EdigE
← ЛЕНТА

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.

Soham Dhiren Desai, Figure 2 («Bistatic geometry» and simulated delay–Doppler map), in «gr-ntnisac: An Open GNU Radio Testbed for NTN-ISAC»

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».