C++ मध्ये SDR DVB-T2 रिसीव्हर

सॉफ्टवेअर डिफाईंड रेडिओ ही मेटल वर्क (जी प्रत्यक्षात तुमच्या आरोग्यासाठी चांगली आहे) प्रोग्रामिंगच्या डोकेदुखीसह बदलण्याची एक पद्धत आहे. SDRs एक उत्तम भविष्य सांगते आणि मुख्य फायदा रेडिओ प्रोटोकॉलच्या अंमलबजावणीमध्ये निर्बंध काढून टाकणे मानले जाते. एक उदाहरण म्हणजे OFDM (ऑर्थोगोनल फ्रिक्वेन्सी-डिव्हिजन मल्टीप्लेक्सिंग) मॉड्युलेशन पद्धत, जी केवळ SDR पद्धतीमुळे शक्य झाली आहे. परंतु एसडीआरकडे आणखी एक, पूर्णपणे अभियांत्रिकी संधी आहे - कमीतकमी प्रयत्नांसह कोणत्याही अनियंत्रित बिंदूवर सिग्नल नियंत्रित करण्याची आणि दृश्यमान करण्याची क्षमता.

मनोरंजक संप्रेषण मानकांपैकी एक म्हणजे स्थलीय स्थलीय टेलिव्हिजन DVB-T2.
कशासाठी? नक्कीच, आपण उठल्याशिवाय टीव्ही चालू करू शकता, परंतु तेथे पाहण्यासारखे काहीच नाही आणि हे यापुढे माझे मत नाही, परंतु वैद्यकीय तथ्य आहे.

गंभीरपणे, DVB-T2 ची रचना अतिशय विस्तृत क्षमतांसह केली गेली आहे, यासह:

• घरातील अर्ज
• QPSK ते 256QAM पर्यंत मॉड्युलेशन
• बँडविड्थ 1,7MHz ते 8MHz

मला SDR तत्त्व वापरून डिजिटल टेलिव्हिजन प्राप्त करण्याचा अनुभव आहे. DVB-T मानक सुप्रसिद्ध GNURadio प्रकल्पात आहे. DVB-T2 मानकासाठी gr-dvbs2rx ब्लॉक आहे (सर्व समान GNURadio साठी), परंतु त्यासाठी प्राथमिक सिग्नल सिंक्रोनाइझेशन आवश्यक आहे आणि ते प्रेरणादायी आहे (Ron Economos चे विशेष आभार).

आमच्याकडे काय आहे.

एक ETSI EN 302 755 मानक आहे जे ट्रान्समिशनचे तपशील देते, परंतु रिसेप्शन नाही.

9,14285714285714285714 MHz च्या सॅम्पलिंग फ्रिक्वेन्सीसह सिग्नल ऑन एअर आहे, COFDM द्वारे 32768 वाहकांसह, 8 MHZ च्या बँडमध्ये मोड्युलेटेड आहे.

डायरेक्ट करंट (DC) ऑफसेट आणि स्थानिक ऑसिलेटरच्या “गळती”पासून मुक्त होण्यासाठी असे सिग्नल सॅम्पलिंग फ्रिक्वेंसीच्या दुप्पट (काहीही गमावू नये म्हणून) आणि इंटरमीडिएट फ्रिक्वेन्सीमध्ये अधिक बँडविड्थ (सुपरहेटेरोडायन रिसेप्शन) प्राप्त करण्याची शिफारस केली जाते. (LO) रिसीव्हर इनपुटवर. या अटी पूर्ण करणारी उपकरणे केवळ उत्सुकतेसाठी खूप महाग आहेत.

10Msps 10bit सह SdrPlay किंवा समान वैशिष्ट्यांसह AirSpy खूपच स्वस्त आहे. येथे सॅम्पलिंग वारंवारता दुप्पट करण्याचा प्रश्न नाही आणि रिसेप्शन केवळ थेट रूपांतरण (शून्य IF) सह केले जाऊ शकते. म्हणून (आर्थिक कारणांसाठी) आम्ही कमीतकमी हार्डवेअर रूपांतरणासह "शुद्ध" SDR चे अनुयायींच्या बाजूने स्विच करत आहोत.

दोन समस्या सोडवणे आवश्यक होते:

1. सिंक्रोनाइझेशन. अचूक फेज-अचूक RF विचलन आणि नमुना वारंवारता विचलन शोधा.
2. DVB-T2 मानक मागे पुन्हा लिहा.

दुस-या कार्यासाठी बरेच कोड आवश्यक आहे, परंतु चिकाटीने सोडवले जाऊ शकते आणि चाचणी सिग्नल वापरून सहजपणे सत्यापित केले जाऊ शकते.

BBC सर्व्हर ftp://ftp.kw.bbc.co.uk/t2refs/ वर तपशीलवार सूचनांसह चाचणी सिग्नल उपलब्ध आहेत.

पहिल्या समस्येचे निराकरण एसडीआर उपकरणाच्या वैशिष्ट्यांवर आणि त्याच्या नियंत्रण क्षमतेवर अवलंबून आहे. शिफारस केलेल्या फ्रिक्वेन्सी कंट्रोल फंक्शन्सचा वापर करणे, जसे ते म्हणतात, ते यशस्वी झाले नाही, परंतु ते वाचण्याचा भरपूर अनुभव दिला. डॉक्युमेंटेशन, प्रोग्रामिंग, टीव्ही मालिका पाहणे, तात्विक प्रश्न सोडवणे... थोडक्यात, प्रकल्प सोडणे शक्य नव्हते.

"शुद्ध एसडीआर" वरील विश्वास आणखी दृढ झाला आहे.

आम्ही सिग्नल जसे आहे तसे घेतो, ते जवळजवळ अॅनालॉगमध्ये इंटरपोलेट करतो आणि एक वेगळा काढतो, परंतु वास्तविक सारखा असतो.

सिंक्रोनाइझेशन ब्लॉक आकृती:

येथे सर्व काही पाठ्यपुस्तकानुसार आहे. पुढे थोडे अधिक क्लिष्ट आहे. विचलनांची गणना करणे आवश्यक आहे. विविध पद्धतींचे फायदे आणि तोटे यांची तुलना करणारे बरेच साहित्य आणि संशोधन लेख आहेत. क्लासिक्समधून - हे आहे “मायकेल स्पेथ, स्टीफन फेचटेल, गुन्नार फॉक, हेनरिक मेयर, OFDM-आधारित ब्रॉडबँड ट्रान्समिशनसाठी इष्टतम रिसीव्हर डिझाइन – भाग I आणि II.” परंतु मला एकही अभियंता भेटला नाही जो मोजू शकेल आणि करू इच्छित असेल, म्हणून अभियांत्रिकी दृष्टीकोन वापरला गेला. त्याच सिंक्रोनाइझेशन पद्धतीचा वापर करून, चाचणी सिग्नलमध्ये डिट्यूनिंग सादर केले गेले. ज्ञात विचलनांसह भिन्न मेट्रिक्सची तुलना करून (त्याने त्यांची स्वतःची ओळख करून दिली), कार्यप्रदर्शन आणि अंमलबजावणी सुलभतेसाठी सर्वोत्तम निवडले गेले. रिसेप्शन वारंवारता विचलन गार्ड मध्यांतर आणि त्याच्या पुनरावृत्ती भागाची तुलना करून मोजले जाते. प्राप्‍त फ्रिक्वेंसी आणि सॅम्पलिंग फ्रिक्वेंसीचा टप्पा पायलट सिग्नलच्या फेज विचलनावरून अंदाजित केला जातो आणि हे OFDM सिग्नलच्या साध्या, रेखीय इक्वेलायझरमध्ये देखील वापरले जाते.

तुल्यकारक वैशिष्ट्य:

आणि DVB-T2 फ्रेम केव्हा सुरू होते हे आपल्याला माहित असल्यास हे सर्व चांगले कार्य करते. हे करण्यासाठी, प्रस्तावना चिन्ह P1 सिग्नलमध्ये प्रसारित केले जाते. P1 चिन्ह शोधण्याची आणि डीकोड करण्याची पद्धत तांत्रिक तपशील ETSI TS 102 831 मध्ये वर्णन केली आहे (रिसेप्शनसाठी अनेक उपयुक्त शिफारसी देखील आहेत).

P1 सिग्नलचे ऑटोकॉरिलेशन (फ्रेमच्या सुरूवातीला सर्वोच्च बिंदू):

पहिले चित्र (फिरते चित्र येण्यासाठी फक्त सहा महिने बाकी...):

आणि इथेच आपण IQ असंतुलन, DC ऑफसेट आणि LO गळती म्हणजे काय हे शिकतो. नियमानुसार, थेट रूपांतरणासाठी विशिष्ट या विकृतींसाठी भरपाई SDR डिव्हाइस ड्रायव्हरमध्ये लागू केली जाते. म्हणून, हे समजण्यास बराच वेळ लागला: अनुकूल QAM64 तारकासमूहातील तारे काढून टाकणे हे नुकसान भरपाईचे कार्य आहे. मला सर्व काही बंद करून माझी बाईक लिहावी लागली.

आणि मग चित्र हलवले:

DVB-T64 मानकामध्ये विशिष्ट नक्षत्र रोटेशनसह QAM2 मॉड्यूलेशन:

थोडक्यात, हे मांस ग्राइंडर द्वारे minced मांस परत पास परिणाम आहे. मानक चार प्रकारचे मिश्रण प्रदान करते:

• थोडा इंटरलिव्हिंग
• सेल इंटरलीव्हिंग (कोडिंग ब्लॉकमध्ये सेल मिसळणे)
• वेळ इंटरलीव्हिंग (हे एन्कोडिंग ब्लॉक्सच्या गटात देखील आहे)
• वारंवारता इंटरलीव्हिंग (ओएफडीएम चिन्हात वारंवारता मिसळणे)

परिणामी, आमच्याकडे इनपुटवर खालील सिग्नल आहेत:

हे सर्व एन्कोड केलेल्या सिग्नलच्या आवाज प्रतिकारशक्तीसाठी संघर्ष आहे.

परिणाम

आता आपण केवळ सिग्नल आणि त्याचा आकारच पाहू शकत नाही तर सेवा माहिती देखील पाहू शकतो.
दोन मल्टिप्लेक्स ऑन एअर आहेत. प्रत्येकामध्ये दोन भौतिक चॅनेल (PLP) असतात.

पहिल्या मल्टिप्लेक्समध्ये एक विचित्रता लक्षात आली - पहिल्या पीएलपीला “मल्टिपल” असे लेबल दिले गेले आहे, जे तार्किक आहे, कारण मल्टीप्लेक्समध्ये एकापेक्षा जास्त आहेत आणि दुसऱ्या पीएलपीला “सिंगल” असे लेबल आहे आणि हा एक प्रश्न आहे.
दुसर्‍या मल्टिप्लेक्समधली दुसरी विचित्रता आणखीनच मनोरंजक आहे - सर्व कार्यक्रम पहिल्या पीएलपीमध्ये आहेत, परंतु दुसर्‍या पीएलपीमध्ये कमी वेगाने अज्ञात स्वरूपाचा सिग्नल आहे. किमान व्हीएलसी प्लेयर, ज्याला सुमारे पन्नास व्हिडिओ स्वरूप आणि तेवढेच ऑडिओ समजतात, ते ओळखत नाहीत.

प्रकल्प स्वतः येथे आढळू शकते.

SdrPlay (आणि आता AirSpy.) वापरून DVB-T2 डीकोड करण्याची शक्यता निश्चित करण्याच्या उद्देशाने प्रकल्प तयार केला गेला आहे, त्यामुळे ही अल्फा आवृत्ती देखील नाही.

PS मी कष्टाने लेख लिहीत असताना, मी प्लूटोएसडीआर प्रकल्पात समाकलित करण्यात व्यवस्थापित केले.

कोणीतरी लगेच म्हणेल की यूएसबी 6 आउटपुटवर आयक्यू सिग्नलसाठी फक्त 2.0Msps आहे, परंतु आपल्याला किमान 9,2Msps आवश्यक आहेत, परंतु हा एक वेगळा विषय आहे.

स्त्रोत: www.habr.com