 Дата: 16 Мар 2006 15:02:48 · Поправил: SergUA6 #
Пару месяцев назад попалась мне такая статья http://short-signal-sp.narod.ru/ написано в общем-то интересно, не будем затрагивать тонкости предложенного метода(так ли все хорошо), но в результате написан еще один инструмент, который и предлагается. Сам модуль, встроенный в SV+ пока имеет не совсем окончательный вид, но является в принципе полностью рабочим, и не могу сказать, что совсем бесполезным(в отличии от WaveLet анализа, так же написан, встроен(эскизный вариант), но работа по нему временно прекращенна). Поскольку нормальное пользование инструментом предполагает знание и понимание принципа действия, немного об этом. Подобных аналогов я не встречал(это не означает, что их нет, а может и означает, не знаю), но в первом приближении, это, нечто похожее, на очень узкополосный фильтр который "проезжает" по всей частотной полосе сигнала и отмечает частоту с самым максимальным откликом, примерно так это выглядит. Реально это происходит следующим образом, берется выборка отсчетов(длинна задается пользователем), и под эту выборку подбирается синусоида(частота, амплитуда, фаза) которая максимально близко аппроксимирует эту выборку, далее берется другая точно такая же по длинне выборка со смещением(задается пользователем) и так далее весь сигнал. Результаты аппроксимации(в этом модуле это частота) выводятся на экран. Не имеет значения(я этого не делал) как близко аппроксимированна выборка, важно понимать,что это максимально близкое при текущей длинне, подобие исследуемого отрезка. Что получается в итоге, и чем это лучше(хуже) того, что имеем, в данном случае анализ с помощью ДПФ? В идеальном случае, частота определяется с любой точностью и не нет ни каких ограничений(ну согласно теоремы Котельникова) на ее конкретное значение(ДПФ предлагает выбор из сетки частот), точность не зависит от длинны выборки, для ДПФ это очень существенное ограничение, высокое разрешение во времени, для ДПФ это так же один из краеугольных камней. Чем этот метод плох. Первое и самое главное, скорость, она оставляет желать лучшего, метод не быстр, и путей повышения скорости не наблюдается(пока), речь не об оптимизации оформления кода, даже если повысить таким путем производительность на порядок, это смехотворно мало, нужна оптимизация на уровне алгоритма(типа как разработка БПФ, при ДПФ анализе). Весь остальной негатив связан с первой причиной, и с тем, что идеальных сигналов нет. Не идеальность сигналов приводит к тому, что практически не удается наблюдать скорости манипуляции выше 1200 Гц, да и эта предельная величина существенно зависит от качества сигнала, а так же к тому, что от длинны выборки зависит и точность определения частот и разрешение по времени.
После такого небольшого вступления, о самом модуле, можно с его помощью определять параметры сигналов FSK, MFSK, GFSK/GMSK и PSK, с учетом, что частота манипуляции не превышает 1200 Гц, достаточно наглядно определяются параметры FSK и MFSK сигналов, остальные требуют некоторых навыков и результаты не гарантированны. Не определяются параметры таких сигналов как DTMF, то есть таких где, две и более частотных компонент представлены в один момент времени. Предлагаемый инструмент не является самодостаточным, как бы того не хотелось, анализ сигналов, это комплексная задача и решать ее надо всеми средствами которые есть в наличии, то есть появилось еще одно, хорошее или плохое, другой вопрос.
Далее, насколько это возможно, более менее наглядно как это все работает, в качестве первого примера посмотрим на сигнал ACARS VHF, этот файл входит в поставку примеров при SkySweeper'e.
После выделения интересующей части сигнала и вызова модуля AOF(ApproximatedOneFrequency, не ясно как называть это правильно, я назвал так) нужно кликнуть кнопку с "ручкой", что запустит процесс аппроксимации, после некоторых навыков, уже по сонограмме примерно будет ясно какие параметры в этом модуле установить до запуска, пока же по умолчанию выставляется длинна выборки равная 1/1000 от частоты дискретизации файла, и шаг между выборками в один отсчет, то есть максимальное разрешение по времени. Поскольку сам процесс очень не быстрый(с увеличением длинны выборки скорость падает еще больше), нервничать не надо, во первых до получения картинки самого сигнала может пройти много отсчетов(до этого будет шум), во вторых процесс всегда можно остановить соседней кнопкой, обычно у меня не хватает терпения на обработку всего отрезка, но это в общем-то и не нужно, за исключением тех случаев когда интересны уже детали самого отрезка, для оценки разноса частот, скорости манипуляции и вида сигнала нужно не так и много. Имеем по этому сигналу, разнос 1200 Гц, частоты манипуляции 1200 и 2400, скорость 2400, как видим скорость заметно выше пресловутых 1200 б/с о которых я столько говорил выше, но тут надо признать, сигнал очень не плохого качества, кроме того увеличена частота дискретизации в двое(на самом деле это ничего не меняет, просто легче отсчитать значения маркерами). Ну и не сравнить по наглядности представления с сонограммой.
Еще одни пример, возмем сигнал сайта http://www.radioscanner.ru/files/records/packet1200.wav столь короткий сигнал вообще трудно наблюдаем традиционными методами, типа ДПФ.
Как видим, достаточно убедительно, что это FSK, разнос около 1000 Гц, частоты 1200/2200 скорость 1200 б/с, вообще если бы не скорость обработки, не плохой универсальный демодулятор FSK/MFSK получился бы, отлично видны "флаги" по которым легко можно "узнать" AX.25
Ну и последний пример, где потребуется некоторая "игра" параметрами модуля. Это MFSK8 отсюда http://rover.wiesbaden.netsurf.de/~signals/TABLES/MFSK.HTML, в силу не высокой скорости манипуляции, при настройках по умолчанию одна посылка растягивается на почти два экрана, что очень неудобно для наблюдения, кроме того в силу не высокого частотного разноса 8 Гц, провести измерения по сонограмме очень проблематично, выделено контуром. Обратите внимание, что "зубцы на площадках" частот, во втором примере значительно менее выражены, это следствие увеличения длинны выборки(поле Samples), получается, что-то вроде фильтрации случайных флуктуаций сигнала, что в принципе очевидно. Очень аккуратно нужно увеличивать длинну выборки, по крайней мере она не должна существенно превышать длинну посылки, а по правильному быть меньше ее.
Ну вот так в общих чертах все это работает, сама версия 3.6.1.1 http://www.radioscanner.ru/uploader/2006/sv_g.zip size ~290 kb
p.s. Разумеется сфера применения этого модуля существенно шире рассмотренных случаев, это уже от опыта зависит и практики, ну и конечно это не "волшебная" штучка, где-то сработает, где-то вообще не покатит, как в прочем и любой инструмент. Попутно внесены мелкие улучшения, кое-какие глюки устранены, что не исключает вероятности появления новых. ;-)
p.p.s. Упс... противная мелочь обнаружилась, иногда выскакивает сообщение, типа "Ошибка, деление на ноль" 17.03.06 исправлена v 3.6.1.1 у кого версия младше(пишется в заголовке главной формы), лучше заменить на эту.
Источник: www.radioscanner.ru
|
|
