Два USRP вскрыли, как короткий фильтр съедает 30 дБ подавления
Спутниковый downlink приходит в приёмник вместе со своей гораздо более громкой копией: прямой путь забивает корреляционный отклик именно там, где нужно искать слабое отражение от объекта. Кажется естественным винить в остатке шум, фазовый шум или динамический диапазон SDR. В стенде gr-ntnisac нашёлся более неприятный виновник: эхо оказалось недостаточно точно нарисовано внутри цифрового канала.
Авторы подали 5-МГц 5G NR waveform на два USRP B200, соединённые кабелем через splitter и фиксированное ослабление. Каждый радиоблок работал от отдельного GPS-дисциплинированного генератора; несущая была 2.478 ГГц. Эмулированный LEO-канал добавлял доплер, задержки, многолучёвость и движущиеся отражатели. Это conducted hardware-in-the-loop стенд: спутник и цели существуют в модели, а радиотракт и его синхронизация — физические.
Аппаратный тракт подавил максимум прямого пути на 34.75 ± 4.46 дБ. Согласованная симуляция, куда внесли ту же форму сигнала, сцену, восьмиотводный фильтр задержки, измеренный clock offset и шум, дала 37.6 ± 3.1 дБ. Такой разрыв не указывает на доминирующую проблему внутри USRP в данной конфигурации. Ограничение уже присутствовало в описании канала.
Восемь отсчётов против непрерывного эха
Восемь отсчётов против непрерывного эха
Дробная задержка редко попадает точно на отсчёт АЦП. Её приходится интерполировать фильтром, и восьмиотводная версия в этой работе сама ограничила cancellation глубиной 40.0 дБ. В контролируемой симуляции переход к 24 отводам поднял single-point CLEAN до 71.0 дБ. Отдельный тест с вращающейся лопастью и excess path 0.4 м оставил 41.5 дБ: медленно меняющаяся геометрия превращает прямой путь в движущуюся структуру, которую один статический шаблон вычесть не может.
Здесь проявляется неприятная физика корреляционного приёмника. Сильный сигнал не обязан остаться одним пиком на delay–Doppler карте. Малые ошибки амплитуды, фазы и субдискретной задержки размазывают его в фон, похожий на полезные отражения. Запас по SNR не исправляет неверную форму шаблона.
72.7 дБ как рентгеновский снимок тракта
72.7 дБ как рентгеновский снимок тракта
Цель видна, но кадр рисует призраков
Response-aware обработка с коррекцией common phase error, CLEAN и покомпонентной подстройкой по поднесущим достигла 72.7 ± 9.3 дБ. Это диагностический потолок, полученный подгонкой компонента и оценкой остатка в одном и том же dwell; обработчик также убирает slow-time модуляцию на задержке прямого пути. Результат показывает, сколько подавления скрыто в модели отклика, но ещё не доказывает работу такого canceller в полевых условиях.
В 30-секундном захвате приёмник сопоставил заранее заданный движущийся путь −25 дБ в 230 из 299 dwell, то есть в 76.9% окон. Пути −30, −35 и −40 дБ не прошли порог. Одновременно появились 4.8 ложного срабатывания на dwell; 1163 из 1442 легли на гармоники 50 Гц. Авторы связывают этот гребень с остатком прямого пути и повторяющейся структурой 20-мс NR-кадра.
Второй этап обработки пока исполняется на replay: около 480 мс на 100-мс dwell, с запуском максимум раз на пять окон в live-режиме. Зато стенд, GNU Radio OOT-модуль, flowgraph, генераторы сценариев и проверочные скрипты открыты. Для разработчика это редкий случай, где провал cancellation можно разложить по задержке, фазе, фильтру и структуре кадра, вместо того чтобы списать его на «плохое SDR-железо».