我要构建的系统从两个接收器(从同一个发射器接收)获取模拟视频,然后使用等增益组合(如果存在简单电路以可变衰减每个信号,则使用最大增益组合)组合信号。
我的问题是,这种方法实际上是如何实现的?
我能找到的最好的方法是将每个模拟信号转换为数字信号,然后在组合之前调整增益。
- 信号的组合通常是在接收器之前还是之后进行?
- 转换为数字和缩放增益的方法会在实践中给信号引入过多的噪声吗?
- 这个应用(NTSC 复合视频)需要什么样的 ADC 和可变放大器?
感谢您的任何帮助,您可以提供。
我要构建的系统从两个接收器(从同一个发射器接收)获取模拟视频,然后使用等增益组合(如果存在简单电路以可变衰减每个信号,则使用最大增益组合)组合信号。
我的问题是,这种方法实际上是如何实现的?
我能找到的最好的方法是将每个模拟信号转换为数字信号,然后在组合之前调整增益。
感谢您的任何帮助,您可以提供。
(如果存在一个简单的电路以可变地衰减每个信号,则为最大增益组合)。
没有人在模拟电路中进行最大增益组合(至少据我所知)。这将需要一些东西来估计你的信道系数,计算它的倒数,并将其转换为模拟元件的复数增益 - 在可能已经将接收到的信号转换为数字信号之后,甚至估计信道系数。
您只需在数字信号处理中进行数学运算。一次乘法不会“伤害”太多。
等增益组合有时确实在模拟硬件中完成,但它通常被称为“模拟波束成形的相移”并且主要在模拟中完成,因为由于信号带宽或天线数量非常高,数字域中的实现过于昂贵,通常在雷达系统中。据我所知,您不在这些用例之一中。
我的问题是,这种方法实际上是如何实现的?
诚实的回答:很少......模拟视频传输的时代在 MIMO / 分集组合成为现实之前就结束了。
这是可以解释的,它还暗示了你在实现它时需要做什么!
对于任何有用的组合方法,您需要您的视频信号采用不同的路径到达不同的天线(否则:没有分集增益)。
现在,由于在模拟视频占主导地位的时候,大多数视频传输都是电视,即在外部环境中完成,所以有一个小问题:发射器通常是一个塔,可以通过大部分直线路径接收屋顶上的天线。
这并不真正适用于任何时间多样性:该通道通常不会随着时间而改变。
现在,如果有多个独立路径用于连接到同一系统的多个天线,这通常意味着有一些大反射器(通常:接收器后面的山),并且这些路径重叠。
这通常会在每个天线中引入多路径:假设您的模拟电视信号为 6 MHz 宽:在,这基本上意味着当不同重要路径之间的延迟进入 50 m 区域时,您将遇到一个明显的问题。对于更大的延迟,它成为一个非常重要的问题,它得到了一个名字:重影。
你可以看到回声!
现在,您的组合系统有效地依赖于多路径的存在,因为 NTSC 运行的频率和距离超过了天线变大以在室内/手持设备中拥有多个独立天线的距离。但是如果发生多路径,这就是它的样子……在从分集组合中获得任何东西之前,在现实世界的系统中,您首先要解决多路径问题,因为这是一个严重的问题。
有效地解决这个问题需要一个均衡器。因此,您构建了一个均衡器,它要求您的接收器了解有关传输信号的一些信息,然后使用该知识来估计一个滤波器看起来会“反转”多路径。
证明可以做到这一点是 1990 年代初期的事情。意识到在模拟传输上这样做比在那个时候转移到数字信号更麻烦。因此,据我所知,没有一个单一的具有多样性组合的模拟视频系统进入市场。
- 信号的组合通常是在接收器之前还是之后进行?
但是现在您知道您需要做什么:首先消除回声,即为每个天线配备一个均衡器。如果通道不仅仅是一个复杂的系数,那么您的组合技术(或者至少,不是以它们的普通形式)根本不起作用 - 并且多路径通道是一个复杂的脉冲响应,因此您需要首先解决这个问题。为模拟信号构建均衡器后,您可以将它们组合起来。
请注意,均衡模拟信号确实很痛苦,尤其是形状不佳的信号。而 NTSC 真的不是一个很好的候选者,你可以依靠很少的东西来给你一个信道估计。这意味着您的模拟传输需要稍微扩展以包含某种通道探测序列 - 这实质上意味着您正在将数字世界中的某些内容(已知的前导码)添加到您的模拟信号中。
让我们假设你这样做。(提示:具有这种技术的电视确实存在……你可能没有。早期,这可能是一个“高级”功能,当它变得负担得起时,模拟电视正在淘汰。)
- 转换为数字和缩放增益的方法会在实践中给信号引入过多的噪声吗?
您确实意识到任何现代收发器,无论是您的数字电视、智能手机、wifi 接入点还是蓝牙温度计,是吗?无论如何,与模拟电视接收中的噪声相比,8 位 ADC 引入的噪声低得可笑。
这不是1980年代...
- 这个应用(NTSC 复合视频)需要什么样的 ADC 和可变放大器?
现在,这是一个非常难的问题。答案是:计算出信号的带宽,并构建一个完整的接收器前端(起初这是一件相当复杂的事情),可以将带宽数字化(奈奎斯特告诉你需要多少采样率;如果这是新闻对你来说,你必须先阅读数字信号处理)。但这只是一个下限:您选择什么 ADC 取决于您想在模拟滤波器上花费多少精力、系统的数字接口是什么样的、您对 FPGA 的技能(您不能只是将 ADC 插入计算机)....
在努力方面,甚至可能在经济上,您只需购买 SDR 设备即可。在这些带宽区域中,hackRFs、bladeRFs 甚至 LimeSDRs 之类的东西变得相当实惠;我个人更喜欢(但也:隶属于)USRP 的 Ettus 产品线。您需要两个同步采样的通道。
现在,在这之后,您需要发明一种可行的方法,为您的 NTSC 信号添加一些通道探测序列(标准 NTSC 不会这样做!),然后您需要在数字信号处理中设计一个均衡器,然后您可以抛出你在事情上的结合。
呃。到那时,真的,转向数字视频会为您节省很多精力:首先,数字地面电视系统通常通过多载波(特别是:OFDM)方法解决多路径问题。这直接为您提供了可以组合的东西。
现在,看看 NTSC 提供的图像质量:你会得到大约 525 行的交错视频......在应用了一个非常好的平滑过滤器以使事情看起来不那么难看之后,如下所示:
老实说,对于相同的视频质量,如果您将数字视频编码用于问题,您将不得不使用少得多的带宽,您将获得一个数字接收器,如果您正在均衡,这将更容易处理, 20 年来,这种技术还没有像门钉一样死去;我会放弃 NTSC 要求,并使用 GNU Radio 附带的 DVB 块(我也隶属于它)将频谱更窄的东西连接在一起。
这为您提供了数字发射机,其输出可以插入发射 SDR(见上文),也可以在模拟中使用(我强烈建议在处理 RF 之前使用它,因为这会带来一个全新的问题,例如非通道实现的再现性)。
然后您可以使用 GNU Radio 来模拟您的不同频道,然后组合生成的信号,让您心满意足。GNU Radio 的 DVB 工具箱为数字视频广播标准(以及对这些标准的任意修改)带来了发送端和接收端,并且您可以在实验中省略例如频道编码和解码。