Wi-Fi 7 роутер Gemtek W1700K переделали в SDR-приёмник с полосой 320 МГц

На GitHub вышел проект w1700k-sdr. Радиочип роутера MediaTek MT7996 отдаёт сырые I/Q по 14 бит, до 320 млн отсчётов в секунду. SoC Airoha AN7581 гонит поток по 10 GbE на компьютер, там спектр и водопад в браузере.

По данным репозитория:
⚙️ три приёмных тракта: MT7976 на 2,4 ГГц и два MT7977 на 5 и 6 ГГц
⚙️ гетеродин у тестового экземпляра перестраивается в 2,081-2,748 и 4,647-7,576 ГГц, шаг сетки синтезатора 3-14 Гц, перестройка на ходу около 1 мс
⚙️ частота дискретизации 40, 80, 160 или 320 млн отсчётов/с
⚙️ аналоговый фильтр 20-320 МГц, АРУ или ручное усиление
⚙️ только приём: передающий тракт отключён, калибровки передачи не запускаются

Самое интересное в прошивке. Кода MediaTek на MT7996 нет вообще. ROM чипа не проверяет таблицу перехватов в патче, через неё автор и загрузил свои прошивки управляющих ядер. Инициализацию и калибровки радиотракта восстановили по трассе штатной прошивки: 69 холодных загрузок, каждое обращение к регистрам записано вместе с адресом кода. Потом оставили только то, что нужно для приёма, и переписали на C.

С пропускной способностью вышло впритык. 320 млн отсчётов/с по 32 бита на пару I/Q дают 1,28 ГБ/с, а 10 GbE несёт около 1,24 ГБ/с полезной нагрузки. Поэтому половину блоков упаковывают до 28 бит на пару прямо на ядрах радиочипа, без потерь, и канал загружен примерно на 97%. Кольцевой буфер на 1 ГиБ в памяти SoC переживает остановки примерно до 0,8 с.

Ограничения автор перечисляет сам. Уровни в дБм не откалиброваны, есть только дБ от полной шкалы. Ниже 2 ГГц и между 2,75 и 4,65 ГГц без внешнего преобразователя не принять. Установка проверена на одном экземпляре, штатная ОС стирается, вернуть её можно только программатором NAND. Патч грузится лишь на чипах с незапрограммированными защитными eFuse.

Участок 5,65-5,95 ГГц, где работает аналоговое FPV-видео, по ширине помещается в одно окно 320 МГц. Края окна по уровню проседают до -19 дБ, на хосте это выравнивается.

🟢Подписаться на канал
🟢Подписаться в MAX

BirriaSDR превратил Wi-Fi 6 адаптер в SDR-приёмник

Луиджи Круз использовал диагностический механизм ICAP в MediaTek MT7921AU для вывода сырых I/Q по USB 3.0. В проверенном адаптере COMFAST работают цифровой кристалл MT7961 и аналоговый MT7972.

По текущей документации BirriaSDR, библиотека принимает 40 млн комплексных отсчётов в секунду, по 14 бит на I и Q. Частоту можно задавать в пределах 2156-2610 МГц, менять её и усиление прямо во время приёма. Передачи и поддержки 5 ГГц пока нет.

Шаг 114,44 Гц из раннего сообщения уже уменьшили до номинальных 28,61 Гц. Фактическую перестройку столь мелкими шагами ещё не измерили. Чувствительность во всём диапазоне и абсолютная точность частоты тоже не подтверждены. А 40 МГц охвата не означают ровную полосу. На проверенной плате шумовой спектр спадает примерно на 3 дБ при отстройке плюс-минус 18 МГц, сильные сигналы за краями могут накладываться на полезный спектр. Эти ограничения разобраны в описании приёмника.

Выложены библиотека на C, таблицы регистров и исходник программы для самого чипа. Есть демонстрация спектра в CyberEther, но она использует старый профиль: фиксированные 2437 МГц и аналоговый фильтр на 20 МГц. Проверен пока один адаптер COMFAST с USB ID 3574:6211.

🟢Подписаться на канал
🟢Подписаться в MAX

Прототипирование

Детекторы БПЛА «Алиссум» — технически сложные устройства.
Чтобы вы имели возможность держать в руках сверхкомпактный прибор, на начальных этапах разработки нам необходимо собрать его основные узлы из плат — прототипов на столе. Убедиться в работоспособности каждого элемента СВЧ-тракта, измерить характеристики, проверить совместную работу.
На фото полтора десятка таких прототипов, и это только различные МШУ.

🤩🤩🤩🤩🤩🤩
🪁КВАДРО КОД
Интеллектуальные системы обнаружения БПЛА

🌐 Сайт: 4code.ru
🛠 Бот поддержки: @quadrocode_support_bot

Руководство JIATF-401 по борьбе с малыми БПЛА

🔔Аналитический центр КЦПН продолжает перевод и публикацию самых актуальных методичек ВСУ и НАТО. По просьбам людей, занимающихся непростой, но крайне важной для Родины работой, мы ускоряем и масштабируем этот процесс

Сегодня мы публикуем скорее даже не методичку, а руководство по борьбе с малыми БПЛА JITAF-401, подготовленное специальной бесструктурной структурой (простите за тавтологию), созданной в 25 году по инициативе Пита Хэгсета для усиления работы в сфере противодействия беспилотным угрозам. Она сводит воедино технические требования, тестирование, закупки, аналитику угроз и подготовку кадров. Чем интересно это руководство? Помимо того, что в нём формулируются и классифицируются угрозы, оно также называет конкретные системы, которые должны использоваться для противодействия им

➖Основной тезис после перечисления всех угроз с неба заключается в том, что универсального решения не существует. Эффективная защита — это всегда комбинация технологий, тактики, подготовки людей и чётких полномочий. Системы противодействия (C-sUAS) делятся на несколько типов

🔵Стационарные комплексы.
Для защиты постоянных баз используются интегрированные системы, объединяющие радары, камеры и средства радиоэлектронной борьбы. Например, FS-LIDS — система, которая обнаруживает дрон радаром, идентифицирует его оптикой и нейтрализует через подавление сигналов GPS и связи. В сочетании с перехватчиками «Coyote» она может сбивать цели кинетически

🔵Мобильные системы.
RD-SUADS — автономная система на поддоне, которую можно перебросить военно-транспортным самолётом. Встроенный генератор обеспечивает работу до четырёх дней без дозаправки

🔵Средства РЭБ.
Pulsar — программно-определяемая система, создающая помехи в каналах связи между пилотом и дроном, а также глушащая GPS и ГЛОНАСС. Pulsar-L — компактная переносная версия, разворачиваемая за две минуты
Ninja — система, которая пассивно обнаруживает радиосигналы дронов, идентифицирует их и нейтрализует точечным электронным ударом, не создавая помех для своих

🔵Радары и сенсоры.
EchoShield — 4D-радар Ku-диапазона, способный одновременно отслеживать до 400 дронов и различать их от птиц с помощью машинного обучения. KurFS — многофункциональный радар для наведения оружия, совместимый с пушками «Фаланкс», 30-мм орудиями и лазерами

🔵Комплексные решения.
MADIS — интегрированная система ПВО ближнего действия на базе бронемашин, включающая 30-мм пушку, пулемёты, ракеты «Стингер» и средства радиоэлектронной борьбы

 📎КЦПН рекомендует документ к ознакомлению. В нём также даются рекомендации по подготовке личного состава, обмену опытом, координации и анализу угроз

Предыдущие методички —здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь и здесь

🚀Подпишитесь на наш канал чтобы не пропустить следующие публикации!

🇷🇺  КЦПН в MAX

Cogito ergo vinco
МЫСЛЮ, СЛЕДОВАТЕЛЬНО, ПОБЕЖДАЮ!

➡️Поддержать русских солдат рублëм

Из LoRa-модема Semtech LR2021 сделали SDR на 100-2740 МГц

В ROM чипа Semtech LR2021 нашлась недокументированная команда, которая вместо штатного демодулятора отдаёт сырую промежуточную частоту: 16 бит на I и Q, амплитуда и фаза на месте.

Команда 0x0290 перенаправляет внутренний источник 2 в приёмный FIFO. Патч прошивки не нужен, работает на ROM 1.24. Наружу идёт голый поток пар I/Q, без заголовков, без меток времени, без слова синхронизации.

По документации Semtech приём сделан понижением частоты. Гетеродин ставится на f_RF минус ПЧ, промежуточные частоты набираются от 267 до 2667 кГц и привязаны к полосе канального фильтра. Зеркало приходит снизу от несущей, на f_RF минус 2·ПЧ, и его положение двигают выбором полосы. Цепочка простая: малошумящий усилитель, смеситель, антиалиасирующий фильтр, АЦП, цифровой тракт. Источник 2 - это сигнал на входе демодуляторов, то есть уже после децимации и канальной фильтрации.

Дальше приёмник пишется в софте. Всё считается на плате LilyGO T-Display-P4 с ESP32-P4, радио в ней штатное. P25 Phase 1, POCSAG и аналоговый FM декодируются на самой плате, звук идёт с неё. Библиотека доступа к радио и прошивка захвата лежат тут. Там же инструменты и измерения. Живые декодеры с интерфейсом - в LakeShark.

Замеры сделаны на одной плате и в одном месте, антенны менялись.
⚙️ приём 100-2740 МГц сплошной вместо паспортных 150-960 и 1500-2600 МГц
⚙️ 250 тыс. пар I/Q в секунду без потерь, 500 тыс. уже переполняют FIFO
⚙️ скорость потока вчетверо выше полосы LoRa
⚙️ 391 секунд непрерывной записи на 125 тыс. пар в секунду
⚙️ подавление зеркала около 41 дБ на 433,9 МГц

У SX1262 с той же платы выхода I/Q нет вообще, только уровень сигнала и штатные демодуляторы, а диапазон разорван надвое: 37-1447 и 2624-3494 МГц. Между ними 1448-2622 МГц глухо, BLE на 2,4 ГГц туда не достанешь.

Отдельно о питании, цифры из документации Semtech. Напряжение 1,8-3,7 В. Приём 5,7 мА на низких частотах и 6,4-10,5 мА на 2,4 ГГц, синтезатор 3 мА, сон 0,47 мкА. Для бортовика это пять-десять миллиампер, но ограничение есть: рабочий диапазон от -40 до +85 градусов Цельсия.

Динамический диапазон у приёмника модемный, и это главное ограничение. Точка пересечения по третьему порядку -12 дБм вблизи несущей и -10 дБм вдали, на вход усилителя можно подать максимум +6 дБм. Излучатель мощностью 1 Вт рядом даст продукты третьего порядка на 42 дБ ниже себя, и сядут они в соседнем канале. Зеркало даёт 35 дБ без калибровки и 45 дБ после неё, на 2,4 ГГц 25 и 35 дБ. Измеренные 41 дБ попадают внутрь этих цифр.

Вторая ловушка с чувствительностью. -147 дБм из документации - это параметр LoRa-детектора, к сырому потоку пар I/Q он отношения не имеет: ни этой обработки, ни её выигрыша там нет. Полка шума в отсчётах стоит около -58 дБFS, то есть реально работают 6-7 бит из 16.

Передача сделана тем же способом, командой 0x0293: 8-битные I и Q подряд в передающий FIFO. Ограничения жёсткие, 16 КБ за раз и 900 мс на заход. Шли на нижней ступени, -9 дБм, хотя усилитель чипа на низких частотах выдаёт до +22 дБм, а на 2,4 ГГц до +12 дБм. Есть и штатные режимы проверки передатчика: несущая без прерывания, бесконечная преамбула, запуск передачи по DIO.

Проверяли не самим собой, HackRF снимал эфир, DSD-neo разбирал: два захода по 36 голосовых кадров P25, все 72 совпали с эталоном, тон 1011 Гц на месте. На резком развороте фазы ошибка доходила до 88 градусов, плавный разворот по четырём шагам свёл её к 1,5-3 градусам.

Осталось неподтверждённым. Поток на 250 тыс. пар в секунду долго не гоняли, фаза 2 P25 не подтверждена, излучаемая мощность не измерена. Спектральной маски и побочных излучений в самой документации тоже нет, их отдали на ETSI и FCC.

🟢Подписаться на канал
🟢Подписаться в MAX

Ограничения автор перечисляет сам. Плоская характеристика в полосе, отклик на краях и подавление зеркал не измерены, уровни приходят в dBFS после АРУ приёмника, а не в откалиброванных dBm. Счётчик пакетов в VITA 49 четырёхбитный, потеря ровно 16 пакетов остаётся незамеченной, так что подтвердить работу без пропусков средствами VITA 49 нельзя. Надолго работать не проверяли. Полная совместимость с VITA 49.2 не заявлена, реализовано подмножество команд, а ответ об ошибке не сделан, при неудаче контроллер получает таймаут. Команды на перестройку проверены через SoapyVITA49, драйвер для SoapySDR, который автор ведёт параллельно.

И главное ограничение для работы по эфиру. 25 секунд на смену частоты - это перезагрузка радиомодуля Wi-Fi, а не перескок по ходу потока. Переключиться с 2437 на 5190 МГц и обратно можно, но это около минуты на круг. То есть это станция наблюдения с ручной перестройкой, а не сканер. На 2,4 ГГц доступны девять центров с шагом 5 МГц, и тройка окон по 40 МГц перекрывает весь рабочий диапазон 2,4 ГГц. На 5 ГГц доступен только U-NII-1, то есть диапазон аналогового FPV-видео 5,65-5,95 ГГц сюда не попадает.

Отдельно стоит глянуть vrtgen. Это генератор классов C++ для пакетов VITA 49.2 по описанию на YAML, openwrt-one-sdr идёт другим путём и пишет свой отвечающий модуль руками на C. Форк devnulling отличается от geontech/vrtgen одним патчем, добавлена сборка на macOS и Windows. Зато в истории исходника лежит поучительный баг. Восемь полей спектра в контекстном пакете уходили в провод без перестановки байт, и на машине с младшим байтом первым приёмник получал вместо чисел мусор. Нашли его разбором пакета в Wireshark, а не тестами.

🟢Подписаться на канал
🟢Подписаться в MAX

Роутер OpenWrt One переделали в SDR-приёмник с полосой 40 МГц

На GitHub вышел проект openwrt-one-sdr. Из роутера OpenWrt One на MediaTek MT7981B с радиотрактом MT7976 сделали широкополосный SDR-приёмник: сырые I/Q по 14 бит, 40 млн отсчётов в секунду из диапазонов 2,4 и 5 ГГц. Двухъядерный Cortex-A53 гонит поток по 2,5 GbE на компьютер в формате VITA 49, там спектр и водопад в браузере.

По данным репозитория:
⚙️ приём 2,4 и 5 ГГц, полоса канала 40 МГц, частота дискретизации 40 млн отсчётов/с, 14 бит на пару I/Q
⚙️ перестройка идёт по центрам блоков HE40, а не по основному каналу: 2422-2462 МГц с шагом 5 МГц на 2,4 ГГц и 5190 или 5230 МГц на 5 ГГц
⚙️ 5 ГГц ограничен U-NII-1, 5170-5260 МГц
⚙️ перестройка или смена диапазона занимает около 25 с, это перезагрузка радиомодуля Wi-Fi
⚙️ только приём: во время захвата MAC заблокирован на передачу, а при загрузке и после остановки штатный стек Wi-Fi передавать может

Подход здесь другой, чем в w1700k-sdr. Там прошивку MediaTek выкинули и написали свою целиком, здесь её оставили штатной и управляют ей из Linux. Всё, что нужно, - производитель на ассемблере nds32 размером 1660 байт, впаянный в диспетчер команд прошивки Wi-Fi-модуля. Он идёт по указателю записи блока захвата ICAP и выкладывает отсчёты в кольцо DMA, дальше их забирает драйвер mt76. Кросс-компилятор не обязателен: в репозитории лежит собранный кусок, apply-producer.py вносит те же правки в стоковую прошивку с самой платы и проверяет контрольную сумму. Патч на закрытую прошивку MediaTek не тиражируют, каждый собирает под свою плату.

Регистровую часть удалось унаследовать. MT7981 стоит на той же A-дие MT7976, что и MT7996, и блок захвата у них по одним и тем же адресам шины с теми же значениями сброса. Расшифровку радиотракта брали с MT7996. Формат 14 бит: I в битах 29:16, Q в 13:0, без знакового расширения. На 2,4 ГГц берётся каждый второй упакованный отсчёт, на 5 ГГц все, из-за чего шаг отсчёта разный, 8 байт против 4.

С пропускной способностью вышло впритык. 40 млн отсчётов в секунду по 16 бит на I и на Q дают 1,28 ГБ/с, это чуть больше половины 2,5 GbE. Пакеты собирает ядро: Ethernet, IPv4 и UDP лепятся прямо в ядре и уходят мимо пользовательской программы, промежуточной пересылки нет. В каждом UDP-пакете 1448 байт, это 360 пар I/Q. Контекстный пакет VITA 49 с несущей, частотой дискретизации и форматом данных идёт раз на 128 пакетов с отсчётами, приёмник сначала ждёт его.

Восемьдесят мегаотсчётов в секунду проверяли, но результат автор трактует осторожно. В 16 бит такое не влезает, нужно 2,56 ГБ/с. В 8 бит один ограниченный прогон отдал 819,2 млн слов отсчётов за 10,24 с, но внутри были повторы. То есть это не 80 МГц полосы и не 80 млн независимых отсчётов в секунду. Упаковка 14 бит в 28 бит на пару уменьшила бы поток ещё на 12 процентов, но пакет под это на плате так и не сделан.

С драйвером пришлось повозиться. Периодический опрос статистики по MCU отваливается по таймауту, и штатная проверка состояния чипа после этого перезагружает прошивку и рвёт поток примерно на 4-й секунде. Обновление состояния точек доступа блокирует путь приёма событий от модуля, и без обхода буфер захвата переполняется раз в 150-200 с. В обоих случаях обход сделали в mt76: опрос отключается, а таймаут возвращает ошибку вместо перезагрузки.

🟢Подписаться на канал
🟢Подписаться в MAX