Che tipo di modulazione è questa?

Sto cercando di scoprire quale tipo di modulazione e codifica viene utilizzata dal mio telecomando per la copertura della finestra, con l'obiettivo di implementare lo stesso su un Raspberry Pi per aggiungere un po 'di automazione domestica.

Un collega mi ha aiutato a campionare il segnale con un USRP e mi ha dato i file di dati. Li ho esaminati con Inspectrum .

Temo che i campioni siano stati registrati centrati molto vicino alla frequenza del segnale. Ho letto in seguito che questa potrebbe non essere una buona idea, e penso che questo sia ciò che causa il rumore permanente che puoi vedere nelle immagini. Dovrei centrare il campionamento di qualche kHz in basso in futuro?

Pressione singola del segnale "finestra aperta"

La percentuale di simboli, o piuttosto quella che immaginavo fosse la frequenza dei simboli, sembra coerente a questo livello (circa 42 baud).

Questo mostra energia in frequenza. L'asse X è il tempo, l'asse Y è la frequenza (banda base). I colori sono stati sintonizzati per mostrare solo il potere interessante.

Dettaglio di uno dei "blocchi"

Qui, l'ultima immagine mostra, passa in fondo: frequenza, IQ (rosso / blu) e fase. Non so bene cosa rappresenti il ​​grafico delle frequenze qui.

Zoom sulla transizione tra rado a denso

Il "symbol rate" non sembra costante qui.

Non ho idea del tipo di modulazione, codifica, bit rate o protocollo utilizzato da questo telecomando, e in questo momento la mia unica opzione sarebbe quella di provare ciecamente tutti i blocchi demod in gnuradio.

Sarebbe molto utile se la risposta potesse includere alcune indicazioni su come demodulare questo segnale in gnuradio per ottenere bit fuori. Penso di poterlo prendere da lì.

Il controller è per una finestra di Velux, ma non ho trovato alcuna informazione sul web. Alla fine ho bisogno di scoprire quale chip acquistare per Arduino / rPi.

Posso dire che il chip ha del testo scritto, ma non riesco a leggerlo, sembra che sia logoro, ma non ho una lente d'ingrandimento ...: /

Dati grezzi caricati su: https://www.dropbox.com/s/rh2k7ho68dvoxhd/data_mando3.dat?dl=0 . La frequenza di campionamento è di 3 MHz. Il formato dei dati è il default di GNU Radio Companion , che è IQ, ogni componente espresso come float a 32 bit.

Aggiornare

Dopo qualche altra indagine, questo sembra essere il protocollo io-homecontrol . Sembra che non sia stato progettato al contrario, è cifrato e non sono disponibili informazioni. È un protocollo a due vie, quindi dovrò prendere campioni da conversazioni complete (i campioni attuali sono presi solo con il telecomando disponibile).

Questo chip in teoria è in grado di funzionare con questo protocollo: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADF7022_2page.pdf

Il consorzio non fornirà le specifiche. Sono ancora interessato a annusare alcune conversazioni con GNURadio e vedere se riesco a lavorare da loro. Detto questo, posso solo raccomandare contro i prodotti io-homecontrol e Velux.

Grazie!

Ok, ho fatto un po 'di analisi forense sull'acquisizione dei dati e credo che la modulazione sia una forma di FSK.

La modulazione FSK era di +/- 20 KHz con una velocità dati di 38 KHz.

AGGIORNAMENTO: L'OP ha scoperto che si tratta di "io-homecontrol" e il foglio dati di ADI che ha trovato ha confermato che si tratta effettivamente di FSK con una deviazione di 20 KHz e 38,4 Kbps di velocità. Inoltre questo link fornisce maggiori dettagli sul formato di modulazione:

https://cansecwest.com/slides/2015/From_Baseband_to_bitstream_Andy_Davis.pdf

Sembra che in realtà potrebbe essere Gaussian-FSK, con segnalazione di risposta completa (BT = 1), il che significa che la risposta per ciascun bit è completata prima dell'inizio del bit successivo. Questo può essere facilmente implementato con un filtro gaussiano (vedi filtro FIR gaussiano senza moltiplicatori?) seguito da un sottufficiale. In questo caso ogni bit di dati è rappresentato come impulsi seguiti da zeri per l'intera lunghezza del filtro e l'uscita del filtro guida la parola di controllo della frequenza nell'NCO (un VCO digitale). (Per la segnalazione a risposta parziale che richiede un ricevitore più complicato e non quello che stanno facendo qui, gli zeri sono più brevi della lunghezza del filtro, ma funzionerebbe anche). La deviazione di frequenza può essere impostata con una costante di guadagno del moltiplicatore tra l'uscita del filtro e l'ingresso NCO. La scelta di scegliere l'FSK gaussiano rispetto all'FSK semplice è per un migliore contenimento spettrale nella forma d'onda trasmessa (ed è la ragione delle transizioni arrotondate che vediamo).

Includerò le trame nel caso in cui qualcuno abbia ulteriori approfondimenti:

Innanzitutto una vista macro in prossimità del primo scoppio, che si verifica per circa 0,93 secondi. Per ottenere questo diagramma, avevo rimosso un offset di frequenza corrispondente a 0,2688 radianti / campione dopo aver decimato di 10 campioni, supponendo che la frequenza di campionamento originale fosse di 3 MHz, che corrisponde a un offset di 12,834 KHz.

Questo diagramma mostra la fase da scartare rispetto al tempo (l'asse verticale è radianti) e la magnitudine corrispondente rispetto al tempo. Suppongo che quando l'ampiezza è bassa stiamo osservando il rumore e il segnale di interesse si verifica solo quando l'entità è maggiore.

Aumentando lo zoom sulla prima parte dell'esplosione, l'impulso inizia a circa 0,9265 secondi e all'inizio dell'esplosione la fase è "piatta" per circa 3 ms. Corrispondendo a un vettore non modulato, credo, dal confronto con i dettagli che vedremo più avanti.

Dopo i 3 ms della parte "fase piatta", esiste un modello molto lungo di quello che sembra essere 1 0 1 0 1 0 con una velocità di trasmissione dati di 37,5 KS / s. La modulazione sta andando tra 0 e 180 gradi, ma più avanti vedremo chiare rampe di fase che mi fanno sospettare FSK invece di BPSK. (Se fosse MSK mi sarei aspettato di vedere prove di rotazioni di 90 gradi, ma la rotazione minima che ho trovato era di 180 gradi). Nota all'inizio del pattern (assumendo +180 = 1 e -180 = 0), vediamo 1 1 0 1 0 1 0 1 ... che poi dura con il pattern 1 0 1 0 per circa 90 ms prima inserendo un "1 1" vicino al segno di 1,02 secondi, e quindi continuando di nuovo come 0 1 0 1 0 1 ... fino al segno di 1,414 secondi. (durata circa 0,4 secondi con un motivo 1 0 1 0). Nota la "gobba" nella traiettoria generale;

A 1,414 secondi iniziano i dati reali. (Il primo era probabilmente un modello di sincronizzazione / acquisizione). Guardando prima una vista a macroistruzione vediamo un modello che a questa vista sembra ripetersi 3 volte prima che lo scoppio finisca.

Aumentando lo zoom sulla prima regione, vediamo una costante inclinazione positiva e negativa indicativa di FSK. Alla fine dell'esplosione dei dati c'è una lunga durata di 1 per 4 ms seguita di nuovo dal modello 101010 per circa 14 ms.

Il successivo scoppio a partire da circa 1,51 secondi, poco dopo il primo ha di nuovo lo stesso schema di partenza di un vettore non modulato seguito dal modello di modulazione lunga 101010. (Anche se leggermente diverso in quanto l'inizio era 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 ma la durata del modello 1010 prima che la modulazione dei dati fosse di nuovo 14 ms)