वायरलेस सिग्नल में डॉपलर शिफ्ट के लिए अनुमान और क्षतिपूर्ति कैसे करें?


16

मैं सोच रहा था कि संचरित संकेतों के लिए डॉपलर शिफ्ट के अनुमान (और बाद के मुआवजे) के लिए क्या अच्छी विधि मौजूद है, वे कॉमिक्स के संदर्भ में ध्वनिक या आरएफ हो।

प्रश्न: विशेष रूप से, अगर डॉपलर शिफ्ट की डिग्री एक पैकेट की अवधि से भिन्न हो रही है, तो इसका अनुमान लगाना कितना अच्छा है (इसे ट्रैक करें?) और फिर उसके लिए क्षतिपूर्ति करें। मान लें कि हमारे पास एक ट्रेनर अनुक्रम है। आप यह भी मान सकते हैं कि सिग्नल पासबैंड BW अपने वाहक के आदेश पर है। (उदाहरण के लिए, यदि पासबैंड सिग्नल 2500-7500 हर्ट्ज से मौजूद है, तो इसका बीडब्ल्यू 5000 हर्ट्ज है, जैसा कि इसका वाहक है।)

संदर्भ के लिए कुछ अतिरिक्त पृष्ठभूमि:

  • एक तरीका जो मैंने अपने शोध के दौरान पाया:
    • चूंकि मेरे पास एक ट्रेनर अनुक्रम है और इसकी आवृत्ति को जानते हैं, पहले मैं इसकी प्राप्त आवृत्ति का अनुमान लगाता हूं।
    • इसके बाद, मैं पूरे पैकेट को एक अनुपात द्वारा फिर से तैयार करता हूं जो कि माध्यम में लहर की गति, मेरी ज्ञात संचरित आवृत्ति और मेरे नए अनुमानित डॉपलर शिफ्ट की आवृत्ति से संबंधित है।
    • यह सिमुलेशन में अच्छी तरह से काम करता है, लेकिन कमजोर बिंदु यह है कि आवृत्ति का अनुमान बहुत सटीक होना चाहिए, और यह भी मानता है कि पैकेट की अवधि के दौरान डॉपलर शिफ्ट नहीं बदल रहा है।

क्या कोई अन्य विधियाँ हैं जिनका उपयोग समस्या को हल करने के लिए किया जा सकता है जब डॉपलर पैकेट की अवधि के दौरान बदल रहा है? उपरोक्त विधि के बारे में क्या राय है?

बहुत धन्यवाद!


क्या आपको लगता है कि आप अधिक ठोस उदाहरण दे सकते हैं? इसके अलावा, क्या आपने आवृत्ति अनुमान के लिए हिल्बर्ट ट्रांसफ़ॉर्म की कोशिश की है?
फ़ोनॉन

@ फॉनॉन, क्या आप हिल्बर्ट ट्रांसफॉर्म का उपयोग करके तात्कालिक आवृत्ति को मापने की बात कर रहे हैं? ... इसके अलावा, आप किस पहलू पर अधिक विस्तार पसंद करेंगे? मैं सहर्ष प्रदान करूंगा।
स्पेसी

इस प्रकार के सिमुलेशन के लिए कौन सा सॉफ्टवेयर प्लेटफ़ॉर्म सबसे अच्छा है जैसे कि पीएलएल विभिन्न आवृत्ति और चरण ऑफसेट के साथ?

इसके Ask Questionबजाय अपने प्रश्न का उपयोग करने के लिए बेहतर है कि इसे किसी ऐसे स्थान पर पूछें जो किसी अन्य प्रश्न के उत्तर के लिए आवंटित किया गया हो।
महदी खोसरावी 19

जवाबों:


14

यह एक बहुत ही आम संचार समस्या है। "आवृत्ति सिंक्रनाइज़ेशन" के लिए एक पाठ्यपुस्तक में देखें; इन और संबंधित विषयों पर पूरी किताबें लिखी गई हैं। आपके द्वारा चुनी गई तकनीक आपके सिस्टम की बारीकियों का एक कार्य है। आवृत्ति ऑफसेट के दो सामान्य स्रोत हैं:

  • ट्रांसमीटर और रिसीवर में संदर्भ थरथरानवाला के बीच आवृत्ति में अंतर। यह त्रुटि आमतौर पर छोटी होती है, जो उपलब्ध समयबलों की शुद्धता पर निर्भर करती है, और इसे किसी भी कीमत पर कम किया जा सकता है। सस्ते क्रिस्टल ऑसिलेटर्स आमतौर पर प्रति मिलियन 50 मिलियन त्रुटि या बेहतर प्राप्त करते हैं (हालांकि यह क्रिस्टल युग के रूप में बहाव करता है)। यदि आपके पास एक बड़ा बजट है, तो आप रुबिडियम मानक की तरह कुछ का उपयोग कर सकते हैं, जो ट्रिलियन फ्रीक्वेंसी त्रुटि का ~ 1 भाग प्रदान करता है। एक सस्ता और तेजी से सामान्य दृष्टिकोण एक जीपीएस रिसीवर का उपयोग करना है जिसमें सटीक आवृत्ति आउटपुट (आमतौर पर 10 मेगाहर्ट्ज) है। जीपीएस तारामंडल से उपलब्ध अत्यधिक सटीक टाइमबेस का उपयोग संदर्भ को सटीक आवृत्ति पर प्रशिक्षित करने के लिए किया जा सकता है।

  • ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच भौतिक गतिशीलता प्रभाव। एक उल्लेखनीय उदाहरण जिसमें यह खेल में आता है, उपग्रह संचार अनुप्रयोगों (विशेष रूप से निचली कक्षाओं) में, जहां उपग्रह पृथ्वी पर किसी भी पर्यवेक्षक के सापेक्ष बहुत तेजी से (और तेजी से) गतिमान है। रिसीवर की ओर उपग्रह के उच्च रेडियल वेग एक डॉपलर शिफ्ट का कारण होगा, और इसकी कक्षा की वजह से उस वेग में कोई भी परिवर्तन उस पारी को समय के साथ बदलने का कारण होगा। उन अनुप्रयोगों में जहां आपके पास इस प्रकार की गतिशीलता है, आप आमतौर पर इसे बहुत कम नहीं कर सकते हैं, इसलिए आपको एक रिसीवर के निर्माण के साथ छोड़ दिया जाता है जो प्रभावों को सहन करता है।

तो एक रिसीवर इन मामलों में ट्रांसमीटर के साथ कैसे सिंक्रनाइज़ करता है?

  • चरण-या आवृत्ति-संग्राहक संकेतों के लिए उपयोगी एक सामान्य दृष्टिकोण चरण-बंद लूप का उपयोग करना है । पीएलएल का डिजाइन अपने आप में एक जटिल विषय है, लेकिन संक्षेप में, वे फीडबैक सिस्टम हैं जिन्हें चरण में प्राप्त करने और ट्रैक करने के लिए उपयोग किया जा सकता है और जब आपका रिसीवर चालू होता है तब आवृत्ति ऑफसेट होती है। यदि आपको केवल आवृत्ति तुल्यकालन की आवश्यकता है, तो आप इसके बजाय आवृत्ति-बंद लूप का उपयोग कर सकते हैं; जब तक वे आपके लिए चरण सिंक्रनाइज़ेशन प्रदान नहीं करेंगे, उनके पास अक्सर बेहतर अधिग्रहण गुण होते हैं।

  • एक फीडबैक लूप के विकल्प के रूप में, आवृत्ति या चरण ऑफसेट का आकलन करने के लिए फीडफोवर्ड दृष्टिकोण भी हैं । एक फीडफ़वर्ड दृष्टिकोण आपके प्रशिक्षण अनुक्रम का लाभ उठाएगा कि फ़्रीक्वेंसी त्रुटि के आधार पर यह अनुमान लगाया जाएगा कि अनुक्रम के दौरान चरण ऑफसेट कैसे बदलता है। यदि समय के अनुसार आवृत्ति में परिवर्तन होता है, हालाँकि, आपको अपने रिसीवर को पकड़ने की अनुमति देने के लिए अनुमान प्रक्रिया को दोहराना होगा।

  • एक अन्य तकनीक यह है कि आपके सिस्टम को मजबूत (यथोचित रूप से छोटा) फ्रिक्वेंसी ऑफ़सेट के लिए डिज़ाइन किया जाए। विभेदक रूप से एन्कोडेड चरण मॉड्यूलेशन इसका एक उदाहरण है (हालांकि फ़्रीक्वेंसी त्रुटि अंतर डिकोडिंग के बाद एक चरण ऑफसेट के रूप में दिखाई देगी, जिसे संभालना होगा)। एफएसके जैसे फ़्रीक्वेंसी-मॉड्यूलेटेड वेवफॉर्म भी फ़्रीक्वेंसी ऑफ़सेट के प्रतिरोध का कुछ स्तर होता है, जब तक कि ट्रांसमीटर द्वारा उपयोग की जाने वाली फ़्रीक्वेंसी विचलन की मात्रा के सापेक्ष ऑफसेट छोटा होता है।

यह बहुत ही संक्षिप्त सारांश वास्तव में अधिक प्रसिद्ध दृष्टिकोणों में से कुछ की सतह को खरोंचता है। सिंक्रोनाइज़ेशन व्यावहारिक तरीकों से हल करने के लिए एक कठिन समस्या हो सकती है, और इसे करने के लिए विभिन्न तरीकों पर वर्षों से बहुत शोध किया गया है। यह बिल्कुल निर्भर करता है कि आपका सिस्टम कैसे संरचित है, और एक बहुत ही महत्वपूर्ण चर: लक्ष्य SNR। एक "सही" उत्तर नहीं है। मैं एक पाठ्यपुस्तक की सिफारिश करूंगा; हालांकि यह बहुत महंगा है, मेंगली द्वारा "डिजिटल रिसीवर के लिए सिंक्रनाइज़ेशन तकनीक" समय, चरण और आवृत्ति सिंक्रनाइज़ेशन पर एक व्यापक पाठ है।


आपके उत्तर के लिए धन्यवाद! मेरा मामला निश्चित रूप से # 2 (ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच भौतिक गतिशीलता) के भीतर आता है। Thatr है, मेरे रिसीवर मेरे ट्रांसमीटर के सापेक्ष बढ़ रहा है, और मेरे संकेत सीडीएमए हैं। मुझे भ्रमित करने वाली बात यह है कि प्राप्त पैकेट वास्तव में बढ़ सकता है या समय में छोटा हो सकता है - क्या इस मामले में एक आवृत्ति ट्रैकिंग PLL काम करता है या नहीं? मुझे लगता है कि यह नीचे क्यों आता है या मैं डॉपलर के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए आवृत्ति ट्रैकिंग विधियों का उपयोग नहीं कर सकता?
स्पेसी

डॉपलर प्रभावों के कारण समय विकृति के लिए लेखांकन एक टाइमिंग सिंक्रोनाइज़र का काम है, जिसे आप एक ही ग्रंथों में चर्चा करेंगे। सही प्रतीक समय को ट्रैक करने के लिए संरचनाएं आवृत्ति और चरण सिंक्रनाइज़ेशन के लिए बहुत सी अवधारणाएं साझा करती हैं।
जेसन आर

मैं समझता हूं कि आवृत्ति सिंक डॉपलर कम्पेसाटरों के साथ बहुत कुछ साझा कर सकता है, (आखिरकार, आप अंततः आवृत्ति पर नज़र रख रहे हैं), लेकिन क्या होगा यदि आपका डॉपलर शिफ्ट बहुत बड़ा है (कहते हैं, 3 हर्ट्ज, आपके कहने के वाहक के सापेक्ष, 300 हर्ट्ज?)। मेरी समझ यह है कि कोई भी पारंपरिक फ्रीक सिंक का उपयोग यहां नहीं कर सकता है क्योंकि डॉपलर शिफ्ट बहुत बड़ी है ...
Spacey

1
निर्भर करता है। डिजिटल संचार के लिए, आप आमतौर पर अपने डॉपलर शिफ्ट के संबंध में सबसे अधिक चिंतित होते हैं, जो कि आपके द्वारा किए जा रहे किसी भी पहचान एकीकरण के सापेक्ष होता है; उदाहरण के लिए, आवृत्ति का अनुपात आपके प्रतीक दर की भरपाई करता है। यदि ऑफसेट प्रतीक दर का एक महत्वपूर्ण अंश है, तो इस पर विचार किया जाना चाहिए। एक सार्वभौमिक उत्तर देना कठिन है; मैं केवल यह दोहरा सकता हूं कि यह आपके रिसीवर की कार्यात्मक आवश्यकताओं का एक कार्य है। एक विधि जो मैंने पहले इस्तेमाल की है वह एक ब्लॉकवाइज आधार पर बल्क फ्रीक्वेंसी ऑफसेट को हटाने के लिए है (यह मानते हुए कि यह बहुत तेजी से नहीं बदलता है), फिर किसी PLL के साथ कोई अवशिष्ट हटा दें।
जेसन आर
हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.