[repstosw 18]

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 ?

[komah 4]

Задать пороги и сравнивать. Если попадает в диапазон 0..31 => "10", 32..64 => "11". Аналогично с минусом.

[repstosw 18]

11 minutes ago, komah said:

Задать пороги и сравнивать. Если попадает в диапазон 0..31 => "10", 32..64 => "11". Аналогично с минусом.

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?

[komah 4]

1. На картинке немножко ерунда. У 4GFSK разрывов фазы быть не должно.

2. Чтобы получить оценку мгновенной частоты нужно вычислять разность фаз между соседними отсчетами.

Вот так: float phi_hat = cargf(conjf(_q->z_prime) * z) / _q->scale;  

z - текущий комплексный отсчет, _q->z_prime - предыдущий,  _q->scale - индекс модуляции.

Если мгновенная фаза уже вычислена - брать разность между соседними отсчетами. Только нужно следить, чтобы за 2Pi не вылазили значения.

На выходе будет сигнал, амплитуда которого пропорциональна отклонению мгновенной частоты от 0.

Ну и само собой, нужно тактовую синхронизацию сделать, чтобы решение о значении символа принимать на "пике" импульса. Для GFSK нужен согласованный фильтр до или после частотного детектора. И подстройка частоты, особенно если есть допплер. 

Насчет 2Pi - я неправильно выразился. Обычно при вычислении мгновенной фазы результат "заворачивают" в 2Pi, поэтому его нужно обратно "развернуть"

[repstosw 18]

28 minutes ago, komah said:

1. На картинке немножко ерунда. У 4GFSK разрывов фазы быть не должно

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 🤣

 

[jcxz 184]

55 минут назад, komah сказал:

1. На картинке немножко ерунда. У 4GFSK разрывов фазы быть не должно.

Там и нет разрывов. Просто ТС так нарисовал. Некорректно. Там где на картинке "разрывы" должен быть просто переход в соседний период.

1 час назад, repstosw сказал:

По идее - это разница между соседними отсчётами.  Но не сшивается в точках переполнения.

Вы просто обрабатываете их неправильно. -64 и +63 - это соседние значения, отличающиеся на 1 значение. И разница должна быть == -1 при переходе с -64 на +63. А у вас видимо не так.

При вычислении разницы между +63 и -64 нужно каждый раз делать распространение знакового бита. Как я ранее в другой теме показывал:

x0 = -64;

x1 = +63;

diff = (int)(x1 - x0) << 25 >> 25;

Вы это делаете? Если да - всё должно быть нормально. Или просто сдвинуть все значения в старшие 7 бит 32-битного слова CPU и работать с такими данными. Чтобы не делать расширение знака после каждой операции.

[komah 4]

Посмотрите на первые два разрыва. Второй - это wrap. А первый? И он такой не один. Частотный дискриминатор - это достаточно простой алгоритм, но если непонятно, что на входе, можно много времени потратить.

По моему, в примере unwrap не вполне корректный. Нужно учитывать, что после wrap разность между значениями может быть меньше Pi. Поэтому нужно еще дельту добавлять/вычитать, сопоставимую со средним значением разности фаз между отсчетами. Чем больше шумов в сигнале, тем эта конструкция нестабильнее.

4 минуты назад, jcxz сказал:

diff = (int)(x1 - x0) << 25 >> 25;

А почему 25?

[jcxz 184]

10 минут назад, komah сказал:

Посмотрите на первые два разрыва. Второй - это wrap. А первый? И он такой не один.

Скорее всего - это производные от предыдущих ранее не верно выполненных операций над 7-битными данными в младших битах 32-битного слова CPU. Если ТС везде криво выполняет операции над 7-битными right-aligned-данными, то таких скачков будет много и в разных местах. Сначала нужно арифметику правильно реализовать. Если идёт работа с right-aligned-данными, то нужно делать расширение знака после каждой операции.

Или работать с left-aligned-данными. Чтобы не делать каждый раз расширение.

10 минут назад, komah сказал:

11 минут назад, jcxz сказал:

diff = (int)(x1 - x0) << 25 >> 25;

А почему 25?

Потому что ТС работает с 7-битными данными. У которых знаковый бит находится в 6-м бите слова. Для корректной арифметики с такими данными в 32-битных регистрах. нужно этот 6-й знаковый бит распространить на все старшие биты слова вплоть до 31-го. И делать это нужно после каждой арифметической операции. Так как пространство значений у него == -64...+63 (что соответствует -180...+180 градусов).

Но имхо: оптимальнее работать с left-aligned данными. Изначально сдвинув все входные аргументы на 25 влево. Так и точность можно повысить (будут использоваться младшие 25 разрядов).

[komah 4]

7 минут назад, jcxz сказал:

Если идёт работа с right-aligned-данными, то нужно делать расширение знака после каждой операции.

Если здесь 7 бит со знаком, то наверное достаточно в начале на 1 бит влево сдвинуть. Остальное компилятор должен учесть.

[jcxz 184]

2 минуты назад, komah сказал:

Если здесь 7 бит со знаком, то наверное достаточно в начале на 1 бит влево сдвинуть. Остальное компилятор должен учесть.

Не достаточно. Возьмите калькулятор и посчитайте: +63-(-64)

 

PS: Т.е. - если ТС все данные сдвинет на 1 бит (и аргументы), то будет достаточно. Но не эффективно. Так как как после каждой арифметической команды компилятор должен вставлять команду расширения знака (SXTB для ARM).

[petrov 6]

repstosw

У вас уже почти получилась каша из топора, пора топор вынимать.

Надо будет перелезать на MATLAB. А то по старинке, пока на Си пишу

Важно уйти от программизма, часто так перелезают, что никакой разницы нет. Поэтому крайне рекомендуется часть матлаба под названием симулинк. Да и вообще для настоящего решения этой задачи, вплоть до воплощения в железе, не нужны никакие программирование и процессоры.

[V_G 8]

Какое-то несоответствие названия и содержания темы. Если имеется в виду фазовый демодулятор, то на входе должна быть фазовая модуляция (манипуляция). Тогда тема была бы интересной: прием ЧМ микросхемой ФМ сигнала. Но обсуждают почему-то модуляцию частотную

[komah 4]

21 минуту назад, petrov сказал:

Важно уйти от программизма, часто так перелезают, что никакой разницы нет. Поэтому крайне рекомендуется часть матлаба под названием симулинк. Да и вообще для настоящего решения этой задачи, вплоть до воплощения в железе, не нужны никакие программирование и процессоры.

Симулинк здесь сильно поможет 🙂 Но не скоро. Не ранее, чем ТС научится данные читать как 'bit7'. И почему Вы решили, что ТС решение в каком-то железе кроме процессора будет воплощать?  

[repstosw 18]

On 3/8/2024 at 7:13 PM, komah said:

Ну и само собой, нужно тактовую синхронизацию сделать, чтобы решение о значении символа принимать на "пике" импульса. Для GFSK нужен согласованный фильтр до или после частотного детектора. И подстройка частоты, особенно если есть допплер. 

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..

 

On 3/8/2024 at 9:42 PM, petrov said:

Важно уйти от программизма, часто так перелезают, что никакой разницы нет. Поэтому крайне рекомендуется часть матлаба под названием симулинк. Да и вообще для настоящего решения этой задачи, вплоть до воплощения в железе, не нужны никакие программирование и процессоры.

Как это не нужны?

Каким образом без ЦОС вы получите битовый поток с отсчётов ЧФД, который ещё и подвергается коррекции ошибок LDPC?

 

On 3/8/2024 at 9:55 PM, V_G said:

Какое-то несоответствие названия и содержания темы. Если имеется в виду фазовый демодулятор, то на входе должна быть фазовая модуляция (манипуляция). Тогда тема была бы интересной: прием ЧМ микросхемой ФМ сигнала. Но обсуждают почему-то модуляцию частотную

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?

 

On 3/8/2024 at 10:11 PM, komah said:

Симулинк здесь сильно поможет 🙂 Но не скоро. Не ранее, чем ТС научится данные читать как 'bit7'. И почему Вы решили, что ТС решение в каком-то железе кроме процессора будет воплощать? 

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.

Изменено 10 марта пользователем repstosw

[V_G 8]

5 часов назад, repstosw сказал:

И мне нужен выходной поток бит, вытащенных из отсчётов квадратурного демодулятора.  Что не ясно?

Некорректен заголовок темы. В нем указан фазовый демодулятор. Он нужен для демодуляции ФМ - сигналов. Для демодуляции FSK сигналов нужен частотный демодулятор - немного другое.

Возможно, под квадратурным демодулятором вы имеете в виду квадратурный смеситель, присутствующий на стр.2 даташита, и хотите самостоятельно анализировать сигналы I Q до АЦП, но это выходы квадратурного УПЧ, а не выходы квадратурного демодулятора. И это другое.

ЧАСТОТНАЯ демодуляция в этой ИС проходит уже в цифровой части после АЦП. И скорее всего, арктангенс там не используется из-за больших вычислительных затрат. Как известно, частота - производная фазы, фаза - это арктангенс, а производная арктангенса - ни разу не трансцедентная функция. Я делал ЧД в цифровом приемнике без арктангенса, там большой уровень гармоник (-30 дБ для второй гармоники), но для частотной манипуляции вполне годится.