Детектирование пачки сигнала на уровне шума

bullit
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 08 апр 2013, 19:43

Детектирование пачки сигнала на уровне шума

Сообщение bullit »

Добрый день!

Данные:
1) источник сигнала частотой Fsig. Передающий свой сигнал длительностью 1 секунда через паузу в 1 (но может и 2, но пока 1) секунды. Т.е. в цуге N целых периодов. Частоты маленькие 1-30 Гц.
2) приемник в режекторным фильтром 50 Гц и избирательным фильтром на Fsig. АЦП с частотой дискретизации 10416 Гц. Амплитуда постоянна. Не управляема.
3) передатчик удалён от приемника и двигается к ему (а затем от него) с небольшой скоростью. Т.е. сигнал будет тихонько нарастать и спадать. Но когда о придёт никто не знает. Может сразу, а может и через месяц)

Условия: отношение сигнал шум = 2; устройство микропроцессорное (процессор с FPU) работающее в реальном масштабе времени.
Стоит задача, определить есть ли полезный сигнал (1 сек сигнал, 1 сек пауза). При наличии не маленького шума, не постоянного но медлено меняющегося. т.е. пришли на объект - шум меняться не должен. Ну по крайней мере "вспышки" в 1 секунду проскакивать не должны.

Всё это в продолжении темы http://dsplib.ru/forum/viewtopic.php?f=7&t=178&start=50

На картинке ниже представлен кусок сигнала. Это еще боле менее чёткий сигнал.
signal1.PNG
signal1.PNG (7.96 КБ) 10731 просмотр
PS возможно на первый взгляд задача покажется простой, но у мня мои решения пока не дали хорошего результата.

Аватара пользователя
Santik
Сообщения: 609
Зарегистрирован: 28 дек 2010, 08:04
Откуда: Мирный (Якутия)
Контактная информация:

Re: Детектирование пачки сигнала на уровне шума

Сообщение Santik »

bullit писал(а): 3) передатчик удалён от приемника и двигается к ему (а затем от него) с небольшой скоростью. Т.е. сигнал будет тихонько нарастать и спадать. Но когда о придёт никто не знает. Может сразу, а может и через месяц)
Вот этот пункт вызывает массу сомнений.
Конечно, известно, что в ближней зоне сигнал затухает пропорционально
НО! В реальных условиях (не в космосе) распределение поля может имееть довольно причудливые формы, меняющиеся от времени года, времени суток, зависящие от проводимости грунта и т.д.
Антенну с хорошим согласованием на таких частотах тоже вряд ли возможно сделать. А степень рассогласования, которая тоже будет зависить от температуры, влажности и т.д. (и на стороне приёмника и на стороне предатчика) может приводить к значительным изменениям распределения поля.
В реальности вряд ли удастся определить приблизился к нам источник или где-то дождь пошёл...
30Гц - это же длина волны 10000 км! Эффективная антенна - 1/4 волновый вибратор - 2500 км.
Всем конечно известны приборы для обнаружения скрытой электропроводки. Но они точно определяют положение только в случае наличия ёмкостной связи антенна приёмника - источник (провод)! Попробуйте найти проводку с расстояния 1 м - ничего не получится! И дело не в чувствительности приёмника!

bullit
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 08 апр 2013, 19:43

Re: Детектирование пачки сигнала на уровне шума

Сообщение bullit »

Ну скажем так, приемник - катушка с сердечником. 13 герц с 3-5 метров цепляется - условия: приемник передатчик на полу, линолеум.

Насчёт проводки - там электромагнитное излучение, да и виток надо сказать четвертной))

И вот кстати вспомнил - есть электромагнитная телеметрия скважинных приборов - обычно эксплуатируется на буровом инструменте или с насосами. Так с 2,5 км ловит хорошо. антенна - металлические палки воткнутые в землю. Иногда серия палок)) несущая порядка 10 Гц. Но очень естественно прожорливая. Тут же задача обнаружения на расстоянии от 2 до 20 м.

Аватара пользователя
Бахурин Сергей
Администратор
Сообщения: 1114
Зарегистрирован: 05 окт 2010, 19:55
Контактная информация:

Re: Детектирование пачки сигнала на уровне шума

Сообщение Бахурин Сергей »

гуглить по словам Корреляционный приемник без вариантов

Pavia
Сообщения: 38
Зарегистрирован: 25 апр 2011, 18:45

Re: Детектирование пачки сигнала на уровне шума

Сообщение Pavia »

Santik
Ошибаетесь 1/(R^3), а 1/(R^2).
Вся энергия идёт через площадь сферы, а у площади квадратичная зависимость.
У радио пилингации проблема с затуханием поэтому по затуханию трудно определить координату точно. Точнее 100-1000м. Зато есть временное отставание прохождения сигнала, но тут надо вести измерения с точностью до 10-100 нс. И есть ряд технических трудностей.

А автор вроде и не просил координату определять. Только наличие или отсутствие импульса.

ИХМО импульс лучше искать при помощи дифференциальных формул.

bullit
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 08 апр 2013, 19:43

Re: Детектирование пачки сигнала на уровне шума

Сообщение bullit »

Я тоже склонялся к дифференцированию сигнала. но опять всё относительо....

Аватара пользователя
Santik
Сообщения: 609
Зарегистрирован: 28 дек 2010, 08:04
Откуда: Мирный (Якутия)
Контактная информация:

Re: Детектирование пачки сигнала на уровне шума

Сообщение Santik »

Pavia писал(а):Santik
Ошибаетесь 1/(R^2), а 1/(R^2).
Вся энергия идёт через площадь сферы, а у площади квадратичная зависимость.
Это Вы ошибаетесь! 1/(R^2) - это правильно в "дальней" зоне, когда R>> длины волны.
В "ближней" зоне 1/(R^3).
Для длины волны 10000 км можно считать, что мы заведомо в "ближней" зоне.

Аватара пользователя
Santik
Сообщения: 609
Зарегистрирован: 28 дек 2010, 08:04
Откуда: Мирный (Якутия)
Контактная информация:

Re: Детектирование пачки сигнала на уровне шума

Сообщение Santik »

bullit писал(а):Стоит задача, определить есть ли полезный сигнал (1 сек сигнал, 1 сек пауза).
То есть мы имеем амплитудно-модулированный (АМ) сигнал.
Несущая частота Fн=22 Гц. Частота модуляции Fм=0.5 Гц
В спектре принимаемого сигнала будут присутствовать частоты Fн, Fн+Fм и Fн-Fм.
Критерием отделения от шума может быть А( Fн+Fм )=А( Fн-Fм )=1/2 А( Fн), где А(w) - амплитуда сигнала на частоте w.

"bullit", а может проще SSB передатчик сделать?
1.SSB-передатчик более "дальнобойный".
2. Не надо будет сигнал доставать из под шумов (непонятно какого уровня).
3. Всегда контролируется работоспособность передатчика.

Аватара пользователя
Santik
Сообщения: 609
Зарегистрирован: 28 дек 2010, 08:04
Откуда: Мирный (Якутия)
Контактная информация:

Re: Детектирование пачки сигнала на уровне шума

Сообщение Santik »

Если взять синосоидальную модуляцию с Fм=0.5 Гц , то, для Вашего случая, SSB - модуляция будет эквивалентна постоянному излучению сигнала с частотой F=22-0.5=21.5 Гц (LSB) или 22.5 Гц (USB).
Это не очень хорошо, т.к. необходимо некоторое "окно" в котором надо мерять шум на этой частоте.
(Предполагается, что шум на целевой частоте значительный).
Я вижу 2 пути решения проблемы:
1. Необходимо, чтобы уровень сигнала, при максимальном удалении от источника, был выше уровня шумов.
2. Жёсткая синхронизация передатчика.

bullit
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 08 апр 2013, 19:43

Re: Детектирование пачки сигнала на уровне шума

Сообщение bullit »

К сожалению сейчас переделать передатчики возможности нет никакой.

Зато более менее известно что эксплуатация прибора в основном полевая - т.е. источников шума будет по минимуму.

Всё таки сейчас задача именно определение порога сигнал-шум.

Ответить