Блок 7: порядок работы с трактом TX/RX

Этот блок объединяет результаты предыдущих частей курса в цельный тракт передачи и приёма: baseband generation, DUC, RF frontend, канал, DDC, фильтрация, decimation и измерение метрик.

Главная инженерная цепочка

flowchart LR
    SRC[Symbols / tone / waveform] --> TXBB[TX baseband shaping]
    TXBB --> DUC[DUC: interpolation + mixer]
    DUC --> TXRF[AD9363 TX]
    TXRF --> CH[RF path / loopback / channel]
    CH --> RXRF[Receiver / AD9363 RX / RTL-SDR]
    RXRF --> DDC[DDC: mixer + FIR + decimation]
    DDC --> SYNC[Timing / frequency alignment]
    SYNC --> METRICS[FFT, SNR, EVM, BER]
    METRICS --> REPORT[Engineering report]

Зачем нужен этот блок

До блока 7 студент изучал отдельные элементы:

• FFT, FIR, mixer, decimation;
• fixed-point conversion;
• RTL/testbench;
• RF frequency/gain plan.

Блок 7 показывает, как эти элементы становятся системой. Главный результат: не отдельный фильтр или смеситель, а согласованный TX/RX тракт с понятными частотами, форматами, задержками и проверками.

Основные проектные решения

Решение	Варианты	Что влияет
TX waveform	tone, QPSK, test frame	сложность синхронизации
Pulse shaping	none, RRC, FIR	bandwidth и EVM
DUC	mixer only, interpolation + mixer	sample-rate plan
RF loop	cable, attenuator, over-the-air	reproducibility и safety
RX path	RTL-SDR, AD9363 RX, file replay	доступность и точность
DDC	mixer + FIR + decimator	channel selection
Metrics	FFT/SNR, EVM, BER	тип сигнала

Карта сигнальных интерфейсов

Каждый переход между блоками должен иметь явный интерфейс:

Этап	Тип данных	Частота дискретизации	Формат	Примечания
Источник TX	комплексный		float / Q1.15	символы или waveform
TX FIR	комплексный		float / Q1.15	формирование импульсов или канальный фильтр
Выход DUC	комплексный		Q1.15	смещённый baseband
Запись RF	комплексный		ci16 / cu8 / cf32	зависит от приёмника
Выход DDC	комплексный		float / Q1.15	baseband канала
Вход метрик	комплексный / символы		float	выровненный сигнал

Частотный план по тракту

RF frequency = TX_LO + TX_baseband_offset
RX observed offset = RF frequency - RX_LO
DDC output offset = RX observed offset + DDC_shift

В правильно настроенном тракте целевой сигнал после DDC оказывается около DC:

DDC_shift ≈ -RX_observed_offset

Уровни в loopback

Блок 7 повторяет дисциплину безопасности блока 6:

• начинать с аттенюации;
• использовать ручное усиление;
• избегать перегрузки;
• записывать метаданные;
• сравнивать loopback с внешним наблюдением.

Лестница верификации

flowchart TB
    SIM[Pure simulation] --> FILE[File replay]
    FILE --> LOOP[Digital loopback]
    LOOP --> RFLOOP[RF cable loopback]
    RFLOOP --> OTA[Controlled over-the-air]

Не переходите к RF, пока не работает чисто симуляционная цепочка.

Минимальный отчёт по блоку 7

Полный отчёт должен содержать:

1. структурную схему TX/RX;
2. таблицу частот дискретизации;
3. таблицу частотного плана;
4. таблицу форматов данных;
5. способ организации loopback;
6. FFT до и после DDC;
7. таблицу метрик;
8. ограничения и следующий эксперимент.