Квадро код 🪁

SineLink 2: разбор линка второго поколения

Несколько месяцев назад мы разбирали первый SineLink. Сегодня нам попался полный комплект второго поколения.

Корпус теперь модульный, внутри два слота под сменные радиомодули, у каждого свой SMA и свой обдув. Слот первый, условно «1G», это прямой потомок старого SineLink по частотному диапазону. Слот второй, «2G», это дополнительный диапазон частот. Дальность выросла до 140 км, передатчик до 2 Вт.

Управляет всем микроконтроллер STM32H750 на ядре Cortex-M7 с частотой 480 МГц, против скромного STM32G431 в первом поколении. Радиочип Semtech LR1121, третье поколение LoRa-трансиверов у Semtech. И вот здесь начинается самое интересное.

Даташит LR1121 описывает четыре рабочие полосы: привычный sub-GHz (150–960 МГц), L-band 1525–1660 МГц, S-band 1900–2200 МГц и классический ISM 2.4 ГГц. Производитель поставил в борт модуль с маркировкой «Band: 1600–2700», и это не опечатка. Стандартные FPV-джаммеры работают по 700–1000 МГц и по 2.4 ГГц, потому что там сидят ELRS и первые SineLink. А тут линк прыгает по 1100 МГц полосе, захватывая L-диапазон. Внутри 1610–1626 МГц сидит восходящий канал Iridium, выше идёт спутниковый S-сектор. Жечь помехой на этих частотах значит гасить и спутниковую связь.

Дальше усилили адаптивность. Четыре режима FHSS: ручной, одноканальный (модем сам сбегает с зашумлённого канала), многоканальный, где одновременно занято несколько чистых частот, и режим, вычёркивающий каналы по потерям пакетов. Отдельно работает динамическая модуляция: при помехах битрейт падает с 30 кбит/с до 1.5 кбит/с, и линк выживает там, где обычный рвётся. Мощность тоже сама подтягивается вверх, как только растут повторы пакетов.

Маппинг портов расширили до 5 линий: три физических UART плюс два виртуальных на USB-C. Протоколы на выбор: RAW, MAVLink, SBUS и CRSF. Появился полноценный Ethernet с PoE - модем на мачте питается и живёт через один кабель, всё что ходит по UART доступно как UDP-порты. Для тяжёлых комплексов это большой шаг, один шнур вместо пучка.

Канальная инфраструктура выросла в сторону роя. Один мастер держит до 32 бортов с индивидуальными AES-ключами, либо PSK-сеть с общим ключом, это для дешёвых FPV-бортов. Появилась функция Masquerade: мастер за 1 секунду превращается в «умный маяк» и обратно, без перезагрузки. А вместе с Share Slaves это готовая рабочая процедура - борт запускается с одной точки, в полёте оператор в укрытии забирает управление себе, начальный мастер уходит в тихий режим. Внутри сети есть даже чат для операторов на 25 символов, смешно, но имеет место.

Отдельно режим Sinepilot, в котором наземный модем сам генерирует координаты борта из сети маяков SNS и отдаёт их наружу как обычный MAVLink. Официальное применение - антенные трекеры.

Враг сейчас уходит туда, где подавление на бытовом железе не работает - спутниковые L/S-диапазоны, адаптивный FHSS, автоподстройка модуляции и мощности. Чтобы давить такие линки, нужна широкополосная станция, закрывающая и 510 МГц, и весь сектор 1.6–2.7 ГГц. Плюс на стороне платформы сеть маяков, которая ведёт борт без GPS вообще.

Протокол и поведение эфира полноценно не видно на одном модуле, нужен второй экземпляр для пары мастер/слейв. Если у кого-то такой модуль завалялся, вы бы могли помочь нашему изучению.

На ESP32-C5 собрали приёмник аналогового FPV-видео

В первом посте про ESP-SDR мы отмечали два ограничения: вывод короткими окнами и непроверенную настройку 100-6000 МГц. Теперь есть измерения и обходы.

Диапазон измерили с генератором. ESP32-C5 принимает 2130-2730 и 4790-5990 МГц, выше генератор не пускал. Участок над ~5,75 ГГц берётся только через тракт настройки драйвера Wi-Fi, штатный теряет там около 20 дБ. Ниже ~2,1 ГГц синтезатор не перестраивается и молча остаётся около 2,2 ГГц: команда на 1090 МГц на деле слушает 2186-2234 МГц. ELRS на 868/915 МГц, видео 1,2-1,3 ГГц и ГНСС чипу недоступны. ESP32-S3 в режиме преобразования 5/6 достаёт 1,84-2,79 ГГц, крайние точки зависят от платы.

Пропуски между окнами закрыли двумя путями. h0m3us3r нашёл тот же тракт независимо от ESPARGOS. Его eSpDR снимает с ESP32-S3 непрерывные 80 млн отсчётов/с по 10 бит на компоненту. Оба ядра программно выдают данные по 16 линиям GPIO на ПЛИС Alchitry Au (Artix-7, 256 МБ DDR3). Та на типичном эфире сжимает поток без потерь примерно до 1,2 байта на отсчёт и гонит по USB 3 через FT600. Каждая потеря учитывается как точный пропуск во времени, 30-минутная запись на стенде прошла без ошибок. АЧХ по полосе 80 МГц неравномерна, только приём.

На C5 обошлись без внешнего железа. Отсчёты с диагностической шины модема идут через матрицу GPIO на параллельный порт PARLIO внутри чипа. Выходит 40 млн отсчётов/с без пропусков, но по 4 бита на I и Q: линий данных у PARLIO всего восемь. При удачно выбранном окне битов отношение сигнал/шум на тоне лишь на 1 дБ хуже полного 10-битного захвата. На время записи восемь выводов работают как выходы с переключением до 40 МГц, вешать на них ничего нельзя.

Для ЧМ-видео этого хватило. C5VRX делает из Seeed XIAO ESP32-C5 автономный приёмник 5,8 ГГц на 48 каналов. Демодуляция идёт в аппаратном блоке BitScrambler, композитный сигнал через резистивный 6-битный ЦАП подаётся прямо в видеоочки. Процессор только держит усиление. Штатная АРУ на непрерывной несущей перезахватывается каждые ~21 мкс и рисует полосы, поэтому автор написал свой регулятор, а попутно нашёл ошибку в драйвере PARLIO, Espressif её подтвердила. Результат пока стендовый: край дальности, перегрузку рядом с передатчиком и долгие сеансы не проверяли.

ESPsoup взял у C5VRX идею беспропускного захвата и превращает ESP32-C5 в сканер для Android или браузера. В тесте с генератором все 52 канала (5362-5945 и 2414-2468 МГц) дали картинку, 24-28 кадров/с, чёрно-белую или с грубым цветом. Строк доходит около 7 900 в секунду из 15 625 у PAL, мешает USB: у C5 он только Full Speed, ~0,94 МБ/с. Одна плата держит один канал, на весь Raceband нужно восемь, их и проверили на одном хабе.

По птицам в бета-версии 0.3 автор заявляет:
⚙️ Remote ID по Bluetooth и Wi-Fi с координатами борта и пилота
⚙️ DJI DroneID для OcuSync 2/3: серийный номер, модель, координаты
⚙️ у DJI O4 DroneID зашифрован, канал опознаётся по сигнатуре OFDM
⚙️ LoRa 2,4 ГГц и ELRS: коэффициент расширения, полоса, частота пакетов, команды не читаются
⚙️ HDZero, Walksnail, цифровое видео DJI и линии Autel только опознаются

С передачей тоже сдвиг. В ESP32SDR произвольные I/Q на передачу не работали, а h0m3us3r нашёл в ESP32-S3 движок, который проигрывает I/Q из SRAM на ЦАП передатчика до 80 млн отсчётов/с. jochenhammes повторил его в исследовательской ветке esp32-sdr-trx и передал кадры LoRa, их принял PlutoSDR. Мощность передатчика в проекте не откалибрована, по оценке автора - несколько микроватт на антенне отладочной платы. Гармоники не измерялись.

🟢Подписаться на канал
🟢Подписаться в MAX