C++ માં SDR DVB-T2 રીસીવર

સોફ્ટવેર ડિફાઈન્ડ રેડિયો એ મેટલ વર્ક (જે વાસ્તવમાં તમારા સ્વાસ્થ્ય માટે સારું છે) પ્રોગ્રામિંગના માથાનો દુખાવો સાથે બદલવાની પદ્ધતિ છે. એસડીઆર એક મહાન ભાવિની આગાહી કરે છે અને મુખ્ય ફાયદો એ રેડિયો પ્રોટોકોલના અમલીકરણમાં પ્રતિબંધોને દૂર કરવાનો માનવામાં આવે છે. ઉદાહરણ OFDM (ઓર્થોગોનલ ફ્રીક્વન્સી-ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ) મોડ્યુલેશન પદ્ધતિ છે, જે ફક્ત SDR પદ્ધતિ દ્વારા જ શક્ય બને છે. પરંતુ SDR પાસે એક વધુ, કેવળ એન્જિનિયરિંગ તક પણ છે - ઓછામાં ઓછા પ્રયત્નો સાથે કોઈપણ મનસ્વી બિંદુ પર સિગ્નલને નિયંત્રિત અને વિઝ્યુઅલાઈઝ કરવાની ક્ષમતા.

એક રસપ્રદ સંચાર ધોરણો પાર્થિવ ટેરેસ્ટ્રીયલ ટેલિવિઝન DVB-T2 છે.
શેના માટે? અલબત્ત, તમે ઉભા થયા વિના ફક્ત ટીવી ચાલુ કરી શકો છો, પરંતુ ત્યાં જોવા માટે બિલકુલ કંઈ નથી અને આ હવે મારો અભિપ્રાય નથી, પરંતુ તબીબી હકીકત છે.

ગંભીરતાપૂર્વક, DVB-T2 ખૂબ વિશાળ ક્ષમતાઓ સાથે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• ઇન્ડોર એપ્લિકેશન
• QPSK થી 256QAM સુધી મોડ્યુલેશન
• બેન્ડવિડ્થ 1,7MHz થી 8MHz સુધી

મને SDR સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને ડિજિટલ ટેલિવિઝન પ્રાપ્ત કરવાનો અનુભવ છે. DVB-T સ્ટાન્ડર્ડ જાણીતા GNURadio પ્રોજેક્ટમાં છે. DVB-T2 સ્ટાન્ડર્ડ માટે gr-dvbs2rx બ્લોક છે (બધા એક જ GNURadio માટે), પરંતુ તેને પ્રારંભિક સિગ્નલ સિંક્રોનાઇઝેશનની જરૂર છે અને તે પ્રેરણાદાયક છે (રોન ઇકોનોમોસનો વિશેષ આભાર).

અમારી પાસે શું છે.

ત્યાં એક ETSI EN 302 755 સ્ટાન્ડર્ડ છે જે ટ્રાન્સમિશનની વિગતો આપે છે, પરંતુ રિસેપ્શન નથી.

સિગ્નલ 9,14285714285714285714 MHz ની સેમ્પલિંગ આવર્તન સાથે પ્રસારણમાં છે, 32768 MHZ ના બેન્ડમાં 8 કેરિયર્સ સાથે COFDM દ્વારા મોડ્યુલેટ કરવામાં આવ્યું છે.

ડાયરેક્ટ કરંટ (DC) ઓફસેટ અને સ્થાનિક ઓસીલેટરના "લિકેજ" થી છુટકારો મેળવવા માટે, સેમ્પલિંગ આવર્તન બમણી (જેથી કંઈપણ ન ગુમાવે) અને મધ્યવર્તી આવર્તન પર વધુ બેન્ડવિડ્થ (સુપરહેટેરોડિન રિસેપ્શન) સાથે આવા સંકેતો પ્રાપ્ત કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. (LO) રીસીવર ઇનપુટ પર. ઉપકરણો કે જે આ શરતોને સંતોષે છે તે માત્ર જિજ્ઞાસા માટે ખૂબ ખર્ચાળ છે.

10Msps 10bit સાથે SdrPlay અથવા સમાન લાક્ષણિકતાઓ સાથે AirSpy ખૂબ સસ્તું છે. અહીં સેમ્પલિંગ ફ્રિક્વન્સી બમણી કરવાનો કોઈ પ્રશ્ન નથી અને રિસેપ્શન માત્ર ડાયરેક્ટ કન્વર્ઝન (ઝીરો આઈએફ) સાથે થઈ શકે છે. તેથી (નાણાકીય કારણોસર) અમે ઓછામાં ઓછા હાર્ડવેર રૂપાંતરણ સાથે "શુદ્ધ" SDR ના અનુયાયીઓ તરફ સ્વિચ કરી રહ્યા છીએ.

બે સમસ્યાઓ હલ કરવી જરૂરી હતી:

1. સિંક્રનાઇઝેશન. ચોક્કસ તબક્કા-સચોટ RF વિચલન અને નમૂના આવર્તન વિચલન શોધો.
2. DVB-T2 સ્ટાન્ડર્ડને પાછળની તરફ ફરીથી લખો.

બીજા કાર્ય માટે ઘણા વધુ કોડની જરૂર છે, પરંતુ તેને ખંતથી ઉકેલી શકાય છે અને પરીક્ષણ સંકેતોનો ઉપયોગ કરીને સરળતાથી ચકાસી શકાય છે.

વિગતવાર સૂચનાઓ સાથે BBC સર્વર ftp://ftp.kw.bbc.co.uk/t2refs/ પર પરીક્ષણ સંકેતો ઉપલબ્ધ છે.

પ્રથમ સમસ્યાનો ઉકેલ SDR ઉપકરણની લાક્ષણિકતાઓ અને તેની નિયંત્રણ ક્ષમતાઓ પર ખૂબ આધાર રાખે છે. ભલામણ કરેલ ફ્રીક્વન્સી કંટ્રોલ ફંક્શન્સનો ઉપયોગ, જેમ તેઓ કહે છે, સફળ ન હતા, પરંતુ તે વાંચીને ઘણો અનુભવ આપ્યો. દસ્તાવેજીકરણ, પ્રોગ્રામિંગ, ટીવી શ્રેણી જોવા, ફિલોસોફિકલ પ્રશ્નોનું નિરાકરણ... ટૂંકમાં, પ્રોજેક્ટને છોડી દેવાનું શક્ય ન હતું.

"શુદ્ધ SDR" માં વિશ્વાસ વધુ મજબૂત બન્યો છે.

અમે સિગ્નલને જેમ છે તેમ લઈએ છીએ, તેને લગભગ એનાલોગમાં પ્રક્ષેપિત કરીએ છીએ અને એક અલગ લઈએ છીએ, પરંતુ વાસ્તવિક જેવું જ.

સિંક્રનાઇઝેશન બ્લોક ડાયાગ્રામ:

અહીં બધું પાઠ્યપુસ્તક મુજબ છે. આગળ થોડી વધુ જટિલ છે. વિચલનોની ગણતરી કરવાની જરૂર છે. વિવિધ પદ્ધતિઓના ફાયદા અને ગેરફાયદાની તુલના કરતા ઘણાં સાહિત્ય અને સંશોધન લેખો છે. ક્લાસિકમાંથી - આ છે "માઇકલ સ્પેથ, સ્ટેફન ફેચટેલ, ગુન્નર ફોક, હેનરિક મેયર, OFDM-આધારિત બ્રોડબેન્ડ ટ્રાન્સમિશન માટે શ્રેષ્ઠ રીસીવર ડિઝાઇન - ભાગ I અને II." પરંતુ હું એક પણ એન્જિનિયરને મળ્યો નથી જે ગણતરી કરી શકે અને કરવા માંગે, તેથી એન્જિનિયરિંગ અભિગમનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો. સમાન સિંક્રનાઇઝેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, ડિટ્યુનિંગને ટેસ્ટ સિગ્નલમાં રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. જાણીતા વિચલનો સાથે વિવિધ મેટ્રિક્સની સરખામણી કરીને (તેમણે તેમનો પરિચય આપ્યો હતો), શ્રેષ્ઠની પસંદગી કામગીરી અને અમલીકરણની સરળતા માટે કરવામાં આવી હતી. રિસેપ્શન આવર્તન વિચલનની ગણતરી રક્ષક અંતરાલ અને તેના પુનરાવર્તિત ભાગની તુલના કરીને કરવામાં આવે છે. પ્રાપ્ત આવર્તનનો તબક્કો અને નમૂનાની આવર્તનનો અંદાજ પાઇલોટ સિગ્નલોના તબક્કાના વિચલન પરથી કરવામાં આવે છે અને આનો ઉપયોગ OFDM સિગ્નલના સરળ, રેખીય બરાબરીમાં પણ થાય છે.

સમાનતા લાક્ષણિકતા:

અને આ બધું સારી રીતે કામ કરે છે જો તમને ખબર હોય કે DVB-T2 ફ્રેમ ક્યારે શરૂ થાય છે. આ કરવા માટે, પ્રસ્તાવના પ્રતીક P1 સિગ્નલમાં પ્રસારિત થાય છે. P1 પ્રતીકને શોધવા અને ડીકોડ કરવાની પદ્ધતિ ટેકનિકલ સ્પષ્ટીકરણ ETSI TS 102 831 (રિસેપ્શન માટે ઘણી ઉપયોગી ભલામણો પણ છે) માં વર્ણવેલ છે.

P1 સિગ્નલનો સ્વતઃસંબંધ (ફ્રેમની શરૂઆતમાં ઉચ્ચતમ બિંદુ):

પ્રથમ ચિત્ર (મૂવિંગ ઈમેજ સુધી માત્ર છ મહિના બાકી છે...):

અને અહીંથી આપણે જાણીએ છીએ કે IQ અસંતુલન, DC ઑફસેટ અને LO લિકેજ શું છે. એક નિયમ તરીકે, સીધા રૂપાંતરણ માટે વિશિષ્ટ આ વિકૃતિઓ માટે વળતર SDR ઉપકરણ ડ્રાઇવરમાં લાગુ કરવામાં આવે છે. તેથી, તે સમજવામાં લાંબો સમય લાગ્યો: મૈત્રીપૂર્ણ QAM64 નક્ષત્રમાંથી તારાઓને પછાડવું એ વળતર કાર્યોનું કાર્ય છે. મારે બધું બંધ કરીને મારી બાઇક લખવી પડી.

અને પછી ચિત્ર ખસેડ્યું:

DVB-T64 ધોરણમાં ચોક્કસ નક્ષત્ર પરિભ્રમણ સાથે QAM2 મોડ્યુલેશન:

ટૂંકમાં, આ નાજુકાઈના માંસને માંસ ગ્રાઇન્ડરમાંથી પસાર કરવાનું પરિણામ છે. ધોરણ ચાર પ્રકારના મિશ્રણ માટે પ્રદાન કરે છે:

• બીટ ઇન્ટરલીવિંગ
• સેલ ઇન્ટરલિવિંગ (કોડિંગ બ્લોકમાં કોષોનું મિશ્રણ)
• સમય ઇન્ટરલીવિંગ (તે એન્કોડિંગ બ્લોક્સના જૂથમાં પણ છે)
• ફ્રીક્વન્સી ઇન્ટરલીવિંગ (ઓએફડીએમ પ્રતીકમાં આવર્તન મિશ્રણ)

પરિણામે, અમારી પાસે ઇનપુટ પર નીચેનો સંકેત છે:

આ બધું એન્કોડેડ સિગ્નલની અવાજ પ્રતિરક્ષા માટેનો સંઘર્ષ છે.

પરિણામ

હવે આપણે માત્ર સિગ્નલ અને તેનો આકાર જ નહીં, પણ સેવાની માહિતી પણ જોઈ શકીએ છીએ.
બે મલ્ટીપ્લેક્સ ઓન એર છે. દરેક પાસે બે ભૌતિક ચેનલો (PLP) છે.

પ્રથમ મલ્ટિપ્લેક્સમાં એક વિચિત્રતા જોવામાં આવી હતી - પ્રથમ PLP ને "મલ્ટીપલ" લેબલ કરવામાં આવ્યું છે, જે તાર્કિક છે, કારણ કે મલ્ટિપ્લેક્સમાં એક કરતા વધુ છે, અને બીજી PLP "સિંગલ" લેબલ થયેલ છે અને આ એક પ્રશ્ન છે.
તેનાથી પણ વધુ રસપ્રદ બીજા મલ્ટિપ્લેક્સમાં બીજી વિચિત્રતા છે - બધા પ્રોગ્રામ્સ પ્રથમ પીએલપીમાં છે, પરંતુ બીજા પીએલપીમાં ઓછી ઝડપે અજાણ્યા સ્વભાવનો સંકેત છે. ઓછામાં ઓછું વીએલસી પ્લેયર, જે લગભગ પચાસ વિડિયો ફોર્મેટ અને તેટલા જ ઑડિયોને સમજે છે, તેને ઓળખતું નથી.

પ્રોજેક્ટ પોતે અહીં મળી શકે છે.

SdrPlay (અને હવે AirSpy.) નો ઉપયોગ કરીને DVB-T2 ને ડીકોડ કરવાની ખૂબ જ શક્યતા નક્કી કરવાના ધ્યેય સાથે પ્રોજેક્ટ બનાવવામાં આવ્યો હતો, તેથી આ એક આલ્ફા સંસ્કરણ પણ નથી.

PS જ્યારે હું મુશ્કેલી સાથે લેખ લખી રહ્યો હતો, ત્યારે મેં PlutoSDR ને પ્રોજેક્ટમાં એકીકૃત કરવામાં વ્યવસ્થાપિત કર્યું.

કોઈ તરત જ કહેશે કે USB6 આઉટપુટ પર IQ સિગ્નલ માટે માત્ર 2.0Msps છે, પરંતુ તમારે ઓછામાં ઓછા 9,2Mspsની જરૂર છે, પરંતુ આ એક અલગ વિષય છે.

સોર્સ: www.habr.com