Специальные радиосистемы
Логин  Пароль   Регистрация   
На главную
наш магазин радио
объявления
радиорейтинг
радиостанции
радиоприемники
диапазоны частот
таблица частот
аэродромы
статьи
файлы
форум
поиск
Любительская радиостанция Yaesu VX-3R
Убить анализ сигнала - это очень просто!
Некторые аспекты анализа.
Начало » Цифровая обработка сигналов
Разместил: SergUA6 6.0
Авторские права © http://www.radioscanner.ru


Как обычно, не претендуя на абсолютную верность высказываний, выводов и рекомендаций, тем не менее считаю необходимым, что знать об этом по крайней мере нужно. Возможности анализа несколько преувеличены, вера в магический софт который все сделает и разложит по полочкам, не обоснована как минимум. Бесполлезно ожидать от мастера артистического бильярда(мое хобби к слову) каких либо чудес на плохом столе, с каменными шарами и деревяшкой вместо кия. Хороший мастер просто откажется выступать в этом случае и будет абсолютно прав.

Достаточно плотно занимаясь анализом различных сигналов хочу сказать, что качественный анализ возможен только в случае, если все участники этого процесса точно знают, что от них нужно и точно выполняют все требования. Через мои руки прошли сотни, может быть даже тысячи записей, стало очевидным, мало кто понимает, что вообще именно нужно для качественного анализа, отчего то считается, что достаточно наличия самой записи, а все остальное дело десятое и целиком и полностью зависит от софта и аналитика, увы это не так. В основном мои выводы сделаны по материалам нашего форума, по огромному количеству всевозможных "образцов" на различных сайтах, ну и собственная практика само собой. До определенного момента меня интересовали любые записи и неудачи списывались на отсутствие опыта, плохой софт, плохое настороение и другие причины, со временем стало интересно почему одни сигналы анализируются легко(ну относительно) другие же, напрочь отказываются дать себя узнать, особенно это удивляет при анализе различных записей одного и того же сигнала, сделанных разными людьми. Не было бы это большой бедой, если бы не одно но, около 70-80% всех записей оказываются неликвидными, не то что их вообще нельзя анализировать, но дикие трудности, какие то неясные, полуугадываемые результаты не приносят ни удовлетворения своей работой, ни удовольствия от процесса.

Давайте рассмотрим всех участников так называемого анализа. Это: "a" - источник сигнала, "b" - приемник сигнала, "с" - аналитик и "d" - потребитель. Эта грубая модель тем не менее показывает, что аналитик, хочет он этого или нет, расхлебывает все проблемы двух первых участников. Если "a" выдает искаженный сигнал, ни "b" ни "с" не в состоянии что либо изменить как бы высокопрофессионально они не работали. Будем считать что "а" гарантирует качество, для того что бы аналитик мог работать во всю мощь и не сошел с ума, "b" просто обязан доставить к "c" сигнал с наименьшими искажениями, в первозданном виде. Только в этом случае "d" получит достоверную информацию о сигнале, ну в пределах компетенции аналитика, и может к примеру взяться за разработку демодулятора, декодера и т.д. или там вносить сигнал в какую либо базу. Обычно "a" находится за пределами влияния, то есть мы не можем попросить его поднять мощность, мотивируя тем, что SNR очень низкий и качественный анализ трудно провести, поэтому он нас просто не интересует, типа что есть то есть. А вот "b" это ключевой момент в анализе, "b" имеет приемник, имет средства регистрации/записи сигнала и является своего рода поставщиком для "c". Что делает аналитик получая от "b" неликвидные записи, отсылает их обратно указывая на проблемы и просит их немедленно решить. Как думаете, решаются ли эти проблемы? Нет! Нет, конечно же нет, причина банальна и проста, "b" нравится то, что он делает и ему плевать на какого то там "с" который, о ужас!, усомнился в его оборудовании и профессионализме... С таким же успехом можно искренне удивляться, отказу мастера выступать в деревенском бильярдном клубе, где по уверениям маркера "играют сотни людей с соседних деревень и типа все довольны". ;)

Не смотря на то, что типичные проблемы "b" были рассмотрены в предыдущих статьях, это мало чего меняет, на форуме редкая запись может считаться нормальной, используется mp3, используется 8-ми битная кодировка, перегрузки при записи обычное явление, причина одна, это полное нежелание вникнуть в проблему, которая на самом деле очень серьезная, типа мое дело записать, дело "c" расковырять. Максимум чего можно добиться с таким подходом, это просто "c" будут игнорировать таких "b", вот и все. В чем причина не понимания между "b" и "c"? Это интересный вопрос, как мне кажется, если отбросить банальные обиды, все немного глубже, хотя и довольно очевидно. Исторически сложилось, что слух один из основных каналов информации для человека, вся радиотехника и электронника ориентирована на передачу речи и музыки в первую очередь, огромный парк приемников ориентирован на прием музыки и речи, изначально ставилась совершенно конкретная цель обеспечить более менее качественный транспорт именно этих сигналов, и эта задача успешно решена. Как, обычно "b" проверяет качество записи? На слух! Аргумент железный, я слышал это на наушники/динамики, точно так же звучит и запись, чего "c" еще надо? Это между прочим грубейшая ошибка. На дворе 21-й век, все изменилось, забудьте все, что ориентировано на речь и музыку, mp3, различные компрессоры, 8-мь бит, это все смертельно для современных видов модуляций, смертельно заранее, это нужно исключить в принципе, сразу, раз и навсегда. Ухо не чувствительно к фазовым искажениям, кроме того мозг великолепный анализатор, и легко расшифровывает речь там где бессильны какие бы то ни было алгоритмы, но это узкоспециализированный инструмент, совершенно не предназначен для цифры, и не может использоваться для оценки качества цифровых сигналов. Еще хуже, основы заложенные в приемники в начале истории развития аукаются до сих пор. При записи цифры очень негативное влияние оказвает АРУ, все системы АРУ ориентированы опять же на речь или музыку, необходимо по возможности отключать их с целью минимизировать, в идеале исключить влияние на сигнал. К сожалению в этом вопросе еще большее непонимание, некоторые "b" отказываются вникать в эту проблему, мотивируя это тем, что "у меня сложнейший/новейший аппаратный комплекс", это из личной практики ;) Собственно на этом я бы хотел остановиться подробнее. Действительно, многие поставщики имеют в своем распоряжении весьма качественное оборудование, и тем не менее даже в этом случае поставляют абсолютно неликвидные записи. В чем проблема? В слепой вере в оборудование. В отсутствии элементарных тестов и проверок, в полной бесконтрольности результатов своих же действий, в абсолютной не заинтересованности в конечном результате, в мифической вере, что аналитик может сделать все что угодно, в нежелании в конце концов добраться до истины. Чертовски продуктивный между прочим подход, когда ищут не правых или виноватых, а истину, широкому использованию мешает чисто человеческие причины, личные обиды, амбиции, желание быть первым, правым и т.д.

Современный "b" имеет как правило приемник и средства регистрации/записи, обычно это компьютер. Так же, очень часто, все это сливается в один общий флакон, и тогда это аппаратно-программный комплекс на базе компьютера. Я даже не рассматриваю диктофоны, магнитофоны, сотовые телефоны, mp3 плейеры и т.д. в качестве устройств записи для передачи материала "c", кто не согласен, имеет полное право, только ясно нужно понимать, что вы в "деревне", возможно вы самый крутой в этой "деревне", но от "c" профессоинала это не ускользнет, и подход к вашим записям будет так скажем прохладный. Чем таким плохим является система АРУ для цифры? Опять же, если посмотрим назад, то обнаружим, что первые системы цифровых передач использовали FSK, действительно в этом случае нет ничего плохого, выделение самой сильной компноненты, в ущерб остальных, только на руку, не лишне напомнить, что классические демодуляторы FSK-MFSK имеют в своем составе аплитудный ограничитель. Это еще одна ловушка сбивающая с толку "b", в одном случае "c" ничего не говорит, в другом выставляет претензии, издевается ясное дело. ;) АРУ, особенно "быстрая", недопустима при приеме/записи OFDM, PSK, QAM и пограничных видах модуляций, дело в том, что меняются фазо-амплитудные соотношения в сигнале, и если FSK и кое какие виды MFSK к этому мало чувствительны, то вот все остальное очень даже не равнодушно, а так как "b" заранее не знает, что именно он запишет, то и получается, что в частных случаях его записи ликвидны, но в общем и целом он их делает совершенно не правильно, и удачные записи получаются не благодаря его "умению", а вопреки.

Современные аппаратно-программные комплексы обрабатывают сразу широкую полосу сигнала выводя данные на монитор, к примеру полосой 5-10 Мгц, и позволяют выделить интересующий участок и трансформировать его в wav файл, или сразу записать всю полосу. Хочу обратить внимание, это не такая банальная процедура, перенести к примеру полосу в 3 кГц из записи с полосой 10 Мгц на звук, по сути это программный приемник с неизвестными параметрами. Конечно современные методы позволяют обеспечить качественный перенос, но кто это проверял и как именно все это работает? Я бы долго препирался с одним из поставщиков, если бы не скриншот с его монитора. Найдите отличия... ;-)



Даже неопытный "c" должен прийти в тихий ужас от того что было и что ему "подсунули". Посмотрите, вертикальные переходы просто исчезли(масштаб немного разный) горизонтальные остались. Это работа АРУ, причем это быстрая АРУ, современные методы обработки позволяют создать мгновенную АРУ, подобные решения широко используют в ЦОС, но в данном случае это просто недопустимо. Разумеется ни о каком анализе и речи идти не может. Можно легко найти то, чего никогда не было, и так же легко можно не найти, то чего явно в сигнале есть/было. Посмотрим характерные искажения вызванные АРУ.



Типичные искажения PSK вызванные работой жесткой АРУ, мягкая АРУ так же искажет сигнал, в общем случае это снижает верность определения сигнала и в некоторых случаях делает его невозможным.



Искажения QAM, они просто фатальны.



Типичная картина работы быстрой АРУ, сделано искуственно.



Реальная запись, при записи были накручены ручки, и SNR с двух в начале(АРУ работает но не на пределе) сваливается до 0. Запись по умному должна быть возвращена, она неликвидна, не смотря на то что в принципе анализ можно провести, дело в том что если не сделать этого сразу, следующая запись будет точно такая же, и если это будет QAM, PAM, OFDM или PSK аналитик будет решать головоломки к анализу отношения не имеющие.

Первый самый подозрительный момент в записи на пригодность к анализу, это соотношение сигнал шум, если SNR < 2-3(разы, не децибелы) очень велика вероятность работы АРУ, что ничего хорошего не сулит аналитику, обычно такие записи имеют крайне грязный спектр, отсуствует прозрачность и ясность, работать с ними очень тяжело, и зачастую просто бесперспективно. Может быть это проблема конкретного комплекса? Нет, вот аналогичная картина прямо из форума http://www.radioscanner.ru/forum/index.php?action= vthread&forum=21&topic=29625. Однозначно есть проблема. Если в паузах сигнала, шум вытягивается на уровень сигнала или близко к этому, существует риск испортить запись, необходимо снизить усиление приемника до разумных величин и выключить АРУ. Я плохо представляю "b" который будет анализировать сигнал и включать/выключать АРУ сообразуясь с этим, логично сразу делать все правильно и всегда одинаково. Само собой записи где шум и сигнал одного уровня, потенциально неликвидные и требуют очень аккуратного подхода, это допустимо на УКВ в режиме NFM, но не допустимо ни в SSB режиме, ни на КВ.
Цель этой статьи обозначить проблему которая имеет место быть, о которой необходимо знать, и поскольку это все в руках "b", его прямая обязанность исключить возникновение подобных вещей. От поставщика требуется одна очень простая вещь, обеспечить передачу "с" сигнала с минимальными искажениями и вмешательствами.

Так как появилась возможность заполучить SpectraVue так же появилась возможность хорошо проверить, что и как она пишет в wav файлы. В общем если честно я ожидал значительно более худшего результата, более того я честно пытался "уличить" программу в некачественной обработке. И хотя если говорить строго, так или иначе программа, вернее неотключаемая АРУ, искажает сигнал, назвать эти искажения фатальными нельзя. Некоторые проблемы вызвали попытки "подсунуть" программе тестовые записи, но после короткой "борьбы" это удалоcь, результаты перед вами.



Конечно я остаюсь при своем мнении, так как искажения очевидны, это плохо, то что они носят не фатальный характер это хорошо, максимум чем грозят подобные искажения на известных сигналах, это пониженная надежность демодуляции в сложной обстановке. В случае анализа неизвестных сигналов со сложной модуляцией подобные искажения могут помешать/осложнить анализ. Параметр Decay в этой программе задает степень "параноидальности" АРУ, чем он меньше тем более резво АРУ пытается отследить и восстановить амплитуду, при минимальном значении равном 100 искажения максимальны, при значении 10000 искажения практически отсутствуют, но АРУ очень долго выходит на "крейсерский" режим, почти 500-700 мс, что неприемлимо, так как короткие сигналы может просто проглотить и задавить. В общем плохо когда АРУ не отключаема, как ни крути, другой вопрос, что не всех это сильно тревожит и не всем особо нужен принцип, сохранить сигнал as is. ;)

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные, активировавшие регистрацию и не ограниченные в доступе участники сайта!
Файл создан: 11 Авг 2007 23:14, посл. исправление: 28 Ноя 2007 10:35
© radioscanner.ru, miniBB® 2006 | загрузка: с.