Hallo zusammen, ich hätte da eine kleine Frage was Software Defined Radios betrifft. Bei vielen SDRs wird ja direkt ins Basisband gemischt und IQ-Signale werden bereitgestellt (z.B. für Soundkarten). Aber geht dabei nicht die Phasenlage verloren, wenn man nicht phasentreu runtermischt? Wie kann das dann noch mit IQ funktionieren? Bräuchte man nicht so etwas wie eine CostasLoop? Viele Grüße
Das Empfangssignal geht mit der gleichen Phasenlage in beide Mischer. Das LO-Signal hat eine Phasendifferenz von 90°. Deshalb unterscheiden sich die Phasenlagen nach dem Mischvorgang um 90°. Würde man das Signal zurückmischen, wäre es möglich, den Originalzustand wiederherzustellen. In der Praxis sollte der Phasenfehler zwischen den LO-Signalen, den Mischern und Tiefpässen deutlich kleiner als 1° sein.
Wenn mein IQ-Mischer aber mit einem LO gespeist wird, der mal Phase 0° hat und beim nächsten mal einschalten Phase 90° hat, dann ist das eine mal I und Q vertauscht oder? Also die Differenzphase zwischen I und Q sollte schon passen. Aber der Signalraum ist doch nicht fest?
Nein. Ich empfehle Dir Gerald Youngbloods Artikelserie "A Software-Defined Radio for the Masses" zu lesen, welche Du hier findest http://www.arrl.org/software-defined-radio . Dort werden die Grundlagen geklaert. 73
tronix schrieb: > Wenn mein IQ-Mischer aber mit einem LO gespeist wird, der mal Phase 0° > hat und beim nächsten mal einschalten Phase 90° hat, dann ist das eine > mal I und Q vertauscht oder? Die absolute Phase spielt zu keinem Zeitpunkt eine Rolle, wichtig ist die Differenz von 90° zwischen beiden LO-Zweigen. Dein Empfangssignal wird quasi einmal mit einem Sinus und einmal mit einem Cosinus ins Basisband gemischt. > Aber der Signalraum ist doch nicht fest? ???
Da ist nix kohärent. Deswegen gibt es danach (in SW) immer eine Carrier-Recovery-Einheit (zB. die Costas-Loop), die mit einem NCO eine Gegenrotation mit dem Frequenzversatz durchführt. Damit ist dann das Gesamtsystem HW+SW kohärent.
Erst einmal Danke für eure ganzen Antworten. "A Software-Defined Radio for the Masses" wird also meine neue Gute-Nacht-Lektüre. Thomas K. schrieb: > Die absolute Phase spielt zu keinem Zeitpunkt eine Rolle, wichtig ist > die Differenz von 90° zwischen beiden LO-Zweigen. Dein Empfangssignal > wird quasi einmal mit einem Sinus und einmal mit einem Cosinus ins > Basisband gemischt. Angenommen beim Senden wird eine "Eins" auf das Cosinus-Signal moduliert und eine "Null" auf das Sinus-Signal (also kein Sinus-Signal vorhanden). Ich bezeichne das einfach mal als "0+1j". Nun stimmt beim Empfänger aber die absolute Phase z.B. um 90° nicht. Dann fällt mein "0+1j" ja auf "-1+0j" oder "1+0j"? Thomas K. schrieb: >> Aber der Signalraum ist doch nicht fest? > ??? Damit meine ich, dass sich die Signale in der IQ-Ebene um den Ursprung drehen, aber ihre Phasendifferenz untereinander gleich bleibt. Georg A. schrieb: > Da ist nix kohärent. Deswegen gibt es danach (in SW) immer eine > Carrier-Recovery-Einheit (zB. die Costas-Loop), die mit einem NCO eine > Gegenrotation mit dem Frequenzversatz durchführt. Damit ist dann das > Gesamtsystem HW+SW kohärent. Würde für mich Sinn machen. Meinst du damit eine PLL?
> Meinst du damit eine PLL?
Ja in etwa, aber in SW. Der NCO ist einfach eine Tabelle mit
sin/cos-Werten einmal im Kreis rum (Betrag 1). Die Tabelleneinträge
werden mit einer bestimmten Geschwindigkeit durchlaufen, der Ausgang
(auch IQ) wird komplex mit dem IQ-Basisbandsignal multipliziert.
Effektiv gibt das eine Rotation.
Der Versatz Sendeträger-Empfangsträger (also die Inkohärenz) ist ja auch
nur eine Rotation. Wenn der Versatz 1Hz ist, rotiert ein konstanter
IQ-Wert beim Empfänger einmal in der Sekunde um 360 Grad herum. Mit
einer Gegenrotation mit 1Hz ist dann wieder alles kohärent.
Es gibt da nur zwei Probleme beim Finden der Gegenrotation: Das eine ist
die Bestimmung des Frequenzversatzes ("Stehenbleiben" der Punkte). Das
macht zB. bei *PSK die zB. Costas-Loop, wenn sie weiss, wo die
Konstellationspunkte liegen. Die Abweichungen nach links oder rechts
fliessen in einen PI-Regler ein, der die NCO-Geschwindigkeit
(=Tabellensteps/Sample) so nachjustiert, dass die mittleren Abweichungen
0 sind. Je verrauschter das Signal ist, um so schwieriger wird das
natürlich...
Dummerweise klatscht das aber alle Konstellationspunkte auf einen, damit
rastet die Loop auf irgendeinen der Punkte als Null-Referenz-Phase ein.
Das muss man dann noch irgendwie auflösen. Entweder ganz langweilig
ignorieren via differentielle Kodierung (D-*PSK) oder mit
Referenzsymbolen.
Achja, ein dritten Problem gibts mit diskreten Samples auch noch: Die
Samplegeschwindigkeit des ADCs beim Empfänger muss eigentlich einem
exakten Vielfachen der Symbolrate entsprechen und noch dazu in die Mitte
des Symbols "treffen". Sonst bekommt man ja nie die Maxima der Signale.
Ein Versatz hier führt zu einem Pulsieren in der Amplitude. Dagegen
gibts dann die Timing-Recovery-Stufe, die ein Resampling vornimmt. Dazu
gibts es auch diverse Algorithmen (Müller&Mueller, early-late, etc.).
Dummerweise beeinflussen sich Carrier und Timing-Recovery gegenseitig ;)
Wenn man bei Sender und Empfänger Symbol/Sampletakt und Sendefrequenz
vom selben Oszillator ableitet (zB. wie bei OFDM-WLAN vorgeschrieben)
wirds etwas einfacher... Geht aber nicht immer.
:
Bearbeitet durch User
OK das hilft mir schon mal enorm weiter. Das mit den referenzsymbolen ist wahrscheinlich das was ich suche. Vielen dank für die Antworten
Es kommt auf die Definition von "kohärent" an, oft heißt das, der Datentakt der Modulation ist phasenstarr mit der Sendefrequenz verknüpft. Dann müssen auch alle Empfängerfrequenzen damit synchronisiert werden.
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