Jump to content

    
Sign in to follow this  
iliyav

Как оптимально (когерентно) демодулировать 4-FSK

Recommended Posts

Требуется оптимально демодулировать 4-FSK с непрерывной фазой, h = 0.27. Данные передаются периодическими пакетами, тренинговая последовательность присутствует только в некоторых пакетах, фаза несущей между пакетами крутится сильно. На выходе должны быть мягкие решения. Межсимвольная интерференция небольшая.

Для оптимальной демодуляции FSK есть алгоритм Витерби, еще может называться MLSE демодулятор, Витерби эквалайзер и т.д. Но для него нужно знать начальную фазу. Если бы тренинг был в каждом пакете, начальную фазу можно было бы определить по нему, но его нет.

Напрашивается двухпроходный вариант: вначале грубо определяем фазу, начинаем по ней демодулировать данные и переоценивать фазу. Полученные решения считаем недостоверными и выкидываем сохраняя только фазу. Потом получив фазу идем в обратном направлении и получаем уже достоверные мягкие решения.

 

Но наверно существуют более правильные алгоритмы, подскажите пожалуйста как они могут называться

Или может быть есть квази оптимальные алгоритмы с близкими к оптимальным параметрами

Share this post


Link to post
Share on other sites

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?t...number%3D412675

 

Также посмотрите библиографию в приложенной статье

183ded41a469d9cfbbbb3787badfb6ca9ca5.pdf

 

Ну и конечно вопрос: зачем демодулировать когерентно сигнал с таким странным видом модуляции? у вас разве LOS AWGN канал? Или жесткие сдаточные нормы?

Share this post


Link to post
Share on other sites

А раз DMR, значит наверняка многолучевость и не белые помехи будет преобладать над шумом. Да и демодулятор для таких систем - не самая критичная часть при испытаниях.

 

Не такой уж и странный. Это dmr.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А раз DMR, значит наверняка многолучевость и не белые помехи будет преобладать над шумом. Да и демодулятор для таких систем - не самая критичная часть при испытаниях.

 

Положим, gsm, nxdn-ul прекрасно демодулируются оптимально и с многолучевостью. Другое дело, что там в сигнале заложена такая возможность. С дмр увы, только атан2.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо за статью.

А раз DMR, значит наверняка многолучевость и не белые помехи будет преобладать над шумом. Да и демодулятор для таких систем - не самая критичная часть при испытаниях.

Когерентный демодулятор выигрывает не только на белом шуме но и на кривых каналах и при наличии узкополосной помехи. Тесты для него перечислены в ETSI EN 300 113, среди них и узкополосные помехи на несущей.

Кстати, в них ничего не сказано про модель многолучевого канала и BER от SNR для него, странно.

 

Положим, gsm, nxdn-ul прекрасно демодулируются оптимально и с многолучевостью. Другое дело, что там в сигнале заложена такая возможность. С дмр увы, только атан2.

Ну атан2 это как-то "грубо и не по европейски".

DMR использует вполне приличный блочный турбо код, по сравнению со сверточным кодом GSM, все таки между стандартами прошло больше 10 лет, так что странно если демодулятор сходу проигрывает демодулятору GSM.

 

Ну уж если вы догадались что это DMR, то тогда более сложный вопрос :rolleyes:

Вместо отсутствующей преамбулы передается embedded signalling, в частности EMB field длиной 16 бит, из которых

4 бита Colour Code - он фиксированный и будем считать что он известен заранее,

1 бит Privacy Indicator - всегда 0

2 бита LC Start/Stop - не известны

остальные 11 бит - контрольная сумма

Получается что у нас есть всего 4 варианта значений этих 16 бит (правда там есть еще одна трудность)

Мы можем выбирать из этих 4 вариантов самый близкий к тому который приняли из канала и потом по известным 16 битам оценивать фазу. Таким образом мы получаем достаточно незашумленную и надежную оценку фазы. Может быть создатели DMR имели в виду использовать такой трюк для когерентной демодуляции?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Раз вы делаете общесистемные тесты, так и начните с определения того, в какой момент у вас начинают сказываться эффекты, описанные в разделах

- Adjacent channel selectivity

- Spurious response rejection

- Intermodulation response rejection

- Blocking or desensitization

 

Характер у этих эффектов обычно пороговый. И, скорее всего, до областей, где виден выигрыш от применения когерентного демодулятора, вы не доберетесь.

 

BER oт SNR неявно описан в разделах, посвященных чувствительности.

 

Ах, да..

ETSI TS 102 361-1

10.2.2.3 4FSK Modulator

The peak positive and peak negative deviation specification limits are 2 749 Hz ±10 %, or 2 474 Hz to 3 024 Hz.

 

Так что помимо фазы нужно оценивать еще и девиацию/индекс.

 

Когерентный демодулятор выигрывает не только на белом шуме но и на кривых каналах и при наличии узкополосной помехи. Тесты для него перечислены в ETSI EN 300 113

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо за статью.

 

Когерентный демодулятор выигрывает не только на белом шуме но и на кривых каналах и при наличии узкополосной помехи. Тесты для него перечислены в ETSI EN 300 113, среди них и узкополосные помехи на несущей.

Кстати, в них ничего не сказано про модель многолучевого канала и BER от SNR для него, странно.

 

 

Ну атан2 это как-то "грубо и не по европейски".

DMR использует вполне приличный блочный турбо код, по сравнению со сверточным кодом GSM, все таки между стандартами прошло больше 10 лет, так что странно если демодулятор сходу проигрывает демодулятору GSM.

 

Ну уж если вы догадались что это DMR, то тогда более сложный вопрос :rolleyes:

Вместо отсутствующей преамбулы передается embedded signalling, в частности EMB field длиной 16 бит, из которых

4 бита Colour Code - он фиксированный и будем считать что он известен заранее,

1 бит Privacy Indicator - всегда 0

2 бита LC Start/Stop - не известны

остальные 11 бит - контрольная сумма

Получается что у нас есть всего 4 варианта значений этих 16 бит (правда там есть еще одна трудность)

Мы можем выбирать из этих 4 вариантов самый близкий к тому который приняли из канала и потом по известным 16 битам оценивать фазу. Таким образом мы получаем достаточно незашумленную и надежную оценку фазы. Может быть создатели DMR имели в виду использовать такой трюк для когерентной демодуляции?

 

 

А что турбокод? Турбо-супер и прочие мегакоды позволяют передавать в той же полосе

больше информации. Т е более эффективно использовать частотный ресурс.

 

1. Стандарты сочиняют умные люди.

 

2. Как следствие, формируемый сигнал должен относительно несложно демодулироваться.

Ведь батарейка у сабскрайбера не резиновая.

 

3. Стандартом обычно предусмотрены тестовые последовательности, позволяющие оценить как сдвиг несущей с фазовой ошибкой, так и канал. Таким образом, тдма-системы, рассчитанные на такие манипуляции содержат мидамбулы на каждый бурст, периодические гармоники для коррекции несущей.

 

4. дмр в случае голоса генерит 1 последовательность на 6 бурстов. Это позволяет сабскрайберу оценить ошибку по несущей и канал 1 раз на 6 бурстов. Все остальные оценки стандартом не предусмотрены.

 

5. Индекс чм 0.27 предполагает 200 фазовых состояний. млсе детектор для такого индекса будет довольно ресурсоемким. И это без учета памяти фильтра. Кроме того, выигрыш по помехоустойчивости такого демодулятора будет весьма сомнительным.

 

6. если посмотреть на схему формирования дмр-сигнала, то можно увидеть, что фаза формируется посредством rrc-фильтра, что намекает на наличие такого же фильтра в приемнике после чм-демодулятора, что и здесь сводит к 0 целесообразность млсе-детектора.

 

 

Собственно, это все соображения в пользу атан2. В пользу млсе и когерентного приема лично я ни одного аргумента не придумал. На единственно правильное мнение не претендую. Может я чего и не заметил...

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Может я чего и не заметил...

 

А мне показалось, что C4FM без проблем демодулируется когерентно как pi/4 QPSK, простейшая NDA ^4 feedforward синхронизация.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Там модуляция с частичным откликом. Т.е. возможно будет когерентно, но не оптимально

 

А мне показалось, что C4FM без проблем демодулируется когерентно как pi/4 QPSK, простейшая NDA ^4 feedforward синхронизация.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Там модуляция с частичным откликом. Т.е. возможно будет когерентно, но не оптимально

 

 

Дело даже не в парциальном отклике, а в индексе модуляции. 0.25 против 0.27. Даже о когерентном приеме речь вести сложно. Про оптимальный уж и не говорю.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Дело даже не в парциальном отклике, а в индексе модуляции. 0.25 против 0.27. Даже о когерентном приеме речь вести сложно. Про оптимальный уж и не говорю.

 

Интересно чего они этим усложнением выиграли? Ведь C4FM имеет идеальное созвездие QPSK без всякой межсимвольной интерференции.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Выиграли они возможность подключения в НЧ тракт радиостанции с ЧМ.

 

Интересно чего они этим усложнением выиграли? Ведь C4FM имеет идеальное созвездие QPSK без всякой межсимвольной интерференции.

 

Что касается индекса для когерентной обработки, то можно, наверное, что-то выдумать в пределах, заявленных стандартом, если решить вопрос о совместимости со сторонними производителями в административном порядке.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Модулятор тоже подключается по НЧ. Модулирующий сигнал управляет ГУНом. О каких-то точных фазовых зависимостях говорить трудно.

 

Также обратимся к нормативной базе. en 300113

 

Есть норма на ACLR 7.4.3

For a channel separation of 12,5 kHz, the adjacent channel power shall not exceed a value of 60,0 dB below the transmitter carrier power[...]

 

Потом есть такие нормы

7.9 Transient behaviour of the transmitter

Там довольно долго все устаканивается.

 

Так и C4FM это позволяет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this