软件定义无线电是一种取代金属加工（实际上对健康有益）的编程方法。 SDR 预示着美好的未来，其主要优点被认为是消除了无线电协议实施中的限制。 一个例子是 OFDM（正交频分复用）调制方法，该方法只能通过 SDR 方法实现。 但 SDR 还拥有另一个纯粹的工程机会——以最少的努力在任意点控制和可视化信号的能力。
有趣的通信标准之一是地面电视 DVB-T2。
为了什么？ 当然，你可以简单地打开电视而不起床，但是那里绝对没有什么可看的，这不再是我的观点，而是医学事实。
说实话，DVB-T2 的设计具有非常广泛的功能，包括：
- 室内应用
- 从 QPSK 调制到 256QAM
- 带宽从 1,7MHz 到 8MHz
我有使用SDR原理接收数字电视的经验。 DVB-T 标准属于著名的 GNURadio 项目。 DVB-T2 标准有一个 gr-dvbs2rx 块（全部用于相同的 GNURadio），但它需要初步的信号同步，并且它是鼓舞人心的（特别感谢 Ron Economos）。
我们有什么
ETSI EN 302 755 标准详细说明了传输，但没有详细说明接收。
该信号在空中播出，采样频率为 9,14285714285714285714 MHz，采用 COFDM 调制，具有 32768 个载波，频带为 8 MHZ。
建议以双倍采样频率（以免丢失任何东西）和中频更大带宽（超外差接收）接收此类信号，以消除直流（DC）偏移和本地振荡器的“泄漏” （LO）到接收器输入。 满足这些条件的设备对于单纯的好奇来说太昂贵了。
具有 10Msps 10bit 的 SdrPlay 或具有类似特性的 AirSpy 便宜得多。 这里不存在双倍采样频率的问题，并且只能通过直接转换（零中频）来完成接收。 因此（出于财务原因）我们转而支持“纯”SDR 的拥护者，并且硬件转换最少。
有必要解决两个问题：
- 同步。 找出准确的相位精确射频偏差和采样频率偏差。
- 向后重写 DVB-T2 标准。
第二个任务需要更多代码，但可以坚持不懈地解决，并且可以使用测试信号轻松验证。
测试信号可在 BBC 服务器 ftp://ftp.kw.bbc.co.uk/t2refs/ 上获取，并附有详细说明。
第一个问题的解决很大程度上取决于SDR设备的特性及其控制能力。 正如他们所说，使用推荐的频率控制功能并不成功，但阅读这些功能却提供了很多经验。 文档、编程、看电视剧、解决哲学问题……总之，放弃这个项目是不可能的。
对“纯粹的特别提款权”的信心只会越来越强烈。
我们按原样获取信号，将其插值为模拟信号，并取出一个离散信号，但与真实信号相似。
同步框图：
这里一切都是按照教科书的。 接下来有点复杂。 需要计算偏差。 有很多文献和研究文章比较了不同方法的优缺点。 经典著作 - 这是“Michael Speth、Stefan Fechtel、Gunnar Fock、Heinrich Meyr，基于 OFDM 的宽带传输的最佳接收器设计 - 第 I 部分和第 II 部分”。 但我还没有遇到一个能够并且想要计数的工程师，因此使用了工程方法。 使用相同的同步方法，将失谐引入到测试信号中。 通过将不同的指标与已知偏差进行比较（他自己介绍了它们），选择了性能最好且易于实施的指标。 通过比较保护间隔及其重复部分来计算接收频率偏差。 接收频率的相位和采样频率是根据导频信号的相位偏差来估计的，这也用于 OFDM 信号的简单线性均衡器中。
均衡器特点：
如果您知道 DVB-T2 帧何时开始，那么所有这些都会很好地发挥作用。 为此，在信号中发送前导码符号P1。 技术规范 ETSI TS 1 102 中描述了检测和解码 P831 符号的方法（还有许多对接收有用的建议）。
P1信号的自相关（帧开头的最高点）：
第一张图片（距活动图像仅剩六个月......）：
这就是我们了解什么是 IQ 不平衡、DC 偏移和 LO 泄漏的地方。 通常，对直接转换特有的这些失真的补偿是在 SDR 设备驱动程序中实现的。 因此，花了很长时间才明白：从友好的QAM64星座中剔除星星是补偿函数的工作。 我不得不关掉一切并写下我的自行车。
然后图片动了：
DVB-T64 标准中具有特定星座旋转的 QAM2 调制：
简而言之，这是将肉末再经过绞肉机的结果。 该标准规定了四种混合类型：
- 比特交织
- 信元交织（在编码块中混合信元）
- 时间交织（也在编码块组中）
- 频率交织（OFDM 符号中的频率混合）
结果，我们在输入处得到以下信号：
所有这些都是为了编码信号的抗噪性而进行的斗争。
总
现在我们不仅可以看到信号本身及其形状，还可以看到服务信息。
有两个多厅影院在播出。 每个都有两个物理通道 (PLP)。
在第一个多路复用中注意到一个奇怪的地方 - 第一个 PLP 被标记为“多个”，这是合乎逻辑的，因为多路复用中存在多个 PLP，而第二个 PLP 被标记为“单个”，这是一个问题。
更有趣的是第二个多路复用中的第二个奇怪之处 - 所有节目都在第一个 PLP 中，但在第二个 PLP 中存在低速的未知性质的信号。 至少 VLC 播放器无法识别它，它可以识别大约 XNUMX 种视频格式和相同数量的音频。
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创建该项目的目的是确定使用 SdrPlay（现在是 AirSpy）解码 DVB-T2 的可能性，因此这甚至不是 alpha 版本。
PS 当我艰难地写这篇文章时，我设法将 PlutoSDR 集成到项目中。
有人会立即说USB6输出处的IQ信号只有2.0Msps，但你至少需要9,2Msps，但这是一个单独的话题。
来源： habr.com