Обзорная статья (руководство) по анализу различных OFDM сигналов в SA версии 6.2.4.4

Обзорная статья(руководство), по анализу различных OFDM сигналов в SA версии v 6.2.4.4

Предполагается, что читатель знаком, как с основами OFDM технологии, так и с нашими предыдущими статьями:

SA - работа с модулем OFDM, корреляционный треугольник.
SA - работа с модулем OFDM, FFT спектр.
SA - модуль OFDM, созвездия в каналах
SA - работа с модулем OFDM. Примеры.
Анализ OFDM в SA.
Параметры OFDM сигналов.
Анализ OFDM в SA версии 6.2.3.2

Общая идеология и терминология так же, остаются прежними.

Рассмотрим основы, и новые возможности текущей версии SA 6.2.4.4 на анализe нескольких OFDM сигналов.

Запись. WinDrm .

Этот сигнал выбран в качестве стартового примера по нескольким причинам.

Во первых: Мы покажем, что k = (LG/LU) или k = ((Sh/Br) - 1) действительно является "магической" константой, которая однозначно характеризует ядро формирования любого OFDM сигнала с CP.

Во вторых: Этот сигнал имеет массу различных сервисных каналов/символов, обнаружить которые ранее было просто невозможно.

В третьих сигнал хорошо известен, и все выводы можно проверить. То есть, мы не призываем верить нам на слово, наоборот есть полная возможность проверить работу OFDM анализатора в SA.

Начнем. :-)

Несколько стандартных действий:



Шаг 1. Выделить фрагмент сигнала или весь сигнал, и вызвать OFDM модуль.

Типичная ошибка, которую допускают очень многие. Это касается не только анализа OFDM сигналов.

- Полное пренебрежение частотой дискретизации записи. В нашем примере частота дискретизации вполне разумная - 8000 Гц. Но подавляющее большинство записей обладают абсолютно избыточным SR в 22050 Гц, 44100 Гц, 48000 Гц и т.д. Всегда следует приводить величину SR к оптимальной. Оптимальной для анализа, можно считать частоту дискретизации в пределах BW*(2.5-4), где BW ширина спектра исследуемого сигнала. Более высокие значения SR, совершенно избыточны и должны быть четко обоснованны. Если таких обоснований нет, частота дискретизации должна быть понижена средствами SA. SA обладает весьма качественной системой передискретизации, и использование сторонних передискретизаторов не рекомендуется, во избежание неконтролируемого ухудшения качества сигнала.

Шаг 2. После вызова OFDM модуля, запускается процесс поиска корреляционного треугольника кнопкой "Find CT". На этой стадии делать ничего не нужно. На подавляющем большинстве сигналов, последняя запись в окне вывода результатов, будет корректно соответствовать действительности. Важно! Это всего лишь ориентировочные данные, просто на данном этапе, ничего лучше найти невозможно, с точки зрения программы разумеется.



Шаг 3. Кликом на левой("хорошей") стороне корреляционного треугольника, ставим его в оптимальную позицию. Абсолютно все равно, положительный будет треугольник или отрицательный. Не нужно ничего в этом плане предпринимать и корректировать!

Шаг 4. Вызов функции "Get Br". В задачи этой функции входит:

- Получение точного значения Br.
- Позиционирование сигнала по частоте. Позиционирование по частоте, автоматически переведет треугольник в положительную полярность, если он был отрицательным.



Шаг 5. Если нужно, несколько посимвольных шагов, до появления спектра в окне. Возможно в начале, при передаче сигнала в OFDM модуль, был захвачен небольшой кусок без сигнала.

Включение отображения фазовых плоскостей, через двойной клик на последней(выделенной) записи.

Масштабирование и позиционирование FFT спектра.

И хороший повод, посмотреть внимательно на то, что вообще получилось. :)



На этом этапе, если все прошло штатно, мы имеем:

- Точное(в разумных пределах конечно) значение Br = 37,495728 Гц.
- Количество каналов и их распределение на текущем символе = 51.
- Необходимое смещение сигнала по частоте в оптимальную позицию = + 22,0018 Гц от положения сигнала в записи. Это смещение хотя и близко к истинному, но все таки приблизительное. В любом случае отношение к этому значению должно быть осторожным.
- LU = 171 отсчет
- LG = 42 отсчета и соответственно LS = LU+LG = 213 отсчетов.

Важно! Это абсолютно не гарантированные величины LU и LG, в смысле их отношения к сигналу. Это достаточно абстрактные значения и относиться к ним следует скептически до тех пор, пока не будут получены гарантии.

Как видим, не смотря на отсутствие гарантий по многим критериям, уже на этом шаге мы знаем достаточно много о сигнале.

Можно "пройтись" по сигналу посимвольно, и заметить, что крайние(первый и последний) каналы, на каждом третьем символе имеют одинаковую амплитуду.

Можно обратить внимание, что в ручном режиме "треугольник" довольно интенсивно уходит с маркера, и это говорит о том, что частота дискретизации 8000 Гц, не подходящая для анализа/демодуляции этого сигнала.

Можно запустить режим динамического отображения созвездий, и обратить внимание, что три пилот-тона очень хорошо выделяются на общем фоне, а абсолютное созвездие вращается.

Можно на пилот-тоне засинхронизировать точку, и попытаться рассмотреть сами созвездия в каналах рядом с пилот-тоном, и т.д.

Очень многое позволяет SA. Но все это будет блужданием в потемках, хотя эти возможности сами по себе безусловно важны и нужны, тем более, что других вариантов и возможностей просто нет.

Подходим к главному. :)

Точное значение k для этого сигнала равно 0.25 или 1/4. Это значит, мы легко можем получить все необходимое для приведения сигнала в надлежащий вид.

В OCG получаем список LU и LG для этого значения k = 0.25 и текущего количества каналов = 51.



Можно выбрать любую пару значений LU и LG, они все корректны и гарантируют правильный результат. Выберем LU = 172, LG = 43.

Тогда:

- LS = 172+43 = 215 отсчетов.
- Скорость манипуляции полученная в SA для этого сигнала = 37.495728 Гц. Следовательно частота дискретизации на которой сигнал следует анализировать/демодулировать равна 215*37.495728 = 8061.58152 Гц.

Округляем ее до 8062 Гц, так как дробные значения не обрабатываются.

Закрываем текущую сессию в SA, и повторяем все шаги на этой же записи, но предварительно передискретизировав ее на частоту 8062 Гц.



Сравните значения от первого варианта полученого ранее.

Относительная ошибка определения Br менее 0.0005% Это очень хорошая точность, и это говорит о достаточно надежном значении этого параметра.

Оптимальный сдвиг сигнала теперь другой, хотя и относительно близок к ранее полученному. Но в любом случае это величина примерная.

LU и LG теперь точно соответствуют истинным! Сейчас это не абстрактные значения, а точные значения имеющие прямое отношение к сигналу.

Теперь мы можем работать в гораздо более комфортных условиях, так как фактически находимся строго в рамках легальных/правильных параметров сигнала, и у нас только одна ошибка, это ошибка частоты дискретизации связанная с округлением. Она составляет менее 0.5 Герца, хотя и будет мешать безусловно. Однако мы точно знаем, что все остальные параметры выдержаны достаточно точно и это очень существенный плюс.

Движемся дальше.

Ранее мы говорили, что на крайних(на первом и последнем) каналах заметна периодичность в три символа. Текущая версия анализатора позволяет легко это проверить.

Запускаем режим динамического отображения созвездий. Выставляем значение "Each" = 3, и подбирая смещение "Start+", получаем примерно такую картину. У меня это произошло при смещении старта на 1 символ. У вас может быть другая величина в интервале от 0 до 2.



Осталось только засинхронизировать абсолютное созвездие, через сдвиг сигнала по частоте, других методов в SA пока не существует.



Не очень плохой результат верно? :)

В рамках общего анализа сигнала WinDrm известно, что его ACF равна 400 мс. Это составляет 15 символов. Логично предположить, что на этих 15-ти символах в различных каналах есть какие либо служебные последовательности.

На самом деле, структура сигнала и созвездий WinDrm весьма интересна и довольно сложна. Мы оставляем возможность провести детальные исследования самостоятельно, но покажем еще один интересный момент. Не забывайте только, что при смене канала, необходима точная подстройка смещения сигнала по частоте, компенсирующая погрешность частоты дискретизации.



Довольно любопытно, что в рамках 15 символьного интервала, в 47-м канале организовано созвездие QAM-16. Это не единственный такой канал, и не единственный такой момент.

Анализ этого сигнала предлагаю на этом закончить. Но хочу указать на несколько очень важных моментов.

1. Вы не сможете с такой относительной свободой и легкостью получить сколь нибудь вразумительное и гарантированное созвездие в любом канале, без приведения записи/сигнала к корректным параметрам(LU, LG, SR, точное позиционирование по частоте и т.д.).

2. Вы не получите таких результатов, если будете OFDM сигналы сформированные по модели А, анализировать в режиме модели B, или наоборот. Этот момент, даже для разработчиков является полной неожиданностью, не для всех конечно. :-) Не знание этой особенности, способно полностью парализовать анализ даже высококачественных записей. О моделях OFDM сигналов мы рассказывали в наших предыдущих статьях, например Обновление SA до версии 6.1.2.7 и обновление OCG до версии 1.0.2.7

*** Следующая часть *** getQuotation();






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.