Главная страница -> VRTP -> Texнологии -> Радиосвязь

Чета опять фигня какая-то:
1. caddetect не используется.
2. корпус опять какая-то левая коробка.

Модуль только другой, но в чём новизна?

Ну ладно, ждем версию 3.

Чета опять фигня какая-то:
1. caddetect не используется.
2. корпус опять какая-то левая коробка.

Модуль только другой, но в чём новизна?

Ну ладно, ждем версию 3.

Однако, надо отдать должное трудолюбию автора.
кто еще с таким качеством подхода похвастается
разработкой своего устройства подобной сложности.
еще и публично комментируя...

Вот это хороший шаг.

Ну и для интереса...если увеличить книгу сэмплов в несколько сотен/тысяч раз (вплоть до распознования слогов) - насколько можно пожать поток ?

В исходной кодовой книге MELP кодовая книга занимает (2^7)+(2^6)+(2^6)+(2^6)=128+64+64+64=320 векторов LSF-коэффициентов (линейные спектральные частоты).
Это четырех-ступенчатое векторное квантование, 7+6+6+6 = 25 бит.

Много-ступенчатое векторное квантование (MSVQ) ускоряет поиск в кодовой книги и уменьшает требования к объему ПЗУ для хранения кодовой книги.
Однако же, эксперименты показали, что отношение сигнал/шум у таких кодовых книг меньше, чем у кодовых книг с одной ступенью квантования (FSVQ или просто VQ) при той же разрядности.

В данном вокодере применено FSVQ разрядностью 13 бит, что даёт 8192 векторов LSF.
Такой разрядности бодет очень много для одного голоса, много нулевых LSF-векторов.

Дальнейшее увеличение размера кодовой книги ведёт к вычислительным затратам и затратам на память хранения кодовой книги.

И построение такой кодовой книги из исходных речевых выборок дикторов займет несколько часов.

В данном вокодере 4 кодовых книги, проквантованы все параметры: LSF-векторы, основной тон, энергия, 4-полосный признак тон/шум.
Параметры квантуются отдельно - по 2,4,8 фреймов.

В итоге все параметры вокодера НЕ ПЕРЕДАЮТСЯ в эфир - передаются соответствующие индексы кодовых книг.
Это помимо нехилого сжатия, несёт еще и секретность данных, корреляция которых очень мала и практически невозможно из перехваченных 32 бит получить исходные 2,4,8 речевых фрейма по 22,5 мс

Иными словами, векторно кодируется траектория изменения параметров в соседних фреймах - за счет этого жмется сильнее и деградация разборчивости речи падает медленно.
При простом усечении разрядности параметров или удлинении речевого фрейма: голос будет иметь мало что общего с человеческим, или нечленораздельная речь.
Поэтому производить сжатие нужно, объединяя фреймы, а не кастрируя параметры одного фрейма.

Пожать поток можно, только нужно увеличивать разрядность ВСЕХ кодовых книг, однако же это приводит к росту битрейта.
В тех примерах что выкладывал, режим 200 бит/с был получен за счет увеличения разрядности на +1 всех кодовых книг по сравнению с режимом 178 бит/с.

При квантовании надо смотреть на суммарное отношение сигнал/шум (отностительное изменение) всех кодовых книг - по нему можно судить о разборчивости речи.

Собрал одну плату Oper-Quad-2.

Протестировал вторую плату LoRa1278F30.
Напряжение питания: 4 свежих пальчиковых батареи суммарным напряжением 6.49 V.
При максимальной выходной мощности напряжение питание падает до 5.63 V (просадка 0.86 V).
На ВЧ вольтметре при этом напряжение 11.25 V, что соответствует мощности 1.265 W.
Частота модуля была меньше расчётной на 6.5 kHz, откалибровал множитель синтезатора с помощью частотомера.
Все измерения проводились в режиме FSK на частоте 430 MHz, девиация частоты +/- 0.1 kHz.
Вывод: годен.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

С программированием возникли огромные проблемы.
Вначале контроллер не определялся, программатор(отладочная плата DISCOVERY в режиме ST-LINK) не видел контроллер и напряжение платформы(Target Voltage).
Причина как оказалась, в разном напряжении питания контроллера программатора и целевого устройства.
При подаче питания с программатора к входу стабилизатора целевого устройства, контроллер стал определяться, но SWD до 15 кГц (вместо 4 МГц).
Дальше много чего делал, спас вывод NRST - его с программатроа всё-же надо тянуть на контролеер целевого устройства.
При этом контроллер стабильно определяется и шьётся со скоростью 4 МГц.
В итоге: при разных питающих напряжения программатора(2.9 V) и целевого устройства(3.3 V) кроме SWDIO и SWDCLK нужен ещё NRST.

Применён электретный микрофон с сотового телефона в защитном резиновом чехле (противоветровая и противовлаговая защита и защита от пик-факторов звука).
Испытания показали, что при передаче, в звуковой тракт микрофона мощный ВЧ-сигнал с антенны не попадает - звук чистый (за счёт коротких соединений и ВЧ-дросселей).
А вот в колонках акустической системы компа будет слышно передачу пакетов(эффект лопастей вертолёта

Так как вторую плату ещё не спаял, проверил с Oper-Quad-M.
Все Oper-Quad совместимы между собой (Oper-Quad, Oper-Quad-M, Oper-Quad-2).


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Ну, наверное последний, не дающий покоя вопрос...

Как по-вашему, насколько будет оправдано применить какой-нить ФНЧ на входе в мк, далее АЦП.
Ну, или наоборот, оцифровать и софт ФНЧ (говорю так, ибо слабо представляю процедуру ФНЧ в коде мк)

Затем, блоками по 1 сек (например) всё это дело упаковывать в подобие rar,zip или ещё как ?

Понимаю, что если бы это было актуальнее кодовых сэмплов, это бы уже давно использовалось...

Просто хочется удовлетворить свой интерес в таком векторе, спасибо

Это сообщение отредактировал Ferrum-1827 - Apr 23 2017, 05:46 PM

Сори, если немного не в тему.
Если абстрагироваться от конкретных радиостанций:
и соединить два вокодера, на вход первого подавать сигнал с микрофона, то с выхода второго в канал может вещать голос незнакомого человека?
... Либо знакомого для слушающего?

Это сообщение отредактировал DonPatron - Apr 23 2017, 06:36 PM

У Вас вроде присутствует кнопочка ресет на плате...
в такой момент спасает..

Теоретически и практически это будет работать.
Только прийдётся разрулить:
1) Подобрать хороший ФНЧ (тип схемы, порядок, качество монтажа)
2) Правильно развести цепи АЦП (фильтрация питания, блокировка ВЧ)
3) Грамотно реализовать алгоритм работы контроллера с АЦП и остальными частями (вычислительный ресурс, шина, тайминги)

Можно и так, но лучше поставить аналоговый ФНЧ - так как из-за п.3) выше - надо экономить вычислительный ресурс.

Мне не удалось нормально использовать внутренний АЦП, потому что в отладочной плате DISCOVERY, которая у меня есть, питания на АЦП не отфильтровано.
В идеале, оно должно браться от отдельного LDO и выполнена соответствующая разводка платы с учётом разделения полигонов питания/земли...
Но разработчик отладочной платы почему-то решил иначе.

Вокодер просто тонул в бульканиях из-за неотфильтрованного Uref, что понижало сигнал/шум и делало речь трудно узнаваемой.

Поэтому в Oper-Quad-* было решено применить внешний кодек - это:
24-битный АЦП/ЦАП + усилитель НЧ микрофона/выхода+ ресемплер + буфер FIFO(сберегает вычислительные ресурсы главного контроллера) + софт фильтров ВЧ, НЧ + кодеки ADPCM/OGG/MP3/...
Ну и аналоговые цепи все внутри микросхемы.

Считаем для MELP 711,11111 бит/с:

32 бита на 2 фрейма = 16 бит/фрейм
46 фреймов дадут 736 бит (92 байта) за 1.035 с
Пожав 92 байта RAR-ом (максимальная опция сжатия) получим 146 байт > 92 - сжатия нет - наоборот раздулось.

Теперь возьмем в 10 раз больше: 920 байт - это 10.35 с
Пожав 920 байт тем же RAR-ом - вышло 567 байт - сжатие есть, но это уже не реалтайм.

На бОльших временных интервалах - сжатие будет эффективнее.

На меньших битрейтах вокодера - эффективность сжатия будет падать, так как корреляция битов будет падать - поток будет представлять из себя шум, который уже плохо жмется.
В пределе - получится уникальный шум с нулевой корреляцией, который не жмется ни вокодером, ни архиваторами...

Это оправдано, если нужно огранизовать систему для сбора информации с последующим её сжатием и передачей.
Или если задержка по времени между корреспондентами не принципиальна.

Можно взять тот же вокодер на 2400 и передавать его фреймы на скорости 600 бит/с.
Правда ждать ответа прийдётся в 4 раза дольше и делать паузы (класть фреймы на 2400 в память, а потом передавать - но тут будет ограничение по времени на передаваемое сообщение).
Зато чутьё приемника вырастет на +6 дБ, что равностильно теоретически выигрышу в дальности связи в 2 раза (в сферическом пространстве).

В Oper-Quad нажатие на RESET и её удержание на 1 секунду с последующим отпусканием при программировании прокатывало.
Но в Oper-Quad-2 такой трюк не прокатывет, так как напряжения питания программатора и целевого устройства - разные.

Софт программатора и его FirmWare проапдейчены последней версией.

Vdd Target на программаторе не используется: отсутствует резистор R2 на программаторе, соединяющий вывод Vdd Target со входом АЦП программатора.
Подпайка этого резистора и заведения на Vdd Target питания с целевого устройства - ничего не дали.

В теме уже пролетал голос робота...
Можно поиграться с изменением основного тона.

Практически эту задачу сделать реально, только прийдётся курить теорию вокодеров.

Как пример, приложил несколько звуковых образцов:

1) инверсия тона
2) изменение тона по закону синуса
3) тон выше в 1.5 раза
4) тон ниже в 1.5 раза
5) постоянный высокий тон


Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 171 )
 pitch_change_test.zip

Сделал корпус. Пока для одной рации. Вид изнутри:


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Вид сзади с батарейным отсеком:


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Вид сзади с закрытой крышкой:


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Вид спереди:


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Кнопка PTT (красная), ниже разъем под наушники(встроенный динамик затыкается, если подключены наушники):


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Светодиод (индикатор режимоа работы), дырки под динамик:


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Дырка под микрофон и выключатель ON/OFF:


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Автор, Ваша целеустремленность поистине заслуживают уважения и всяких похвал!
Мне хотелось бы что-то тоже сделать для проекта. Я в данный момент рисую плату и схему под использование Oper-Quad-2 в корпусе раций Midland GX-400 и BELLSOUTH T-388, но хотелось добавить новому устройству несколько функций, а именно:
- Возможность использования кнопок (6 шт.) и небольшого OLED дисплея 0.66 дюймов для ввода и вывода минимального количества параметров, таких как громкость, частота, RSSI, BER, Vbat, и тд.
- Bluetooth модуля для настройки и передачи через терминал текстовой информации.
- Подключение потенциометра между выходом VS1063 и входом LM4871 (есть сомнения в работоспособности, так как используется дифференциальный сигнал)
Так же есть предложение добавить еще один небольшой МК с открытым кодом для работы с периферией, а на STM32f405 и VS1063 возложить только функции кодека.
Если надежда на помощь автора в данном вопросе или для реализации нового устройства придется самому писать код с нуля?

В чип и дип такой корпус стоит 310р., аккумуляторы 870р. умножаем на 2 = 2360 р.
А не дешевле купить это?: https://ru.aliexpress.com/item/2-retevis-h-...2578266909.html

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Там аккумулятор 7.2-8.4v надо ставить DC-DC конвертор, да и большие они привлекать внимание будут.

Облачил вторую плату в корпус.

Дело осталось за тщательной калибровкой частоты и испытаниями на улице в черте густо-застроенной городской обстановки.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

В этом корпусе - три пальчика дадут 4,5V. Будете Lora1278F30 питать от 4,5V ? Ничего если мощность получите меньше 1 Ватта?

В этом корпусе 4 пальчика - сойдёт.

Периферия подключена как в Oper-Quad или по-другому?

Приветствуется. Только вешать их на свободные ноги контроллера.

Вот это лишнее ИМХО. Если у вас будут кнопки и табло, то надобность в синем зубе отпадает - только жрать электроэнергию и занимает место на плате (а его увас на сколько я понял итак маловато).

Тоже ИМХО лишнее. Если кнопки+табло присутствуют.

Чем программирование STM32 не устраивает? Не говоря уже о программировании ядра VS1063...

С нуля писать не прийдется!

Если сделаете всё как в Oper-Quad-2 и на свободные ноги контроллера довешаете своё, то останется дописать только те фрагменты кода, которые работают с добавленным.

Я могу сбилдить и отдать вам на тестирование прошивку с документированнойвходной точкой или задействовать программное прерывание, которое будет вызываться в main loop каждый раз. Всё что вам остаётся сделать - написать свой обработчик прерывания или энтри-пойнт-процедуру, которая инициализирует ваше добавочное железо и работает с Oper-Quad. При этом инициализировать периферию Oper-Quad уже не надо, можно её использовать по своему усмотрению (например: перестройка частоты или считывание RSSI). Собрать два бинарника в один - я тоже помогу.

Но это я сделаю лишь только в том случае, когда вам удастся собрать плату и запустить исходную прошивку Oper-Quad на 2400 bps (выложена на форуме и в статье). Ну и фотоотчет конечно же не помешал бы (можно в личку, если в форум нельзя).

Тогда остановлюсь на BELLSOUTH T-388 это доступная и дешевая (350р за шт.) рация с 4ААА и в нее можно легко установить прямоугольный Li-ION 4.2 V.
По документации на выходной транзистор модуля 1278F30 при таком напряжении с него можно снять 0.5 – 0.8 Вт.
Периферия подключается также как в Oper-Quad-2. Я изначально планировал тестирование с вашими прошивками. Модуль Bluetooth нужен, что бы использовать станцию как текстовый трансивер с максимальной чувствительностью -139 (XTAL) и -147(TCXO), передача планировалась с терминала телефона. Пока рисую схему в EAGLE, платы делать буду, когда придут T-388.

Ага, ага

Эта коробка:
Ширина, мм 181.5
Глубина, мм 65
Высота, мм 27.6

И картинка с рукой.

Нет, там аккум. - 3.7 в., придется ставить повышающий преобразователь.
Можно найти вариант корпуса где есть 7.2-8.4v, да придется ставить понижающий преобразователь.
И что? их для того и делают, я имею ввиду преобразователи.
Весь мир так живет.

Это сообщение отредактировал _Sergeyka_ - Apr 26 2017, 02:30 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

TCXO у вас он есть запаянный на модуле? или перепаивать будете?

Ещё вопрос - ну в большей степени про занятие полосы.

Существует поверье, что чем плотнее сигнал упакован в полосу 6,25 (или 12,5) - тем больше шанс на успешную передачу

Начитался, что многогранное созвездие даёт более плотный спектр, в котором можно больше информации впихнуть

Каково ваше мнение ?

зы: про корпус - это очень знакомо для инженера, корпус остаётся на самом последнем месте, это факт

зыы: ещё вычитал про иной способ "таймингов" - попожжа построшаю

Это сообщение отредактировал Ferrum-1827 - Apr 26 2017, 07:51 PM

Ага, ага

Эта коробка:
Ширина, мм 181.5
Глубина, мм 65
Высота, мм 27.6

И картинка с рукой.

Нет, там аккум. - 3.7 в., придется ставить повышающий преобразователь.
Можно найти вариант корпуса где есть 7.2-8.4v, да придется ставить понижающий преобразователь.
И что? их для того и делают, я имею ввиду преобразователи.
Весь мир так живет.

Дороговато получается, к тому же нет дисплея. Рация Т-388 дешевле и любой литий от телефона впихнуть можно. Не нравиться в ней только отсутствие антенного разъёма.

В сотовых и переносных рациях я не видел, что бы делали питание выходного ВЧ каскада от DC-DC конвертера. Каскад как правило проектируются на питание напрямую от источника питания для лучшего КПД.

Это сообщение отредактировал Varelka - Apr 27 2017, 04:19 PM

TCXO у вас он есть запаянный на модуле? или перепаивать будете?

У меня есть два модуля c TCXO, но они 20dbm.
Для LoRa1278F30 планирую заказать отдельные на 26MHz

За 2 минуты непрерывной работы на передачу LoRa1278F30 частота уменьшилась на 0,36 кГц.
Стоит кварц(вроде), написано: SJK, ниже 32.000
И два конденсатора рядом (что даёт мне думать, что кварц а не генератор).

TCXO прийдётся довешивать проводами, так как ставить его на место кварца чревато (выводы 1-3 (или 2-4 ?) звонятся на корпус кварца).

В моих LoR1278F30 стоят кварцы на 32 МГц !
С вашими 26 МГц прошивка Oper-Quad выдаст 349.98 МГц и все частотно-зависимые узлы поплывут.
Неизвестно, заработает ли вообще или нет (без корректирования программы).

Что есть успешная передача? Это когда пакет успешно передаётся?
Так он всегда нормально передаётся...

Если имеется в виду максимальная дальность приёма, что чем уже полоса, тем выше дальность.
Если имеется в виду устойчивость приёма, то узкая полоса - всего-лишь один из важных факторов.

Спред-фактор - немаловажный фактор в получении устойчивого приёма.
И чем больше спред-фактор, тем ниже значение SNR нужно детектору приемника для выделения сигнала - тем лучше чутье приемника и его робастность (иммунитет к интерференциям, затуханиям).
Но из-за выскокого спред-фактора расширяется полоса пропускания приёмника, что наоборот, снижает чутье.

Если связь не в космосе а в плотном городе, то приоритеты выбираются в другом порядке:

1) Максимальная коррекция ошибок - в LoRa это ведёт к снижению скорости передаваемых данных в 2 раза (это пожертвование в пользу преодоления интерференций всех видов).

2) Выбирается оптимальное сочетание спред-фактора(!) и полосы пропускания(!!) приемного тракта с целью обеспечить хорошую чувствительность
и заданный битрейт (время пакета в эфире), чтобы отведенные кадры вокодера успевали передаться быстрее, чем битрейт аудио-потока.

3) Учитывается дрейф частоты в приемнике/передатчике - выбирается не слишком узкая полоса.

Вот поэтому MELP 711.111 бит/с предпочтительнее по качеству голоса, чем стандартный MELP 600 бит/с, так как чутьё -130 дБм достигается с минимальной задержкой.
А с применением MELP 600 чутьё ниже -130 дБм в LoRa не получить, так как чутьё меняется дискретно на 3 дБ и следующее значение -133 дБм обеспечивается MELP 355.555 бит/с.
Применение стандартного битрейта 400 бит/с не даст чувствительности -133 дБм при задержке звука менее 1 с.
Аналогично: для получения небольшой аудио-задержки и бОльшей чувствительности в -136 дБм в LoRa, нужен битрейт 177.777 бит/с, а не 200.

Ну и собственно, 1 фрейм = 32 бита = 22,5 мс.
Объединение 2,4,8 фреймов в супер-фрейм дадут соответственно: 711.(1) бит/с (-130 дБм), 355.(5) бит/с (-133 дБм) и 177.(7) бит/с (-136 дБм) с задержками по звуку соответственно:
0.315, 0.63 и 1.26 секунд.

Последний битрейт 177.(7) bps - в стадии проработки...

В LoRa нет ODFM, там LFM. Поэтому выбирать не приходится.

Кстати, напомню, что LoRa-приёмник - не самый лучший, который можно получить, и до предела Шеннона ему ещё далеко.
Хороший приёмник не собирается на одной микросхеме, а делается на дорогой рассыпухе.

Для использования пойдёт, главное чтоб не отвалилось и не замкнуло ничего внутри.

----------

Написал свой векторный квантователь по алгоритму k-means.
До этого использовал квантователь одного китайского гражданина по алгоритму LBG.

Почему-то, низкая степень сходимости у k-means - центроиды стабилизируются после 200-й итерации для двух-мерных векторов.
В то время как LBG-алгоритм даёт результат быстрее, но мультистадийное квантование даёт низкий SNR, чем k-means.
Начальные значения - случайные N векторов из обучающей выборки.

----------

Если на выходных погода не подкачает, проведу испытания.

----------

А пока 2 образца:

Первый образец: 13-битное векторное квантование LSF. VQ(13) - невысокая скорость кодирования/декодирования (поиск в 8192 значениях)
Второй образец: 7+6 -битное мультиэтапное квантование LSF. MSVQ(7+6) - выскокая скорость кодирования/декодирования (поиск в 192 значениях)

Какой из них звучит лучше?

Мне кажется что тот, который MSVQ7+6 звучит глуше, за счёт уменьшения SNR в кодовой книге.


Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 179 )
 sound_probes.zip

За 2 минуты непрерывной работы на передачу LoRa1278F30 частота уменьшилась на 0,36 кГц.
Стоит кварц(вроде), написано: SJK, ниже 32.000
И два конденсатора рядом (что даёт мне думать, что кварц а не генератор).

TCXO прийдётся довешивать проводами, так как ставить его на место кварца чревато (выводы 1-3 (или 2-4 ?) звонятся на корпус кварца).

В моих LoR1278F30 стоят кварцы на 32 МГц !
С вашими 26 МГц прошивка Oper-Quad выдаст 349.98 МГц и все частотно-зависимые узлы поплывут.
Неизвестно, заработает ли вообще или нет (без корректирования программы).

В начале тестировать буду со стандартными кварцами LORA1278F30, а будущем планирую замену на TCXO 0.5ppm 26MHz (он самый доступный). Впаять на место можно, только надо перерезать одну дорожку на SX1278 и питание завести на ТСXO проводком. Прошивку по любому менять надо будет.
А какой там типоразмер кварца?