Tarkvaraga määratud raadio (SDR) on meetod, millega asendatakse metalltöötlus (mis on tegelikult tervisele kasulik) programmimise peavaluga. SDR-i ennustatakse suur tulevik ja selle peamine eelis on raadiosüsteemide rakenduste piirangute eemaldamine. Näiteks on OFDM (ortogonaalne sagedusjaotus) modulatsiooni meetod, mis sai võimalikuks ainult SDR-i meetodi kaudu. Kuid SDR-il on veel üks puhtalt inseneritehniline võimalus — võimalus kontrollida ja visualiseerida signaali mis tahes suvalises punktis minimaalse vaevaga.
Üks huvitavaid sidestandardeid on maismaamuude DVB-T2.
Milleks? Loomulikult on võimalik lihtsalt voodist tõusmata teler sisse lülitada, kuid seal pole absoluutselt midagi vaadata ja see ei ole enam minu arvamus, vaid meditsiiniline fakt.
Tõsiselt rääkides on DVB-T2 loodud väga laia valikuga võimalustega, sealhulgas:
- sise kasutamine
- modulatsioon QPSK-st 256QAM-ini
- ribalaius 1,7 MHz kuni 8 MHz
SDR põhimõttel digitaalse televisiooni vastuvõtmise kogemus on olemas. DVB-T standard on tuntud projekti GNURadio raames. DVB-T2 standardi jaoks on olemas gr-dvbs2rx blokk (kõik GNURadio jaoks), kuid see nõuab signaali eelnevat sünkroniseerimist ja see inspireerib (eriline tänu Ron Economosile).
Mida me omame.
On olemas standard ETSI EN 302 755, mis kirjeldab edastamist, kuid mitte vastuvõttu.
Signaal eetris, mille proovivõtufrreekvents on 9,14285714285714285714 MHz, COFDM modulaatoriga, 32768 kandealusel, ribalaiuses 8 MHz.
Soovitatav on selliseid signaale vastu võtta kahekordse proovivõtufrreekventsiga (et mitte midagi kaotada) ja vahepealsel sagedusel, mis on suurem kui ribalaius (superheterodünaami vastuvõtt), et vabaneda alalisest voolust (DC) ja kohaliku generaatori (LO) "lekke" tõttu vastuvõtja sisenemisest. Seadmed, mis vastavad nendele tingimustele, on liiga kallid lihtsalt uudishimu rahuldamiseks.
SdrPlay 10Msps 10bit või AirSpy sarnaste omadustega on oluliselt odavam. Siin ei ole küsimus kahekordse proovivõtufrreekventsi kasutamises ja vastuvõttu on võimalik teostada ainult otse muundamisega (Zero IF). Seetõttu (finantsiliste kaalutluste tõttu) liigume "puhta" SDR-i pooldajate poole, kus on minimaalne riistvaraline muundamine.
Oli vaja lahendada kaks ülesannet:
- Sünkroniseerimine. Teada saada raadiomärgiste täpne sageduse nihke täpsus faasi ja proovivõtufrreekvendi nihke osas.
- Kirjuta DVB-T2 standard tagurpidi.
Teine ülesanne nõuab palju rohkem koodi, kuid seda on võimalik lahendada järjekindlusega ja see on kergesti kontrollitav testsignaalide abil.
Testsignaalid on saadaval BBC serveris ftp://ftp.kw.bbc.co.uk/t2refs/ koos üksikasjalike juhistega.
Esimese ülesande lahendus sõltub tugevalt SDR seadme omadustest ja juhtimisvõimalustest. Soovitatud sageduse juhtimisfunktsioonide kasutamine, nagu öeldud, ei andnud tulemusi, kuid aitas omandada palju kogemusi tehnilise dokumentatsiooni lugemisest, programmeerimisest, seriaali vaatamisest ning filosoofiliste küsimuste lahendamisest... teisisõnu, projekti katkestamine ei osutunud võimalikuks.
Usaldus „puhas SDR“ tugevnes vaid.
Võtame signaali sellisena, nagu see on, interpoleerime selle praktiliselt analooge ja saame juba diskreetse, kuid tõelisele sarnase.
Sünkroonimise blokkskeem:
Siin on kõik vastavalt õpikule. Edasi on veidi keerulisem. Peab arvutama kõrvalekalded. On palju kirjandust ja teaduslikke artikleid, mis võrdlevad erinevate meetodite eeliseid ja puudusi. Klassikast – «Michael Speth, Stefan Fechtel, Gunnar Fock, Heinrich Meyr, Optimum Receiver Design for OFDM-Based Broadband Transmission – Part I and II». Ainult et ma ei ole kohanud ühtki inseneri, kes oskaks ja sooviks arvutada, seetõttu rakendati inseneri lähenemist. Sama sünkroonimismeetodiga toodi testsignaali häired. Erinevate mõõdikute võrdlemise teel tuntud kõrvalekalletega (mida ma ise lisasin) valiti parimad jõudluse ja lihtsuse jaoks. Vastuvõtusageduse kõrvalekalle arvutatakse kaitseintervalli ja selle korduva osa võrdlemise teel. Vastuvõtusageduse faas ja proovide võtmise sagedus hinnatakse pilootsignaalide faaside kõrvalekalde alusel, mis kasutatakse ka lihtsas, lineaarses OFDM signaali ekvalaiseris.
Ekvalaiseri omadused:
Ja kõik see töötab hästi, kui teate, millal DVB-T2 kaader algab. Selleks edastatakse signaalis P1 eelneva sümbol. P1 sümboli tuvastamise ja dekodeerimise meetod on kirjeldatud tehnilises spetsifikatsioonis ETSI TS 102 831 (seal on ka palju kasulikke soovitusi vastuvõtuks).
P1 signaali autokorrelatsioon (kõrgeim punkt kaadri alguses):
Esimene pilt (kuni liikuvate piltide valmimiseni on jäänud vaid kuus kuud…):
Ja ja siin me saame aru, mis on IQ tasakaal, DC nihke ja LO lekke mõisted. Üldiselt on nende DSP-spetsiifiliste moonutuste kompensatsioon realiseeritud SDR seadme draiveris. Seetõttu kulus palju aega mõistmiseks: tähti QAM64-st välja tõrjuda — see on kompensatsioonifunktsioonide töö. Tuli kõik välja lülitada ja kirjutada oma lahendus.
Ja nüüd hakkas pilt liikuma:
QAM64 modulaator spetsiifilise tähistuse pööramisega DVB-T2 standardis:
Lühidalt öeldes, see on nagu hakkliha uuesti läbi hakklihamasina laskmine. Standard näeb ette neli segamismeetodit:
- bit interleaving (bitite segamine veergude keeramisega)
- cell interleaving (moodulite segamine kodeerimissektsioonis)
- time interleaving (gruppide kodeerimissektsioonis)
- frequency interleaving (sageduste segamine OFDM sümbolis)
Kokkuvõttes saame sellise signaali:
Kõik see on võitlus kodeeritud signaali häirekindluse nimel.
Kokkuvõte
Nüüd näeme mitte ainult signaali ja selle kuju, vaid ka teenindusteavet.
Eetris on kaks multiplexerit. Igas on kaks füüsilist kanalit (PLP).
Esimeses multiplexeris on märgatud üks kummalisus — esimene PLP on märgistatud kui "multiple", mis on loogiline, kuna ta ei ole multiplexeris üksi, aga teine PLP on märgistatud kui "single" ja see on küsimus.
Teine kummalisus teises multiplexeris on huvitavam — kõik programmid on esimeses PLP-s, aga teises PLP-s vaiksel kiirusel on signaal tundmatu päritoluga. Vähemalt VLC mängija, mis mõistab umbes viite kümmet videoformaat ja sama palju helivormaat, ei suuda seda tuvastada.
.
Projekt loodi eesmärgiga määrata, kas on võimalik dekodeerida DVB-T2 SdrPlay abil (ja nüüd ka AirSpy abil), seega on see isegi mitte alfa versioon.
P.S. Seni, kui artiklit vaevu kirjutati, õnnestus projekti juurde lisada PlutoSDR.
Keegi ütleb kohe, et seal on ainult 6Msps IQ signaali USB2.0 väljundiks, kuid vajatakse vähemalt 9,2Msps, kuid see on juba eraldi teema.
Allikas: habr.com
