Opóźnienia w SDR

[SP9FKP]

To, że nie ma odwrotu od technologii SDR w sprzęcie radiowym jest "oczywistą oczywistością". Oferując niemożliwe do uzyskania w analogowej realizacji właściwości wnosi też wady, o których trzeba wiedzieć. Jedną z nich jest opóźnienie sygnału powodowane koniecznością buforowania sygnału dla celów cyfrowej obróbki.
Aby się o tym przekonać wystarczy podłączyć tradycyjne radio i SDR-a do tej samej anteny i dostroić do tej samej stacji. Charakterystyczne "echo" wynikające z opóźnienia SDR-a pozwoli nam na szacunkową ocenę jakiego rzędu jest to opóźnienie. Aby dowiedzieć się bardziej precyzyjnie o jakie wartości chodzi warto zajrzeć na stronę LZ1AQ i N1KDO zawierających wyniki pomiarów prze nich dokonanych.
Warto obejrzeć, wnioski pozostawiam do ew. dyskusji.

[SQ1RES]

(27-01-2016 10:20)SP9FKP napisał(a):  To, że nie ma odwrotu od technologii SDR w sprzęcie radiowym jest "oczywistą oczywistością". Oferując niemożliwe do uzyskania w analogowej realizacji właściwości wnosi też wady, o których trzeba wiedzieć. Jedną z nich jest opóźnienie sygnału powodowane koniecznością buforowania sygnału dla celów cyfrowej obróbki.

Tak to prawda. Jednakże tę niedogodność nazwałbym "chorobą wieku dziecięcego" tej technologii. Wraz ze wzrostem mocy obliczeniowej jednostek cyfrowych, problem ten zmniejsza się. Za jakiś czas będzie pewnie tylko wspomnieniem.

[SQ5KVS]

Tak i nie. Moc obliczeniowa to jedno, ważniejsza jest chyba architektura a fizyka i matematyka najważniejsza. Do realizacji części filtrów cyfrowych trzeba zebrać pewną ilość próbek z przeszłości ale co gorsze, z przyszłości i stąd się bierze opóźnienie. Żeby było ciekawiej - co już ktoś zauważył - rzeczywiste filtry (tzn kwarcowe czy inne) - zwłaszcza te o wysokiej dobroci - też mają swój czas propagacji liczony nieraz w milisekundach

Pozdrawiam

[SP6VGX]

(27-01-2016 10:35)SQ1RES napisał(a):  Tak to prawda. Jednakże tę niedogodność nazwałbym "chorobą wieku dziecięcego" tej technologii.

Tak na prawde nie jest to "choroba wieku dzieciecego" bo DSP istnieje juz od lat, po prostu obecnie trafia pod strzechy bo jest to tansze i mozliwe do realizacji przez amatorow. Jeszcze do niedawna za narzedzia czy to dla DSP Analoga czy TI trzeba bylo wydac dosc spore pieniadze, lub meczyc sie z tym co jest dostepne darmowo.

Teraz nawet proste ARM za "grosze" (np. seria Cortex m4f) posiadaja wiele udogodnien np. instrukcjie robiace kilka mnozen i dodawan (idelane do splotu czyli filtrow FIR itd.) w jednym cyklu...

Ale tez nie jest az tak rozowo sa algorytmy wymagajace nadal dosc sporej mocy obliczeniowej i to co np. trudno zrealizowac na szybkim i7, a ARM nie da rady realizuje sie na wyspecjalizowanym ukladzie bez najmniejszych problemow (tutaj akurat odnosnik do ukladow Picochip - ktore uzywam w realizacjach GSM/UMTS/LTE). Problemem jest niestety dalej dostepnosc takich ukladow dla amatorow, cena jest w sumie akceptowalna - ale sa wymagania odnosnie NDA i innej papierologii aby miec mozliwosc zakupu i otrzymania dokumentacji.


Do tego to co wspomnial SQ5KVS wymagana jest wieksza liczba probek bo wiekszosc spraw jakie sie realizuje filtry itp. mozna uproscic do pojecia splotu (z matematyki).

Generalnie temat jest bardzo szeroki i trudny do omowienia w calosci bez pisania niemal ksiazki na forum. W sumie akurat w DSP troche siedze zawodowo z tym ze bardziej technologie GSM/UMTS itp. oraz radary doplerowskie pracujace na GHz (takie bardziej inteligentne mogace sledzic wiele pojazdow, wykrywac ich polozenie, rozmiar itd.)...

Jednak reasumujac jesli chodzi o nasze zastosowania czyli transceivery KF jest jeszcze spore pole do popisu na tym co jest dostepne... Oczywiscie tutaj tez trzeba to robic z rozsadkiem bo przykladowo moge wykonac modul DSP do transceivera ktory bedzie mogl byc jako referencja na liscie N1KDO (bazujac na technologii dostepnej w firmie), tylko co z tego jak nikt inny tego nie bedzie mial szans wykonac...

Natomiast dla osob ktore chca w miare bezbolesnie zapoznac sie z podstawami jest u nas dostepna fajna pozycja ksiazkowa "O sygnalach bez calek" Czeslaw Frac (wydana przez Radmor) - bardzo fajnie napisana tak by nie meczyc "nudna" matematyka jesli tego nie potrzeba

[SQ4CTK]

Przed chwilą zrobiłem pomiar wspomnianą metodą i mam lt od 40 do max 70msec zaleznie od bufora i sample rate. Dziwi mnie tabela N1KDO a dokładnie wyniki
RX 1- TS850
RX 2- SDR-1000HM _delta44 (Miałem lepsze wyniki na E-MU 1820)
Pomiar wykonany starym HP 5452A.

[3Z9N]

Witam fanów SDR...
Opóźnienia sygnału w układach DSP są głównie zależne od wielkości bufora obrabianych sampli. Do tego trzeba dodać opóźnienia sprzętowe kodeka (na wejściu i wyjściu). Dla przykładu opóźnienie sygnału przy buforze 512 sampli i częstotliwości próbkowania 48kHz wyniesie ok 10,5 ms. Przy tym trzeba użyć dwóch buforów - wejściowy i wyjściowy - i tutaj opóźnienie się podwaja co daje nam ok 21 ms (dotyczy to obróbki DSP na komputerze PC). W zależności od tego jakich sterowników audio używamy w komputerze PC opóźnienie wnoszone przez system operacyjny może być różne i może ono wynosić od kilku do kilkuset ms ! Jeśli używamy systemu Windows, to tutaj bywa różnie. Dobrze jak są dedykowane sterowniki ASIO. Pod Linuksem, jeśli karta dźwiękowa jest wspierana przez ALSA, to nie ma takich problemów, a opóźnienie sygnału wnoszone przez ALSA osiąga max ok 10 ms !
Z tego też powodu ja używam do SDR-a Linuksa ;-)
Problem z opóźnieniami sygnału jest szczególnie dotkliwy w oprogramowaniu, które stosuje do obróbki DSP technikę FFT, gdzie bufor musi być o wielkości min 1024 sampli, a z reguły wynosi on 2048 lub 4096 sampli !