[repstosw 18]

Пришла в голову мысль реализовать быстрое автоматическое переключение антенн для приёмника, чтобы обойти замирания сигнала при приёме.

Модуляция: 4GFSK, битовая скорость 1200 кбит/c (или 600 ксимв./с), частота приёма 435 МГц.  Пакет длинный, время длительности одного пакета 67 мс. Потоковая передача-приём, без реквестирования данных.

Суть в следующем, чтобы обойти снижение битрейта и не опрашивать по очереди антенны перед приёмом пакета, производится быстрое, независимое автоматическое переключение антенн для приёмника.

Скорость 600 кcимв/c, время одного символа 1,67 мкс. Или 0,6 МГц.

Ключ SPDT HWS421, у него время переключения 200 нс, что соответствует частоте 5 МГц - это и будет тактовая частота переключателя.

Итого чуть-более, чем 8 переключений на один бит.  При этом в самом худшем случае, уровень сигнала на детекторе (средний, эффективный) - уменьшится в 2 раза(на одной антенне - нуль, на другой - максимум), но зато не будет замираний.

Схема ниже.   Нужен кварц, CMOS микросхема (типа 74HC) и переключатель. Всё.

Как вы думаете, взлетит или нет?

Какие могут быть тонкости и подводные камни?

Если SPDT ключ с  веременем переключения  200 нс - мало, напишите более быстродействующие ключи.

На сколько минимум нужно просемплировать один бит?

Изменено 5 декабря, 2023 пользователем repstosw

[3apw 4]

Информация к размышлению - в конце 90-х и начале 00-х годов активно внедрялся стандарт цифровой транкинговой радиосвязи TETRA для критических защищенных приложений связи.
В стандарте радиоинтерфейса было прописана возможность использования для возимых терминалов (радиостанций) двух независимых приемных каналов (diversity) с отдельными антеннами.
Данная опция в теории обеспечивала до 3 дБ выигрыша по чувствительности (особенно для городских условий). Основные производители терминального TETRA оборудования выпускали подобные возимые терминалы в первой фазе внедрения (примерно 5-7 лет). Однако во втором и последующих поколениях возимых терминалов такая опция не сохранилась, так как она не оправдала ожидания заказчиков на практике.     

Изменено 5 декабря, 2023 пользователем 3apw

[repstosw 18]

19 minutes ago, 3apw said:

Однако во втором и последующих поколениях возимых терминалов такая опция не сохранилась, так как она не оправдала ожидания заказчиков на практике.     

Наверно их не устроило две торчащих антенны

Почитал апноты от Силабса и ТИ, там были замеры PER с антенна-диверсити и без.  PER с диверстити уменьшается в несколько раз, что радует. Для моих целей две антенны не проблема.

А вообще, удивляет, что до сих пор не сделали "Smart Antenna" в одном чипе.  Для 70 см диапазона.   Как и чем крутить фазу?  Только ли DSP-методами?  Всё сложно.  Неужели оно не находит применения?  Почему китайцы до сих пор торгуют шлаком, который на замираниях не работает?

[3apw 4]

35 minutes ago, repstosw said:

Наверно их не устроило две торчащих антенны

Да, как одна из причин. Главной же причиной была традиционное соотношение стоимость/потребность. Первое поколение TETRA терминалов, на мой взгляд, разрабатывалось с высокими требованиями к радиоканалу - там использовались даже керамические коаксиальные резонаторы в качестве диапазонных фильтров (высокая прямоугольность) и в ГУН синтезаторов (малый ФШ и температурная стабильность). На втором этапе, когда стандарт стал де-факто европейским и мировым для государственного применения с крупными заказами, то оптимизация по цене стала более важной и дорогие решения оптимизировали 😟(оптимизация доходила даже до анекдотических ситуаций при испытаниях в европейских спецслужбах).

35 minutes ago, repstosw said:

Почитал апноты от Силабса и ТИ, там были замеры PER с антенна-диверсити и без.  PER с диверстити уменьшается в несколько раз, что радует. Для моих целей две антенны не проблема.

Вы можете посмотреть описание TETRA радионтерфейса на сайте ETSI и найдете там различные модели при использовании Diversity в диапазоне 380 - 470 МГц для открытой, холмистой, гористой, сельской и городской местности. Модуляция используется pi/4 DQPSK в полосе 25 кГц. 

[repstosw 18]

58 minutes ago, 3apw said:

Вы можете посмотреть описание TETRA радионтерфейса на сайте ETSI и найдете там различные модели при использовании Diversity в диапазоне 380 - 470 МГц для открытой, холмистой, гористой, сельской и городской местности. Модуляция используется pi/4 DQPSK в полосе 25 кГц. 

Не нашёл.

[3apw 4]

24 minutes ago, repstosw said:

Не нашёл.

Свежий документ Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Voice plus Data (V+D); Part 2: Air Interface (AI) . Но там про Diversity почти ничего.

Надо искать в начальных версиях по "ETSI TETRA Diversity"  - например Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Voice plus Data (V+D); Designers' guide; Part 1: Overview, technical description and radio aspects.

Изменено 5 декабря, 2023 пользователем 3apw

[repstosw 18]

4 hours ago, repstosw said:

Как вы думаете, взлетит или нет?

Оказывается, такая штука уже применяется.

 

Использую Si4463.  Девиация частоты 83,3 кГц (внутренняя inner девиация, для 4GFSK), индекс модуляции 0,33333...   Скорость 600 ксимвл/c,  1 символ - 2 бита.

Осталось понять, какая должна быть минимальная скорость семплирования (частота генератора переключения) и на какую частоту среза должен быть настроен фильтр в приёмнике...

[petrov 7]

repstosw

Только ли DSP-методами?  Всё сложно.

Это не сложно, а очень просто, сложить два сигнала с выхода частотных детекторов, вот и всё DSP, называется equal gain combining, работает очень хорошо для плоских замираний. Аппаратно - 2 чипа, высокоинтегрированный трансивер многоканальный + простейшая FPGA, это незначительная сложность в сравнении с кастомными кодеками вэйвлетными. Аналоговые переключение - безнадёжный тупик.

[repstosw 18]

1 hour ago, repstosw said:

Осталось понять, какая должна быть минимальная скорость семплирования (частота генератора переключения) и на какую частоту среза должен быть настроен фильтр в приёмнике...

Из другой литературы нашёл:

Quote

Частота переключения должна превышать удвоенную наивысшую модулирующую частоту

Что за модулирующая частота? Не символ-рейт случайно?  Если да, то семплировать надо с частотой более, чем 0,6*2 = 1,2 МГц.

На счёт частоты среза,  у Si4463 полоса пропускания около 800 - 900 кГц, я думаю 1,2 МГц и выше - останутся вне полосы, так что фильтрация автоматически выполнится.

 

13 minutes ago, petrov said:

Это не сложно, а очень просто, сложить два сигнала с выхода частотных детекторов, вот и всё DSP, называется equal gain combining, работает очень хорошо для плоских замираний. Аппаратно - 2 чипа, высокоинтегрированный трансивер многоканальный + простейшая FPGA,

У меня жесткие выходы со слайсера идут. Нету мягких решений.

 

13 minutes ago, petrov said:

Аналоговые переключение - безнадёжный тупик.

Почему так сразу депрессивно?  

Раз в литературе есть такой метод и он применяется, значит он работает.  Пусть не идеально: ценой потери 3 дБ на входе детектора в самом худшем случае.   Главное, что работает.   А усиление можно поднять каким-нибудь GaAs с низким КШ. И отфильтровать.   Или мощность передатчика на столько же повысить (+3 дБ)

13 minutes ago, petrov said:

это незначительная сложность в сравнении с кастомными кодеками вэйвлетными

Честно говоря, мне проще сотни строк кода написать, чем заставить себя распаять FPGA и вспоминать VHDL Давно это было... Лет 15 назад писал на VHDL.

Изменено 5 декабря, 2023 пользователем repstosw

[petrov 7]

repstosw

Почему так сразу депрессивно?  

Раз в литературе есть такой метод и он применяется, значит он работает.

Это всё предельно рационально. Не применяется и не работает, это ранние наивные попытки, от которых давно отказались.

_

Честно говоря, мне проще сотни строк кода написать.

Это обычное искажение, искать там где светло, а не там где надо.

[UART 22]

так и антенны нужно разносить к длине волны и, наверное, поляризацию тоже пробовать разную... 

[Aner 4]

>... усиление можно поднять каким-нибудь GaAs с низким КШ. И отфильтровать.

И тут заблуждаетесь. По причине того, что усиление поднимите, а соотношение сигнал/шум ухудшите. Как следствие больше ошибок и сокращение дальности связи.

В этих однокристальных трансиверах все оптимально расчитано. Внутренние 8-битные ацп, тех же 4463, большую динамику чем есть не вытянут. Только освоить и пользоваться теми параметрами как есть в описании. 

4GFSK не совсем понятно зачем использовать на коротких пакетах, ведь же проигрыш против GFSK.

Да, диверсити или коммутация как вам хочется это на сегодня проигрыш, ничего толком не дает с замираниями. На кучи разных аналогичных трансиверов доказано еще лет 10 назад. Две разные дисциплины антенны и трансивера. Путаницы у народа среди этих дисциплин оч много.

В вашем случае выход это все же MIMO, c минимальными 4 антеннами. И другим трансивером.     

[repstosw 18]

1 hour ago, Aner said:

4GFSK не совсем понятно зачем использовать на коротких пакетах, ведь же проигрыш против GFSK.

Короткие пакеты???  Где?

Я же писал, что:

9 hours ago, repstosw said:

Пакет длинный, время длительности одного пакета 67 мс. Потоковая передача-приём, без реквестирования данных.

видео! ......

4GFSK даёт 1200 кбит/c.

А GFSK даст только 600 кбит/c - мне этого недостаточно.

1 hour ago, Aner said:

Внутренние 8-битные ацп, тех же 4463

А больше и не нужно. Для мягких решений достаточно и трёх бит (8 отсчётов), остальное увеличение даст незначительный выигрыш.

3 hours ago, petrov said:

Это не сложно, а очень просто, сложить два сигнала с выхода частотных детекторов, вот и всё DSP, называется equal gain combining, работает очень хорошо для плоских замираний.

Что-то как-то не сходится, с тем что нагуглил.

EGC.  Рисуют сразу выход с ПЧ, до детектора.

Также наверное заводить надо аналоговую форму на АЦП.  Верно?

Итого уже 3 чипа: трансивер, АЦП и ПЛИС.   И кстати, почему - ПЛИС?  Чем DSP не подойдёт?

1 hour ago, Aner said:

В вашем случае выход это все же MIMO, c минимальными 4 антеннами. И другим трансивером.     

Чё-т монструозно как-то.  

1 hour ago, Aner said:

И тут заблуждаетесь. По причине того, что усиление поднимите, а соотношение сигнал/шум ухудшите. Как следствие больше ошибок и сокращение дальности связи.

Что мешает взять усилитель с КШ меньше, чем у Si4463?

Изменено 5 декабря, 2023 пользователем repstosw

[petrov 7]

repstosw

до детектора

Если до детектора просто складывать, можно и ноль получить.

_

Итого уже 3 чипа: трансивер, АЦП и ПЛИС.

Бывают трансиверы со встроенными ЦАП, АЦП.

_

И кстати, почему - ПЛИС?  Чем DSP не подойдёт?

Проще подключить, проще обрабатывать отсчёт за отсчётом, проще куча независимо работающих АЛУ, чем организация последовательного обсчёта одним АЛУ кучи задач.

[blackfin 23]

On 12/5/2023 at 8:29 PM, petrov said:

Проще подключить, проще обрабатывать отсчёт за отсчётом, проще куча независимо работающих АЛУ, чем организация последовательного обсчёта одним АЛУ кучи задач.

Ага, и потребление ~100 Вт.. Как раз для Walkie-talkie.. 😎