Просмотр полной версии : Медленная речь или повышение энергетической эффективности
Предлагаю новую тему для обсуждения. Вопрос о повышении качества звука стоит остро, особенно на фоне помех. Если сужать полосу спектра сигнала при неизменной мощности излучения, то энергетическая эффективность увеличивается. Если взять обычный звуковой сигнал и замедлить его (как воспроизводить на магнитофоне с замедленной скоростью), то частотный спектр сужается, но длительность увеличивается. Этот сигнал можно передать в более узкой полосе частот или использовать ту же полосу частот, но спектр НЧ будет шире. Конечно, это замедлит общение, однако при малых мощностях, помехах и замираниях связь будет лучше.
Например, в полосе частот 3 кГц для ОБП можно передать 6 кГц вещательного качества, то в 2 раза медленнее. После приёма куска сигнала он снова ускоряется и получаем нормальный звук.
Все расчёты в статистической теории связи.
Конечно, это замедлит общение, однако при малых мощностях, помехах и замираниях связь будет лучше.
Извините, а кому это нужно? Я очень смутно представляю себе диалог в прямом эфире с этой методой.
Юрий(UR5VEB)
28.09.2009, 23:10
Конечно, это замедлит общение, однако при малых мощностях, помехах и замираниях связь будет лучше.
Извините, а кому это нужно? Я очень смутно представляю себе диалог в прямом эфире с этой методой.
Ведут же диалог на QRSS60 в телеграфе... :)
Насчет помех, то уж очень сомневаюсь. За это время их могут навесить столько... :?
Есть более перспективные методы и практически почти в реальном времени. Можете пройтись по темам форума и найдете.
При замедлении передачи речи вдвое ровно в столько же раз увеличится количество помех, замираний и прочих отрицательных факторов на единицу информации. Имеет ли смысл расширение?
Alex Goncharov
29.09.2009, 08:25
Люди придумали компрессию сигнала. Это действительно эффективно.
Уважаемые господа!
Во-первых все методы повышения энергетической эффективности спектра мне известны, так как сам занимаюсь этим профессионально.
С другой стороны, теорему Шеннона не обойдёшь, так как она собственно выражает закон сохранения энергии.
Дело в том, что медленная связь была проверена экспериментально, и я пишу по результатам этих исследований.
По поводу помех. Так как полоса сужается, то мощность шума также уменьшается, поскольку мощность шума равна плотности шума умноженной на полосу. А мощность сигнала в этой же полосе остается постоянной, так что отношение сигнала к шуму возрастает . Кроме этого, поскольку длительность сигнала возрастает, быстрые замирания, кратковременные выпадания становятся менее заметными.
И ещё, как известно, принцип QAM применительно к DRM и WiMax и основан на разделении сигнала по узким полосам и длительной передаче в них.
Я не призываю начать радиолюбительскую связь по системе DRM, хотя это и само по себе хорошо, предлагаю более простой в реализации метод.
2 Anvar
предлагайте.как Ваш метод реализуется практически?
я могу подтвердить эффективость проведения связи с замедлением речи. было проведено qso с антарктидой при мощности около 1 ватта, em1ho сам попросил говорить медленно, разборчмвость возрасла и мы могли беседовать около 10 минут без проблем... но при очень медленном разговоре...
при нормальной речи связь была невозможной изза слабого сигнала не было разборчивости..
видимо, дело в количестве передаваемой информации в единицу времени...
Anvar, мне кажется при выдумывании новых р/л мод надо уделять внимание следующим моментам - совместимость с уже существующими и простота идентификации/вхождения в связь. более перспективным мне кажется разработка вокодеров для компрессии речевого спектра без изменения скорости.
...хорошо помогает (в плане разборчивости сигнала) применение примочек, позволяющих создавать эффект объемного звука - сигнал как бы растягивается во времени (не эхо , а именно объем) - сам слушал и проверял. Похоже, что тут действует механизм, про который и говорит Anvar.
Немного истории.
Где-то в начале 80 годов работал по НИР с одним оборонным заказчиком и занимался вопросами повышения эффективности связи на КВ в полевых условиях.
Мы исследовали два варианта - ускорение речи, формирование коротких пакетов и обеспечение дуплексной связи с временным разделением пакетов на приём и передачу, затем их растяжение, сшивание и получение слитного сигнала. В ту пору элементная база была аналоговая и немного цифровая, поэтому использовались простые АЦП, память и ЦАП (примитивный ЦСП).
Вторым вариантом была как раз медленная связь.
В обоих случаях стояла задача - сместить звуковой спектр по частоте вверх, замедлить или ускорить и снова сместить на радиочастоту связи (1,6 - 30 МГц). Как раз в это время я занялся вопросами фазового синтеза ОБП сигнала, чтобы можно было смещать спектр на любую заданную частоту, например на 100-10000 Гц вверх, чтобы потом можно было используя обычный магнитофон высокого класса, замедлить сигнал. Лабораторные эксперименты проводились именно так, как не было памяти большого размера для запоминания оцифрованной речи, хотя АЦП И ЦАП были на 12 разрядов.
Все исследования завершились успешно, мы закрыли договор, получили деньги и на этом закончилось.
Для реализации на настоящем уровне можно для замедления звука использовать звуковую карту и использовать SDR.
В плане у меня вновь провести эксперименты в эфире.
Предлагаю новую тему для обсуждения. Вопрос о повышении качества звука стоит остро, особенно на фоне помех. Если сужать полосу спектра сигнала при неизменной мощности излучения, то энергетическая эффективность увеличивается. Если взять обычный звуковой сигнал и замедлить его (как воспроизводить на магнитофоне с замедленной скоростью), то частотный спектр сужается, но длительность увеличивается. Этот сигнал можно передать в более узкой полосе частот или использовать ту же полосу частот, но спектр НЧ будет шире. Конечно, это замедлит общение, однако при малых мощностях, помехах и замираниях связь будет лучше.
Например, в полосе частот 3 кГц для ОБП можно передать 6 кГц вещательного качества, то в 2 раза медленнее. После приёма куска сигнала он снова ускоряется и получаем нормальный звук.
Все расчёты в статистической теории связи.
А кто-нибудь из не знающих про этот метод услышит в эфире такую речь и скажет: "Эстонцы отдыхают":)
Alex Goncharov
29.09.2009, 19:12
В медленной речи тренироваться нужно. По два-три раза повторять - тот же эффект. А не лучше ли сразу морзянку насвистывать.
Предлагаю новую тему для обсуждения. Вопрос о повышении качества звука стоит остро, особенно на фоне помех. Если сужать полосу спектра сигнала при неизменной мощности излучения, то энергетическая эффективность увеличивается. Если взять обычный звуковой сигнал и замедлить его (как воспроизводить на магнитофоне с замедленной скоростью), то частотный спектр сужается, но длительность увеличивается. Этот сигнал можно передать в более узкой полосе частот или использовать ту же полосу частот, но спектр НЧ будет шире. Конечно, это замедлит общение, однако при малых мощностях, помехах и замираниях связь будет лучше.
Например, в полосе частот 3 кГц для ОБП можно передать 6 кГц вещательного качества, то в 2 раза медленнее. После приёма куска сигнала он снова ускоряется и получаем нормальный звук.
Все расчёты в статистической теории связи. А разве за это время количество и интенсивность помехи не возрастет ?
А кто-нибудь из не знающих про этот метод услышит в эфире такую речь и скажет: "Эстонцы отдыхают":)
Предложу альтернативный вариант помехоустойчивой связи. Передающий и приёмный компы синхронизируются по времени. Записанное сообщение передаётся в нормальном темпе, но многократно, до тех пор, пока, суммированное в компе не становится разборчивым, поскольку полезная информация накапливается, а помехи и замирания - нет.
Alex Goncharov
29.09.2009, 19:43
Записанное сообщение передаётся в нормальном темпе, но многократно
и чуть раньше
По два-три раза повторять - тот же эффект
Только вместо компа голова. Синхронизировать не надо (это иногда сама по себе нетривиальная проблема).
Valery Gusarov
29.09.2009, 20:36
Записанное сообщение передаётся в нормальном темпе, но многократно
Статистическая обработка - когда то применялась в телеметрии.[
В медленной речи тренироваться нужно. По два-три раза повторять - тот же эффект. А не лучше ли сразу морзянку насвистывать.
Насчёт повторов этом правильно. Коррекция ошибок с помощью избыточности кода. То есть увеличение энергии за счёт передачи той же мощности сообщения более длительное время. Свистеть морзянку по-моему не совсем рационально. Лучше поучиться у птиц. Например, у соловья.
[/quote]
Alex Goncharov
Достаточно уловить один синхроимпульс.
Главное преимущество в том, что не нужно тянуть кота за хвост. Как только сообщение станет понятным, можно прервать серию и начать отвечать.
Valery Gusarov
29.09.2009, 21:04
тянуть кота за хвост
Моего не надо было-мой покойный Барсик в унитаз ходил и кнопку лапой... Ты угадал, Кадет.
Anvar
Тогда и помехи нужно замедлить,ведь их спектр широк и мгновенен,а лучше пропустить их через линию задержки с коэфициентом задержки стремящимся к бесконечности :D
Главное преимущество в том, что не нужно тянуть кота за хвост. Как только сообщение станет понятным, можно прервать серию и начать отвечать.
Всё абсолютно правильно, принципы корреляционных приёмников известны. Только метод повторов использует ту же ширину полосы. А если необходимо сузить полосу из-за близко расположенной сосредоточенной помехи, большой загруженности эфира и т.д?
Тогда и помехи нужно замедлить,ведь их спектр широк и мгновенен,а лучше пропустить их через линию задержки с коэфициентом задержки стремящимся к бесконечности
Правильно, спектр помехи равномерен и широк, поэтому сужая полосу, уменьшаем и мощность помехи, а мощность замедленного сигнала в той же полосе остается постоянной, вот и выигрыш. Впрочем через некоторое время выложу звуковые файлы с иллюстрацией.
Впрочем через некоторое время выложу звуковые файлы с иллюстрацией.
Это было бы понятнее,возможно Вы предлагаете нечто новое и интересное,но это нечто нужно практически подкрепить.
поэтому сужая полосу, уменьшаем и мощность помехи, а мощность замедленного сигнала в той же полосе остается постоянной
В таком случае легче оцифровать речь с частотой дискретизации 32 Кб/с, передать ее в узкой полосе,и дешифровать на другом конце игнорируя шумы квантования. Получим максимум подавления мощности помех при неизменной мощности полезного сигнала немного потеряв в качестве но не потеряв информативности. И то,все это без учета замираний в которых можно потерять до 50% пакета если передавать на КВ и на большие расстояния.
В таком случае легче оцифровать речь с частотой дискретизации 64 Кб/с, передать ее в узкой полосе,и дешифровать на другом конце. Получим максимум подавления мощности помех при неизменной мощности полезного сигнала.
Ну конечно, можно оцифрованную речь передать и PSK, модем и так далее. Чем медленнее скорость передачи цифрового сигнала, тем меньше ошибок.
Вопрос в другом. Почему отмечают, что однополосный сигнал лучше других видов модуляции для связи в каналах с помехами любого вида? Во первых, ОБП - это линейные преобразования спектра, второе, ОБП полностью использует аналитические свойства слухового анализатора, который создала Природа для выживания в самых сложных уловиях внешней среды. И этот анализатор работает великолепно.
Кроме того, если взять квадратурно-амплитудную модуляцию (QAM), то это собственно переходное звено между аналоговым и цифровым сигналом, так как ОБП сигнал это и есть QAM с бесконечно большим количеством созвездий (точек).
Поэтому я и предлагаю медленную связь как соединение теоремы Шеннона об информации и непревзойдённых свойств человеческого слуха.
ОБП полностью использует аналитические свойства слухового анализатора, который создала Природа для выживания в самых сложных уловиях внешней среды. И этот анализатор работает великолепно.
Правильно. Все гениальное просто. Однополоска тем и славится ,что сигнал имеет мгновенную амплитуду и частоту которая пропорциональна модулирующему сигналу,точно как система ГОРЛО-УХО. Отсюда и возможность при SSB сузить полосу и выигрыш по мощности при высокой спектральной плотности помех (сотни Вт/Гц). Но все зависит от способности к избирательности.Мозг с этой задачей справляется идеально,отфильтровы вая мощные посторонние шумы и акцентируясь на слабом полезном сигнале,а вот с электроникой сложнее,ее нужно научить расставлять акценты. Теперь оцифруйте SSB и передайте с узкой полосой на любой скорости. Соль в том,что это не будет связь в реальном времени,только и всего. Только не забудьте при регистрации патента упомянуть мое имя :D
...И если вас одновремённо вызавает несколько станций с одинаковым уровнем, то только человеческое ухо из этого обилия информации выделит голос YL - пусть он будет и потише других. Никакая техника на это неспособна.
Кучерявый
А я о чем???? :super: Нужны спец каналы и очередность приема пакетов.
Нужны спец каналы и очередность приема пакетов.
И вся эта приблуда будет стоить побольше моего трансивера. А смысл?
Подобное обсуждалось.
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=2028 1
Нужны спец каналы и очередность приема пакетов.
И вся эта приблуда будет стоить побольше моего трансивера. А смысл? Нужен диктофон с функцией замедления/ускорения, и телефонный тракт с полосой пол-килогерца. Записываем сообщение на диктофон, передаём в эфир в шесть раз медленнее, на стороне корреспондента принимается и в шесть раз ускоряется. Прикольно... Полноценная связь так, конечно, особого удовольствия не доставит, но для передачи чрезвычайных сообщений прокатит, и ещё как!!!!
Valery Gusarov
30.09.2009, 07:04
для передачи чрезвычайных сообщений прокатит
Была при сов власти в ГО такая пластинка-ВСЕМ СБОР ПО ТРЕВОГЕ и автоматом всему руководству звонки, оно быстро собиралось и в бункер в 90км от города со всеми припасами, дабы руководить населением - подлетное время бралось 30 -50 минут, участвовал в учениях радистом, оставшимся в городе с населением...
Теперь оцифруйте SSB и передайте с узкой полосой на любой скорости.
Никакая техника на это неспособна.
А зачем его цифрить если нужна техника, чтобы расцифрить? Кучерявый абсолютно прав, пусть человеческое ухо и декодирует, оно с этим справится лучше.
Уважаемые господа!
Немного теории.
Нам известна формула Шеннона I=F*log(1+S/N), где I - скорость передачи информации, S - мощность шума в полосе F, N - мощность сигнала в полосе F. S и N - в ваттах.
Формула получена для белого (гауссова) шума.
Я специально не пишу основание логарифма, так как для двоичного сигнала это 2, если передавать например десятью уровнями это 10 и так далее. Для звукового аналогового сигнала это может быть произвольное число, причём на результат это не влияет.
Положим, что в первоначальной полосе частот отношение сигнала к шуму составляло x1 дБ, а после замедления, передачи, приёма и ускорения нам надо получить x2 дБ. При этом учитываем, что при сужении полосы частот отношение сигнала к шуму возрастает.
Тогда если n - это во сколько раз надо замедлить сигнал, то элементарное решение даёт
n = ln(1+10^(x2/10)) / ln(1+10^(x1/10)).
Например, если ОСШ было 0 дБ, а мы хотим получить 10 дБ, то замедление будет в 3,46 раза.
Конечно, шум в реальном канале не является строго белым, но это иллюстрация.
Извиняюсь, описка
N - мощность шума в полосе F, S - мощность сигнала в полосе F.
Например, если ОСШ было 0 дБ, а мы хотим получить 10 дБ, то замедление будет в 3,46 раза.
Если мы замедлим в 3,5 раза, то и полоса передачи сузится в 3,5 раза. И на приёмной стороне приёмник будет иметь полосу уже в 3,5 раза. Ну и мощность шумов в этой полсе будет в 3,5 раза меньше. А это 5 дб. Чтобы получить выигрыш в 10 ДБ, надо сузить полосу приёма в 10 раз. Тогда уровень шумов упадёт в 10 раз по мощности. Но для этого и полосу передачи надо сузить в 10 раз, и скорость передачи замедлить во столько же. Если же скорость передачи замедлить вдвойне, то и полоса передачи сузится всего вдвое, и получим мы выигрыш в 3 дб. С тоит ли овчинка выделки?
С тоит ли овчинка выделки?
Посмотрите внимательно на формулу Шеннона. Не всё так линейно.
Nick UA3TW
30.09.2009, 16:07
То, что выигрыш будет и большой, никаких сомнений нет. Тот, кто изучал теорию потенциальной помехоустойчивости, это хорошо знает. Непонятно, как реализовывать.
Alex Goncharov
30.09.2009, 16:20
У меня странное впечатление от темы. Я, конечно, не путаю фактического отца кибернетики Клода Эльвуда Шеннона с официальным отцом оной науки (забыл фамилию, кажись, Норберт Винер, но, вроде, как не он автор "Бандвагона" и иных старт-апных опусов). Иногда путаю с акад. Котельниковым. Но не путаю замедление (скорость передачи - единицы пер сек) и задержку (дельта t)...а ведь обе стороны "побеседовали"... Некоторых ученых иногда путаю с Оливером Хевисайдом (не только Эйнштейна, хотя оба, как пишут, играли на скрипке). Но хотелось бы реакцию пишущих на мое замечание.
Была при сов власти в ГО такая пластинка-ВСЕМ СБОР ПО ТРЕВОГЕ и автоматом всему руководству звонки.
это оборудование называлось СЦВ (стойка циркулярного вызова) у нас стояла на телефонной станции, туда заводились номера для экстренной автоматической дозвонки на ней и был смонтирован проигрыватель а пластинка была с записью : "ОБЯВЛЕН СБОР"
Valery Gusarov
30.09.2009, 16:33
Я, конечно, не путаю фактического отца кибернетики Клода Эльвуда Шеннона с официальным отцом оной науки (забыл фамилию, кажись, Норберт Винер
Да вроде все так, если я сам не подзабыл за 20лет...
Alex Goncharov
30.09.2009, 16:38
А кто-нибудь из не знающих про этот метод услышит в эфире такую речь и скажет: "Эстонцы отдыхают"
Или: "Ну ты и тормоз!"
У меня странное впечатление от темы.
У меня такое же впечатление. Все упирается тут в сужение полосы и обработку что бы получить выигрыш. А надо ли? Если уж в такие дебри зашли, то может с обработки и начать? В журнале Радио давно писалось, что передача синусоидальных сигналов невыгодна с энергетической точки зрения. И в будущем никакого деления на частоты в эфире не будет. Эфир просто среда для передачи импульсов, а далее работает цифровая техника. Представляю… Передатчик просто сыпет искры без всяких катушек, а компьютер с проволокой все это принимает и обрабатывает. Что нам тогда делать?
Valery Gusarov
30.09.2009, 17:10
компьютер с проволокой все это принимает и обрабатывает
Видел схему-ТРИ процессора, куча многоразрядных скоростных АЦП с ЦАП-три компа в одном аппарате-но все может быть при дальнейшей микроминиатюризации.
Не всё так линейно.
А где выразится эта нелинейность? Взяли обычную речь. Замедлили вдвойне. Полоса частот сузилась в два раза. Мы передали вдвойне более узкой полосой. Далее идёт приёмник. Полосу приёма мы сужаем в два раза, то есть снижаем мощность шумов в два раза. А это 3 дб. Укажите где в этой цепочке ошибка?
А где выразится эта нелинейность? Взяли обычную речь. Замедлили вдвойне. Полоса частот сузилась в два раза. Мы передали вдвойне более узкой полосой. Далее идёт приёмник. Полосу приёма мы сужаем в два раза, то есть снижаем мощность шумов в два раза. А это 3 дб. Укажите где в этой цепочке ошибка?
Легко. Кроме того, что снижаем мощность шумов, мы ешё и передаём более длительное время, то есть, передаём больше энергии. Формула Шеннона выведена для энтропии и выражает энергетические соотношения, безотносительно методов модуляции, аналого, цифры и так далее. Информация как энергия.
Непонятно, как реализовывать.
Предлагается следующая схема реализации при использовании имеющейся аппаратуры.
1 Цифрим звуковой платой звуковой сигнал в той полосе частот, какую захотим.
2 Предварительно вычисляем коэффициент замедления, деля полосу частот исходного сигнала на желаемую полосу передачи.
3 Замедляем посредством уменьшения частоты выборок.
4 Пропускаем через ФНЧ с частотой среза, равной отношению верхней частоты исходного сигнала к коэффициенту замедления, чтобы убрать частоту выборок и лишнее.
5 Сдвигаем полученный спектр вверх с помощью фазового метода или БПФ и преобразованием Гильберта (как в SDR), так чтобы попасть в полосу пропускания трансивера.
6 Расцифрим и подаём на трансивер
7 Излучаем.
При приёме всё обратно. (5 и 6 пункты можно менять местами).
Естественно, описанное выше производим программно.
Сейчас как раз делаю апробацию на MATLAB, потом выложу звуковые примеры.
Кроме того, что снижаем мощность шумов, мы ешё и передаём более длительное время, то есть, передаём больше энергии
Не принимается. Есть гораздо более простые способы уплотнения речевого сигнала. Обычный ограничитель. То что справедливо для цифры не всегда приемлемо для аналогового сигнала. И далее, передавая вдвойне большее время вы конечно увеличиваете общую энергию излучаемого сигнала. Но и энергия шумов также действует вдвойне более длительное время. Или это вы учитывать не хотите?
Но и энергия шумов также действует вдвойне более длительное время. Или это вы учитывать не хотите?
Хотим, но шум некоррелирован.
Хотим, но шум некоррелирован
А обычная человеческая речь коррелирована? Насколько я знаю пока только человеческое ухо способно вытащить информацию из под шумов который превышает полезный сигнал по уровню. Если бы всё было так просто, то зачем такие сложности с сужением полосы, увеличением времени передачи. Взяли, убрали некоррелированный шум, а коррелированную речь оставили. Только пока это сделать сложновато. Так что остаётся только выигрыш от сужения полосы.
В журнале Радио давно писалось, что передача синусоидальных сигналов невыгодна с энергетической точки зрения. И в будущем никакого деления на частоты в эфире не будет.
Так сделайте преобразование Фурье этого импульса и будет много-премного синусоид. А гармоники от плохих передатчиков это не синусоида? Где же выгода?[/img][/code]
А гармоники от плохих передатчиков это не синусоида? Где же выгода?[/img][/code]
Прямоугольный импульс это много синусоид, и ничего тут нового. А если представить передний фронт маленькой синусоиды, потом большой… Получается что крутизна фронта пропорциональна мощности. Так тогда и мощности не надо. Сформируйте крутой фронт и передавайте импульс. Вот в чем и смысл. Да оно и по жизни так. Киловатты не мешают, а какая-то электробритва у соседа за 100 метров все глушит. Сколько там той мощности? Вот что значит импульс и крутой фронт. То есть быстрое время нарастание амплитуды.
neorganic
01.10.2009, 11:17
Напомню, по этой методе передавлось телевизионное изображение с наших лунных роботов. картинка высокого качество передавалась ~20 часов.
Какой смысл в такой радиосвязи - для него нужен магнитофон (ну скажем, цифровой) и много времени.
непроще ли обратится к старым добрым компрессорам/декомпрессорам - тем более есть всякие DSP и можно добавить легко добавить адаптивные механизм, который учитываент то как человек воспроизводит звуки (аля mp3, фраунгофер) - получится, конечно нечто "не читаемое" без декомпрессора. Но нужно договорится как реализовывать алгоритмы. Да, получится "шумоподобный" сигнал - с малой стпенью избыточности, но защет известных алгоритмов работы возможна селективная фильтрация на приемной стороне (цифровыми методами) и у полезного сигнала будет приимущество. Против мощных помех в полосе приема метод только один - только высоколинейные тракты.
Какой смысл в такой радиосвязи - для него нужен магнитофон (ну скажем, цифровой) и много времени.
Вы совершенно правы, компрессоры, вокодеры, методы сжатия звукового сигнала применяются для устранения избыточности и повышения спектральной эффективности. Этим сильно занимается консорциум DRM. Дело в том, что эти методы не передают исходный сигнал, а воспроизводят его подобие как можно более похожим образом. Например, зачем передавать шипящие звуки, если их можно смоделировать на месте шумовыми генераторами и т.д.
Кроме того, чем выше спектральная эффективность (информационный поток в заданной полосе частот), тем больше подверженность помехам. Кто слушал DRM, знают. То же самое в сотовых телефонах.
Метод растяжения и сжатия звукового сигнала сохраняет его полностью, уменьшая мощность помех и предоставляя возможность наслаждаться слуху. Хотя и медленно, как вы сказали.
Valery Gusarov
01.10.2009, 13:01
чем выше спектральная эффективность (информационный поток в заданной полосе частот), тем больше подверженность помехам.
При ухудшении прохода пунктиром будет слышно, артефакты полезут как в сотовых, для помехоустойчивости широкополосный псевдошумовой сигнал-но речь не о нем.
Прямоугольный импульс это много синусоид, и ничего тут нового. А если представить передний фронт маленькой синусоиды, потом большой… Получается что крутизна фронта пропорциональна мощности. Так тогда и мощности не надо. Сформируйте крутой фронт и передавайте импульс. Вот в чем и смысл. Да оно и по жизни так. Киловатты не мешают, а какая-то электробритва у соседа за 100 метров все глушит. Сколько там той мощности? Вот что значит импульс и крутой фронт. То есть быстрое время нарастание амплитуды.
Здесь Вы коснулись фундаментальных основ мироздания. Хотя эта тема не совсем соответствует этой ветке, можно обсуждать её отдельно, я слегка затрону суть проблемы.
Во-первых, почему все упёрлись в синусоиду, преобразование Фурье, хотя любую кривую можно представить другими функциями, например, многочленами Чебышева, Бесселя и так далее.
Это идёт от уравнений Максвелла, так как фундаментальное решение этой системы уравнений даёт тригонометрические функции, причём они образуют ортогональный базис, как и впрочем и другие функции, применяемые для разложения в ряды с помощью интегральных преобразований.
Сами по себе уравнения Максвелла получены феноменологически, то есть из наблюдений, грубо говоря - это догадка с потолка. Но она отвечает действительности, наблюдаемой в настоящее время существующими на данный момент инструментами. Поэтому колебательный контур колеблется по синусоиде, а не по другой какой-нибудь функции. Кроме того, малые колебания во всех телах (электрических, механических, и т.д.) являются синусоидальными. Это общий закон Природы.
Предполагается, что это природа Вакуума, то есть пространства-времени, рождённого Большим Взрывом. Нелиненость Вакуума до сих пор не наблюдали, хотя и предполагают его дискретность и нелинейность. Будут проверять, в частности, на Большом Коллайдере.
Что касается импульса, то разложение интегралом Фурье даёт сплошной непрерывный по частотам спектр синусоид равной амплитуды по частот от нуля до бесконечности, поэтому бритва и мешает.
При ухудшении прохода пунктиром будет слышно, артефакты полезут как в сотовых, для помехоустойчивости широкополосный псевдошумовой сигнал-но речь не о нем.
Вот-вот, когда начнутся замирания, при передаче медленного сигнала, после ускорения эти замирания станут быстрыми короткими провалами, но на слух будет понятно, поскольку не слово или фраза пропадёт, а только звук или буква, разобрать будет лучше.
Nick UA3TW
01.10.2009, 14:33
Мне предельно ясно, что выигрыш будет, как писал ci, т.е. 10 дБ при замедлении 10 раз. Автор темы дал слишком оптимистическую оценку, где-то он ошибся. Начинаю проникаться, что идея легко реализуема. Надо просто сказать "CQ UA3TW", транспонировать эту реализацию вниз, т.е. растянуть по времени в N раз, и передавать в эфир. При этом сидеть ждать, когда пройдет передача, и начинать ждать ответ. Ответ придет в нормальном темпе, но с задержкой и есть большой смысл повторить его те же N раз, чтобы зря не сидеть, и можно расслышать не с первого раза. Готов принять посильное участие.
Начинаю проникаться, что идея легко реализуема. Надо просто сказать "CQ UA3TW", транспонировать эту реализацию вниз, т.е. растянуть по времени в N раз, и передавать в эфир. При этом сидеть ждать, когда пройдет передача, и начинать ждать ответ. Ответ придет в нормальном темпе, но с задержкой и есть большой смысл повторить его те же N раз, чтобы зря не сидеть, и можно расслышать не с первого раза.
Да... Если бы у меня была ещё одна жизнь в запасе, я наверно тоже принял бы участие в этих разработках...
Нет уж, я лучше увеличу мощность своего передатчика в N раз и буду вызывать тех, кого слышу...
Valery Gusarov
01.10.2009, 17:31
Лучше сразу телеграфом...
Автор темы дал слишком оптимистическую оценку, где-то он ошибся.
Нет уж, я лучше увеличу мощность своего передатчика в N раз и буду вызывать тех, кого слышу...
Снова посмотрим на формула Шеннона I=F*log(1+S/N), где I - скорость передачи информации, N - мощность шума в полосе F, S - мощность сигнала в полосе F. S и N - в ваттах.
Представим себе, что имеем канал без шума, то есть N=0. Тогда очевидно, можно получить сколько угодно большой поток информации в сколько угодно узкой частотной полосе. (I=F*log(1+S/0)=бескон). Здорово, не правда ли? То же самое, если мощность сигнала бесконечно велика. В этом смысле aser прав. Дело в том, что поток информации, переданный без ошибок (а проще сказать, разборчивость) это не есть линейная зависимость от отношения сигнала к шуму. Только при больших отношениях сигнала к шуму единицей под логарифмом можно пренебречь и тогда скорость передачи информации будет пропорциональна дБ.
Когда я говорю о выигрыше, то подразумеваю именно скорость безошибочно переданной информации, то есть проще говоря, для уха это просто комфортность, как отличается запись музыки с хрипом от нормальной.
Nick UA3TW
01.10.2009, 18:35
Сначала мне показалось, что оценка, данная автором темы, будет справедлива при оптимальной фильтрации, а оценка ci и моя, т.е. 10 дБ при замедлении в 10 раз, будет на практике, т.е. при неоптимальной фильтрации. Но, сделав количественную оценку для оптимального фильтра, получил те же 10 дБ. Привожу оценку. Пусть мощность передатчика сигнала 1 кВт и без замедления он передает сообщение с течение 10 сек. Тогда энергия сообщения будет 10 килоджоулей. Пусть передатчик шума имеет мощность 1 кВТ. Тогда энергия шума будет тоже 10 килоджоулей. Теперь пусть то же сообщение идет 100 сек. его энергия будет 100 кДж. Мощность шума за счет сужения полосы в 10 раз будет 0.1 кВт а энергия шума за время замедленного сообщения 100 сек будет 10 кДж. Отношение энергий 10 раз, т.е. те же 10 дБ. Как известно, при оптимальной фильтрации мы имеем дело с отношением энергий.
Как известно, при оптимальной фильтрации мы имеем дело с отношением энергий
Совершенно верно, уважаемый Nick UA3TW! При оптимальной фильтрации дело обстоит именно так. Но для этого передаточная функция приёмного тракта должна изменяться во времени так, чтобы её свёртка с выходным сигналом из приёмника (функция отклика) были инверсны (перевёрнуты во времени) исходному сигналу, но мы ведь о его форме ничего не знаем заранее, ведь это случайная речь!
Поэтому в приёмниках ОБП и связи делают прямоугольную полосу пропускания, а теорема Шеннона - это предельная (идеальная) теорема для таких случаев.
To Anvar
Идёт пятая страница обсуждения, а конкретных цифр, доказывающих преимущества этого вида связи пока нет. Или их вообще нет?
Возьмём к примеру один из цифровых видов связи - BPSK и близких к ним по организации:
Соотношение сигнал/шум, при которых осуществляется 100% связь: http://www.hamradio.cmw.ru/digital/psk.htm
-11db BPSK31
-12db PSK63F
-14,5db PSKFEC31
-17db PSK10
-19,5db PSKAM10
А каковы ваши цифры?
To Anvar
Идёт пятая страница обсуждения, а конкретных цифр, доказывающих преимущества этого вида связи пока нет. Или их вообще нет?
Возьмём к примеру один из цифровых видов связи - BPSK и близких к ним по организации:
Соотношение сигнал/шум, при которых осуществляется 100% связь: http://www.hamradio.cmw.ru/digital/psk.htm
-11db BPSK31
-12db PSK63F
-14,5db PSKFEC31
-17db PSK10
-19,5db PSKAM10
А каковы ваши цифры?
На данную тему очень хорошо писал гениальнейший ученый Финк! В частности и про помехоустойчивость SSB. Найдите его книгу "Сигналы, помехи, ошибки". Я ее каждый раз с удовольствием перечитываю. Конечно, если нет радиотехнического образования, то читать ее будет тяжеловато. Кстати с речью можно схитрить, она не совсем будет подчиняться закону энтропии если договориться о конечном количестве слов. Тогда помехоустойчивость действительно будет улучшена. В книге приводится смешной пример, в котором тестировали новую систему связи. На вопрос - один, два-три, слышно хорошо? На другой строне ответили - слышно отлично. А когда приемщик, попросил ответить на вопрос - Вы вашу кошку грушами кормили? То на другой стороне устали переспрашивать :)))
когда приемщик, попросил ответить на вопрос - Вы вашу кошку грушами кормили? То на другой стороне устали переспрашивать
Действительно, очень поучительный пример. И в реальном сильно загруженном эфире происходят подобные вещи. Ухо хорошо слышит то, что ожидает услышать, тем более, что в голове ужЕ имеется конкретный "запас" ожидаемой информации. С рапортами проще - выбор небольшой. С именами немного сложней, но и здесь мозг отрабатывает быстро. Если сквозь помеху выхватил например .. .. .. ерий, то 99 процентов из ста, что это Валерий. И если станция из 9-го района передала .....бург, то наверняка это Екатеринбург, а не Петербург. Программа соображала бы дольше. Поэтому думаю, что альтернативы человеческому уху пока нет. Ну да вопрос пока не об этом, а о том, стоит ли к уже существующим видам связи добавлять ещё один.Думаю, что нужны конкретные цифры, а тогда посмотрим.
Поэтому думаю, что альтернативы человеческому уху пока нет. Ну да вопрос пока не об этом, а о том, стоит ли к уже существующим видам связи добавлять ещё один.Думаю, что нужны конкретные цифры, а тогда посмотрим.
Насчёт цифр, то расчёт для белого шума я приводил уже ранее.
А если реально, то зависит, как Вы говорили, от человеческого уха, так как мозговой процессор делает и оптимальную фильтрацию (.. .. .. ерий, то 99 процентов из ста, что это Валерий) и корреляциют (передала .....бург, то наверняка это Екатеринбург, а не Петербург). Поэтому реальные цифры будут зависеть от Вашего процессора в голове.
Насчёт цифр, то расчёт для белого шума я приводил уже ранее.
Значит конкретных цифр не будет. А жаль, хотелось бы сравнить.
А то всё - халва, халва, а во рту слаще не становится...
Значит конкретных цифр не будет. А жаль, хотелось бы сравнить.
А то всё - халва, халва, а во рту слаще не становится
Какие там цифры...
Шеннона читать надо.
Шеннона читать надо.
Ну-ну.
Тут уже пифагористую теорему не каждый вспомнит, а вы про какие-то неподтверждённые теории.
Я запузырю килограмм в атенну - и пусть попробуют не услышать! А не услашат - я РА подключу.
По моему SSB, АМ. Это проведение связи в реальном времени, когда я слышу голос, интонации корреспондента. То есть живую речь в реальном времени. Если важен просто обмен информацией, то существуют другие виды связи, которые могут обеспечить лучшую помехозащищённость. Данный метод увеличения качества связи наверное тоже найдёт свё применение. Например в цифровых видах. Возможно там без всяког сужения полосы, просто увеличивя время одной передачи можно увеличить её помехозащищённость. Но в SSB я хотел бы слышать живую речь сразу, а не ждать несколько минут когда закончится декодировка сигнала. А потом ответив, ждать, пока закончится моя передача,корреспонде нт ответит мне, мой приёмник декодирует... Нет, я точно такой разновидностью голосовой связи пользоваться не буду.
Нет, я точно такой разновидностью голосовой связи пользоваться не буду.
Вот и я о том же. У меня в эфире множество знакомых, которых уже давно по голосам узнаю, да и меня тоже. И вдруг... Боюсь - не поймут...
А потом ответив, ждать, пока закончится моя передача,корреспонде нт ответит мне, мой приёмник декодирует...
А зачем ждать? Можно, работать с двумя и более корреспондентами одновременно.
Nick UA3TW
04.10.2009, 08:33
Почему вы говорите, что нет конкретных цифр? Еще раз повторю, что это 10 дБ на десятикратную растяжку. Причем в данном случае цифры одни и те же для оптимальной фильтрации и нет. Просто то, что они совпадают, говорит о том, что при прямоугольной фильтрации SSB мы имеем практически оптимальную фильтрацию. И интонацию своего друга вы услышите, причем, если он сказал фразу один раз, вы услышите ее повторение 10 раз, и можете расслышать то, что не расслышали с одного или нескольких раз. Поэтому, эффект двойной - и увеличение энергетики, и повторение для тормозов. ( Я вот сам тугодум, так что для меня в самый раз). Это тут никакие не макросы. Можно, конечно, работать и макросами, если разослать реализации своего CQ UA3TW, например, и принимать на коррелятор каждый отдельный макрос. Это будет оптимальная фильтрация. Но, во первых, это ничего не даст, так как оптимальная фильтрация здесь не дает выигрыша, Во-вторых, здесь действительно другие виды связи, типа PSK и т.п. будут намного эффективней и удобней, так как вряд ли реализация речи обладает хорошими корреляционными свойствами, может быть много ложных тревог. Придуманы же специальные сигналы с хорошими корреляционными свойствами, типа ПСП, ЛЧМ и т.п. их не обойдешь. А этот метод живой речи привлекает своей простой реализуемостью, просто транспонирование вниз и транспонирование вверх. Пожалуй, даже самая большая практическая трудность - это еще необходимость растянутый сигнал уложить в звуковой тракт передатчика, а то если он окажется в полосе 30-300 Гц, то не пролезет. Трудность не принципиальная, но затрудняет реализацию метода.
Nick UA3TW
04.10.2009, 13:31
Anvar писал "При оптимальной фильтрации дело обстоит именно так. Но для этого передаточная функция приёмного тракта должна изменяться во времени так, чтобы её свёртка с выходным сигналом из приёмника (функция отклика) были инверсны (перевёрнуты во времени) исходному сигналу, но мы ведь о его форме ничего не знаем заранее, ведь это случайная речь!"
Да, оптимальный фильтр для каждого вида сигнала свой, например, для ЛЧМ (линейной частотной модуляции) - это дисперсионная линия задержки, однако, коррелятор является универсальным оптимальным фильтром для любого сигнала, все зависит от того, какую опорную маску записать в коррелятор. Поэтому он и удобен. Раньше коррелятор было реализовать трудновато, а сейчас с развитием быстродействующей комп. техники это проще всего. Популярно, это типа шпионского пароля, когда карточка разрывается пополам, одна половина отдается одному шпиону, вторая - второму. Когда они встречаются, то складывают карточки, разрыв полностью совпадает. Точно так же работает коррелятор. Это я просто небольшое отвлечение для популяризации непростых вопросов оптимальной фильтрации, так как цитата Автора темы, которую я привел выше, для неспециалистов звучит сложно.
Продолжаю тему и выкладываю звуковой файл, замедленный в 4 раза и сдвинутый вверх на 500 Гц.
Это музыкальный фрагмент с компакт-диска, не фильтрованный и не обработанный, пока ещё не успел с программами.
Но представление уже есть.
В дальнейшем смоделирую полный зашумлённый канал и проверим теорему Шеннона.
[quote="CADET"] Предложу альтернативный вариант помехоустойчивой связи. Передавать две боковые полосы причем при прохождении одна из полос сдвигает частоту ГПД на на ширину полосы в 3 kgc в верх или низ в зависимости от того какую пропускает ЭМФ. тогда сигналы вызовут эхо следуя один за другим и не будут образовывать встречную волну,а сигнал пройдет выше уровня помех
Никого нет на сайте или ни кто не хочеть осмыслит написанное? Так ведь не толко можно получить узкую полосу излучения ну и излучать меньше мошности. Может все ушли пробовать, это ведь проше простого
Полностью проверил медленную речь в канале с гауссовым шумом.
Обработку проводил в Матлабе и саунд-фордже. Звуковой спектр речи 100-3000 Гц замедлен в 6 раз, сдвинут вверх на 1000 Гц, смешан с шумом с/ш 5 дб, отфильтрован полосовым фильтром Кауэра 6 порядка 60 Дб, затем сдвинут вниз на 1000 Гц и ускорен в 6 раз.
Привожу также для сравнения исходный сигнал в канале с/ш 5 Дб, разобрать невозможно. После замедления и ускорения разбирается всё.
исходный сигнал с/ш 5 Дб, неразборчиво
Улучшение соотношения сигнал шум при уменьшении скорости манипуляции (модуляции) особено заметно при приёме слабых сигналов на ДВ. Одно только уменьшении скорости манипуляции, при неизменных параметрах приемника и передачика позволяет принять сигнал станции. На сайте RU6LA приводится вот такая табличка
соотношеня скорости манипуляции, полосы пропускания и соотношения сигнал шум
Cкорость (WPM)========B Hz========C / Ш dB
12================10 ==========0
8================6.6 7========+1.8
4================3.3 3========+4.8
1сек/точка===========1=== =======+10
3 сек/точка==========0.33= =======+14.8
10сек/точка==========0.1== =======+20
Соотношение сигнал шум при скорости манипуляции 12 взято за 0, простое уменьшение скорости манипуляции до длительности точки в 10 сек даёт улучшение соотношения сигнал шум +20 дб при полосе сигнала 0,1Гц. На практике на ДВ применяются ещё медленнее манипуляция до длительности длительность точки 120 сек и медленнее. Это можно посмотреть на любом граббере ДВ, например http://www.rn3agc.msk.ru/grabber1.shtml
Уменьшении скорости речи (модуляции) конечно даст эффект улучшения соотношения сигнал шум, но что б получить +5дб нужно говорить примерно в 3 раза медленне! Тогда пострадает семантическая сооставляющая разборчивости сигнала!
Уменьшении скорости речи (модуляции) конечно даст эффект улучшения соотношения сигнал шум, но что б получить +5дб нужно говорить примерно в 3 раза медленне
По поводу связи на ДВ Вы правы, этот вопрос тоже изучался. Говорить медленно не нужно, так как замедление речи производится программно или аппаратно (как снижение скорости в магнитофоне), в этом случае спектр сигнала тоже сужается. Конечно, связь в реальном времени затрудняется, однако можно передавать звуковые сообщения малыми мощностями и в тяжёлой помеховой обстановке.
Проверил передачу медленной речи на фоне радивещательной станции. В предлагаемом файле SP1 представлен кусок музыки (Сандра), на фоне которого проходит в полосе частот 1000-1300 Гц медленная речь, с замедлением в 10 раз ниже по уровню мощности на 10 Дб и практически её заметить невозможно.
В файле SP2 представлена восстановленная медленная речь, которую можно вполне разобрать.
Таким образом, медленной речью можно пользоваться совершенно не мешая другим станциям, занимающим более широкую полосу, а также можно связываться прямо на частотах радиовещательных станций, применяя в приёмнике кварцевый преселектор, чтобы свободно работать на фоне мощного сигнала.
Следующим исследованием будет проверка возможности применения фазовой модуляции медленной речи, и оценка помехоустойчивости на фоне различных помех и замираний.
Необходима проверка в живом эфире, предлагаю принять участие в испытаниях.
Powered by vBulletin® Version 4.1.12 Copyright © 2024 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot