[Stanislav 0]

Во первых вы забыли поделить еще на 4. Так что мощность шума все-таки минус 157 дБм.

Не понял, что делить и зачем?

Если не трудно, приведите Ваш расчёт. С обоснованием цифр, конечно.

 

...А во вторых, расширение спектра и затем его свертка здесь не причем. Вы получаете при свертке сигнала увеличение спектральной плотности на 43 дБ. Однако для сигнала с мегагерцовой полосой и тепловая мощность шума будет тоже больше на 43 дБ, т.е. 114 дБ, и отношение сигнал/шум на входе приемника будет равно 114 - 160 = -46 дБ. Поэтому после свертки получаем отношение сигнал/шум равное минус 3 дБ. Вот и вопрос. Как оно работает

Простите, но совершенно непонятно, как Вы считаете, и откуда берутся Ваши цифры?

Для справки: дБ - величина относительная. Что и относительно чего Вы считаете? У меня сложилось впечатление, что цифры Вами взяты вообще "от фонаря".

 

Заметил несколько ошибок в начальных условиях к вышеуказанным формулам:

Лучше бы не замечали. :(

 

1) полоса GPS C/A сигнала на входе приемника не 1, а целых 2 МГц (это скорость чипов = 1 МГц),

Полоса (эффективная) GPS C/A сигнала, как и других радиосигналов, определяется по уровню половинной плотности мощности (-3дБ отн. максимума), и в данном случае составит именно 1 МГц. 2 МГц - это лишь расстояние между "нулями" главного спектрального лепестка сигнала.

Точно так же, эффективная полоса сообщения составит 50 Гц.

 

...согласен, что для _захвата_ (acquisition) сигнала при "холодном старте" мощность шума в корреляторе прим. -176 [дБм/Гц] + 63 [дБ/2МГц] = -113 [дБм], но при этом _не_ делается демодуляция с целью извлечения информации,

Это неверно.

Коррелятор и фазовый детектор и являются демодулятором. В данном случае, Вы путаете демодуляцию сигнала с декодированием принимаемого сообщения.

 

...3) указанный выше выигрыш на выходе коррелятора в 43 дБ на практике нужно уменьшить на 21 дБ для GPS из-за взаимно-корреляционного "шума" - свойство ПСП Голда; опуская детали, получим прим. -148...-150 дБм как "стандартный" минимальный уровень входного GPS сигнала, необходимого для надежной демодуляции инфо-сообщения,

Это также неверно.

ПСП (в пределах одного информационного бита) является детерминированным процессом. При идеальном синхронном накоплении, таким образом, получим выигрыш по отношению к некоррелированным шумам именно в 43 дБ.

Если речь идёт о взаимных помехах, создаваемых спутниками, то при определении чувствительности приёмника они не присутствуют.

 

и главное

4) заявленная uBlox-ом высокая чувствительность -160 дБм при _слежении и оценки_ (tracking & navigation) определяется не только результатом энергетики сигнала, но и избыточностью информации GPS-сообщения, и наличием вспомогательной информации (Assisted GPS), и возможностью демодуляции несколько бит сразу ("хитрые" алгоритмы приема); все это в совокупности позволяет понизить требуемую мощность сигнала на входе при той же вероятности ошибки демодуляции и декодирования.

Ничего не понятно. Не могли бы пояснить подробнее, что Вы подразумеваете под "хитрыми" алгоритмами приёма, и какое отношение это имеет к энергетике? :07:

Изменено 21 мая, 2008 пользователем Stanislav

[jorikdima 0]

4) заявленная uBlox-ом высокая чувствительность -160 дБм при _слежении и оценки_ (tracking & navigation) определяется не только результатом энергетики сигнала, но и избыточностью информации GPS-сообщения, и наличием вспомогательной информации (Assisted GPS), и возможностью демодуляции несколько бит сразу ("хитрые" алгоритмы приема); все это в совокупности позволяет понизить требуемую мощность сигнала на входе при той же вероятности ошибки демодуляции и декодирования.

А они гарантируют декодирование данных на таких уровнях? Сомневаюсь :)

[RadioJunior 0]

Добрый день (утро, вечер, нужное подчеркнуть :) ).

Вопрос в следующем. В документации на GPS приемник написано что его чувствительность

при сопровождении равна минус 160 dBm. Поясните вкратце пожалуйста. Информационная скорость - 50 символов в секунду, соответственно полоса сигнала 50 Гц. Для такой полосы уровень мощности тепловых шумов составляет минус 157 dBm. Как обеспечивается чувствительность в минус 160 dBm?

Вам морочат голову...на самом деле в приемнике GPS перед непосредственной демодуляцией информации отношение сигнал-шум повышается до величины 10 дБ за счет накопления корреляционных пиков на интервале 10 мс (10 периодов С/A сигнала). Поэтому обработка и идет по законам Шенона =) Более того, алгоритм декодирования Витерби, использующийся в большинстве GPS приемников, в ином случае просто не заработает!

[TTI 0]

Вам морочат голову...на самом деле в приемнике GPS перед непосредственной демодуляцией информации отношение сигнал-шум повышается до величины 10 дБ за счет накопления корреляционных пиков на интервале 10 мс (10 периодов С/A сигнала). Поэтому обработка и идет по законам Шенона =) Более того, алгоритм декодирования Витерби, использующийся в большинстве GPS приемников, в ином случае просто не заработает!

 

Вы очевидно не поняли сути вопроса или я не понял вашего ответа. Морочат голову кто? Производители, указывающие такие характеристики?

[RadioJunior 0]

Вы очевидно не поняли сути вопроса или я не понял вашего ответа. Морочат голову кто? Производители, указывающие такие характеристики?

Производители порой тоже морочат голову =), но в данном конкретном случае участники форума морочат человеку голову, который задал вполне банальный вопрос и хотел получить внятный и понятный ответ....а тут началася базар и спор людей, которые что-то где-то успели вычитать в интернете и поскорей захотели показать свои "фундаментальные" знания (слышал звон, да не знаю где он)...хотя по сути, ответ очень простой и я его дал!

 

P.S.

 

Для тех кто будет возмущатся - лучше этого не делать, т.к. я сам не претендую на "фундаментальные" знания данной проблемы и прошу помочь мне разобраться с еще одним, на первый взгляд, очень простым вопросом http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=48038

Изменено 22 мая, 2008 пользователем RadioJunior

[Stanislav 0]

Вам морочат голову...на самом деле в приемнике GPS перед непосредственной демодуляцией информации отношение сигнал-шум повышается до величины 10 дБ за счет накопления корреляционных пиков на интервале 10 мс (10 периодов С/A сигнала). Поэтому обработка и идет по законам Шенона =) Более того, алгоритм декодирования Витерби, использующийся в большинстве GPS приемников, в ином случае просто не заработает!

Да что Вы говорите?

Вы хоть поняли, о чём здесь был разговор? Если нет, ерунду писать незачем.

 

Производители порой тоже морочат голову =), но в данном конкретном случае участники форума морочат человеку голову, который задал вполне банальный вопрос и хотел получить внятный и понятный ответ....а тут началася базар и спор людей, которые что-то где-то успели вычитать в интернете и поскорей захотели показать свои "фундаментальные" знания (слышал звон, да не знаю где он)...хотя по сути, ответ очень простой и я его дал!

РадиоЮноша, ответ был дан гораздо ранее. Научитесь читать правильно, и изучите термин "корреляционное накопление", после чего писать глупости желание отпадёт вовсе.

 

P.S.

Для тех кто будет возмущатся - лучше этого не делать...

Почему?

Вы ведь, парниша, хамите.

 

.., т.к. я сам не претендую на "фундаментальные" знания данной проблемы

Это уж точно. Ваши посты здесь говорят о глубоком непонимании сути данной проблемы. Могу пояснить, почему именно.

 

...и прошу помочь мне разобраться с еще одним, на первый взгляд, очень простым вопросом http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=48038

И там Вам ответ дали исчерпывающий. Если неспособны его понять - незачем флудить и в других темах.

[RadioJunior 0]

Да что Вы говорите?

Вы хоть поняли, о чём здесь был разговор? Если нет, ерунду писать незачем.

 

РадиоЮноша, ответ был дан гораздо ранее. Научитесь читать правильно, и изучите термин "корреляционное накопление", после чего писать глупости желание отпадёт вовсе.

 

Почему?

Вы ведь, парниша, хамите.

 

Это уж точно. Ваши посты здесь говорят о глубоком непонимании сути данной проблемы. Могу пояснить, почему именно.

 

И там Вам ответ дали исчерпывающий. Если неспособны его понять - незачем флудить и в других темах.

 

Мужчина, в вашем возрасте спорить и утирать нос всем кому попало уже поздно...может вы попробуйте дать свой ответ на мой вопрос!

[blackfin 28]

Мужчина, в вашем возрасте спорить и утирать нос всем кому попало уже поздно...

Вы правы, но точнее эту мысль уже давно озвучили классики:

"Один чудак на букву М легко может задать столько вопросов, что не смогут ответить даже десять мудрецов".

:01:

[samurad 0]

Во первых вы забыли поделить еще на 4. Так что мощность шума все-таки минус 157 дБм.

А во вторых, расширение спектра и затем его свертка здесь не причем. Вы получаете при свертке сигнала увеличение спектральной плотности на 43 дБ. Однако для сигнала с мегагерцовой полосой и тепловая мощность шума будет тоже больше на 43 дБ, т.е. 114 дБ, и отношение сигнал/шум на входе приемника будет равно 114 - 160 = -46 дБ. Поэтому после свертки получаем отношение сигнал/шум равное минус 3 дБ. Вот и вопрос. Как оно работает

Кажется нашел, в чем загвостка.

Выделенное красным выше - неверно. Мощность шума при сверки (или корреляции) уменьшается на выходе коррелятора на 43 дБ по сравнению со входом - с этим вы согласились уже. Мощность сигнала растет на выходе примерно на эти же 43 дБ (30 дБ - период ПСП в чипах, плюс 13 дБ - количество периодов ПСП в одном бите данных) - с этим вы тоже согласились. Осталось учесть, что уменьшение шума и рост сигнала происходят в одно и то же время, т.е. суммарный рост С/Ш = 86 дБ. Тогда С/Ш на выходе, пользуясь цифрой выше, -46 + 86 = 40 дБ - вполне достаточно для нормальной демодуляции BPSK. На практике, надо отнять 3-5 дБ на потери, т.е. 35 дБ - тоже неплохо.

 

Для тех, кто все еще не верит очам своим, могу привести отдельные расчеты С/Ш на входе и выходе.

[khach 43]

Есть дурацкий вопрос. При рассчете надо принимать температуру источника сигнала 300 К, 270К (равновесная температура излучения Солнца на орбите Земли) или 4К (температура Вселенной)?

[RadioJunior 0]

Тогда С/Ш на выходе, пользуясь цифрой выше, -46 + 86 = 40 дБ - вполне достаточно для нормальной демодуляции BPSK. На практике, надо отнять 3-5 дБ на потери, т.е. 35 дБ - тоже неплохо.

 

1. Т.е. вы уверены что перед демодуляцией С/Ш=30...40 дБ ?

2. А как вы думаете при отношении С/Ш=10 дБ демодуляции произойти не сможет? 10 дБ = 10*Log10 (Pc/Pш), где Pc/Pш=10, т.е. на ваш взгляд этого мало? Попробуйте построить эпюры сигналов при таком отношении С/Ш. Однако, бесспорно соглашусь с тем, что чем больше С/Ш, тем лучше!

Изменено 22 мая, 2008 пользователем RadioJunior

[Stanislav 0]

Кажется нашел, в чем загвостка.

Выделенное красным выше - неверно. Мощность шума при сверки (или корреляции) уменьшается на выходе коррелятора на 43 дБ по сравнению со входом - с этим вы согласились уже. Мощность сигнала растет на выходе примерно на эти же 43 дБ (30 дБ - период ПСП в чипах, плюс 13 дБ - количество периодов ПСП в одном бите данных) - с этим вы тоже согласились. Осталось учесть, что уменьшение шума и рост сигнала происходят в одно и то же время, т.е. суммарный рост С/Ш = 86 дБ. Тогда С/Ш на выходе, пользуясь цифрой выше, -46 + 86 = 40 дБ - вполне достаточно для нормальной демодуляции BPSK. На практике, надо отнять 3-5 дБ на потери, т.е. 35 дБ - тоже неплохо.

Братцы, ну, ей-богу, в трёх соснах заблудились... :unsure:

Эффективная амплитуда сигнала растёт пропорционально времени накопления (мощность его при этом растёт квадратично). Потому, что опорная ПСП полностью коррелирована с принимаемой.

Эффективная амплитуда теплового шума растёт пропорционально корню из времени накопления (мощность его при этом растёт линейно). Это происходит потому, что шум некоррелирован сам с собой и с опорным сигналом).

Исходя из этого, будем иметь увеличение мощности сигнала на 86 дБ по сравнению с первоначальной, а шума - только на 43 дБ. Вычитая одни децибелы из других, получим пресловутые 43 дБ улучшения отношения С/Ш.

 

...Для тех, кто все еще не верит очам своим, могу привести отдельные расчеты С/Ш на входе и выходе.

Что ж, давайте проверим Ваш расчёт...

 

Есть дурацкий вопрос. При рассчете надо принимать температуру источника сигнала 300 К, 270К (равновесная температура излучения Солнца на орбите Земли) или 4К (температура Вселенной)?

Вовсе и не дурацкий.

Я при расчёте взял согласованный 50 Ом тракт при температуре 300К. Если я правильно понимаю, источником, близким к таковому, является согласованная антенна, подключенная непосредственно ко входу приёмника.

В принципе, если есть генератор при 300К, согласованный с линией, нагруженной на вход приёмника, особо ничего не изменится.(Здесь была ошибка; кто успел прочитать - извините, кто не успел - тем более :) ).

При источнике с Т=0К шумы тракта уменьшатся на 3 дБ.

Какую конкретно методику оценки чувствительности приёмника использует у-блох, не знаю. Рискну предположить, однако, что подобную.

 

2 Михаил К

С третьей попытки разобрался - действительно, Вы совершенно правы в посте #11: мощность теплового шума в полосе частот 50 Гц при 300К будет именно -157 дБм (совсем забыл, что в согласованном тракте мощность шума в 4 раза меньше, чем просто резистора :laughing: ). Реально даже хуже - полосу приёма нужно делать как минимум в 2 раза шире эффективной полосы сигнала, чтобы хоть как-то сохранить его форму; это даст эквивалентную прибавку к шуму ещё в 3дБ: -154 дБм (сошлись на серединке, короче :) ). При уровне сигнала -160дБм декодировать сообщение невозможно - можно попытаться только поддерживать системы синхронизации (и то вряд ли получится). Поймать новый спутник тоже немыслимо - там уровень сигнала нужен бОльший, чем в режиме слежения... Так шта-а, на вопрос Ваш, пожалуй, может ответить только сам у-Блох.

 

ЗЫ. Может, и впрямь дБм с дБвт перепутали? :07: Тогда, вроде, как раз всё получается...

 

 

Мужчина, в вашем возрасте спорить и утирать нос всем кому попало уже поздно...

Ну, я всё-таки попробую, благо сейчас время есть.

Вам морочат голову...на самом деле в приемнике GPS перед непосредственной демодуляцией информации отношение сигнал-шум повышается до величины 10 дБ за счет накопления корреляционных пиков на интервале 10 мс (10 периодов С/A сигнала).

Для начала, посоветую научиться считать до 20. Потому, как 1/50=0,02(с)=20(мс).

Таким образом, при периоде ПСП, равной 1 мс, идеальное накопление для приёма 1 бита производится не по 10, а по 20 периодам. B)

А теперь попробуйте ответить на вопрос: почему отношение сигнал-шум повышается именно до 10 дБ, а не до 11 или даже 12? ;)

 

...может вы попробуйте дать свой ответ на мой вопрос!

Дудки. В соотв. теме его уже дали другие, а повторять я не люблю.

[RadioJunior 0]

Ну, я всё-таки попробую, благо сейчас время есть.

 

Станислав, я ни в коей мере не претендую на фундаментальные знания и поэтому, как и многие, пытаюсь найти здесь ответы на интересующие меня вопросы. Я не хочу никого и не в чем убеждать, а хочу всего лишь конструктивного диалога. Уверен, что вы достаточно образованный и толковый человек, а поэтому хочу урегулировать некий "конфликт", возникший у вас со мною, интеллигентно - "без соплей, понтов и прочей херни". Надеюсь вы меня правильно поймете =).

 

Для начала, посоветую научиться считать до 20. Потому, как 1/50=0,02(с)=20(мс).

Таким образом, при периоде ПСП, равной 1 мс, идеальное накопление для приёма 1 бита производится не по 10, а по 20 периодам. B)

 

Каждый бит информации состоит из двух противоположных битов Манчестерского кода, поэтому накопление идет все таки в интервале 10 мс. Иначе накопление привело бы к взаимокомпенсации =)

 

А теперь попробуйте ответить на вопрос: почему отношение сигнал-шум повышается именно до 10 дБ, а не до 11 или даже 12? ;)

 

Все очень просто. Моя цифра (10 дБ) исходит из работы идеального когерентного накопителя сигналов с выхода коррелятора. На выходе такого накопителя отношение С/Ш у величивается в Np раз, где Np - число периодов. Т.к. периодов 10, то увеличение в 10 раз соответствует величине 10 дБ (один период С/A сигнала дает на выходе коррелятора отношение С/Ш = 0 дБ).

 

Дудки. В соотв. теме его уже дали другие, а повторять я не люблю.

 

Станислав, ответа на мой вопрос в той теме мне к сожалению не дали. Поэтому я попросил модераторов перенести начатую мной тему в данный раздел, в виду того, что именно здесь обсуждаются такого рода вопросы и общаются разбирающиеся в этом люди. Поэтому мой вопрос к вам остается в силе.

 

С уважением, RadioJunior.

Изменено 22 мая, 2008 пользователем RadioJunior

[Stanislav 0]

...Каждый бит информации состоит из двух противоположных битов Манчестерского кода, поэтому накопление идет все таки в интервале 10 мс. Иначе накопление привело бы к взаимокомпенсации =)

Да Вы, батенька, белены объелись, что ли? :cranky: Какой ещё Манчестерский код, и из каких марианских глубин Вы умудрились выудить сие сокровенное знание?

 

...Все очень просто. Моя цифра (10 дБ) исходит из работы идеального когерентного накопителя сигналов с выхода коррелятора. На выходе такого накопителя отношение С/Ш у величивается в Np раз, где Np - число периодов. Т.к. периодов 10, то увеличение в 10 раз соответствует величине 10 дБ (один период С/A сигнала дает на выходе коррелятора отношение С/Ш = 0 дБ).

Кто Вам сказал такую ерунду?

Вам же объясняли, а Вы упорно не желаете (или не способны) понять: синхронное накопление даёт увеличение отношения С/Ш в 43 дБ относительно первоначального. Ваш же подсчёт непонятен, цифра 0дБ взята "с потолка". Подумайте о том, что Вы пишете, и какое отношение это имеет к вопросу темы.

 

Станислав, я ни в коей мере не претендую на фундаментальные знания и поэтому, как и многие, пытаюсь найти здесь ответы на интересующие меня вопросы. Я не хочу никого и не в чем убеждать, а хочу всего лишь конструктивного диалога. Уверен, что вы достаточно образованный и толковый человек, а поэтому хочу урегулировать некий "конфликт", возникший у вас со мною, интеллигентно - "без соплей, понтов и прочей херни". Надеюсь вы меня правильно поймете =).

Можете не сомневаться.

А теперь почитайте свои посты #33 и #35, и подумайте, о чём ещё забыли написать здесь.

[samurad 0]

Братцы, ну, ей-богу, в трёх соснах заблудились... :unsure:

Эффективная амплитуда сигнала растёт пропорционально времени накопления (мощность его при этом растёт квадратично). Потому, что опорная ПСП полностью коррелирована с принимаемой.

Эффективная амплитуда теплового шума растёт пропорционально корню из времени накопления (мощность его при этом растёт линейно). Это происходит потому, что шум некоррелирован сам с собой и с опорным сигналом).

Исходя из этого, будем иметь увеличение мощности сигнала на 86 дБ по сравнению с первоначальной, а шума - только на 43 дБ. Вычитая одни децибелы из других, получим пресловутые 43 дБ улучшения отношения С/Ш.

 

Что ж, давайте проверим Ваш расчёт...

Да, здесь вы правы, прирост С/Ш по расчетам выше = 43 дБ. Я уже нашел ошибку с своем расчете, так что его приводить смысла нет. А ошибка в том, что я считал мощность шума на входе и выходе коррелятора там и там как тепловой, k*T*dF, где dF = 1 МГц для входа и 50 Гц для выхода, тогда как на выходе правильный расчет должен зависеть от алгоритма приемника (здесь, коррелятор) и шума на входе.

 

Тогда, возвращаясь к моему первому посту, u-Blox каким-то образом увеличевает накопление еще на 20-30 дБ, напр., за счет дополнительной (assisted) информации, передаваемой по сотовой или другой связи, за счет высокой повторяемости некоторых полей GPS-сообщения, может 10 дБ наскрести за счет oversampling и параллельных сдвинутых на sample-кратное корреляций (еще как?). Как я понимаю, для навигационного приемника не требуется правильного декодирования сообщения с высокой вероятностью, а требуется точное определение координат и времени, т.е. точная синхронизация, с высокой вероятностью.

 

Если в assisted режиме приемник получает от "дяди" 1000 подряд идущих бит сообщения, то вот и 30 дБ дополнительного С/Ш. А в автономном режиме он может надеятся в основном только на предсказуемые повторения в сообщении. Напр., первые 8 вит каждой страницы повторяются каждые 6 сек., а следующие за ними 17 бит - число, линейно растущее каждые 6 сек., т.е. легко расчитываемое. Если предположить, что эти 25 бит накапливаются когерентно каждые 6 сек., то для дополнительных 30 дБ надо накапливать 1000[bit]/25[bit/word]*6[s/word]=240=4[min].

Вопрос: реально ли накапливать когерентно так долго, да еще и с прерыванием на 5,5 сек. каждые 6 сек.? У u-blox-а в чипсете только кварцевый такт. генератор может стоять?

Изменено 23 мая, 2008 пользователем samurad