Files

LittleSam129 13f183f7c7 Run the core tests from the gate and finish the layout rename

The gate now runs pytest as well, so one command answers whether the code
base is broken: syntax, protocol imports, the 125 core tests, then the lab
functional suites. It fails when a test fails, verified by feeding it a
deliberately broken test.

Two leftovers from moving the labs into experiments/ are fixed: the lab
command still pointed at tests/, and the hook only watched protocol and
tests, so edits under experiments/ and tools/ triggered nothing.

Profiling the 3.6 s gate: 0.24 s syntax, 0.12 s imports, 0.61 s pytest,
2.7 s lab functional suites, of which Lab042's software loopback is 1.14 s
because it pushes a whole image through the chain. The pytest addition is
the small part. prepare_jpeg is now cached, since six checks call it and
each call re-encoded the image at several qualities.

README described the gate without the tests it now runs.

2026-08-11 13:40:05 +03:00

11 KiB

Raw Blame History

SDR Rover Link

1. Назначение проекта

SDR Rover Link — учебно-исследовательский проект по разработке цифрового радиоканала для наземного робототехнического комплекса с использованием программно-определяемого радио — SDR, Software Defined Radio.

Проект должен пройти полный путь от передачи простого текстового пакета до передачи телеметрии и изображений через реальный радиоканал.

Основная задача — не только получить работающую систему, но и последовательно изучить все этапы цифровой радиосвязи: формирование данных, разбиение на пакеты, контроль целостности, исправление ошибок, цифровую модуляцию, формирование IQ-сигнала, передачу через SDR, приём, демодуляцию и восстановление исходных данных.

2. Целевой сценарий

Параметр	Требование
Дальность связи	до 10 км
Скорость ровера	до 25 км/ч
Прямая радиовидимость	может отсутствовать
Рабочий диапазон	200–250 МГц, см. Запись 018 журнала
Основной тип данных	телеметрия, команды и изображения
Формат изображения	JPEG
Действие при потере связи	безопасная остановка ровера

Дальность 10 км без прямой видимости — целевое исследовательское требование, а не гарантированная характеристика первой версии.

3. Почему не используется обычное FPV-видео

Типовые FPV-системы работают в диапазонах 2,4 и 5,8 ГГц. Для наземного робота это плохо: велики потери у поверхности земли, сильное затенение рельефом и растительностью, а главное — на таких частотах практически нет дифракции, поэтому за препятствием связь пропадает.

В этом проекте вместо непрерывного видеопотока передаются отдельные сжатые изображения, что резко снижает требуемую скорость канала.

4. Текущее состояние

Выполнено: лабораторные Lab001–Lab041. Пройден путь от структуры пакета до сеансов связи с защитой от пакетов предыдущего сеанса.

Что реализовано и проверено:

пакетный протокол с CRC32, фрагментация и сборка изображений;
модуляция и демодуляция BPSK, формирующий фильтр, кадровая синхронизация, оценка и коррекция ухода несущей;
блочное исправление стираний над GF(256), перемежение, подбор параметров;
приоритетное обслуживание команд, телеметрии и видео;
двухступенчатая безопасная остановка, сторожевой таймер, постоянное аварийное намерение, безопасный сброс;
идентификаторы сеанса, безопасный запуск, отклонение пакетов предыдущего сеанса.

Что ещё не сделано: передатчик ни разу не включался. Весь тракт проверен на моделях и на приёме, но не в эфире.

Ближайшая работа: Lab042 — передача JPEG через кабельную петлю на одном PlutoSDR. Техническое задание: docs/lab042_hardware_loopback_spec.md.

Хронология решений и результатов: PROJECT_LOG.md.

5. Оборудование

Позиция	Состояние
Pluto+ — приёмопередатчик, чип AD9361, 70 МГц – 6 ГГц	есть
RTL-SDR — приёмный донгл	есть
Аттенюатор AT30S, 30 дБ, SMA	есть
Кабели SMA, штыревые антенны	есть
Усилитель мощности около 1 Вт	планируется после первых испытаний
Raspberry Pi как бортовой вычислитель	планируется

Устройство подключается по USB и появляется в системе как сетевой адаптер с адресом 192.168.2.1.

Проверять связь с Pluto командой ping бесполезно. При активном VPN трафик уходит в туннель, и «успешный» отклик приходит даже от несуществующего адреса. Достоверна только успешная установка контекста iio.Context("ip:192.168.2.1").

6. Установка окружения

Расчётная часть работает на компьютере без SDR:

python -m pip install -r requirements.txt

Для лабораторных, работающих с устройством, дополнительно:

python -m pip install -r requirements-hardware.txt

Версии зафиксированы по проверенному окружению, Python 3.13.

7. Как запускать

Быстрые проверки ядра — секунды, оборудование не нужно:

python -m pytest tests/ -q

Дешёвый шлюз — синтаксис, импорт protocol, быстрые проверки ядра и функциональные проверки лабораторных. Отвечает на один вопрос: не сломана ли кодовая база прямо сейчас:

python tools/quick_gate.py

Лабораторный эксперимент — минуты, пишет результаты в data/processed/:

python -m experiments.lab041_session_restart_safety

8. Структура репозитория

SDR_Rover
├── protocol/        реализация протокола и радиотракта
├── experiments/     лабораторные Lab001–Lab041
├── tests/           быстрые автоматические проверки
├── tools/           вспомогательные программы и шлюз
├── docs/            технические задания и исследования
├── data/            исходные данные и результаты
├── rover/           пока пусто
├── ground_station/  пока пусто
└── gnuradio/        пока пусто

`protocol`

Ядро системы. Пакет с CRC32, фрагментация изображений, кадр канала, исправление стираний, приоритеты, аварийная логика, сеансы связи, примитивы BPSK-радиотракта.

`experiments`

Лабораторные работы. Это исследовательские программы: они моделируют канал, выполняют сотни повторов, строят CSV, графики и отчёты. Быстрыми тестами они не являются. При импорте создают каталоги и пишут файлы, поэтому импортировать их не следует — для повторного использования кода служит protocol/.

`tests`

Настоящие быстрые проверки protocol/. Выполняются за доли секунды, оборудования не требуют, запускаются через pytest.

`rover`, `ground_station`, `gnuradio`

Каталоги созданы под будущую прикладную часть и пока пусты. Бортовая программа ровера, программа наземной станции и схемы GNU Radio появятся после того, как радиоканал заработает в эфире.

9. Данные

data/raw — исходные данные. Крупные записи отсчётов и видео в репозиторий не помещаются, исходные изображения лабораторных хранятся.
data/processed — результаты лабораторных: CSV, отчёты и графики.

Ограничение воспроизводимости. Исходное видео data/raw/lab026_rover_source.mp4 (около 7,8 МБ) в репозитории не хранится. Без него Lab026 и Lab027 не запускаются, файл нужно получить отдельно.

10. Принципы разработки

Каждый новый термин сначала объясняется, затем используется.
Каждый этап завершается работающим результатом.
Радиоканал и пакетный протокол разрабатываются отдельно.
Код проверяется автоматическими тестами.
Все существенные решения фиксируются в журнале.
Сложность увеличивается постепенно.
Испытания по эфиру начинаются только после проверки через модель.
Передатчик сначала проверяется через аттенюатор или эквивалент нагрузки.
Каждое число в отчёте должно вычисляться из измерений текущего запуска. Перенесённые из других лабораторных величины сопровождаются указанием источника. Вписанные вручную результаты недопустимы.

Девятое правило добавлено после аудита достоверности, см. Запись 017 журнала.

11. Автор

Антон

НИЯУ МИФИ

2026

11 KiB Raw Blame History Unescape Escape