Jump to content

    

Ошибки при синхронизации OFDM по циклическому префиксу

Занимаюсь программным демодулятором OFDM. Специфика такова, что нужно синхронизироваться по циклическому префиксу, а не пилот-сигналам. Корреляционным методом нахожу начало символа OFDM. Разумеется, возможна ошибка в несколько отсчётов. Получается, что в этом случае будет ухудшаться оценка CFO, если имеется смещение в оценке положения префикса. Как бороться с этим? Ставить эквалайзер, который скомпенсирует ошибку?

Share this post


Link to post
Share on other sites
58 minutes ago, Grizzly said:

Как бороться с этим? Ставить эквалайзер, который скомпенсирует ошибку?

Полностью скомпенсировать CFO не получится. Оценка CFO по циклическому префиксу слишком грубая. Все равно придется после FFT подсинхронизовываться точнее, поскольку останется остаточное CFO и фазовый сдвиг. Даже если получится скомпенсировать CFO во временнОй области, то никто не отменял фазовый сдвиг. Можно эквалайзер по пилотам и/или тренировочным символам.

В 5й главе хорошо все объясняется - mimo-ofdm wireless communications with matlab - 2010

Share this post


Link to post
Share on other sites

@quato_a Спасибо. Как раз её читаю. Несколько лет назад уже обращался к ней, но по другой тематике. По мне так она идеально написана.

 

В том-то и дело, что нужно демодулировать запись, о стандарте известно далеко не всё. Информации о пилотах нет поэтому :( Этим был продиктован выбор корреляционных методов, связанных с циклическим префиксом. Разве что можно попробовать сделать запись в хороших условиях, чтобы замираний не было, а затем попробовать выбрать пилоты, определяя их положениях, основываясь на циклостационарности. Понятно, что совсем вслепую ничего принять не получится.

Share this post


Link to post
Share on other sites
28 minutes ago, Grizzly said:

В том-то и дело, что нужно демодулировать запись, о стандарте известно далеко не всё. Информации о пилотах нет поэтому :( Этим был продиктован выбор корреляционных методов, связанных с циклическим префиксом. Разве что можно попробовать сделать запись в хороших условиях, чтобы замираний не было, а затем попробовать выбрать пилоты, определяя их положениях, основываясь на циклостационарности. Понятно, что совсем вслепую ничего принять не получится.

Можно смотреть на созвездия отдельных поднесущих. Временной сдвиг окна приводит к фазовому сдвигу, зависящему от номера поднесущей. Ошибки в определении частотного сдвига - к межсимволке от соседних поднесущих. Если в поднесущих узнаваемое созвездие, то и то и другое можно оценить по записи и попробовать скомпенсировать для каждой поднесущей  - ориентироваться можно на дисперсию точек созвездия и их положение.  Такое вот выравнивание вручную получается.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
29 minutes ago, Grizzly said:

@quato_a Спасибо. Как раз её читаю. Несколько лет назад уже обращался к ней, но по другой тематике. По мне так она идеально написана.

 

В том-то и дело, что нужно демодулировать запись, о стандарте известно далеко не всё. Информации о пилотах нет поэтому :( Этим был продиктован выбор корреляционных методов, связанных с циклическим префиксом. Разве что можно попробовать сделать запись в хороших условиях, чтобы замираний не было, а затем попробовать выбрать пилоты, определяя их положениях, основываясь на циклостационарности. Понятно, что совсем вслепую ничего принять не получится.

Пилоты же, скорее всего, меняются по ПСП от символа к символу и могут прыгать по частотам. Ну к примеру, если пилоты расставлены на фиксированных поднесущих (а не прыгают) и модулированы BPSK/QPSK, то еще кое-как, думаю, можно определить зависимость ПСП.

Попробуйте автокорреляцию на длину в половину или четверть символа. Может даст всплекс. Так часто делают символы преамбулы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
27 минут назад, andyp сказал:

Если в поднесущих узнаваемое созвездие

QPSK должно быть. Я вижу жирные бублики. Очень широкий разброс точек созвездий.

Надо для начала ещё с несущей разобраться. Там, значит, не baseband в итоге. То есть по факту частотная отстройка на порядок больше расстояния между поднесущими. Более аккуратно спектр рассмотрю.

Share this post


Link to post
Share on other sites
36 минут назад, quato_a сказал:

можно определить зависимость ПСП.

Корреляция показывает на то, что там отдельные OFDM символы, на всех частотах которых пилоты. Причем по расстоянию между пиками оно похоже на LTE, в котором длительность сабфрейма 0,5 мс, то есть частота повторения 2 кГц сигналов DMRS. Надо смотреть на алгоритмы приема LTE. Только вот без знания пилотов совсем плохо. Можно, конечно, по всему набору Задова-Чу прогнать корреляции, но не факт, что они на самом деле.

Share this post


Link to post
Share on other sites
21 minutes ago, Grizzly said:

Можно, конечно, по всему набору Задова-Чу прогнать корреляции, но не факт, что они на самом деле.

Задов-Чу легко идентифицируется  - во временной и частотной области - это ЛЧМ сигнал (Фурье от Задова-Чу другая последовательность Задова-Чу на сколько помню ). Можно на спектрограмму принимаемого сигнала посмотреть в чем-то типа audacity или матлаба. Там ЛЧМ будут хорошо видны.

Share this post


Link to post
Share on other sites
34 минуты назад, andyp сказал:

Задов-Чу легко идентифицируется  - во временной и частотной области - это ЛЧМ

Это да. ЛЧМ в обеих областях. Только они разные могут быть, а для оценки фазы и/или состояния канала надо ведь знать "истинную" ПСП. Я имею в виду, сам полином, чтобы сгенерировать последовательность с правильными фазами. Иначе ни о какой оценке не может быть речи.

UPD.: Оказывается, DMRS не являются последовательностями Задова-Чу.

Похоже, что запись есть uplink LTE. Только всё равно непонятно пока, как демодулировать. Без полного перебора согласно спецификации на DMRS не обойтись, получается.

Share this post


Link to post
Share on other sites
52 minutes ago, Grizzly said:

Это да. ЛЧМ в обеих областях. Только они разные могут быть, а для оценки фазы и/или состояния канала надо ведь знать "истинную" ПСП. Я имею в виду, сам полином, чтобы сгенерировать последовательность с правильными фазами. Иначе ни о какой оценке не может быть речи.

У Задова-Чу "полинома" как такового нет 

Обычно для синхронизации (когда не нужен ансамбль, а нужна одна последовательность) используют

x(k) = exp(j*pi/N*u*k*(k+1)) для нечетных N и exp(j*pi/N*u*k*k) для четных. N - период последовательности, u -  определяет скорость n направление изменения частоты и может быть оценена по спектрограмме. Обычно u = 1/-1.  

Как видно из формул, это последовательность с квадратично меняющейся фазой (ЛЧМ) . Все остальные варианты формирования Задова-Чу имеют то же свойство.  Поэтому фактически есть параметры параболы, которую фаза выписывает. По имеющейся производной (спектрограмма) их можно восстановить до постоянного члена, который для синхронизации даст просто поворот созвездий всех поднесущих

 

UPD Если это uplink LTE, то там вроде Задов-Чу при формировании RACH пробов используется, что никак не поможет демодулировать пакеты с данными от станции. Хотя, кончено, я этого стандарта совсем не знаток. 

Edited by andyp

Share this post


Link to post
Share on other sites
21 минуту назад, andyp сказал:

никак не поможет демодулировать пакеты с данными от станции.

У меня как раз наоборот - uplink. Только всё равно надо очень много читать в стандарте. Не Задов-Чу. По крайней мере, в явном виде точно не они. Разные формулы и таблички есть, по которым получаются эти самые DMRS.

Разве что OpenLTE и подобные вещи на гитхабе могут помочь ускорить процесс познания. Много всяких специфичных вещей в стандарте.

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 minutes ago, Grizzly said:

У меня как раз наоборот - uplink. Только всё равно надо очень много читать в стандарте. Не Задов-Чу. По крайней мере, в явном виде точно не они. Разные формулы и таблички есть, по которым получаются эти самые DMRS.

Разве что OpenLTE и подобные вещи на гитхабе могут помочь ускорить процесс познания. Много всяких специфичных вещей в стандарте.

Я под станцией мобильный терминал и имел в виду. Который пищит по RACH, а базовая его выравнивает по времени, чтобы ортогонализовать пользователей и уменьшить помеху на своей приемной антенне.

Про остальное помочь не очень могу - уже много лет сотовыми технологиями не занимаюсь.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Кое-что нашел в LTE Toolbox, на работе буду смотреть. Оставлю здесь. Вдруг кому-то еще пригодится. Благо, далеко не все функции mex. А те, что mex, всё равно изобилуют описаниями. В качестве отправной практической точки для понимания стандарта:

https://www.mathworks.com/help/lte/examples/pucch2-cqi-bler-conformance-test.html

https://www.mathworks.com/help/lte/examples/pusch-throughput-conformance-test.html

Share this post


Link to post
Share on other sites

Увидел практически чистые созвездия QPSK в некоторых символах OFDM. В остальных же круги. При этом циклические префиксы стабильно присутствуют. Возможно, там ничего не передается на самом деле. Хочу кое-что проверить совсем вручную. Я правильно понимаю, что целая часть частотной расстройки приводит лишь к циклическому сдвигу поднесущих? То есть к искаженияи приводить не должно. Вручную хочу пройтись с некоторым шагом по дробной части и в пределах нескольких отсчётов начала символа OFDM.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now