Korreklation bei Dopplerverschiebung

Hallo!

"Martin Laabs" wrote

Größere Schüssel, mehr Gewinn, aber auch mehr Probleme mit der Nachführung. Sollte den SNR verbessern. Oder geht das nicht? Oder Bandbreite einschränken, senkt den Rauschteppich. Oder geringere Rauschzahl des LNAs?

alsdenn, Jens

Naja. Ohne (genaue) Bahnparameter gibt es keine Datenbasis auf der man eine irgendwie geeignete Richtantenne nachführen kann. Daher die Idee am Anfang der Mission die hochkorrellierten Daten mit schlechtem SNR mit einer einigermaßen isotropen Antenne zu empfangen und davon dann auf die Bahn zu schließen.

Viele Grüße, Martin L.

Hallo!

"Martin Laabs" wrote

Na und ist die Frequenz wenigstens exclusiv? Dann könnte man doch nur den Träger +- Dopplerverschiebung als Bandbreite einsetzen. Ich mein bei Noise = k*B*T kann man ja nicht viel machen ausser Bandbreite einschränken. Temperatur zu reduzieren bringt ja nicht so viel. Und dann nur den Träger 2^n mal samplen lässt das Signal zumindestens mit

alsdenn, Jens

So exklusiv wie die Frequenzen von Funkamateursatelliten eben sind. I.a. schon recht exklusiv.

Am SNR kann man tatsächlich nicht mehr so viel machen. Man kann aber den Kodierungsgewinn drehen. Leider sind die üblichen FEC Verfahren bei einem SNR unter 0 meistens nicht besonders brauchbar. Und selbst wenn man Turbo Codes etc. verwendet braucht man eine passende Synchro- nisation was am Ende auch wieder nur eine Korrelation mit bekannten Preambeln ist. Das Korrelationsproblem ist meiner Meinung nach jedenfalls das Primäre an der ganzen Sache.

Viele Grüße, Martin L.

|> Gibt es da einen besseren Ansatz?

Mir spuckt da irgendwas mit CAZAC-Codes im Kopf rum, da kann man aus der Verschmierung des Korrelationspeaks irgendwie den Frequenzversatz ausrechnen. Allerdings müsste das dann schon so gesendet werden.

Martin Laabs schrieb:

Tja, die Shannon-Grenze existiert nun leider einmal. :-)

Ich kann mir nicht vorstellen, dass das Problem ein ungelöstes sein soll, da müsste man vielleicht einfach nur Literatur wälzen. Bei uns[TM] z.B. ist Ende der 90er viel LEO in Verbindung mit CDMA gemacht worden, da muss man auch korrelieren:

Gruß Henning

Georg Acher schrieb:

CAZAC-Sequenzen wie z.B. Zadoff-Chu lassen sich als beliebige PSK-Sequenzen entwerfen, also auch als BPSK. Vielleicht verwendet das Satellitensystem die ja eh schon als Präambel. Und wenn's "nur" eine Barker-Sequenz ist, sollte es auch funktionieren.

Gruß Henning

Naja. Die sagt ja aber zum Glück, dass man mit jedem beliebig schlechtem SNR beliebig (wenig) Daten übertragen kann.

Ich glaube auch nicht. Dass es ungelöst ist. Aber alle Menschen die ich bei uns an der Uni dazu gefragt habe, haben nur mit den Achseln gezuckt oder irgendwas nicht dazu passendes geredet. Und normalerweise (tm) hat man ja auch genug Sendeleistung um das Baken- signal auch ohne Korrelator zu detektieren. In dem Fall aber eben leider nicht.

Hehe. Der Abstract von "Raum- Zeitverarbeitung bei CDMA basiertem LEO-Satellitensystemen" begint mit "In der vorliegenden arbeit wird das Tragverhalten und die Tragfähigkeit von Verbundträgern mit Stegöffnungen behandelt. Das Tragverhalten und die Tragfähigkeit von Verbundträgern ..."

Viele Grüße, Martin L.

Hallo Martin,

Dazu fällt mir das De-Chirping ein das bei Seti@Home angewendet wird:

Ich meine mich zu erinnern dass es dafür auch einen speziellen Algorithmus gibt, aber ich kann mich nicht mehr an den Namen erinnern.

Gruss Michael

Martin Laabs schrieb:

Dann hat das Shaker-Verlag da wohl was durcheinandergebracht, auf deren Homepage ist der Abstract auch verkehrt.

Gruß Henning

Michael Koch schrieb:

Offensichtlich Brute Force[1], da Echtzeitverarbeitung nicht gefragt ist: | To control for chirping, the SETI@home screensaver analyzes the data | many times over trying a great variety of possible Doppler | accelerations.

Gruß Henning

Martin Laabs schrieb:

Ich hab' mal ein paar Suchbegriffe in Google Scholar gekloppt, da finden sich einige Treffer, aber leider meistens Patente, also für einen normalen Wissenschaftler unlesbar:

Gruß Henning

... und an dieser Stelle wuerde ich ansetzen. Erstmal rausfinden wieviel Rechenleistung nun da ist. Irgendwann muss jemand die Messlatte in den Boden stecken und sagen "So, wir haben x MIPS oder Euro fuer den Prozessor zur Verfuegung". Dann gucken wie gut korreliert und gefiltert werden muss. Ein PC haette schon etliches an Power.

Dann muss der Korrelator "mitbiegen", in der Hoffung dass die Aenderungsrate der Verschiebung einigermassen abschaetzbar ist.

So schnell ist ein Satellit nun auch nicht. Kann man nicht die Koeffizienten im Korrelator langsam rotieren lassen bis er den Satellit "faengt"? Eventuell etwas Historie aufnehmen, denn Umlaufbahnen haben ja eine gewisse Regelmaessigkeit. Je mehr an Historie angesammelt und eingearbeitet wird, umso besser rastet das.

Martin Laabs schrieb:

Huch? Hat's Nordkorea doch geschafft? *duck*

IMHO ja, auch wenn sich hier mal wieder alle die Zähne dran ausbeissen ;-)

Wir haben: a) eine Korrelation, die ist eigentlich ein harmloses Skalarprodukt, also was lineares. Hier besonders harmlos, da offenbar nur 180 Grad Phasenverschiebungen (BPSK) in einem Vektor vorkommen, also Vorzeichenwechsel statt echter Multiplikation.

b) einen Frequenzverschiebungseffekt, der letztlich darauf hinausläuft, dass Deine I/Q Samples pro Sample um eine konstante, aber zunächst unbekannte Phase gedreht werden. Eine komplexe Fouriertransformation, richtig angesetzt, würde bei einem nur frequenz- verschobenen Signal an jenem Ausgang einen Peak liefern, bei dem die Verschiebung passt.

Beide Operationen sind linear, d.h. man darf, wenn man es richtig macht, in der Auswertung die Reihenfolge vertauschen.

Sprich: Erst die Korrelation, aber in passenden _Gruppen_. Dann die Fouriertransformation als FFT, die sorgt für die nötige komplexe Multiplikation (Mischung) mit den sin/cos Werten zur Frequenzkorrektur.

Und voila: Man braucht nur noch nachschauen, wo der Peak am Ausgang ist (ggf. komplex, sprich Betrag).

Das ganze ist dann ein Polyphasensystem, wenn man lustig ist, kann man da auch noch den Kanalfilter mit einpassen, je nach Randbedingung. Aus der Festlegung der Gruppen ergibt sich der Bereich der Frequenz- verschiebung, die von der FFT abgedeckt wird.

Stichwort Polyphasen: Natürlich könnte man das auch in eine Polyphasenfilterbank kippen und hinten raus korrelieren, ist auch nicht so schwer (reine 0/180 Grad "Multiplikation"), aber womöglich aufwendiger, kann aber die besseren Filtereigenschaften haben.

Gruß Oliver

Nachtrag, noch ein Vorschlag: Komplexe Samples mit den jeweiligen 0/180 Grad Phasen multiplizieren und das Ergebnis z.B. in eine Frequenzabschätzung nach Prony geben oder einfach CORDIC danach drauf rechnen und ein Histogramm über die ermittelten Phasendifferenzen bilden könnte auch gehen.

Gruß Oliver

Bei einem Satelliten linear? Aehm ...

Seit wann ist bei Dir die Linearität einer mathematischen Operation _auf_ einem Signal davon abhängig, woher das Signal stammt ?

Sorry: si tacuisses, philosophus mansisses

Ciao Oliver

Dann meinten wir wohl zwei unterschiedliche Sachen. Du die Amplitude, ich die Dopplerverschiebung.

Noe :-)