FIR Laufzeit in TX

Hallo,

ich schreibe gerade eine Simulation für eine QPSK Datenübertragung um die notwendige Leistungsfähigkeit des DSP abzuschätzen. Ich habe meine Symbole generiert und mit einem rootraised cosine Filter die Impulse passend geformt. Den Impulsformer habe ich als FIR Filter mit 201 Koeffizienten ausgeführt (Wie bestimmt man die ausreichende Anahl von Koeffizienten) und dieser hat ja eine Verzögerung damit die Grupenlaufzeit konstant bleibt. Das führt aber dazu, dass der Filter am Anfang erst nach der halben Laufzeit nennenswerte Amplituden von sich gibt und ich, nachdem das letze Symbol in den Filter geschoben ist, ich weitere 201 0en hineinstecken muss. Von der Theorie her müsste ich alles übertragen obwohl am Anfang und am Ende die Energie in den Samples sehr klein ist und ich damit einiges an Bandbreite verschwende wir wenn ich oft kleine Pakete übertagen will. Gibt es eine Daumenregel ab wann man die Ein- und Ausschwingungs- vorgänge abschneiden kann ohne zu viel ISI zu erzeugen? Wie ist das bei standardisierten Funksystemen gelöst? Denn diese Entscheidung geht ja direkt in die Zeit zwischen "PA an und Kanal belegt" und "es werden wirklich Daten übertagen", also dem tx_delay ein.

Danke, Martin L.

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Martin Laabs
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Z.B. über die gewünschte Genauigkeit des Filters, idealer mit unendlich vielen Koeffizienten versus realer und dann die Eigenschaften vergleichen.

Z.B. wird ein Filter mit zu wenig Koeffizienten ggf. die Tiefpassfilterung nur unzureichend realisieren, da ist das Limit auf der Sendeseite ganz sicher die maximal zulässige Störleistung im Nachbarkanal. Auf der Empfängerseite unterhalten wir uns im Bedarfsfall um ein schlechteres S/N, da mehr Rauschen durchkommt als nötig, und dann die Frage, inwieweit das tolerabel ist. Hinzu kommt bei Abweichungen vom idealen Filter u.U. noch ISI und wieder die Frage, was tolerabel ist.

Ggf. wird das simuliert, oder - was sehr häufig der Fall ist - der Funkstandard gibt z.B. anhand der Preambel-Länge eine gewissen Spielraum vor, s.u.

Oftmals werden deshalb auch FIR mit IIR Filtern zumindest sendeseitig kombiniert, der FIR für "matched Filter" zwecks Vermeidung von ISI und optimalem S/N, der IIR mit weit höherer Grenzfrequenz, um die Vorgaben bzgl. der Nebenwellen einzuhalten.

Ja klar.

Bei den _Nutz_daten will man nix abschneiden.

Ein Matched Filter System soll ja gerade die Bandbreite so reduzieren, dass das bestmögliche S/N erreicht wird, damit der Filter arbeiten kann, braucht er die nachfolgenden Samples. Wenn die wegen einer Trägerabschaltung durch _nur_ Rauschen ersetzt werden, dann wird dieses Rauschen in das S/N der letzten Symbole eingearbeitet => derlei taugt nicht ...

Mit einer Preambel und Padding nach dem letzten Nutzsymbol.

Natürlich trägt die Preambel Sync-Informationen, aber zumeist redundant, d.h. ein schlechteres S/N bei den ersten solchen ist u.U. unproblematisch.

Damit muss man mehr oder weniger leben.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Oliver Bartels schrieb:

Ist natürlich auch noch die Frage, mit welcher Überabtastung man arbeitet. WIMRE habe ich mit 127 Koeffizienten bei einem Rolloff-Faktor von 0,5 und 8facher Überabtastung gearbeitet (bei einer Samplingrate von 50MHz). Nicht zuletzt, weil bei uns in der Uni WLAN-Kanäle 1 und 11 in Betrieb sind und um die 2440MHz herum damit wenig Platz ist...

Allerdings ist das ganze bei meiner Anwendung wenig kritisch, da die ganze Verarbeitung offline in Matlab erfolgt. DSPs sind für den MASI II in Überlegung... :-)

Tja, das waren so die Sachen, die ich in meiner Studienarbeit auch gelernt habe.

Gruß Henning

P.S.: @Martin: Kommst Du aus Prof. Fettweis' Dunstkreis? Da kommen doch auch die Signalion-Leute her. Hast Du zu denen auch Connections?

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Henning Paul

Überabtastung setze ich voraus, sonst ist der Filter sinnlos und die Koeffizienten sind mit 0,...,0,1,0,...,0 trivial, wenn es bzgl. der Symbole orthogonal sein soll ;-)

Irgendwas zwischen 64 bis 256 sind bei üblichen Anwendungen durchaus gängige Werte, darunter wird der FIR schnell witzlos und darüber steigt die Rechenzeit zu stark an.

Natürlich gibt es serielle FIR-Filter, aber auch da schmerzt irgendwann die Größe des Addierers bzw. die Anzahl möglicher vorberechneter Koeffizienten-Konstellationen.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Hat sich eigentlich jemand mal Gedanken gemacht ob es günstiger ist eine geringe Überabtastung und einen langen Filter oder eine hohe Überabtastung und einen kurzen Filter zu verwenden? Gibt es da ein Optimum?

Und wie verhindere ich die Einschwingzeit bei der Preamble? Einfach abschneiden? (Selber implementieren ist doch immer noch was anderes als es sich erzählen zu lassen)

In erster Linie bin ich Student und damit bei niemanden im Kreise. Aber ich arbeite an dem Institut vom Prof. Zu Signalion habe ich nur private Kontakte und schreib dazu lieber nichts groß- artiges. (Ist das nicht eure Konkurenz?)

Tschüss Martin L.

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Martin Laabs

Das hängt doch von Deinem analogen System ab, was zu filtern ist, um z.B. die Grenzwerte zum Nachbarkanal einzuhalten.

Für gewöhnlich ist man bei RRC und Konsorten an dem Bereich zwischen der Grenzfrequenz f und 2f interessiert, wegen dem es gerade den Rolloff-Faktor gibt, sowie daran, alles ab 2f möglichst schmerzfrei zu eleminieren.

Aus Gründen des Aufwands wird man dabei sicher nicht bis ins Unendliche digital oder mit dem FIR arbeiten, sondern z.B. ab 4f mit anderen Methoden (IIR oder analog) filtern, dabei steht dann der Bereich zwischen 2f und z.B. 4f als Übergangsbereich zur Verfügung, bei dem der FIR sicher dämpft und der für die höheren Frequenzen zuständige einfachere Filter mit steigender Frequenz langsam so einsetzen kann, dass die Matched Filter Eigenschaft nicht zunichte gemacht wird.

FIR vorher nullsetzen, eine Rampe für die Leistung braucht es meist eh', um die Nachbarkanäle zu schonen, auch wenn gewisse Pappnasen von so einem komischen Verein das partou nicht einsehen wollen, weswegen ich gerade eben einen, ähm, Bericht über deren Unfähigkeit schreiben darf ;-/

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Die Filterlänge gibt man am besten in Symboldauern an. Die Anzahl der Koeffizienten ergibt sich dann. :-)

Ich hab sie einfach davorgelassen. Der verursachte Delay ist ja bekannt. Und wie Oliver schon schrieb, Nullen reingeladen. Ist sowieso default, wenn man Matlab benutzt. :-)

Ich bin auch Student, schreibe meine Arbeiten aber auch bei Prof. Kammeyer und habe im ANT auch einen HiWi-Job. Könnte man in meinem Fall also schon als "Dunstkreis" bezeichnen.

Da wir den MASI (i.d.R.) nicht verkaufen und auch sowieso nur in Manufaktur fertigen, kann man davon nicht wirklich sprechen. Ein Mensch von Signalion ist Anfang des Jahres mal bei uns gewesen und hat das Gerät vorgeführt. Haben uns auch nett mit dem unterhalten, war ein netter Gedankenaustausch. Wir haben sogar deren Stellenausschreibungen an unser Pinnbrett gehängt... :-)

Gruß Henning

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Henning Paul

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