1. 源由
基于ExpressLRS开源代码对基本调试验证数据进行详细的研读理解,以期望更深入的理解相关数据的实际含义。
ID(packetCounter),Antenna,RSSI(dBm),LQ,SNR,PWR,FHSS,TimingOffset
IRQ_CNT,RSSI_AVE,SNR_AVE,SNV_MAX,TELEM_CNT,FAIL_CNT
2. 代码
2.1 debugRcvrLinkstats
static void debugRcvrLinkstats()
{
#if defined(DEBUG_RCVR_LINKSTATS)
if (debugRcvrLinkstatsPending)
{
debugRcvrLinkstatsPending = false;
// Copy the data out of the ISR-updating bits ASAP
// While YOLOing (const void *) away the volatile
crsfLinkStatistics_t ls = *(crsfLinkStatistics_t *)((const void *)&CRSF::LinkStatistics);
uint32_t packetCounter = debugRcvrLinkstatsPacketId;
uint8_t fhss = debugRcvrLinkstatsFhssIdx;
// actually the previous packet's offset since the update happens in tick, and this will
// fire right after packet reception (a little before tock)
int32_t pfd = PfdPrevRawOffset;
// Use serial instead of DBG() because do not necessarily want all the debug in our logs
char buf[50];
snprintf(buf, sizeof(buf), "%u,%u,-%u,%u,%d,%u,%u,%d\r\n",
packetCounter, ls.active_antenna,
ls.active_antenna ? ls.uplink_RSSI_2 : ls.uplink_RSSI_1,
ls.uplink_Link_quality, ls.uplink_SNR,
ls.uplink_TX_Power, fhss, pfd);
Serial.write(buf);
}
#endif
}
2.2 debugRcvrSignalStats
static void debugRcvrSignalStats(uint32_t now)
{
#if defined(DEBUG_RCVR_SIGNAL_STATS)
static uint32_t lastReport = 0;
// log column header: cnt1, rssi1, snr1, snr1_max, telem1, fail1, cnt2, rssi2, snr2, snr2_max, telem2, fail2, or, both
if(now - lastReport >= 1000 && connectionState == connected)
{
for (int i = 0 ; i < (isDualRadio()?2:1) ; i++)
{
DBG("%d\t%f\t%f\t%f\t%d\t%d\t",
Radio.rxSignalStats[i].irq_count,
(Radio.rxSignalStats[i].irq_count==0) ? 0 : double(Radio.rxSignalStats[i].rssi_sum)/Radio.rxSignalStats[i].irq_count,
(Radio.rxSignalStats[i].irq_count==0) ? 0 : double(Radio.rxSignalStats[i].snr_sum)/Radio.rxSignalStats[i].irq_count/RADIO_SNR_SCALE,
float(Radio.rxSignalStats[i].snr_max)/RADIO_SNR_SCALE,
Radio.rxSignalStats[i].telem_count,
Radio.rxSignalStats[i].fail_count);
Radio.rxSignalStats[i].irq_count = 0;
Radio.rxSignalStats[i].snr_sum = 0;
Radio.rxSignalStats[i].rssi_sum = 0;
Radio.rxSignalStats[i].snr_max = INT8_MIN;
Radio.rxSignalStats[i].telem_count = 0;
Radio.rxSignalStats[i].fail_count = 0;
}
if (isDualRadio())
{
DBGLN("%d\t%d", Radio.irq_count_or, Radio.irq_count_both);
}
else
{
DBGLN("");
}
Radio.irq_count_or = 0;
Radio.irq_count_both = 0;
lastReport = now;
}
#endif
}
3. 含义解释
对于debug给出参数含义解释,有助于理解性能测试结果。
ID(packetCounter),Antenna,RSSI(dBm),LQ,SNR,PWR,FHSS,TimingOffset
IRQ_CNT,RSSI_AVE,SNR_AVE,SNV_MAX,TELEM_CNT,FAIL_CNT
3.1 ID(packetCounter),Antenna,RSSI(dBm),LQ,SNR,PWR,FHSS,TimingOffset
- ID(packetCounter):报文ID(递增,需打开Tx发射端DEBUG_RCVR_LINKSTATS)
报文ID是在发射机发射信号是递增,接收机解析报文是获取ID信息的。
//接收机
OtaUpdateSerializers
├──> UnpackChannelDataHybridSwitch8/UnpackChannelDataHybridWide
│ └──> UnpackChannelDataHybridCommon - ota4->dbg_linkstats.packetNum
│ └──> debugRcvrLinkstatsPacketId
│ └──> packetCounter
└──> UnpackChannelData8ch - ota8->dbg_linkstats.packetNum
└──> debugRcvrLinkstatsPacketId
└──> packetCounter
//发射机
OtaUpdateSerializers
└──> GenerateChannelData8ch/GenerateChannelData12ch
└──> GenerateChannelData8ch12ch
└──> <DEBUG_RCVR_LINKSTATS> ota8->dbg_linkstats.packetNum = packetCnt++
- Antenna:天线编号(0或1)
目前,天线配置方面有以下几种工作模式:
- Basic:一根天线
- Antenna Diversity:两根天线,其中一根天线接收信号
- True Diversity:两根天线,同时接收信号
- Gemini:两根天线,同时接收信号,并且工作在两个不同的频点。
- RSSI(dBm):信号强度,单位dBm
分贝毫瓦简写为dBm或dBmW,是一个表示绝对功率的量。
uplink_RSSI_1/uplink_RSSI_2
└──> rssiDBM
└──> LastPacketRSSI
└──> GetLastPacketRSSI/GetLastPacketStats
└──> readRegister(SX127X_REG_PKT_RSSI_VALUE)/ReadCommand(SX1280_RADIO_GET_PACKETSTATUS)
- LQ(Link Quality):链路质量
链路接收到数据包与预期数据包的百分比,表示信号中丢包的概率。
uplink_Link_quality
└──> uplinkLQ
└──> LQCalc.getLQ()/LQCalcDVDA.getLQ()
- SNR(Signal-to-noise ratio):信噪比
信号与干扰加噪声比 (Signal to Interference plus Noise Ratio)是指接收到的有用信号的强度与接收到的干扰信号(噪声和干扰)的强度的比值。
uplink_SNR
└──> LastPacketSNRRaw
└──> GetLastPacketSNRRaw/GetLastPacketStats
└──> readRegister(SX127X_REG_PKT_SNR_VALUE)/ReadCommand(SX1280_RADIO_GET_PACKETSTATUS)
- PWR(Power):功率
发射机工作时的发射功率。
RX::uplink_TX_Power
└──> RX::UnpackChannelData8ch/UnpackChannelDataHybridWide
└──> TX::GenerateChannelDataHybridWide/GenerateChannelData8ch12ch
└──> TX::CurrentPower
└──> TX::decPower/incPower
└──> TX::DynamicPower_Update
└──> TX::loop
其对应输出数值与功率之间的对应关系。
uint8_t powerToCrsfPower(PowerLevels_e Power)
{
// Crossfire's power levels as defined in opentx:radio/src/telemetry/crossfire.cpp
//static const int32_t power_values[] = { 0, 10, 25, 100, 500, 1000, 2000, 250, 50 };
switch (Power)
{
case PWR_10mW: return 1;
case PWR_25mW: return 2;
case PWR_50mW: return 8;
case PWR_100mW: return 3;
case PWR_250mW: return 7;
case PWR_500mW: return 4;
case PWR_1000mW: return 5;
case PWR_2000mW: return 6;
default:
return 0;
}
}
- FHSS(Frequency-hopping spread spectrum):跳频频率
FHSS,跳频技术 (Frequency-Hopping Spread Spectrum)在同步、且同时的情况下,接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号,对于一个非特定的接受器,FHSS所产生的跳动讯号对它而言,也只算是脉冲噪声。FHSS所展开的讯号可依特别设计来规避噪声或One-to-Many的非重复的频道,并且这些跳频讯号必须遵守要求。
debugRcvrLinkstatsFhssIdx
└──> getRFlinkInfo
└──> ProcessRFPacket
└──> RXdoneISR
└──> setupRadio
└──> setup
注:关于跳频方面的设置,详见FHSSrandomiseFHSSsequence
和FHSSgetNextFreq
。
- TimingOffset
这里的时间差是指HWtimerCallbackTock
调用到ProcessRFPacket
报文开始处理的时间差。
PfdPrevRawOffset
└──> PFDloop.calcResult() = PFDloop.intEvent(HWtimerCallbackTock) - PFDloop.extEvent(ProcessRFPacket)
└──> updatePhaseLock
└──> HWtimerCallbackTick
└──> setup
3.2 IRQ_CNT,RSSI_AVE,SNR_AVE,SNV_MAX,TELEM_CNT,FAIL_CNT
- IRQ_CNT
接收机收到RF芯片中断的数量。
setup
└──> setupRadio
└──> RXdoneISR
└──> ProcessRFPacket
└──> GetLastPacketStats
└──> instance->rxSignalStats[i].irq_count++
- RSSI_AVE
接收机平均RSSI信号强度。
double(Radio.rxSignalStats[i].rssi_sum)/Radio.rxSignalStats[i].irq_count
- SNR_AVE
接收机平均SNR信号强度。
double(Radio.rxSignalStats[i].snr_sum)/Radio.rxSignalStats[i].irq_count/RADIO_SNR_SCALE
- SNV_MAX
接收机最大SNR信号强度。
float(Radio.rxSignalStats[i].snr_max)/RADIO_SNR_SCALE
- TELEM_CNT
接收机发送报文数量。
setup
└──> HWtimerCallbackTock
└──> HandleSendTelemetryResponse
└──> TXnb
└──> telem_count++
- FAIL_CNT
判断双天线是否第二根天线受到同样的报文,如果没有收到则fail++。
setup
└──> setupRadio
└──> RXdoneISR
└──> ProcessRFPacket
└──> GetLastPacketStats
└──> fail_count++
4. 总结
通过对上面调试参数含义的分析,在对单/双天线模块配置下:
可以根据以下表格内容进行可选择性的分析比对,详细比对方法请见:
【1】ExpressLRS开源之RC链路性能测试
【2】ExpressLRS开源之接收机固件编译烧录步骤
ID(packetCounter) | Antenna | RSSI(dBm) | LQ | SNR | PWR | FHSS | TimingOffset |
---|---|---|---|---|---|---|---|
报文ID | 天线编号 | 信号强度 | 信号质量 | 信噪比 | 发射功率 | 跳频频率 | 中断时延 |
单、双 | 双 | 单、双 | 单、双 | 单、双 | 单、双 | 单、双 | 单、双 |
IRQ_CNT | RSSI_AVE | SNR_AVE | SNV_MAX | TELEM_CNT | FAIL_CNT |
---|---|---|---|---|---|
中断数量 | 平均信号强度 | 平均信噪比 | 最大信噪比 | 发送报文数量 | 报文缺失次数 |
单、双 | 单、双 | 单、双 | 单、双 | 单、双 | 双 |
,文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-685512.html
5. 参考资料
【1】ExpressLRS开源之RC链路性能测试
【2】ExpressLRS开源之接收机固件编译烧录步骤
【3】High-performance Open Source Radio Control Link文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-685512.html
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