Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Поток Промышленная инженерия доступен 24/7 благодаря поддержке друзей Хабра
Комментарии 13
Зачем это когда есть ofdm?
Речь идет не о выборе способа передачи (модуляции или мультиплексирования), а о том, что
спектральный метод цифровой демодуляции позволяет отказаться от использования аналоговой аппаратуры обработки сигнала в высокочастотном тракте за счет замены всех операций на цифровую спектральную обработку. При использовании этого метода отпадает необходимость в самой модуляции – для переноса цифрового низкочастотного сигнала в область высоких частот достаточно сдвинуть его спектр по оси частот в нужную позицию. Спектральный подход позволяет также повысить помехоустойчивость без использования специального помехоустойчивого кодирования за счет введения адаптивной избыточности, уровень которой регулируется в соответствии с уровнем шума в канале. При этом избыточность может вводиться и по времени, и по ширине спектра.
А в чём, собственно, новость? В том, что ещё в 60-х годах прошлого века придумали DSP и SDR?
И какая-то каша из топора выходит: естественно, если вы с помощью БПФ уже сделали перенос спектра на всех частотах сразу, то переносить что-то ещё раз, понятно, не нужно.
До появления АЦП гигагерцового диапазона без аналоговой модуляции не обходились.
До появления гигагерцовых АЦП прекрасно оцифровывали и на ВЧ, и на ПЧ, и не обязательно в первой зоне Найквиста. Из параметров АЦП для радио-приёма больше не скорость важна, а джиттер и SFDR.
например, AD9213 с максимальной частотой дискретизации 10 ГГц
Совсем не обязательно для этого заводить АЦП стоимостью как крыло, может не Боинга, но хотя-бы АН-2.
В статье речь идет об отказе от использования ВЧ и ПЧ - подготовке цифрового сигнала нужного частотного диапазона, например 5 ГГц для сети 5G, выводе его через ЦАП в антенну, в приемнике - только усиление и подача на АЦП. Пока ни в одной системе связи это не используется. Подождем, пока появится аппаратная возможность реализации. Фурье разработал математический аппарат в позапрошлом веке и до сих пор ждет.
Никогда не делайте частотный сдвиг путем смещения вектора на выходе fft по частоте.
Никогда не делайте фильтрацию путем обнуления части fft.
Для демодуляции AM в матлабе достаточно conv(h, abs(x)), h это коэффициенты КИХ фильтра, x сигнал с выхода АЦП.
Для демодуляции цифровых модуляций QPSK, QAM такой подход не заработает, всегда будет мимо бина fft попадать и фаза будет убегать.
Можно делать всё, если делать правильно. В тексте сказано:
Все операции со спектром необходимо проводить зеркально с основной и инверсной копиями спектра и учитывать, что спектр описывается комплексной функцией и все преобразования должны производиться над комплексными величинами.
Перенос спектра путем сдвига по частоте и обратный перенос на прежнюю частоту дает математически точное повторение сигнала.
Для чистки спектра коротких сигналов всегда использую обнуление части спектра и получаю прекрасные результаты. Если использовать фильтры (особенно высокого порядка), переходный процесс фильтра губит короткий сигнал.
За фазовым спектром тоже нужно следить.
Для практического использования этого метода необходимо учесть изменение фазового спектра в результате переноса по частоте и компенсацию этого изменения цифровой фазовой коррекцией.
Никто не посягает на свободу воли. Можно и так делать. Но в современных модемах связи, SDR, и т.д. так не делают. Потому что обнуление бинов fft приводит к эффекту Гиббса. Вы его не видите потому что строите спектр в линейном масштабе и не меняете сетку fft. Но эффект есть между бинами fft и такой фильтр получается очень плохой.
Ну а сдвиг спектра fft можно осуществить только по сетке спектральных отчётов. Если несущая не попадёт точно на бин fft (на практике она никогда не попадет) то сдвиг в ноль не произойдёт. Будет частотное рассогласование и фаза будет бежать.
И ещё надо помнить о том, что в системах связи сигналы никогда не заканчиваются. Включили и он всегда передаётся. Поэтому частотная обработка возможна только в блочном режиме с перекрытием, что потребует учёта краевых эффектов при такой обработке.
Поверьте, я вас тут не тролю и не хэйтю. Я очень приветствую ваше стремление изучать цифровую обработку.
Я не предлагаю делать частичное внедрение. Речь идет о возможности построить канал связи по-другому. Естественно, при этом должны быть правильна выбрана частота (частоты) сигнала с правильным соотношением с частотой дискретизации. У меня в нескольких статьях на Хабре описаны способы голографического кодирования, но про спектральное голографическое - написать руки не дошли, но результаты очень хорошие.
И ещё надо помнить о том, что в системах связи сигналы никогда не заканчиваются. Включили и он всегда передаётся
Не всегда. По этому поводу тоже есть статья.
Пример, когда обнуление спектра при произвольных частотах дает результат гораздо лучше, чем фильтрация - https://habr.com/ru/articles/971010/
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Цифровая спектральная обработка вместо аналоговой модуляции