Блок 8 — modulation and synchronization workflow

Блок 8 — modulation and synchronization workflow

Этот блок превращает TX/RX тракт из блока 7 в цифровой канал передачи данных: модуляция, рассогласование частоты/фазы/времени, оценка ошибок, коррекция и проверка BER/EVM.

Главная инженерная цепочка

flowchart LR
    BITS[Bits / frame] --> MOD[Modulator: BPSK/QPSK]
    MOD --> SHAPE[Pulse shaping]
    SHAPE --> CH[Channel: noise, CFO, phase, timing]
    CH --> CFO[CFO estimation/correction]
    CFO --> TIMING[Timing recovery]
    TIMING --> PHASE[Phase recovery]
    PHASE --> DEC[Decision device]
    DEC --> METRICS[EVM, BER, sync error]
    METRICS --> REPORT[Sync report]

Что добавляется после Block 7

Block 7	Block 8
сигнал известен и синхронизация почти идеальна	появляются реальные ошибки синхронизации
DDC ставит сигнал около DC	нужно оценить остаточную частотную ошибку
constellation строится после простой коррекции	constellation анализируется как диагностический инструмент
BER считается в простой модели	BER связывается с синхронизацией и решающим устройством

Основные ошибки синхронизации

Ошибка	Как выглядит	Последствие
Carrier frequency offset	созвездие вращается	BER резко растёт
Phase offset	созвездие повернуто	неверные решения символов
Timing offset	точки размываются	ISI и рост EVM
Sample-rate offset	фаза/время медленно уплывают	нужна tracking loop
IQ imbalance	созвездие растянуто/наклонено	image и EVM penalty

Минимальный порядок отладки

1. Проверить спектр и центрирование канала.
2. Оценить CFO.
3. Компенсировать CFO.
4. Оценить остаточную фазу.
5. Компенсировать phase offset.
6. Выбрать символьные отсчёты.
7. Построить constellation до/после.
8. Посчитать EVM и BER.

Метрики блока

Метрика	Смысл
CFO estimate	оценка частотного рассогласования
residual CFO	ошибка после компенсации
EVM	качество созвездия после коррекции
BER	итоговое качество решений
phase error	остаточный поворот созвездия
decision margin	запас до границ решений

Развитие по типам сигналов

После общей цепочки коррекции CFO/фазы/тайминга выберите один из трёх исполняемых маршрутов:

1. Искажения QPSK и BER → восстановление несущей QPSK.
2. OFDM mini-link → PAPR, clipping и спектральное расширение.
3. CSS chirp-сигнал → CSS dechirp/FFT-детектор → пакетная синхронизация и PER.

Что должно получиться

После блока студент должен уметь:

• объяснить, почему constellation вращается;
• оценить CFO по преамбуле или методу степени M;
• компенсировать CFO;
• разделять frequency offset и phase offset;
• интерпретировать EVM/BER после синхронизации;
• подготовить отчёт с графиками до/после коррекции.