Jump to content

    
pochemuch

Какие подходы к разработке цифровых приемо-передатчиков?

Recommended Posts

Доброго времени.

 

Если стоит задача реализовать цифровой, двунаправленный,широкодиапазонный (пусть будет 0,4-6Ггц) приемопередатчик (модем) с емкостью канала ~5Мб/с (динамически меняющаяся с 0,001-10Мб/с).

Какие на текущий момент способы реализации существуют?

Предположим передаваться будут: компресованное видео,телеметрийные данные,(возможно) данные управления ч.л.

 

Я вижу:

1)SDR (высокоинтегрированный процессор) + МК/ПЛИС/Одноплатные компьютеры с linux для работы с полученными/отправляемыми данными.

2)слышал хитрую реализацию (но по сути это (1)) ВЧ-блок и всеми его параметрами управляет МК или ПЛИС

3)какие еще способы возможны / или как сейчас такие вещи проектируются / из чего состоят

 

Я любитель,есть неуемный вопрос на который не могу найти ответ.

 

С уважением.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Антенн и трактов потребуется несколько на разные диапазоны т.к. одним 0,4-6Ггц хорошо не перекрыть

Если совсем нет опыта в аналоговом ВЧ - строят на ad9364.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ребят, я правильно понимаю:

1)По сути все современное цифровое радио  (примитивно) состоит из блоков:

*(прием) Антенна > входной фильтр > МШУ > АЦП > ЦОС > пакеты (полезная обработка сигнала)

*(передача) Антенна < УМ < выходной фильтр < ЦАП < ЦОС < пакеты ...

2)Что в основном является решающим/самым важным для максимальной чувствительности,избирательности приемного тракта.

3)Слышал про возможности переноса/конвертации частот,т.е.возможность микросхемы-трансиверас фиксированной частотой работать в других диапазонах -на сколько это реально?

4)Без осцилографа стоимостью в квартиру,пытаться строить такие девайсы с гегагерцовыми частотами смыла нет?

5)Насколько сложно писать мат. обработку для ЦОС?

6)На одном недорогом ПЛИС (нужна обработка с минимальной задержкой,до 0,1с) возможно реализовать: АЦП/ЦАП,ЦОC,компрессию/декомпрессию JPEG/h.264/h.265,подсистемы работы с HDMI/LAN/eDP и прочие второстепенные/аркестровые механизмы?

7)Существуют ли готовые блоки подсистем из (6),что бы их объединив в редакторе для ПЛИС,начать использовать.

8)Какие сложности возникают при создании широкополосных приемопередатчиков и как они решаются (про антенну я понимаю...)?

 

Прошу прощения за наивные представления/желания,я сильно далек от инженерной деятельности.

С уважением.

 

 

Edited by pochemuch

Share this post


Link to post
Share on other sites

Посмотрите например как были реализованы трансиверы в бытовых квадракоптерах dji лет так 3-5 назад, пока они не создали кастомный чип. там был так-же AD9361 (из-за чего потом их можно было взять их буквально за несколько долларов в китае б.у.) а далее плис и хорошее охлаждение. По софту здесь работы видится гораздо больше чем по железу. Если пройтись по опенсорсу есть реализации передачи HD видео на частотах и с помощью wi-fi, а для телеметрии\управления например есть опять же заточенное под rc модели реализации на LoRa модулях от semtech, ExpressLRS.

Spoiler

board2_rear.jpg

Edited by tony_copper

Share this post


Link to post
Share on other sites

Все возможные проекты/реализации (платные и бесплатные) для любительских БПЛА мне известны,в т.ч. и WiFi Broadcast с его клонами/форками и всевозможное железо для него вместе с моими не скромными рекордами.

Техническая душа не дает покоя,жаждит ковыряний в глубине)

 

Если кому не сложно,очень прошу дать развернутый ответ по пунктам выше,так мне проще латать пробелы в знаниях и корректировать вектор развития.

 

С уважением.

Edited by pochemuch

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, pochemuch said:

Ребят, я правильно понимаю:

6)На одном недорогом ПЛИС (нужна обработка с минимальной задержкой,до 0,1с) возможно реализовать: АЦП/ЦАП,ЦОC,компрессию/декомпрессию JPEG/h.264/h.265,подсистемы работы с HDMI/LAN/eDP и прочие второстепенные/аркестровые механизмы?

Если кому не сложно,очень прошу дать развернутый ответ по пунктам выше,так мне проще латать пробелы в знаниях и корректировать вектор развития.

 

Для минимальной задержки потребуется отказаться от межкадрового сжатия, т.е. или MJPEG/MJPEG2000 или h.264/h.265 только с I-кадрами.

Для сжатия кадра потребуется ОЗУ, лучше если оно будет внутри недорогой ПЛИС.

Share this post


Link to post
Share on other sites
43 минуты назад, tony_copper сказал:

Посмотрите например как были реализованы трансиверы в бытовых квадракоптерах dji лет так 3-5 назад, пока они не создали кастомный чип. там был так-же AD9361 (из-за чего потом их можно было взять их буквально за несколько долларов в китае б.у.) а далее плис и хорошее охлаждение. По софту здесь работы видится гораздо больше чем по железу. Если пройтись по опенсорсу есть реализации передачи HD видео на частотах и с помощью wi-fi, а для телеметрии\управления например есть опять же заточенное под rc модели реализации на LoRa модулях от semtech, ExpressLRS.

  Показать содержимое

board2_rear.jpg

 

Т.е. сейчас они объединили в один чип трансивер с математикой (алгоритмы передачи видео)?

Lora - хороша для дальней передачи односторонних команд (не емких),но плохо пригодня для модемных задач.

WiFi Broadcast - по своему прекрасен,но избыточно нагроможден и только 2,4Ггц и 5,8Ггц,только если конвертер (речь про разрешенные диапазоны),но можно ли "опустить" сигнал,пусть даже и с широной полосы 5Мгц - кто подскажет?

7 минут назад, _4afc_ сказал:

Для минимальной задержки потребуется отказаться от межкадрового сжатия, т.е. или MJPEG/MJPEG2000 или h.264/h.265 только с I-кадрами.

Для сжатия кадра потребуется ОЗУ, лучше если оно будет внутри недорогой ПЛИС.

Для ПЛИС-разработок,существую готовые блоки-кода для реализации всевозможных подсистем,что бы их с ноля не писать,так будет проще разобратся?

Edited by pochemuch

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, pochemuch said:

По сути все современное цифровое радио  (примитивно) состоит из блоков:

Вот конкретный пример: http://mwel.ru/products/relation/sistema-svyazi-universalnaya-trx8d1/ 

Может проще и дешевле купить, то, что уже производится?

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 минут назад, soldat_shveyk сказал:

Вот конкретный пример: http://mwel.ru/products/relation/sistema-svyazi-universalnaya-trx8d1/ 

Может проще и дешевле купить, то, что уже производится?

Вы правы,крутая штука! Но интересно разобраться как оно устроено)

2 часа назад, pochemuch сказал:

Ребят, я правильно понимаю:

1)По сути все современное цифровое радио  (примитивно) состоит из блоков:

*(прием) Антенна > входной фильтр > МШУ > АЦП > ЦОС > пакеты (полезная обработка сигнала)

*(передача) Антенна < УМ < выходной фильтр < ЦАП < ЦОС < пакеты ...

2)Что в основном является решающим/самым важным для максимальной чувствительности,избирательности приемного тракта.

3)Слышал про возможности переноса/конвертации частот,т.е.возможность микросхемы-трансиверас фиксированной частотой работать в других диапазонах -на сколько это реально?

4)Без осцилографа стоимостью в квартиру,пытаться строить такие девайсы с гегагерцовыми частотами смыла нет?

5)Насколько сложно писать мат. обработку для ЦОС?

6)На одном недорогом ПЛИС (нужна обработка с минимальной задержкой,до 0,1с) возможно реализовать: АЦП/ЦАП,ЦОC,компрессию/декомпрессию JPEG/h.264/h.265,подсистемы работы с HDMI/LAN/eDP и прочие второстепенные/аркестровые механизмы?

7)Существуют ли готовые блоки подсистем из (6),что бы их объединив в редакторе для ПЛИС,начать использовать.

8)Какие сложности возникают при создании широкополосных приемопередатчиков и как они решаются (про антенну я понимаю...)?

 

Прошу прощения за наивные представления/желания,я сильно далек от инженерной деятельности.

С уважением.

 

 

Если не сложно,помогите разобраться в пунктах выше.

 

Edited by pochemuch

Share this post


Link to post
Share on other sites
17 minutes ago, pochemuch said:

Для ПЛИС-разработок,существую готовые блоки-кода для реализации всевозможных подсистем,что бы их с ноля не писать,так будет проще разобратся?

Готовые блоки для ПЛИС бывают открытые под любую фирму или под конкретную.

Под ЦСП тоже библиотеки есть.

 

Кому-то проще работать с готовым, кому-то написать самому - от человека и задач зависит.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Альтернативный вариант если  не надо лицензирование реализовать UWB /  Излучать короткие мощные биполярные импульсы без несущей  , около сотни ватт ,  длинной сотни наносекунд. Это реализуется очень просто на SRD  диодах, Это весь передатчик ,  Далее приемник -   широкополосный усилитель и   импульсный оконный детектор  , далее FPGA/   

Share this post


Link to post
Share on other sites

Покурив источники и проанализировав схемотехнические решения пришел к выводу  (построения цифровых ШП П-П):

1)На базе существующего но с переносом частоты.

Не нашел объяснения простым языком как такое реализовать (перенос частоты в верх-низ)?

2)Использовать трансивер типа AD936х...

3)Самостоятельная постройка на основе синтезатора,модулятора и цепей оркестрации (управления блоками).

Если с синтезатором примерно понятно как рулить,то как его связать с модулятором (PFSK,QAMxxx,OFDM...)  и подсовывать данные...

***

Были мысли закопаться в ПЛИС,построив на ней АЦП/ЦАП,ЦОС,модуляторы,буферы,интерфейсы,управление МШУ/УМ и проч.,но тактовые частоты (быстродействие) этого девайса не радуют,а именно,

предположим нужен АЦП с параметрами 10бит и выборкой (40Msps),но РЧ около 2Ггц-6Ггц ПЛИС возможно не сможет оцифровать в виду своей производительности.

Тогда рассматривал варианты использования отдельного,быстрого АЦП или перенос частоты вниз,опять возникает множество неочевидных вопросов.

 

Если кому известны толковые,комплексные материалы,с глубоким объяснением по (1) и (3) буду очень презнателен.

Поправьте,если в чем ошибаюсь.

 

С уважением.

Share this post


Link to post
Share on other sites
29 минут назад, pochemuch сказал:

Покурив источники..

это смотрели : https://habr.com/ru/post/372177/  ?

 

HackRF One имеет следующие характеристики:

  • Диапазон частот: 1 MHz – 6 GHz
  • Полоса пропускания: 20 MHz
  • RX ADC bits (биты на вход): 8
  • TX DAC bits (биты на выход): 8
  • TX кабель: Да
  • Гнездо антенны: SMA female
  • Дискретизация: 8 – 20 Msps
  • Панадаптеры / Приемники: 0/1
  • Полудуплексный ресивер
  • Увеличение модности приёма и передачи, а также фильтр частот настраивается программно
  • Программно-констролируемая мощность порта антенны: (50 mA на 3.3 V)
  • Штырьевой разъём для подключения дополнительных плат увеличивающих функциональность
  • Интерфейс хоста: USB 2.0
  • Поддерживаемые операционные системы: Windows, Linux, Mac.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.