[megadocent 0]

Добрый день.

Как бы не банально звучало, помогите новичку. =)

Начал разбирать CDMA. Конкретные реализации в мобильной связи не нужны, важно понять принцип и как это считать (теорию). И кроме общих фраз "Кодируем уолшем, коррелируем, получаем результат" практически ничего не встречается.

 

Про Уолша/шумоподобные/широкополсные сигналы, помехоустойчивость и так далее все понял.

Вопрос возник по модуляции/демодуляции и канальном разделении. Конкретно не до конца понятно как именно происходит демодуляция и совсем непонятно как получается, что передается сразу несколько каналов одновременно (не как их различать, а как передавать и принимать).

 

0) Есть последовательность из 8 бит.

1) Кодируем сигнал функцией Уолша (например 16-битовой). Получаем 16*8=128 чипов.

2) Модулируем несущую. Как я понимаю фазовую модуляцию (без дибитов, для простоты со сдвигом фазы на 180) - есть несущая, ее фаза меняется в зависимости от 1/0 в получаемой после кодирования функцией Уолша последовательности. Получаем сигнал который 128 раз меняем (или не меняет) фазу.

3) Демодуляция и корреляция. Сравниваем пришедший сигнал (модулированная несущая) с ???

Тут, как понимаю два варианта.

3а) Сравниваем с несущей модулированной последовательностью уолша длиной в 1 бит.

Если корреляция сильно положительная - 1, если сильно отрицательная - 0, если около 0 - данных в сигнале нет. Получаем 8 бит.

3б) Сравниваем с опорной (не модулированной ничем несущей), фаза - 1, противофаза - 0. Получим 128 бит, пройдясь по которым фунцкией уолша получим либо корреляцию 16, либо -16, либо 0 (ну, если без помех). Аналогично предыдущему 1,0 и нет данных.

В принципе а и б практически одно и то же, только в первом случае за 1 раз, во втором в два этапа.

 

Вопросы.

1) Правильно ли я понял модуляцию?

2) Правильно ли я понял демодуляцию и корреляцию?

3) Непонятно, как быть в случае передачи множества каналов.

Надо просто суммировать полученные модулированные несущие? Если нет, дальше можно не читать, если да, скажите где я не прав.

Допустим у нас два канала с последовательностями

1111000011110000

1100001100111100

Закодируем ими 1 и 1. Сложим несущие, получим

11хх00хххх11хх00 где 1 - фаза, 0 противофаза, х - нет ни противофазы, не фазы, так как они сложились.

накладываем первую функцию и получаем корреляцию 8. В принципе это 1 с большой достоверностью.

Но при 16 каналах сложив 16 модулированных несущих получается что во всех чипах у нас 0. И тут уже ничего не разобрать. Как тогда передаются сразу несколько (вплоть до 16) каналов?

 

Буду рад помощи.

Спасибо.

[_4afc_ 24]

Вопрос возник по модуляции/демодуляции и канальном разделении. Конкретно не до конца понятно как именно происходит демодуляция и совсем непонятно как получается, что передается сразу несколько каналов одновременно (не как их различать, а как передавать и принимать).

 

Я сие могу понять только воспринимая цепь модуляция-эфир-демодуляция как амплитудный синхронный сумматор.

Т.е. как если бы модуляция была амплитудной или её не было вовсе.

 

Кстати если вместо простой фазовой - взять относительную фазовую, то это уже похоже по аддитивности на амплитудную - и всё может сростись :)

 

[emborg1 0]

что передается сразу несколько каналов одновременно (не как их различать, а как передавать и принимать).

Отдельная кодовая последовательность - отдельный канал. Передается в едином спектре, чем также удобна cdma. Можете посмотреть, например, книгу Ипатов. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов

Изменено 7 сентября, 2011 пользователем emborg1

[alexPec 3]

Кодируем сигнал функцией Уолша (например 16-битовой). Получаем 16*8=128 чипов.

 

Я всегда думал что чип - как раз в вашем случае 16 битовая последовательность,кодирующая 1 или 0

 

3) Демодуляция и корреляция. Сравниваем пришедший сигнал (модулированная несущая) с ???

 

Для одного канала:

 

Я так понимаю демодулируем сигнал фазовым демодулятором - получаем (в идеале) - сигнал (почти прямоугольный), который одно свое значение принимает при фазе несущей 0, второе - при фазе 180. Соответственно получаем битовую последовательность. Дальше эту битовую последовательность кореляцией сравниваем с чипом (последовательностью, кодирующую 0 или 1). КФ будет максимальна когда чип попадает в чип.

 

PS. глубоко не разбирался но чесно думаю что так оно и работает :laughing:

[megadocent 0]

Я сие могу понять только воспринимая цепь модуляция-эфир-демодуляция как амплитудный синхронный сумматор.

Т.е. как если бы модуляция была амплитудной или её не было вовсе.

 

Кстати если вместо простой фазовой - взять относительную фазовую, то это уже похоже по аддитивности на амплитудную - и всё может сростись :)

Насколько я понял амплитуда вообще не учитывается. Меняется фаза. Ну или амплитуда на противоположную, что для синусоиды есть сдвиг по фазе на 180 градусов. Эм... я ведь прав?

 

Отдельная кодовая последовательность - отдельный канал. Передается в едином спектре, чем также удобна cdma. Можете посмотреть, например, книгу Ипатов. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов

Написанное вами и так везде написано. =) Это я знаю. Книгу прочитал. Каналы отличить могу, если они не были смешаны, там видно сразу что корреляции нет, если применяю функцию Уолша которой не было в сигнале. Моменты которые непонятны из книги непонятны, иначе бы и не спрашивал. =) Проблема в том, что на примере одного канала все понятно. И оно у меня работает. И к шумам устойчивость большая и так далее. И две модулированные несущие точно определяются, если их не смешивать и по отдельности накладывать функции Уолша. Непонятно и не работает когда хочу 10-16 каналов передать. Книгу сейчас читаю второй раз, сначала и разбираясь в формулах внимательно.

 

Фазовая модуляция/демодуляция, как я понял делается так - сначала получаем чипы пропуская через фазовый демодулятор, потом накладываем последовательность, смотрим как она коррелируется.

Я конкретно не могу понять как они передаются сразу все. В том-то и вопрос, как складываются каналы после модуляции? И как демодулируются сложенные сигналы? При сложении у меня получается что фазы повернутые на 180 градусов уничтожаются, сигнал равен 0 без всяких колебаний. 16 каналов сложенных вместе потом вообще не дают вычленить что-либо из себя, в них практически нет сигнала. Если по всем каналам передавать единицу, получается в первом чипе 1, в остальных вообще сигнала нет, ни фазы, ни противофазы. И что тут коррелировать непонятно...

 

 

Я всегда думал что чип - как раз в вашем случае 16 битовая последовательность,кодирующая 1 или 0

 

Для одного канала:

 

Я так понимаю демодулируем сигнал фазовым демодулятором - получаем (в идеале) - сигнал (почти прямоугольный), который одно свое значение принимает при фазе несущей 0, второе - при фазе 180. Соответственно получаем битовую последовательность. Дальше эту битовую последовательность кореляцией сравниваем с чипом (последовательностью, кодирующую 0 или 1). КФ будет максимальна когда чип попадает в чип.

 

PS. глубоко не разбирался но чесно думаю что так оно и работает :laughing:

 

Везде где читал чип - бит ПСП последовательности. :laughing:

Да я тоже так и понял, это 3б) в первом посте получается, хотелось убедиться что правильно. Но вопрос как несколько каналов получаются.

[alexPec 3]

Да я тоже так и понял, это 3б) в первом посте получается, хотелось убедиться что правильно. Но вопрос как несколько каналов получаются.

 

А по аналогии: получаем например последовательности для 2х каналов из 128 бит. Сигналы суммируем и в случае 2 каналов получаем 3 уровня ( в идеале), 0 = 0+0; 1=1+0 или 1=0+1; 2=1+1. Дальше также: нормируем полученный сигнал от 0 до 1 и модулируем этим сигналом несущую (допустим также фазово). Получим сигнал с 3-мя градациями фазы 0 - 0 град., 1-90град, 2-180 град. На приемнике, на выходе демодулятора получаем также трехуровневый сигнал (уже не двухуровневый - битовый, как для одного канала). Корелируем полученный сигнал (уже трехуровневый) сначала с одной ПСП - получаем минимумы-максимумы для одного канала, затем с другой ПСП - получаем минимумы-максимумы для второго канала. При большем количестве каналов дискретность уровней будет меньше, корелляция менее четкой.

 

Кстати, а сколько независимых последовательностей (не кореллирующих друг с другом при сдвиге) можно получить из 16 бит? Читал где-то, что количество ограничено и их не так много...

 

[megadocent 0]

А по аналогии: получаем например последовательности для 2х каналов из 128 бит. Сигналы суммируем и в случае 2 каналов получаем 3 уровня ( в идеале), 0 = 0+0; 1=1+0 или 1=0+1; 2=1+1. Дальше также: нормируем полученный сигнал от 0 до 1 и модулируем этим сигналом несущую (допустим также фазово). Получим сигнал с 3-мя градациями фазы 0 - 0 град., 1-90град, 2-180 град. На приемнике, на выходе демодулятора получаем также трехуровневый сигнал (уже не двухуровневый - битовый, как для одного канала). Коррелируем полученный сигнал (уже трехуровневый) сначала с одной ПСП - получаем минимумы-максимумы для одного канала, затем с другой ПСП - получаем минимумы-максимумы для второго канала. При большем количестве каналов дискретность уровней будет меньше, корелляция менее четкой.

 

Кстати, а сколько независимых последовательностей (не кореллирующих друг с другом при сдвиге) можно получить из 16 бит? Читал где-то, что количество ограничено и их не так много...

 

В CDMA в сотовой связи передают 64 канала. При таком количестве уже мало бы отличались сдвинутые на несколько градусов фазы. Если бы уровни отличались амплитудой, тоже было бы не разделить их особо. Там модуляция ФМ4/ОФМ4. Уровней два. Передаются 2 бита за раз. Вот чешу репу, роюсь, а найти что я упустил не могу пока.

 

Количество функций Уолша равно их длине, там квадратная матрица. При 16 битах - 16 функций, которые не должны оказывать никакого влияния.

[_4afc_ 24]

Насколько я понял амплитуда вообще не учитывается. Меняется фаза. Ну или амплитуда на противоположную, что для синусоиды есть сдвиг по фазе на 180 градусов. Эм... я ведь прав?

 

Я имел в виду, что если бы сигналы от двух передатчиков не модулировались, а просто складывались в канале - то мне, как и вам понятно как их потом из этого единого канала разделить со 100% вероятностью, так?

 

Теперь, как мне кажется, если эти сигналы посадить раздельно на синхронную и синфазную несущую и сложить, то вероятно демодулированый АМ сигнал будет равен просто сумме сигналов до модуляции.

 

Как получить такой финт при фазовой модуляции - для меня пока загадка.

Когда я задавал этот вопрос в 2002 году - мне ответили, что-то типа коммерческая тайна, хрен тебе а не ответ! :(

 

Вот рисунок из работы посвященной разделению каналов в WCDMA и кусок статьи.

 

WCDMA.pdf

[megadocent 0]

...

Как получить такой финт при фазовой модуляции - для меня пока загадка.

...

Для меня тоже.

За инфу спасибо, почитал, ясней не стало, как так получается. =(

Так как послать/принять мы можем только фазу или не фазу. Ну отсутствие фазы еще посмотреть. А если суммировать так не 2 канала, а много, 1 чип может принимать много значений. В общем как в мультике. "Ниччего не понимаю"

Изменено 8 сентября, 2011 пользователем megadocent

[emborg1 0]

 

Суммируете после модуляции?

Изменено 8 сентября, 2011 пользователем emborg1

[mvm54 0]

Про Уолша/шумоподобные/широкополсные сигналы, помехоустойчивость и так далее все понял.

Вопрос возник по модуляции/демодуляции и канальном разделении. Конкретно не до конца понятно как именно происходит демодуляция и совсем непонятно как получается, что передается сразу несколько каналов одновременно (не как их различать, а как передавать и принимать).

 

Посмотрите эти рисунки. Словами так просто не напишешь.

WCDMA.rar

[megadocent 0]

Вот! В том -то и дело, что из рисунков (и по логике человеческой) получается, что после суммирования чипов 4 каналов он имеет возможные значения не 0/1, а -4,-2,0,2,4. -2,0,2 для 2-х каналов. Для 64 битового и его 64-х каналов будет -64, -62, -60... 0... +62, +64. Или 65 возможных значений. В таком случае вопросов как все работает нету.

И получается что на каждый чип надо передать 7 бит информации. Или многоуровневый сигнал, амплитудно-фазовая модуляция, или передавать эти 7 бит оп очереди. О чем нигде ничего не написано.

 

Получается выглядит так - для передачи 4 бит данных с 64-х битной функцией получаем 256 чипов. Для передачи каждого чипа надо 7 бит. Итого частота должна поменять (или не поменять) фазу не 256 раз, а 1792 раза. Или 256 раз поменяться многоуровнево.

Тогда все встает на свои места, за исключением того, что везде пишут "Промодулировали фазовой модуляцией, передали" Мне вот это и непонятно было.

 

Я правильно все понял?

Изменено 9 сентября, 2011 пользователем megadocent

[petrov 6]

Вот! В том -то и дело, что из рисунков (и по логике человеческой) получается, что после суммирования чипов 4 каналов он имеет возможные значения не 0/1, а -4,-2,0,2,4. -2,0,2 для 2-х каналов. Для 64 битового и его 64-х каналов будет -64, -62, -60... 0... +62, +64. Или 65 возможных значений. В таком случае вопросов как все работает нету.

И получается что на каждый чип надо передать 7 бит информации. Или многоуровневый сигнал, амплитудно-фазовая модуляция, или передавать эти 7 бит оп очереди. О чем нигде ничего не написано.

 

Ну получается многоуровневый сигнал при сложении ортогональных последовательностей помноженных на случайные данные, помножили на него несущую на базовой станции. От абонентов модулированные сигналы в эфире складываются. Непонятно что вас смущает то?

[megadocent 0]

Ну получается многоуровневый сигнал при сложении ортогональных последовательностей помноженных на случайные данные, помножили на него несущую на базовой станции. От абонентов модулированные сигналы в эфире складываются. Непонятно что вас смущает то?

 

Смущало то, что везде где читал ни слова про многоуровневую модуляцию. =) Везде пишут просто "Фазовая". И все. Потому не мог понять как при простой фазовой так все выходит. Теперь все понял.

 

Всем большое спасибо. =)

Изменено 9 сентября, 2011 пользователем megadocent