神秘信号——FSK、BPSK?

信息处理 频谱 解调 fsk
2022-01-28 12:28:04

我有一个需要解码的神秘音频信号,它来自已停产的产品。检查目标代码会显示一个名为的模块decodeFSK,因此表明它是 FSK 的一种形式。我已经在 MATLAB ad-nauseum 中对其进行了调整,但认为我一定遗漏了一些东西。

我能找到的唯一文档说:

“[二进制数据是 PCM 编码的 PPG 传感器波形。68 位二进制数据以 25Hz 的 12 毫秒突发脉冲发送。] 当前使用的调制方案是曼彻斯特编码器/解码器。调制信号是频率范围为 4kHz 至 8kHz 的方波信号。”

不确定 4-8kHz 部分是否正确,因为我在那里看不到太多?

检查信号频谱会显示 12.4kHz、6.2kHz 和 200Hz 处的频率峰值。

这是 12.4kHz 载波峰值的特写。这可能是 BPSK 而不是 FSK?

这是波形和我迄今为止对其解码的尝试: 波形样本 | matlab 文件

非常感谢任何帮助!

2个回答

在 GNURadio 中播放后,此波形看起来像 2 级 ASK 脉冲串(OOK 脉冲串加上一些残余载波)。

载波似乎是 12.4 kHz。

在 44.1 ksps 采样率下,似乎有大约 7.6 个样本/符号或大约 173.5 微秒的符号周期(假设符号不是曼彻斯特编码的)。

请参见下图中的顶部图,显示了两个滤波、整流和脉冲滤波的突发。

在此处输入图像描述

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我所说的带有残余载波的 2-ASK 的意思是,在传输过程中,原始信号可能类似于:

(0.1+0.5q(t))cos(2π12400t)

在哪里q(t)是单极消息位脉冲序列。在接收器中使用方脉冲匹配滤波器,将获得 ISI,您可以在突发的短(疑似)前导码中看到它。

顺便说一句,我没有检查相位以查看脉冲串是否是具有非标准旋转的 QPSK 的实部(这将导致 4-QAM,星座点仅在实轴上),但这似乎不太可能零件数量少的生物识别耳机设备。

您提供的信号已经经过低通滤波,拐角约为 15-16kHz,表明某些东西将把它抽取到 32 ksps 信号。

我在 GNURadio 中所做的是以下流程图:

在此处输入图像描述

我使用带有 201 抽头 Hilbert FIR 滤波器的“Hilbert”模块来分析真实信号。从频谱的负频率侧来看,201 抽头显然是大材小用。

然后我使用了 Blackman-Harris 加窗高通滤波器,具有实际抽头,拐角为 4 KHz,过渡宽度为 1 kHz,客观阻带衰减为 20 dB。这是为了摆脱DC附近的烂摊子。DC 的一些混乱与信号有关,但其中一些似乎无关。

然后我拿了带有“Complex to Mag”块的信封。

然后我使用了一个矩形脉冲匹配滤波器,其抽头为[1,1,1,1,1,1,1,1]/8. 这引入了接收端 ISI,但降低了噪声。

我不知道你是如何捕捉到这个信号的,但如果你可以在模拟端做一些事情来提高信号电平或 SNR,并保留可能在 18.6 kHz 的分量,那会更好,因为你正在使用采样率为 44.1 ksps。

我得到的信息与你完全相同。您是否有可能获得更多符号?您捕获的时间样本中可能并非所有频率都存在。将信号与自身关联起来,我看到了很多相似之处。每个突发在 44100 处持续大约 900 个样本,大约为 20 毫秒。

时间与频率

xcorr