте в настройках TCON пересчитать времянки так, чтобы увеличить ширину VSYNC-пульса. Или грубо FPS в 2 раза меньше сделайте. 20 мс >> T vblank И да: сделайте двойную буферизацию и переключайте адрес отображения видеопамяти (переключать адрес надо по VSYNC или вообще в прерывании от TCON): пока вы будете смотреть на одну страницу, во второй процессор будет рисовать. И времени будет всяко-больше, до следующего обновления дисплея. P.S. У меня во всех приложениях работа с отображением графики строго синхронна с обновлением дисплея

Почитал ваши сообщения на другом форуме: https://www.radioscanner.ru/forum/topic42854.html Вы постоянно занимаетесь тем, что из мухи раздуваете слона. Одни заумные рассуждения и только. Практического толку от таких рассуждений - ноль. Как говорится, у одного хобби пытаться что-то делать. А у другого - гнуть пальцы и демонстрировать свою крутость.

Какие следующие шаги должны быть? Нужно засинхронизироваться и начать по выборкам определять биты. Сделал полифазный фильтр, работающий в сторону апсемплинга. Код брал на гитхабе. Вышла лажа: отсчёты делает некорректно. Попробовал ресемплинг в Audacity - довольно неплохо 4:1. Как теперь найти интервал взятия отсчётов и нужна ли энергия битов? Пробовал вручную найти интервал выборки - получается уход постоянно:

Проверил. Эта сумма квадратов всегда равна единице. Выкинул её. График без изменений. Облегчило конвеер вычислений. Почему-то сразу вспомнил основное тригонометрическое тождество...

Сделал замеры. На битовой скорости 625 кБит/c получается 2,19 отсчётов. Грубо - 2 отсчёта на символ. Ни о каких мягких решениях нельзя говорить при таком битрейте. Но для скоростей десятки килобит в секунду сгодится. Всё из-за ограниченной пропускной способности SPI: максимально работает на половине тактовой частоты кварца: 37.5/2 = 18.75 МГц. Дальше только усекать разрядность выборок и толкать в байт. ЕМНИП для мягких решений достаточно трёх бит, остальное лишнее. Попробовал ещё включить логарифмическую визуализацию - с ней красивше смотрится: Вверху - через квадратуры, внизу - через разность. И что там в первом GSM смотреть? Слишком много всего написано, и не факт что найду нужное. К тому же я не припомню, чтобы первый GSM решал вопросы скоростей выше 0,5 МБит/c

Соединил ВЧ входы двух устройств через аттенюатор -30 дБ. Мощность -10 дБм. Снял фазу сигнала. Результат ничем не отличается от сигнала, принятого с эфира. Потому что оба устройства находятся рядом. И всё-же КМК форма сигнала, найденная через квадратуры и раскрытую производную арктангенса лучше смотрится, чем производная с раскрытого арктангенса. Проще говоря, рисунок ниже - лучше (нет АМ и меньше заусенцев): И кстати, почему когда передаётся преамбула, видно на графике, что частота слегка подплющивается периодически? Ну тоесть она как бы слегка частотно-модулированная визуально. Выровнял чтения регистра фазы. Теперь отсчёты фазы бирутся через одинаковый временной интервал. Стало лучше. Но выбросы всёравно остались.

Сигнал принимаю по эфиру со второго трансивера Si4463. Модемы настроены одинаково. Модуляция, как я уже писал - пока выбрана 2FSK, битрейт 625 кбит/c. Si4463 разогнана немного: припаял кварц 37.5 МГц вместо шатного кварца30 МГц. Это позволило на 25% увеличить битрейт и увеличить скорость SPI до 15 МГц. До этого сделал стандартно обработку пакетов в дуплексном режиме. На два MJPEG кадра 160x240 + два потока сжатого звука хватает. Прикрутил коррекцию ошибок - длинный RS-кодек, исправляющий до 10...12.5% ошибок в пакете . Коррекция ошибок помогает когда сигнал сильно слабый (проверял). Чем слабже сигнал, тем больший % пакетов исправляется коррекцией. Вот статистика для выходной мощности 0,1 мВт (-10 дБм): из принятых 2160 пакетов - 602 пакета пришли битыми - они успешно исправлены, и 54 битых пакета с невозможностью исправить. ! - пакет пришёл без ошибок * - пакет с ошибками, успешно восстановлен ? - пакет исправить не удалось. перемещение по комнатам с приёмопередатчиком в руках.

Заработал нормально diff (unwrap ( ) ) Нужно было диапазон -64...+63 привести к 8 битному. Иначе скругление разницы не работало. Пока просто умножил на 2: диапазон -128... +126. Правильнее надо -128...+127 s8 BufferIn[SIZE]; s8 BufferOut[SIZE]; BufferOut[0]=0; for(int i=1;i<SIZE;i++) { BufferOut[i]=2*(BufferIn[i]-BufferIn[i-1]); } Выбросы как я понимаю из-за погрешностий интервала взятия отсчётов. При нахождении разницы unwrap не нужен. Так как происходит переполнение 8-бит с скругление с + на -.

Unwrap не получается сделать так, чтобы он правильно работал: он ползёт куда-то вверх, и не всегда срабатывает - оставляются переполнения. Может в MATLAB оно и работает превосходно, но Си-шный алгоритм даёт фигню мягко говоря... К тому же, если размотанная фаза будет постоянно ползти, то и 32 бит скоро может не хватить.

Задача решена. Нашёл синхро-слово после преамбулы, которое передаю (преамбула 010101...0101, синхрослово: 0x5A0FBE66 - в эфире: 01011010 00001111 10111110 01100110). Скорость 0.5 МБит/c, модуляция 2FSK: Очень помогла вот эта статья: https://ru.dsplib.org/content/signal_fm_demod/signal_fm_demod.html В ней написано, как получить мгновенную частоту FM-сигнала и как избавиться от разрывов арктангенса. По мгновенным отсчётам фазы, вначеле построил I- и Q- сигналы. Их магнитуда условно принята M=1, так как амплитудная составляющая предполагается постоянной при угловой модуляции (ЧМ, ФМ) а также включено АРУ в приёмнике. Затем нашёл мгновенные значения модулирующей частоты по формуле из статьи: Весь конвеер: Packet - исходные отсчёты фазы (полученные из Si4463 с помощью программы-эксплоита, и переданные на хост-контроллер для записи данных). OutI - синфазная составляющая, найденная по отсчётам фазы: I(o)=M*cos(o) OutQ - квадратурная составляющая, найденная по отсчётам фазы: Q(o)=M*sin(o) OutF - итоговая модулирующая частота, по которой ищется синхро-слово и пакет за ним. Программа на Сях (накидал на скорую руку): #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <math.h> #include "Type.h" #define SIZE 32538 s8 BufferIn[SIZE]; float BufferOutI[SIZE]; float BufferOutQ[SIZE]; float BufferOutF[SIZE]; int main(void) { FILE *f=fopen("Packet.raw","rb"); fread(BufferIn,SIZE,1,f); fclose(f); for(int i=0;i<SIZE;i++) { s8 o=BufferIn[i]; float fi=((float)o)*M_PI/64; if(fi<-M_PI)fi=-M_PI; else if(fi>+M_PI)fi=+M_PI; float I=cosf(fi); float Q=sinf(fi); BufferOutI[i]=I; BufferOutQ[i]=Q; } BufferOutF[0]=0.0F; for(int i=1;i<SIZE;i++) { float dI=BufferOutI[i]-BufferOutI[i-1]; float dQ=BufferOutQ[i]-BufferOutQ[i-1]; BufferOutF[i]=((dQ*BufferOutI[i])-(dI*BufferOutQ[i]))/((BufferOutI[i]*BufferOutI[i])+(BufferOutQ[i]*BufferOutQ[i])); } f=fopen("outI.raw","wb"); fwrite(BufferOutI,SIZE,sizeof(float),f); fclose(f); f=fopen("outQ.raw","wb"); fwrite(BufferOutQ,SIZE,sizeof(float),f); fclose(f); f=fopen("outF.raw","wb"); fwrite(BufferOutF,SIZE,sizeof(float),f); fclose(f); } Пока есть небольшой джиттер. Я могу позволить себе до 8 отсчётов на символ максимум при символьной скорости до 625 кбит/с. Так что-ли? Мне пока интересно софтово это сделать. Уже вычислил. Нормированные, правда. Но в моём случае амплитуда не нужна.

Нет доступа к квадратурам. Есть только фаза со знаком в виде дискретных значений [-64.. + 63].

Да. Всё верно. Есть регистр PHASE_OUT, который хранит отсчёты фазы в знаковом 7-битном формате. Причём регистр доступен только асинхронно - я не нашёл никаких дополнительных сведений о синхронизации для забора данных с него. Возможно, это даже не демодулятор, а АЦП после смесителя. Серия инструкций MOV для чтения этого регистра ядром 8051 даёт до 4-х одинаковых подряд значений. На практике всё грустно: удалось передавать непрерывным потоком эти данные управляющему процессору со скоростью до 128 отсчётов за 0.11 мс. Я уже мозг взорвал этими разрывами фазы, но так ничего толкового не увидел. Проще говоря, как из асинхронно взятых отсчётов мгновенных значений фазы вытащить биты? Для упрощения перешёл пока на 2FSK. Пока делал так: отсчёты от 0 до +63 - это мягкие решения от 0 до 1. Тоже и отрицательный диапазон: от 0 до -64 - это мягкие 0..1. Но на графике лажа получается: я не вижу преамбулы и синхрослова. Причём отбеливания всякие пока выключил.

Вот с этим пока полная задница. Для того, чтобы читать эти отсчёты, мне пришлось писать эксплоит для Si4463, который читает его SFR-регистр(ядро 8051) и отправляет по SPI его значение уже чипу хоста(ARM T113-s3). Но это оказалось медленно. Тогда я задействовал SPI DMA в Si4463 - сделал кольцевой буфер на 256 байт, Si4463 посылает прерывания (через GPIO) когда заполнены половины буферов. Стало намного лучше - отсчётов больше и намного чаще, но SPI хоста не успевает эти данные забирать. Потому что эксплоит Si4463 работает быстрее. Дальнейшие изыскания сводятся к выбору жесткого интервала между опросами SFR-регистра фазы: по таймеру или привязка к растактовкам ядра 8051.. Как это не нужны? Каким образом без ЦОС вы получите битовый поток с отсчётов ЧФД, который ещё и подвергается коррекции ошибок LDPC? Я не знаю внутренней структуры демодулятора Si4463. Но предполагаю, что он квадратурный. И я уже писал что модуляция 4GFSK. И мне нужен выходной поток бит, вытащенных из отсчётов квадратурного демодулятора. Что не ясно? Как я говорил уже в другой своей теме про 7-бит, в настоящее время прорабатывается алгоритм чтения отсчётов с жеско фиксированным временным интервалом. Про железо говорить пока рано: дальнейшая обработка данных пока идёт на ПК.

Правы и blackfin и jcxz. Вариант от blackfin - если требуется результат в 8-битных ячейках памяти. Вариант от jcxz - более универсальный: результат можно хранить в 8/16/24/32 битных ячейках памяти. Основная идея понятна: растиражировать знаковый бит на все старшие биты. Или сдвинуть влево, чтобы знаковый бит оказался старшим. Что касается реализации, то в настоящее время, я делаю обработку данных на ПК. И если идея с выделением битового потока с частотно-фазового демодулятора принесёт свои плоды (а именно в сочетании с коррекцией ошибок на мягких решениях), то есть смысл рассмотреть вопрос переноса алгоритма на ARM, ПЛИС, DSP,..

Использую ваш способ. И на счёт скачков фазы тоже разобрался: ключевое слово - unwrap.

Это отсчёты, снятые с АЦП реального устройства. Поэтому там будут разрывы фазы. Чтобы уместить её в 7 бит. Однако, покурив смежные темы, я уже понял, что нужен unwrap, чтобы убрать скачки фазы и сделать её непрерывно меняющейся - без разрывов: И аналог unwrap на Си: https://stackoverflow.com/questions/15634400/continous-angles-in-c-eq-unwrap-function-in-matlab P.S. Надо будет перелезать на MATLAB. А то по старинке, пока на Си пишу 🤣

Так просто? Не верю! Вот здесь написано, что надо брать производную фазы: https://www.allaboutcircuits.com/textbook/radio-frequency-analysis-design/radio-frequency-demodulation/quadrature-frequency-and-phase-demodulation/ И на выходе будут синусоиды со значением частоты, соответствующей определённому дибиту (в случае с 4FSK). Одно непонятно - как взять производную.. По идее - это разница между соседними отсчётами. Но не сшивается в точках переполнения. Интересно, как они выполнили условие непрерывности?

Есть возможность получить данные фазы с демодулятора - в диапазоне от -64 до +63. Ниже представлена картинка фрагмента пакета из эфира, взятая с демодулятора: Как я понимаю - это арктангенс отношения Q/I. Модуляция 4GFSK. Вопрос: как используя эти отсчёты, получить поток битов/дибитов ?