軟體定義無線電是一種取代金屬加工（實際上對健康有益）的程式設計方法。 SDR 預示著美好的未來，其主要優點被認為是消除了無線電協議實施中的限制。 一個例子是 OFDM（正交頻分複用）調變方法，該方法只能透過 SDR 方法實現。 但 SDR 還擁有另一個純粹的工程機會——以最少的努力在任意點控制和可視化訊號的能力。
有趣的通訊標準之一是地面電視 DVB-T2。
為了什麼？ 當然，你可以簡單地打開電視而不起床，但是那裡絕對沒有什麼可看的，這不再是我的觀點，而是醫學事實。
說實話，DVB-T2 的設計具有非常廣泛的功能，包括：
- 室內應用
- 從 QPSK 調變到 256QAM
- 頻寬從 1,7MHz 到 8MHz
我有使用SDR原理接收數位電視的經驗。 DVB-T 標準屬於著名的 GNURadio 計畫。 DVB-T2 標準有一個 gr-dvbs2rx 區塊（全部用於相同的 GNURadio），但它需要初步的訊號同步，並且它是鼓舞人心的（特別感謝 Ron Economos）。
我們有什麼。
ETSI EN 302 755 標準詳細說明了傳輸，但沒有詳細說明接收。
該訊號在空中播出，取樣頻率為 9,14285714285714285714 MHz，採用 COFDM 調製，具有 32768 個載波，頻帶為 8 MHZ。
建議以雙倍取樣頻率（以免丟失任何東西）和中頻更大頻寬（超外差接收）接收此類訊號，以消除直流（DC）偏移和本地振盪器的「洩漏」 （LO）到接收器輸入。 滿足這些條件的設備對於單純的好奇來說太昂貴了。
具有 10Msps 10bit 的 SdrPlay 或具有類似特性的 AirSpy 便宜得多。 這裡不存在雙倍取樣頻率的問題，並且只能透過直接轉換（零中頻）來完成接收。 因此（出於財務原因）我們轉而支援「純」SDR 的擁護者，且硬體轉換最少。
有必要解決兩個問題：
- 同步。 找出準確的相位精確射頻偏差和取樣頻率偏差。
- 向後重寫 DVB-T2 標準。
第二個任務需要更多程式碼，但可以堅持不懈地解決，並且可以使用測試訊號輕鬆驗證。
測試訊號可在 BBC 伺服器 ftp://ftp.kw.bbc.co.uk/t2refs/ 上取得，並附有詳細說明。
第一個問題的解決很大程度上取決於SDR設備的特性及其控制能力。 正如他們所說，使用建議的頻率控制功能並不成功，但閱讀這些功能卻提供了許多經驗。 文件、程式設計、看電視節目、解決哲學問題……總之，放棄這個計畫是不可能的。
對「純粹的特別提款權」的信心只會越來越強烈。
我們按原樣獲取訊號，將其插值為模擬訊號，並取出一個離散訊號，但與真實訊號相似。
同步框圖：
這裡一切都是按照教科書的。 接下來有點複雜。 需要計算偏差。 有很多文獻和研究文章比較了不同方法的優缺點。 經典著作 - 這是「Michael Speth、Stefan Fechtel、Gunnar Fock、Heinrich Meyr，基於 OFDM 的寬頻傳輸的最佳接收器設計 - 第 I 部分和第 II 部分」。 但我還沒有遇到一個能夠並且想要計數的工程師，因此使用了工程方法。 使用相同的同步方法，將失諧引入測試訊號中。 透過將不同的指標與已知偏差進行比較（他自己介紹了它們），選擇了表現最好且易於實施的指標。 透過比較保護間隔及其重複部分來計算接收頻率偏差。 接收頻率的相位和取樣頻率是根據導頻訊號的相位偏差來估計的，這也用於 OFDM 訊號的簡單線性均衡器中。
均衡器特點：
如果您知道 DVB-T2 幀何時開始，那麼所有這些都會很好地發揮作用。 為此，在訊號中發送前導碼符號P1。 技術規格 ETSI TS 1 102 中描述了偵測和解碼 P831 符號的方法（還有許多對接收有用的建議）。
P1訊號的自相關（幀開頭的最高點）：
第一張圖片（距活動影像僅剩六個月...）：
這就是我們了解什麼是 IQ 不平衡、DC 偏移和 LO 洩漏的地方。 通常，對直接轉換特有的這些失真的補償是在 SDR 裝置驅動程式中實現的。 因此，花了很長時間才明白：從友好的QAM64星座中剔除星星是補償函數的工作。 我不得不關掉一切並寫下我的自行車。
然後圖片動了：
DVB-T64 標準中具有特定星座旋轉的 QAM2 調製：
簡而言之，這是將肉末再經過絞肉機的結果。 該標準規定了四種混合類型：
- 比特交織
- 信元交織（在編碼區塊中混合信元）
- 時間交織（也在編碼區塊組中）
- 頻率交織（OFDM 符號中的頻率混合）
結果，我們在輸入處得到以下訊號：
所有這些都是為了編碼訊號的抗噪性而進行的鬥爭。
總
現在我們不僅可以看到訊號本身及其形狀，還可以看到服務資訊。
有兩個多廳影院在播出。 每個都有兩個實體通道 (PLP)。
在第一個多路復用中註意到一個奇怪的地方- 第一個PLP 被標記為“多個”，這是合乎邏輯的，因為多路復用中存在多個PLP，而第二個PLP被標記為“單一”，這是一個問題。
更有趣的是第二個多路復用中的第二個奇怪之處 - 所有節目都在第一個 PLP 中，但在第二個 PLP 中存在低速的未知性質的信號。 至少 VLC 播放器無法識別它，它可以識別大約 XNUMX 種視訊格式和相同數量的音訊。
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創建該專案的目的是確定使用 SdrPlay（現在是 AirSpy）解碼 DVB-T2 的可能性，因此這甚至不是 alpha 版本。
PS 當我艱難地寫這篇文章時，我設法將 PlutoSDR 整合到專案中。
有人會立即說USB6輸出處的IQ訊號只有2.0Msps，但你至少需要9,2Msps，但這是一個單獨的主題。
來源： www.habr.com