ເຄື່ອງຮັບ SDR DVB-T2 ໃນ C++

ວິ​ທະ​ຍຸ​ທີ່​ກໍາ​ນົດ​ຊອບ​ແວ​ແມ່ນ​ວິ​ທີ​ການ​ຂອງ​ການ​ທົດ​ແທນ​ການ​ເຮັດ​ວຽກ​ຂອງ​ໂລ​ຫະ (ຊຶ່ງ​ເປັນ​ການ​ທີ່​ແທ້​ຈິງ​ທີ່​ດີ​ສໍາ​ລັບ​ສຸ​ຂະ​ພາບ​ຂອງ​ທ່ານ​) ມີ​ການ​ເຈັບ​ຫົວ​ຂອງ​ການ​ດໍາ​ເນີນ​ໂຄງ​ການ​. SDRs ຄາດຄະເນອະນາຄົດອັນໃຫຍ່ຫຼວງແລະປະໂຫຍດຕົ້ນຕໍແມ່ນຖືວ່າເປັນການກໍາຈັດຂໍ້ຈໍາກັດໃນການປະຕິບັດພິທີການວິທະຍຸ. ຕົວຢ່າງຫນຶ່ງແມ່ນວິທີການ modulation OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing), ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເປັນໄປໄດ້ໂດຍວິທີ SDR ເທົ່ານັ້ນ. ແຕ່ SDR ຍັງມີໂອກາດທາງວິສະວະກໍາຢ່າງດຽວອີກອັນຫນຶ່ງ - ຄວາມສາມາດໃນການຄວບຄຸມແລະເບິ່ງເຫັນສັນຍານຢູ່ໃນຈຸດທີ່ຕົນເອງມັກດ້ວຍຄວາມພະຍາຍາມຫນ້ອຍທີ່ສຸດ.

ຫນຶ່ງໃນມາດຕະຖານການສື່ສານທີ່ຫນ້າສົນໃຈແມ່ນໂທລະທັດເທິງແຜ່ນດິນໂລກ DVB-T2.
ເພື່ອ​ຫຍັງ? ແນ່ນອນ, ທ່ານພຽງແຕ່ສາມາດເປີດໂທລະທັດໄດ້ໂດຍບໍ່ຕ້ອງລຸກຂຶ້ນ, ແຕ່ບໍ່ມີຫຍັງທີ່ຈະເບິ່ງຢູ່ທີ່ນັ້ນແລະນີ້ບໍ່ແມ່ນຄວາມຄິດເຫັນຂອງຂ້ອຍ, ແຕ່ຄວາມຈິງທາງການແພດ.

ຢ່າງຈິງຈັງ, DVB-T2 ຖືກອອກແບບດ້ວຍຄວາມສາມາດທີ່ກວ້າງຂວາງ, ລວມທັງ:

• ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພາຍໃນ
• modulation ຈາກ QPSK ກັບ 256QAM
• ແບນວິດຈາກ 1,7MHz ຫາ 8MHz

ຂ້ອຍມີປະສົບການໃນການຮັບໂທລະທັດດິຈິຕອນໂດຍໃຊ້ຫຼັກການ SDR. ມາດຕະຖານ DVB-T ແມ່ນຢູ່ໃນໂຄງການ GNURadio ທີ່ມີຊື່ສຽງ. ມີບລັອກ gr-dvbs2rx ສໍາລັບມາດຕະຖານ DVB-T2 (ທັງຫມົດສໍາລັບ GNURadio ດຽວກັນ), ແຕ່ມັນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີ synchronization ສັນຍານເບື້ອງຕົ້ນແລະມັນເປັນແຮງບັນດານໃຈ (ຂໍຂອບໃຈເປັນພິເສດກັບ Ron Economos).

ສິ່ງທີ່ພວກເຮົາມີ.

ມີມາດຕະຖານ ETSI EN 302 755 ທີ່ລາຍລະອຽດການຖ່າຍທອດ, ແຕ່ບໍ່ແມ່ນການຮັບ.

ສັນຍານຢູ່ໃນອາກາດດ້ວຍຄວາມຖີ່ຂອງການເກັບຕົວຢ່າງຂອງ 9,14285714285714285714 MHz, modulated ໂດຍ COFDM ກັບ 32768 carriers, ໃນແຖບຂອງ 8 MHZ.

ມັນແນະນໍາໃຫ້ໄດ້ຮັບສັນຍານດັ່ງກ່າວດ້ວຍຄວາມຖີ່ຂອງການເກັບຕົວຢ່າງສອງເທົ່າ (ເພື່ອບໍ່ໃຫ້ສູນເສຍສິ່ງໃດ) ແລະຄວາມຖີ່ລະດັບປານກາງ bandwidth ຫຼາຍ (ການຮັບ superheterodyne), ເພື່ອກໍາຈັດກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ (DC) ຊົດເຊີຍແລະ "ຮົ່ວ" ຂອງ oscillator ທ້ອງຖິ່ນ. (LO) ຕໍ່ກັບການປ້ອນຂໍ້ມູນຂອງຕົວຮັບ. ອຸປະກອນທີ່ຕອບສະຫນອງເງື່ອນໄຂເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນລາຄາແພງເກີນໄປສໍາລັບຄວາມຢາກຮູ້ຢາກເຫັນ.

SdrPlay ກັບ 10Msps 10bit ຫຼື AirSpy ທີ່ມີລັກສະນະຄ້າຍຄືກັນແມ່ນລາຄາຖືກກວ່າຫຼາຍ. ບໍ່ມີຄໍາຖາມກ່ຽວກັບຄວາມຖີ່ຂອງການເກັບຕົວຢ່າງສອງເທົ່າຢູ່ທີ່ນີ້ແລະການຮັບພຽງແຕ່ສາມາດເຮັດໄດ້ດ້ວຍການປ່ຽນໂດຍກົງ (ສູນ IF). ດັ່ງນັ້ນ (ສໍາລັບເຫດຜົນທາງດ້ານການເງິນ) ພວກເຮົາກໍາລັງປ່ຽນໄປຂ້າງຄຽງຂອງ "ບໍລິສຸດ" SDR ດ້ວຍການແປງຮາດແວຢ່າງຫນ້ອຍ.

ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາສອງຢ່າງ:

1. ການຊິ້ງຂໍ້ມູນ. ຄົ້ນຫາໄລຍະທີ່ຖືກຕ້ອງຂອງ RF deviation ແລະຕົວຢ່າງ deviation ຄວາມຖີ່.
2. ຂຽນຄືນມາດຕະຖານ DVB-T2 ກັບຄືນ.

ວຽກງານທີສອງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີລະຫັດຫຼາຍ, ແຕ່ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ດ້ວຍຄວາມອົດທົນແລະສາມາດກວດສອບໄດ້ງ່າຍໂດຍໃຊ້ສັນຍານການທົດສອບ.

ສັນຍານການທົດສອບແມ່ນມີຢູ່ໃນເຊີບເວີ BBC ftp://ftp.kw.bbc.co.uk/t2refs/ ພ້ອມກັບຄໍາແນະນໍາຢ່າງລະອຽດ.

ການແກ້ໄຂບັນຫາທໍາອິດແມ່ນຂຶ້ນກັບຄຸນລັກສະນະຂອງອຸປະກອນ SDR ແລະຄວາມສາມາດໃນການຄວບຄຸມຂອງມັນ. ການນໍາໃຊ້ຫນ້າທີ່ຄວບຄຸມຄວາມຖີ່ທີ່ແນະນໍາ, ຍ້ອນວ່າພວກເຂົາເວົ້າວ່າ, ບໍ່ປະສົບຜົນສໍາເລັດ, ແຕ່ໃຫ້ປະສົບການຫຼາຍໃນການອ່ານເຫຼົ່ານັ້ນ. ເອກະສານ, ການຂຽນໂປລແກລມ, ເບິ່ງຊຸດໂທລະທັດ, ການແກ້ໄຂຄໍາຖາມ philosophical ..., ໃນສັ້ນ, ມັນເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະປະຖິ້ມໂຄງການ.

ຄວາມເຊື່ອໃນ "SDR ບໍລິສຸດ" ພຽງແຕ່ເຕີບໃຫຍ່ເຂັ້ມແຂງ.

ພວກເຮົາເອົາສັນຍານທີ່ມັນເປັນ, interpolate ມັນເກືອບເປັນ analogue ແລະເອົາອອກເປັນ discrete ຫນຶ່ງ, ແຕ່ຄ້າຍຄືກັນກັບອັນແທ້ຈິງ.

Synchronization Block Diagram:

ທຸກສິ່ງທຸກຢ່າງຢູ່ທີ່ນີ້ແມ່ນອີງຕາມປື້ມຮຽນ. ຕໍ່ໄປແມ່ນສັບສົນຫຼາຍ. Deviations ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄິດໄລ່. ມີຫຼາຍວັນນະຄະດີແລະບົດຄວາມຄົ້ນຄ້ວາປຽບທຽບຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງວິທີການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ຈາກຄລາສສິກ - ນີ້ແມ່ນ "Michael Speth, Stefan Fechtel, Gunnar Fock, Heinrich Meyr, ການອອກແບບຕົວຮັບທີ່ດີທີ່ສຸດສໍາລັບການສົ່ງສັນຍານ Broadband OFDM - ພາກທີ I ແລະ II." ແຕ່ຂ້ອຍບໍ່ໄດ້ພົບກັບວິສະວະກອນດຽວທີ່ສາມາດແລະຕ້ອງການນັບ, ດັ່ງນັ້ນວິທີການວິສະວະກໍາຖືກນໍາໃຊ້. ການນໍາໃຊ້ວິທີການ synchronization ດຽວກັນ, detuning ໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີເຂົ້າໄປໃນສັນຍານການທົດສອບ. ໂດຍການປຽບທຽບ metrics ທີ່ແຕກຕ່າງກັນກັບ deviations ຮູ້ຈັກ (ລາວໄດ້ແນະນໍາຕົວເອງ), ທີ່ດີທີ່ສຸດໄດ້ຖືກຄັດເລືອກສໍາລັບການປະຕິບັດແລະຄວາມສະດວກໃນການປະຕິບັດ. ຄວາມບິດເບືອນຄວາມຖີ່ຂອງການຮັບແມ່ນຄິດໄລ່ໂດຍການປຽບທຽບໄລຍະຫ່າງຂອງກອງ ແລະສ່ວນທີ່ເຮັດຊ້ຳຂອງມັນ. ໄລຍະຂອງຄວາມຖີ່ຂອງການໄດ້ຮັບແລະຄວາມຖີ່ຂອງການເກັບຕົວຢ່າງແມ່ນຄາດຄະເນຈາກໄລຍະ deviation ຂອງສັນຍານການທົດລອງແລະນີ້ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ໃນງ່າຍດາຍ, linear equalizer ຂອງສັນຍານ OFDM.

ລັກ​ສະ​ນະ Equalizer​:

ແລະທັງຫມົດນີ້ເຮັດວຽກໄດ້ດີຖ້າທ່ານຮູ້ວ່າເວລາທີ່ກອບ DVB-T2 ເລີ່ມຕົ້ນ. ເພື່ອເຮັດສິ່ງນີ້, ສັນຍາລັກ preamble P1 ຖືກສົ່ງໃນສັນຍານ. ວິທີການກວດສອບແລະຖອດລະຫັດສັນຍາລັກ P1 ໄດ້ຖືກອະທິບາຍໄວ້ໃນ Specification ດ້ານວິຊາການ ETSI TS 102 831 (ຍັງມີຄໍາແນະນໍາທີ່ເປັນປະໂຫຍດຫຼາຍສໍາລັບການຮັບ).

Autocorrelation ຂອງສັນຍານ P1 (ຈຸດສູງສຸດໃນຕອນຕົ້ນຂອງກອບ):

ຮູບ​ທຳ​ອິດ (ຍັງ​ເຫຼືອ​ພຽງ​ແຕ່​ຫົກ​ເດືອນ​ຈົນ​ຮອດ​ຮູບ​ເຄື່ອນ​ທີ່...):

ແລະນີ້ແມ່ນບ່ອນທີ່ພວກເຮົາຮຽນຮູ້ວ່າຄວາມບໍ່ສົມດຸນຂອງ IQ, DC offset ແລະການຮົ່ວໄຫຼຂອງ LO ແມ່ນຫຍັງ. ຕາມກົດລະບຽບ, ການຊົດເຊີຍສໍາລັບການບິດເບືອນເຫຼົ່ານີ້ສະເພາະກັບການປ່ຽນໂດຍກົງແມ່ນປະຕິບັດຢູ່ໃນໄດເວີອຸປະກອນ SDR. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນໃຊ້ເວລາດົນທີ່ຈະເຂົ້າໃຈ: ການຖິ້ມດາວອອກຈາກກຸ່ມດາວ QAM64 ທີ່ເປັນມິດແມ່ນການເຮັດວຽກຂອງຫນ້າທີ່ຊົດເຊີຍ. ຂ້ອຍຕ້ອງປິດທຸກຢ່າງແລະຂຽນລົດຖີບຂອງຂ້ອຍ.

ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຮູບໄດ້ຍ້າຍ:

ໂມດູນ QAM64 ດ້ວຍການຫມຸນກຸ່ມດາວສະເພາະໃນມາດຕະຖານ DVB-T2:

ໃນສັ້ນ, ນີ້ແມ່ນຜົນມາຈາກການຖ່າຍທອດຊີ້ນ minced ກັບຄືນໄປບ່ອນໂດຍຜ່ານເຄື່ອງ grinder ຊີ້ນ. ມາດ​ຕະ​ຖານ​ສະ​ຫນອງ​ສໍາ​ລັບ​ສີ່​ປະ​ເພດ​ຂອງ​ການ​ປະ​ສົມ​:

• ບິດ interleaving
• cell interleaving (ການ​ປະ​ສົມ​ຈຸ​ລັງ​ຢູ່​ໃນ​ຕັນ​ລະ​ຫັດ​)
• time interleaving (ມັນ​ຍັງ​ຢູ່​ໃນ​ກຸ່ມ​ຂອງ​ຕັນ​ການ​ເຂົ້າ​ລະ​ຫັດ​)
• interleaving ຄວາມຖີ່ (ການປະສົມຄວາມຖີ່ໃນສັນຍາລັກ OFDM)

ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາມີສັນຍານຕໍ່ໄປນີ້ຢູ່ທີ່ວັດສະດຸປ້ອນ:

ທັງຫມົດນີ້ແມ່ນການຕໍ່ສູ້ເພື່ອພູມຕ້ານທານສິ່ງລົບກວນຂອງສັນຍານເຂົ້າລະຫັດ.

ຜົນໄດ້ຮັບ

ໃນປັດຈຸບັນພວກເຮົາສາມາດເຫັນບໍ່ພຽງແຕ່ສັນຍານຕົວມັນເອງແລະຮູບຮ່າງຂອງມັນ, ແຕ່ຍັງຂໍ້ມູນການບໍລິການ.
ມີສອງ multiplexes ຢູ່ໃນອາກາດ. ແຕ່ລະຄົນມີສອງຊ່ອງທາງທາງດ້ານຮ່າງກາຍ (PLP).

ຄວາມແປກປະຫລາດຫນຶ່ງໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນໃນ multiplex ທໍາອິດ - PLP ທໍາອິດຖືກຕິດສະຫລາກວ່າ "ຫຼາຍ", ເຊິ່ງມີເຫດຜົນ, ຍ້ອນວ່າມີຫຼາຍກວ່າຫນຶ່ງໃນຕົວຄູນ, ແລະ PLP ທີສອງຖືກຕິດສະຫຼາກ "ດຽວ" ແລະນີ້ແມ່ນຄໍາຖາມ.
ຫນ້າສົນໃຈຫຼາຍແມ່ນຄວາມແປກປະຫລາດທີ່ສອງໃນ multiplex ທີສອງ - ໂຄງການທັງຫມົດແມ່ນຢູ່ໃນ PLP ທໍາອິດ, ແຕ່ໃນ PLP ທີສອງມີສັນຍານຂອງລັກສະນະທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກຢູ່ໃນຄວາມໄວຕ່ໍາ. ຢ່າງ​ຫນ້ອຍ​ຜູ້ນ VLC​, ທີ່​ເຂົ້າ​ໃຈ​ກ່ຽວ​ກັບ​ຫ້າ​ສິບ​ຮູບ​ແບບ​ວິ​ດີ​ໂອ​ແລະ​ຈໍາ​ນວນ​ດຽວ​ກັນ​ຂອງ​ສຽງ​, ບໍ່​ໄດ້​ຮັບ​ຮູ້​ມັນ​.

ໂຄງການຕົວມັນເອງສາມາດພົບໄດ້ທີ່ນີ້.

ໂຄງ​ການ​ດັ່ງ​ກ່າວ​ໄດ້​ຖືກ​ສ້າງ​ຕັ້ງ​ຂຶ້ນ​ໂດຍ​ມີ​ເປົ້າ​ຫມາຍ​ຂອງ​ການ​ກໍາ​ນົດ​ຄວາມ​ເປັນ​ໄປ​ໄດ້​ຫຼາຍ​ຂອງ​ການ​ຖອດ​ລະ​ຫັດ DVB-T2 ການ​ນໍາ​ໃຊ້ SdrPlay (ແລະ​ໃນ​ປັດ​ຈຸ​ບັນ AirSpy​.), ສະ​ນັ້ນ​ນີ້​ບໍ່​ແມ່ນ​ເຖິງ​ແມ່ນ​ວ່າ​ເປັນ​ສະ​ບັບ alpha​.

PS ໃນຂະນະທີ່ຂ້ອຍກໍາລັງຂຽນບົດຄວາມທີ່ມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ, ຂ້າພະເຈົ້າໄດ້ຈັດການປະສົມປະສານ PlutoSDR ເຂົ້າໃນໂຄງການ.

ບາງຄົນຈະເວົ້າທັນທີວ່າມີພຽງແຕ່ 6Msps ສໍາລັບສັນຍານ IQ ຢູ່ທີ່ຜົນຜະລິດ USB2.0, ແຕ່ທ່ານຕ້ອງການຢ່າງຫນ້ອຍ 9,2Msps, ແຕ່ນີ້ແມ່ນຫົວຂໍ້ແຍກຕ່າງຫາກ.

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: www.habr.com