OpenIPC开源FPV之Channel配置
OpenIPC开源FPV之Channel配置
- 1. 源由
- 2. 现象
- 3. 硬件
- 3.1 模拟频点
- 3.2 数字频点
- 2.4GHz频段频点表格 (802.11b/g/n):
- 5GHz频段频点表格 (802.11a/n/ac):
- 4. 分析
- 5. 实验
- 6. 参考资料
1. 源由
无线信号，传输过程中不可避免都会受到干扰。同时，由于在一个开放空间中传输的信号，或多或少可以被监听，因此需要注意安全性。
不过好在OpenIPC的FPV固件是基于wfb-ng加密传输的，等到破解秘钥估计信息早就过期了。因此，本章重点谈下Channel的配置。
2. 现象
眼见为实，看下当前设置的两个信道。理论上应该不干扰的，而实际情况：静态似乎马马虎虎，动态雪花点、横线干扰相对严重。
- OpenIPC FPV/Analog VTX Interference Test
考虑到的点：
- 频点错开 模拟(5917MHz) vs 数字(5805MHz)
- 频宽不覆盖 模拟(5~8MHz) vs 数字(20MHz)
- 空间位置 天线间距15cm
- 模拟信号VIN/VOUT 全程采用公共地屏蔽
- 模拟摄像头和数字摄像头均有各自的BEC电路(起到一定的电源隔离作用)
似乎需要进一步看看干扰源主要是以何种方式进入系统？？？
- 辐射干扰：信号通过电路耦合到模块内部
- 传导干扰：电源地/公共地影响到模块
3. 硬件
- VT5804 ML1
- DIY OpenIPC FPV ssc30kq+rtl8812EU
3.1 模拟频点
以下是肥鲨模拟眼镜（Fat Shark）配合**野火接收机（Wildfire RX）**的常见接收频段和频点表格，供参考：
| 频段 | 频点 1 | 频点 2 | 频点 3 | 频点 4 | 频点 5 | 频点 6 | 频点 7 | 频点 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A 频段 | 5865 | 5845 | 5825 | 5805 | 5785 | 5765 | 5745 | 5725 |
| B 频段 | 5733 | 5752 | 5771 | 5790 | 5809 | 5828 | 5847 | 5866 |
| E 频段 | 5705 | 5685 | 5665 | 5645 | 5885 | 5905 | 5925 | 5945 |
| F 频段 (Fatshark) | 5740 | 5760 | 5780 | 5800 | 5820 | 5840 | 5860 | 5880 |
| R 频段 (RaceBand) | 5658 | 5695 | 5732 | 5769 | 5806 | 5843 | 5880 | 5917 |
- A 频段和F 频段（Fatshark Band）是常用的频段，尤其是Fat Shark品牌眼镜配合使用时。
- R 频段（RaceBand）通常用于FPV竞赛，因为这些频点间隔更宽，减少了干扰。
- E 频段的高频点（5885、5905、5925、5945）有时用于接收长距离信号，但要确保你的设备支持这些频点。
3.2 数字频点
以下是RTL8812EU网卡（支持802.11a/b/g/n/ac标准）所能使用的Wi-Fi频段及频点表格，包括2.4GHz和5GHz频段的常见信道频率：
- 2.4GHz频段（信道 1-13）是全球广泛使用的标准频段，但容易受到干扰。日本允许使用信道14（2484 MHz），其他地区通常不支持。
- 5GHz频段提供了更多的信道和更宽的带宽，支持更高的数据速率，特别适合802.11ac标准。
- DFS (Dynamic Frequency Selection)：在某些5GHz信道（52-140）上，设备必须支持DFS技术来检测雷达信号并避让。这些信道在部分国家受限，使用前需确认设备是否支持DFS。
- U-NII频段（Unlicensed National Information Infrastructure）：5GHz频段的不同信道被划分为多个子频段，具体使用的信道受限于设备和当地法规。
2.4GHz频段频点表格 (802.11b/g/n):
| 信道 | 频率 (MHz) |
|---|---|
| 1 | 2412 |
| 2 | 2417 |
| 3 | 2422 |
| 4 | 2427 |
| 5 | 2432 |
| 6 | 2437 |
| 7 | 2442 |
| 8 | 2447 |
| 9 | 2452 |
| 10 | 2457 |
| 11 | 2462 |
| 12 | 2467 |
| 13 | 2472 |
| 14 (仅限日本) | 2484 |
5GHz频段频点表格 (802.11a/n/ac):
| 信道 | 频率 (MHz) | 说明 |
|---|---|---|
| 36 | 5180 | U-NII-1 频段 |
| 40 | 5200 | |
| 44 | 5220 | |
| 48 | 5240 | |
| 52 | 5260 | U-NII-2 频段，需支持DFS |
| 56 | 5280 | |
| 60 | 5300 | |
| 64 | 5320 | |
| 100 | 5500 | U-NII-2e 频段，需支持DFS |
| 104 | 5520 | |
| 108 | 5540 | |
| 112 | 5560 | |
| 116 | 5580 | |
| 120 | 5600 | |
| 124 | 5620 | |
| 128 | 5640 | |
| 132 | 5660 | |
| 136 | 5680 | |
| 140 | 5700 | |
| 144 | 5720 | |
| 149 | 5745 | U-NII-3 频段 |
| 153 | 5765 | |
| 157 | 5785 | |
| 161 | 5805 | |
| 165 | 5825 |
4. 分析
从逻辑角度看，由于模拟电路通常交易受到外界的干扰，通常可以从以下几个方面来考虑：
- 电磁辐射耦合
由于数字摄像头，模拟摄像头的板子都是裸露的，没有屏蔽。因此，高频信号是非常有可能通过PCB上的线路耦合到系统内部，从而产生噪声。
- PCB布局与接地设计
要减少高频电流的回流路径干扰产生的噪声。
- 电缆或导线耦合
因为是手工安装，额外的电源线、信号线比较长，会导致不必要的信号干扰。在快速原型中，这类问题尤其需要注意。
- BEC模块的噪声耦合
开关电源尤其存在噪声，尤其是一些开关电源设计如果不良，本身就是一个噪声源。
- 信号线耦合干扰
数字信号线的高频变化可能通过寄生电容或寄生电感耦合到模拟信号线。
5. 实验
将频点分割的更加远，如果能够显著降低干扰，则表明是信号串扰，主要通过天线耦合进来。反之，则需要考虑高频信号在电路、导线、BEC自身的干扰问题。
- OpenIPC FPV/Analog VTX Interference Field Test
对比现象&实验结果，整体上并没有明显的改变。
==》因此，之前逻辑上分析的干扰并非频点覆盖的判断是正确的。
同时，问题就更加复杂，因为需要进一步实验，验证电路、导线、BEC等问题源。
考虑进一步做如下对比测试：
- 两个电池分别对模拟&数字供电
- 整理过长的导线，减少导线过程形成的干扰
- 在模块外部覆盖金属薄膜，进行类似屏蔽罩的测试
注：由于该模块还有不少其他软件上的工作，就暂时不展开硬件上的细节测试。有兴趣的朋友可以进一步照着这个方向进行优化。
6. 参考资料
【1】四轴飞控DIY集成FPV功能
【2】Ardupilot & OpenIPC & 基于WFB-NG构架分析和数据链路思考
【3】OpenIPC开源FPV之工程编译
【4】OpenIPC开源FPV之工程框架
【5】OpenIPC开源FPV之重要源码包
【6】OpenIPC开源FPV之重要源码启动配置
【7】OpenIPC开源FPV之固件sysupgrade升级
【8】OpenIPC开源FPV之Ardupilot配置