|
|
| Разместил (Author): |
SergUA6  |
| Авторские права |
© http://www.radioscanner.ru |
Прикрепленные файлы (Files):
1.  Демо ролик (3482 Kb)
|
|
|
Текст
|
Другие параметры сигналов.
FSK, MFSK.
Выше говорилось, что тактовая частота один из основных параметров, и это, в самом деле так, если не удалось обнаружить и достоверно измерить тактовую частоту, все дальнейшее просто теряет всякий смысл, поэтому будем считать, что первая задача уже решена успешно.
Вторым важным параметром у сигналов с частотной манипуляцией является количество и разнос частот. Иногда явно видно, что частот, к примеру, 4 или 2, иногда этого не видно, иногда явно видно 4 частоты, а на деле их всего две, нужно уметь определять точно. Для этого есть такой модуль как AOF, и хотя скорость его работы не впечатляет, тем не менее ответить на вопрос сколько частот и какой точный разнос с его помощью можно, а иногда это единственный способ.
Перед вызовом этого модуля, необходимо выделить фрагмент сигнала, как по времени, так и по частоте. Не следует слишком сильно прижимать H markers к сигналу, должно быть некоторое пространство между верхней и нижней границей, так же желательно, предварительно сигнал отфильтровать от ненужного внеполосного шума.
Обычно первый старт этого модуля ставит целью получить длительность минимального перехода, с тем, что бы откорректировать установки для более тщательного анализа. Конечно зная тактовую частоту и частоту дискретизации, можно все это вычислить, но проще измерить. Длину выборки, для большинства случаев, выгодно брать как одну треть от длинны самого короткого перехода, это обеспечит необходимую инерционность и точность. Смещение выборки не следует брать больше чем длинна, так как это приведет к пропускам между выборками и некачественной детализации, чем больше шаг тем быстрее пройдет анализ, чем меньше, тем больше данных будет для построения гистограммы и тем точнее будут результаты. Как обычно, компромисс искать пользователю. Не обязательно ждать конца расчетов, остановить можно в любой момент.
Пример http://signals.radioscanner.ru/signal38/
Вторым стартом собственно уже рабочий цикл.
Результат 8-частот, разнос примерно 242 герца, точность измерений +/- 1 герц, это не принципиальное ограничение, возможно в будущем будет повышена. Обычно у MFSK сигналов разнос равен скорости манипуляции, но далеко не всегда.
PSK and QAM.
Записи сигналов этих видов я разделяю на два типа, первый тип, это сигналы, имеющие минимальные искажения или не имеющие их вовсе, как правило, с ними проблем никогда не бывает. Достаточно получить порядок и частоту несущего колебания в модуле возведения в степень, и вызвав модуль PhasePlane развернуть сигнал на фазовой плоскости. Второй тип, сигналы, имеющие искажения, обычно это реальные записи, которые являются непреодолимым препятствием для всех анализаторов, получить мало-мальски вразумительную картину на фазовой плоскости они не позволяют в принципе. На самом деле проблемы искажений PSK и QAM сигналов достаточно успешно решаются с использованием адаптивных корректоров, но это работает при априори известных параметрах сигнала. В случае анализа, сигнал по умолчанию неизвестен и если не удается получить арность и значение несущей частоты в модуле возведения в степень сразу, то на этом обычно весь анализ и заканчивается. SA позволяет решить проблемы с искаженными PSK сигналами в очень многих случаях, а иногда(редко достаточно) и QAM.
Пример качественного PSK сигнала http://signals.radioscanner.ru/signal55/ тактовая частота которого получена нами ранее, рассмотрим классический, стандартный метод определения арности(порядка) и частоты несущей. После выделения сигнала V и H markers вызываем модуль возведения в степень.
Меняем значение степени(номер гармоники) и пересчитываем сонограмму до тех пор, пока не появится три явных линии, несущая и боковые, типичная картина PSK сигнала в степени равной его арности(порядку фазовой модуляции), на этом сигнале это произойдет в 4-й степени. Выделив несущую маркерами, получаем ее точное значение через вызов из Pop-Up menu функции Measurement of Freq. Последнее измеренное этой функцией значение заносится в поле Carrier модуля PhasePlane при его вызове. Как помним поле BR(BaudRate) этого модуля заполняется значением тактовой частоты измеренной в основном рабочем окне, таким образом, при вызове модуля PhasePlane часть полей будет заполнена ранее измеренными значениями.
Вызываем модуль PhasePlane.
Выставляем арность(порядок) манипуляции, и запускаем процесс кнопкой Start.
Это классический метод определения параметров PSK сигналов, он работает с сигналами исключительно высокого качества и пригоден скорее для демонстрации общих принципов, чем для анализа реальных сигналов.
Рассмотрим реальный сигнал http://www.signals.taunus.de/WAV/MIL188-110B_AppC_ VS.WAV, заявленный как QAM c этой странички в Интернете
http://www.signals.taunus.de/WAV/MIL188-110B_AppC. HTML
Без проблем определяется тактовая частота ~2400 герц, однако ни частоту несущей, ни порядок манипуляции обычными методами не определить, и как следствие невозможно отобразить сигнал на фазовой плоскости. Можно конечно предположить, что частота несущей 1800 герц, но мы этого делать не будем, во первых анализ это не догадки, во вторых как мы будем это доказывать? Частота запросто может быть и 1780 и 1820. Мы должны получить значение несущей частоты в результате анализа, самое время подключить ISD корректор. ISD корректор работает в двух режимах, в режиме по тактовой частоте, и по гармонике сигнала. Первый режим используется всегда, до тех пор пока не появятся стандартные линии в какой либо из степеней, появление линий очень хороший знак и это наша цель.
Запуская процесс коррекции, можно видеть как меняется форма сигнала в окне отображения, после трех четырех кликов по кнопке Auto(иногда их требуется значительно больше), следует переключить корректор в режим X^N и в первой степени выровнять сигнал по центру(красная линия), затем нужно пробежаться по всем гармоникам на предмет появления классической картины, на 8-й степени будет то что нужно.
После точного выравнивания сигнала относительно частоты удержания PLL простым кликом мышки по пику несущей, нужно установить 8-ю степень в поле n-Ary самого вьювера и нажать старт, далее можно продолжить работу корректора в режиме X^N, нажимая на кнопку Auto. Окончательная доводка осуществляется установкой точного значения фазы PLL(если требуется).
Отличный результат, кроме того, видно, что заявленный как QAM сигнал таковым не является. Сохранить откорректированный сигнал в файл, можно через кнопку SaveAs. Примерно такая техника приведения искаженных PSK сигналов в чувство, это конечно работает не всегда, и не всегда все так просто, но это значительно лучше, чем вообще ничего.
OFDM.
Кроме тактовой частоты манипуляции, другие важнейшие параметры OFDM сигналов, это разнос частот, их количество и длина циклического префикса, если он используется. Нужно отметить, что OFDM сигналы так же делятся на два типа, сигналы, где частоты различимы, параметры таких сигналов достаточно легко измеряются и вычисляются, так как канал можно выделить, измерить разнос между каналами и т.д. И сигналы другого типа, где каналы неразличимы или очень трудно различимы. Если к первому типу достаточно применить рассмотренные ранее методы анализа, то второй тип пока является очень крепким орешком и SA не предлагает ни каких явных механизмов их исследования, увы. Но, в разработке(уже давно) несколько перспективных идей, и появление инструмента для работы с OFDM вопрос ближайшего времени.
Структура сигналов в рамках сигнального анализа.
Подавляющее большинство сигналов имеют достаточно регулярную структуру, одной из задач анализа является обнаружение этой структуры и ее параметризация. В общем случае это позволяет отнести сигнал к той или иной группе известных сигналов или узнать/опознать сигнал в сложных условиях. Обычно для этих целей используется АвтоКорреляционнаяФункция(ACF), которую можно применить как до демодуляции так и после демодуляции сигнала, но есть проблема, сама по себе ACF не является уникальной, сигналы с разной структурой могут иметь одинаковую ACF, желательно иметь хоть какую-то возможность визуализировать, те регулярности на которые указывает ACF и возможно обнаружить новые. Для этого в SA встроен модуль VMW, с помощью которого, опять же далеко не всегда, можно как обнаружить новые, так и оценить различные известные регулярности. Принцип работы модуля VMW достаточно прост, результат любой функции, если это возможно, сохраняется в файл и этот файл разворачивается построчно в окно отображения, время в строке регулируется пользователем, таким образом, если период разложения в строку кратен или равен периоду регулярностей в сигнале, то они хорошо видны.
VMW.
Инструменты этого модуля описаны ранее, по этому несколько слов о нюансах. Яркость и регулировка разложения в строку, очень нелинейные, крайне не рекомендуется использовать сами слайдеры(ползунки) для регулировки, надежнее и проще использовать для этого крайние кнопки регуляторов или поля для изменения крупным шагом, по крайней мере программа на это ориентирована, очень грубые изменения можно делать через ползунки, но точность крайне низкая, просто будьте в курсе. Пара слов о режимах “по углу” и по “времени”, режим по “углу” включен, если AsTime не активна, и означает, что один шаг перестраивает изображение так, что вертикальная линия смещается от вертикали на угол в +/- 30 градусов, в зависимости от направления. Этот режим предназначен для поиска регулярностей, если не известно заранее есть ли они. Режим по “времени” осуществляет перестройку изображения отрезком времени, которое ограничено маркерами, какой режим, когда использовать решать пользователю. Выравнивается картинка точно по вертикали, через механизм точной подстройки, удерживая правую кнопку мыши, просто проводите линию, по которой нужно выровнять изображение.
Несколько примеров использования модуля VMW.
Сигнал http://signals.radioscanner.ru/signal79/ после FSK демодулятора в VMW
Явно наблюдаемая 8-битная структура, не обнаруживается другими методами, особенность сигнала Italian Mil FSK-2 1200 bd.
Сравнение двух сигналов, на предмет принадлежности к одному типу, нижний STANAG-4285, верхний однозначно имеет родственные связи, ACF одинаковая, в VMW видны как различия, так и общие черты.
Несколько слов в заключение.
Конечно, сигнальный анализ не ограничивается теми методами и приемами, которые описаны, в арсенале любого аналитика имеется достаточно трюков и собственных находок. Невозможно описать все случаи использования SA для анализа, да и не ставилось такой цели, сфера применения SA значительно шире, чем описано, да и сигналов гораздо больше, но это выходит за рамки простого руководства. На сайте будут рассмотрены практические примеры из реальной жизни, так же планируется создание нескольких видео роликов по использованию SA, так как многие вещи лучше увидеть один раз, чем сто раз про них услышать или прочитать. Проект в постоянном развитии.
p.s.
К этой статье прилагается видео клип в котором дается ответ на вопрос поставленный в начале. Хотел бы обратить внимание, что в этом примере не используется ISD корректор в режиме АМ, причин несколько, во первых частота несущей и предварительный порядок(4-й) определены в модуле возведения в степень, во вторых после нескольких корректировок видно, что это не PSK-4, а своеобразная QAM модуляция.
Удачи.
Полная оформленая копия руководства в формате pdf.
|
|
|
|
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные, активировавшие регистрацию и не ограниченные в доступе участники сайта!
|
| Файл создан: 22 Feb 2009 01:45, посл. исправление: 28 Feb 2009 21:37 |
|
English version
Versión en Español