Естественные спектры и аппроксимация коротких процессов

petrov
Сообщения: 30
Зарегистрирован: 31 янв 2011, 13:02

Re: Естественные спектры и аппроксимация коротких процессов

Сообщение petrov »

mr.bit писал(а):Добрый день.

Имеется такая задача, как раз в продолжение темы. Необходим эффективный алгоритм (в смысле малой погрешности оценки) определения частотной отстройки по несущей и символьной скорости при обработке сигнала в пакетном режиме, т.е. как раз имеем дело с короткими реализациями. Исходными данными являются: оцифрованная реализация сигнала, сигнал работает в пакетном режиме, т.е. с выключением несущей в паузах (TDMA режим), модуляция QPSK; длина пакета с данными - около 1000 отсчетов частоты дискретизации; типовое отношение С/Ш - SNR = 8...10 дБ; канал можно в первом приближении считать гауссовским.

Как делаю сейчас. Использую известные алгоритмы нелинейного преобразования сигнала, т.е. для определения отстройки по несущей возвожу сигнал в 4-ую степень, тем самым снимаю QPSK манипуляцию, и затем используя БПФ нахожу гармонику сигнала, соответствующую отстройке по несущей (еще надо перед этим частоту разделить на 4). Недостаток метода: низкая разрешающая способность, т.к. пакеты короткой длины и снижение общего соотношения сигнал/шум вследствие возведения в степень. При определении символьной скорости сигнал пропускаю через амплитудный детектор, на выходе которого остается сигнал тактовой частоты и далее опять используя БПФ определяю номинал символьной скорости. недостатки метода все те же - низкая разрешающая способность и снижение общего отношения С/Ш.

Так вот теперь вопрос: какие существуют эффективные алгоритмы для решения подобной задачи, можно ли применить для ее решения упоминавшиеся здесь методы аппроксимации коротких процессов, предложенные Дмитриевым или же спектры Прони, вейвлет-анализ или что-то еще?

Спасибо за внимание.
Какая разрешающая способность? Не нужно здесь никакой разрешающей способности и каких-либо экзотических методов. После возведения в степень усредняете по нескольким десяткам символов фазу, для обеспечения необходимой дисперсии фазового дрожания, что в БПФ и осуществляется, только нужды считать все коэффициенты преобразования нет никакой.

mr.bit
Сообщения: 50
Зарегистрирован: 19 окт 2010, 13:08

Re: Естественные спектры и аппроксимация коротких процессов

Сообщение mr.bit »

Что значит не нужно разрешающей способности? Задача в том и состоит чтобы оценить эту отстройку как можно более точно. Одно дело что эту отстройку я буду оценивать с основанием БПФ 1024 отсчета и совсем другое дело, когда основание будет, допустим, 32768. Кроме того, Вы говорите, что не нужно считать все коэффициенты. А как по другому, если я даже приблизительно не знаю, какова эта отстройка может быть. Нет, приблизительно, конечно, знаю, что в полосе сигнала :). Если бы знал приблизительную область, то наверное можно было бы использовать какой-нибудь алгоритм типа Герцеля, но в данном случае мне легче воспользоваться полным БПФ.

Понимете в чем дело, если бы не было той проблемы, о которой я говорю, то я бы и не стал никого беспокоить. Но она есть. если по несущей проблема более-менее еще может быть решена обычным методом, то при определении символьной получается очень большая погрешность в оценке, которая для TDMA систем вообще критична. В TDMA системах при оценке этих параметров классическими методами, о которых тут говорится, в выборку для анализа кроме самих информационных пакетов (слотов) еще попадают и паузы между этими слотами, и даже могут отсутствовать некоторые слоты, что не может отразиться на точности оценки в конечном счете. Я конечно пытаюсь отсечь все эти пропуски и паузы, чтобы анализ производился только по информационному пакету, но что-то получается не очень хорошо. Для FDMA сигналов эти алгоритмы у меня работают чудесно, что в определении несущей, что при определении символьной, а вот с TDMA не все так гладко. Кроме того, С/Ш невелико, это еще накладывает свои отпечатки. Так что где-то так.

Еще такой аспект. Я может не совсем полностью указал начальные условия задачи. Необходимо оценить параметры элементарных сигналов, которые находятся в полосе группового сигнала, скажем 40 МГц. И в этой полосе присутствуют сигналы, символьные скорости которых могут отличаться кардинально, скажем один сигнал имеет символьную скорость 10 ксим/сек, а другой, например, 20 Мсим/сек. Так что проблема в точности оценки по несущей и тактовой становится еще острее.

petrov
Сообщения: 30
Зарегистрирован: 31 янв 2011, 13:02

Re: Естественные спектры и аппроксимация коротких процессов

Сообщение petrov »

mr.bit писал(а):Что значит не нужно разрешающей способности? Задача в том и состоит чтобы оценить эту отстройку как можно более точно. Одно дело что эту отстройку я буду оценивать с основанием БПФ 1024 отсчета и совсем другое дело, когда основание будет, допустим, 32768. Кроме того, Вы говорите, что не нужно считать все коэффициенты. А как по другому, если я даже приблизительно не знаю, какова эта отстройка может быть. Нет, приблизительно, конечно, знаю, что в полосе сигнала :). Если бы знал приблизительную область, то наверное можно было бы использовать какой-нибудь алгоритм типа Герцеля, но в данном случае мне легче воспользоваться полным БПФ.
Разрешающая способность это различение двух близких синусоид. Для демодуляции нужно лишь усреднить вектора после возведения в степень по нескольким десяткам символов, т. е. убрать шум, может потребоваться несколько фильтров в районе предполагаемой отстройки частоты. БПФ здесь только запутывет своей блочностью, нужно сначала в принципе решить задачу, а на сколько децимировать и какой быстрый алгоритм использовать это уже отдельный вопрос.
mr.bit писал(а):Понимете в чем дело, если бы не было той проблемы, о которой я говорю, то я бы и не стал никого беспокоить. Но она есть. если по несущей проблема более-менее еще может быть решена обычным методом, то при определении символьной получается очень большая погрешность в оценке, которая для TDMA систем вообще критична. В TDMA системах при оценке этих параметров классическими методами, о которых тут говорится, в выборку для анализа кроме самих информационных пакетов (слотов) еще попадают и паузы между этими слотами, и даже могут отсутствовать некоторые слоты, что не может отразиться на точности оценки в конечном счете. Я конечно пытаюсь отсечь все эти пропуски и паузы, чтобы анализ производился только по информационному пакету, но что-то получается не очень хорошо. Для FDMA сигналов эти алгоритмы у меня работают чудесно, что в определении несущей, что при определении символьной, а вот с TDMA не все так гладко. Кроме того, С/Ш невелико, это еще накладывает свои отпечатки. Так что где-то так.
В общем не понятно в чём проблема после нелинейности фильтром(несколькими фильтрами) выделить символьную частоту.
mr.bit писал(а):Еще такой аспект. Я может не совсем полностью указал начальные условия задачи. Необходимо оценить параметры элементарных сигналов, которые находятся в полосе группового сигнала, скажем 40 МГц. И в этой полосе присутствуют сигналы, символьные скорости которых могут отличаться кардинально, скажем один сигнал имеет символьную скорость 10 ксим/сек, а другой, например, 20 Мсим/сек. Так что проблема в точности оценки по несущей и тактовой становится еще острее.
Тут главное не решать бредовую, высосанную из пальца задачу, выдуманную безграмотным начальством ;)

mr.bit
Сообщения: 50
Зарегистрирован: 19 окт 2010, 13:08

Re: Естественные спектры и аппроксимация коротких процессов

Сообщение mr.bit »

Разрешающая способность это различение двух близких синусоид. Для демодуляции нужно лишь усреднить вектора после возведения в степень по нескольким десяткам символов, т. е. убрать шум, может потребоваться несколько фильтров в районе предполагаемой отстройки частоты. БПФ здесь только запутывет своей блочностью, нужно сначала в принципе решить задачу, а на сколько децимировать и какой быстрый алгоритм использовать это уже отдельный вопрос.
Я не буду оспаривать терминологию, не в этом дело. Давайте назовем это точностью оценки. Понятное дело, что оценки надо усреднять, чтобы уменьшить составляющую шума (так и делается), но опять повоторюсь я не могу знать заранее где будет находиться предполагаемое место отстройки, поэтому поиск осуществляется во всей полосе, занимаемой сигналом. Задача полностью решена и очень неплохо для непрерывных сигналов (FDMA), все элементарные сигналы (даже самые узкополосные с низкой энергетикой) отлично выделяются из общей полосы, определяются их параметры, включая вид модуляции, все алгоритмы довольно сильно оптимизированы по скорости выполнения, осталось решить проблему точности для TDMA систем (полученная на данный момент точность не устраивает).
В общем не понятно в чём проблема после нелинейности фильтром(несколькими фильтрами) выделить символьную частоту.
Зачем, если, во-первых, сигнал после нелинейности кроме компоненты тактовой частоты больше ничего не содержит, достаточно оценить частоту этой составляющей по спектру, полученному с помощью БПФ, составляющую шума я уменьшу усреднением нескольких фреймов а, во-вторых, я не знаю даже приблизительного значения символьной скорости, т.е. никаких априорных данных о параметрах элементарных сигналов, содержащихся в общей полосе, у меня нет. Опять повторюсь: проблема только одна - оценка с заданной точностью для TDMA систем. в остальном проблем нет
Тут главное не решать бредовую, высосанную из пальца задачу, выдуманную безграмотным начальством ;)
Задача отнюдь не бредовая, а очень даже актуальная. Она решена, осталось только немного "причесать" в вопросах по TDMA системам.

petrov
Сообщения: 30
Зарегистрирован: 31 янв 2011, 13:02

Re: Естественные спектры и аппроксимация коротких процессов

Сообщение petrov »

Ясно задача из области автоматического определения типа модуляции и её параметров.
Страшно представить как "причесать" многолучёвое распространение например.
Субъективное ИМХО задача бредовая.

mr.bit
Сообщения: 50
Зарегистрирован: 19 окт 2010, 13:08

Re: Естественные спектры и аппроксимация коротких процессов

Сообщение mr.bit »

Канал в первом приближении можно считать Гауссовским, т.е. приближенным к АБГШ.

Почему бредовая? Задача была поставлена, она решена (значит цель достигнута), на реальных сигналах все работает.

Аватара пользователя
Бахурин Сергей
Администратор
Сообщения: 972
Зарегистрирован: 05 окт 2010, 19:55
Контактная информация:

Re: Естественные спектры и аппроксимация коротких процессов

Сообщение Бахурин Сергей »

Так пришла пора вмешаться. Во первых призваю к взаимному уважению. Во вторых хотелось бы лучше понять что за сигнал. Я так понял идет пакетная передача и принимаются короткие пакеты, соотвественно запустить в непрерывном времени следящий контур не получается, а нужно обеспечить фазовую демодуляцию на коротком промежутке времени? Если да то вопрос сколько каналов может попасть в интервал обработки? Если есть запись сигнала то тоже интересно посмотреть. Для каких целей необходимо демодулировать сигнал в условиях априорной неопределенности?

petrov
Сообщения: 30
Зарегистрирован: 31 янв 2011, 13:02

Re: Естественные спектры и аппроксимация коротких процессов

Сообщение petrov »

mr.bit писал(а):Канал в первом приближении можно считать Гауссовским, т.е. приближенным к АБГШ.

Почему бредовая? Задача была поставлена, она решена (значит цель достигнута), на реальных сигналах все работает.
В реальности возможна куча условий когда вся эта автоматика будет работать плохо или вообще не будет. ИМХО

mr.bit
Сообщения: 50
Зарегистрирован: 19 окт 2010, 13:08

Re: Естественные спектры и аппроксимация коротких процессов

Сообщение mr.bit »

Бахурин Сергей писал(а):Так пришла пора вмешаться. Во первых призваю к взаимному уважению. Во вторых хотелось бы лучше понять что за сигнал. Я так понял идет пакетная передача и принимаются короткие пакеты, соотвественно запустить в непрерывном времени следящий контур не получается, а нужно обеспечить фазовую демодуляцию на коротком промежутке времени? Если да то вопрос сколько каналов может попасть в интервал обработки? Если есть запись сигнала то тоже интересно посмотреть. Для каких целей необходимо демодулировать сигнал в условиях априорной неопределенности?
Ну, во-первых, вроде пока еще никто не ссорился, по крайней мере я :). По поводу сигнала вроде писал выше. Сигнал с пакетным типом передачи, т.е. имеются интервалы пауз и возможные пропуски пакетов, другими словами, в этих промежутках времени есть только шум. Больше о сигнале неизвестно ничего, кроме того, что канал распространения можно считать приближенным к АБГШ. В интервале обработки (насколько я понимаю полосе анализа) присутствует только один сигнал (канал). Что необходимо определить?

1. Определить несущую частоту сигнала.
2. Определить символьную скорость сигнала.
3. Определить вид модуляции.
4. Демодулировать сигнал по определенным в пп.1-3 параметрам. Для каких целей? Ну, допустим, для того чтобы получить в конечном счете битовый поток, для чего же еще?

На данный момент записями сигнала не располагаю.

mr.bit
Сообщения: 50
Зарегистрирован: 19 окт 2010, 13:08

Re: Естественные спектры и аппроксимация коротких процессов

Сообщение mr.bit »

petrov писал(а):
mr.bit писал(а): В реальности возможна куча условий когда вся эта автоматика будет работать плохо или вообще не будет. ИМХО
Говорю же, все отлично отрабатывает в реальной обстановке. По крайней мере, заказчики довольны. О каких условиях идет речь, например?

Ответить