1. 源由

在《OpenIPC開源FPV之Adaptive-Link工程解析》中，已經(jīng)有了整個工程的大體概念，接下來再對代碼進行逐步分析。

首先，對天空端的代碼進行分析：ALink42n.c

2. 框架代碼

ALink42n.c相對來說，代碼量最少，也是最為基本的一份代碼。

目前，尚不太清楚具體n/p/q之間的差異，邏輯上看應(yīng)該是關(guān)于切換配置profile的條件計算方式不太一樣，對于穩(wěn)定性、可靠性方面應(yīng)該有所差異。

• The relationship between .c and binary files #7

注：感興趣的朋友，可以跟下帖子，不過隨著代碼的深入了解，以及性能測試數(shù)據(jù)，也能慢慢明晰之間的差異。

• 加載配置 - “/etc/alink.conf”
• 加載Profile - “/etc/txprofiles.conf”
• majestic：80
• wfb-cli：8000
• Terminal：bash
• 綁定默認IP - 10.5.0.10:9999

n/p/q只有q寫的是10.5.0.10，其他是10.5.0.2，應(yīng)該有筆誤。

• 接受兩種UDP報文：special報文和普通報文

main├──> load_config(CONFIG_FILE); // "/etc/alink.conf"├──> load_profiles(PROFILE_FILE); // "/etc/txprofiles.conf"├──> bind DEFAULT_IP(10.5.0.10) DEFAULT_PORT(9999)├──>loop recvfrom│   ├──> <special:> special_command_message(message);│   └──> process_message(message);└──> close(sockfd);

3. 報文處理

+--------------+---------------+-------------+
|              | special? (8B) | Msg content |
| Msg len (4B) |---------------+-------------|
|              | RF Signal Estimated Values  |
+--------------+---------------+-------------+

3.1 special報文

• 報文格式：

+--------------+---------------+-------------+
| Msg len (4B) | special? (8B) | Msg content |
+--------------+---------------+-------------+

• 代碼流程：

處理pause_adaptive/resume_adaptive/request_keyframe命令

special_command_message├──> "pause_adaptive"│   └──> paused = true├──> "resume_adaptive"│   └──> paused = false├──> "drop_gop"│   └──> // 已經(jīng)注釋掉，代碼暫時保留├──> "request_keyframe"│   └──> < > request_keyframe_interval_ms> `idrCommand`└──> "Unknown"

3.2 普通報文

• 報文格式：

+--------------+------------------+-----------------+----------------+-----------+------+-------+-------+---------------+
| Msg len (4B) | transmitted_time | link_value_rssi | link_value_snr | recovered | lost | rssi1 | rssi2 | rssi3 | rssi4 |
+--------------+------------------+-----------------+----------------+-----------+------+-------+-------+---------------+

• 代碼流程：

解析地面端報文反饋的RF信號參數(shù)，比如：RSSI/SNR等

process_message├──> [index/token parse]│   ├──> <0> transmitted_time = atoi(token);│   ├──> <1> link_value_rssi = atoi(token);│   ├──> <2> link_value_snr = atoi(token);│   ├──> <3> recovered = atoi(token);│   ├──> <4> lost = atoi(token);│   ├──> <5> rssi1 = atoi(token);│   ├──> <6> rssi2 = atoi(token);│   ├──> <7> rssi3 = atoi(token);│   ├──> <8> rssi4 = atoi(token);│   └──> <.> Ignore extra tokens├──> <!time_synced> settimeofday(&tv, NULL)└──> <!paused> start_selection(link_value_rssi, link_value_snr);

4. 工作流程

4.1 Profile 競選

當(dāng) 2.1 paused 為 false 時，滿足觸發(fā)條件則進行 start_selection：

start_selection├──> <selection_busy> return├──> <rssi_score == 999> value_chooses_profile(999); // Default settings│   └──> return├──> int combined_value = floor(rssi_score * w_rssi + snr_score * w_snr);├──> constrain(1000, 2000, combined_value)├──> float percent_change = fabs((float)(value - baseline_value) / baseline_value) * 100;└──> <percent_change >= hysteresis_percent>└──> <time_diff_ms >= min_between_changes_ms> value_chooses_profile(value); // apply new settings

注：這里采用了 rssi 和 snr 權(quán)重方式。

4.2 Profile 研判

當(dāng) Profile 競選成功后，在實際應(yīng)用時，需要檢查觸發(fā)條件，比如：如果當(dāng)前為需要切換的 Profile則無需觸發(fā)。

value_chooses_profile├──> Profile* selectedProfile = get_profile(input_value);├──> [Find the index of the selected profile]├──> <previousProfile == currentProfile> return // no changes├──> <previousProfile == 0 && timeElapsed <= hold_fallback_mode_s> return // first profile in fallback time├──> <(currentProfile - previousProfile == 1) && timeElapsed <= hold_modes_down_s> // just one step difference in hold time└──> apply_profile(selectedProfile)

無縫的觸發(fā)場景判斷，能夠確保信號的穩(wěn)定傳輸和平滑切換：

• what’s the difference between hold_fallback_mode_s and hold_modes_down_s? #9

4.3 Profile 應(yīng)用

這里需要注意幾個細節(jié)：

• 功率增加/減小其命令執(zhí)行順序不一致
• 綜合信號質(zhì)量來選擇不同的GI/MCS/FecK/FecN/Bitrate/Gop/Power/ROIqp

apply_profile
├──> Local Variables Initialization
│   └──> Command Templates and Time Calculation
├──> Load Profile Variables into Local Variables
│   └── Copy values from `profile` into local variables
├──> Profile Comparison (currentProfile vs previousProfile)
│   ├──> If currentProfile > previousProfile:
│   │   ├──> Execute Power Command if changed      // "iw dev wlan0 set txpower fixed %d"
│   │   ├──> Execute GOP Command if changed        // "curl -s 'http://localhost/api/v1/set?video0.gopSize=%f'"
│   │   ├──> Execute MCS Command if changed        // "wfb_tx_cmd 8000 set_radio -B 20 -G %s -S 1 -L 1 -M %d"
│   │   ├──> Execute FEC Command if changed        // "wfb_tx_cmd 8000 set_fec -k %d -n %d"
│   │   ├──> Execute Bitrate Command if changed    // "curl -s 'http://localhost/api/v1/set?video0.bitrate=%d'"
│   │   ├──> Execute ROI Command if changed        // "curl -s 'http://localhost/api/v1/set?fpv.roiQp=%s'"
│   │   └──> Execute IDR Command if enabled        // "curl localhost/request/idr"
│   └──> Else (if currentProfile <= previousProfile):
│       └──> Execute commands in different order
└──> Display Stats (msposdCommand)└──> Execute `msposdCommand`                   // "echo '%ld s %d M:%d %s F:%d/%d P:%d G:%.1f&L30&F28 CPU:&C &Tc %s' >/tmp/MSPOSD.msg"

rangeMin	rangeMax	setGI	setMCS	setFecK	setFecN	setBitrate	setGop	wfbPower	ROIqp
999	999	long	0	12	15	3332	1.0	61	0,0,0,0
1000	1150	long	0	12	15	3333	1.0	60	0,0,0,0
1151	1300	long	1	12	15	6667	1.0	59	12,12,12,12
1301	1700	long	2	12	15	10000	1.0	58	12,8,8,12
1701	1850	long	3	12	15	12500	1.0	56	8,0,0,8
1851	2001	short	3	12	15	14000	1.0	56	4,0,0,4

• rangeMin: Starting value of the range.

• rangeMax: Ending value of the range.

• setGI: 是無線通信系統(tǒng)中的 保護間隔（GI，Guard Interval）。短GI（400 ns）和長GI（800 ns）是兩種常見的保護間隔設(shè)置，用于管理OFDM（正交頻分復(fù)用）符號之間的時間間隔。選擇短GI或長GI會影響性能和抗干擾能力。它通常在無線通信協(xié)議的 物理層（PHY） 中進行設(shè)置，比如Wi-Fi（802.11標(biāo)準(zhǔn)）。

• setMCS: 定義了用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)?strong>調(diào)制和編碼方案。MCS決定了數(shù)據(jù)是如何編碼的（調(diào)制類型），以及為錯誤糾正添加了多少冗余數(shù)據(jù)（編碼率）。在Wi-Fi（802.11n/ac/ax）中，MCS值通常從0到9（或更高，取決于Wi-Fi版本）。MCS索引是802.11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的一部分，并且可以根據(jù)鏈路質(zhì)量和信號強度進行調(diào)整。

• setFecK: 指的是前向錯誤糾正（FEC）方案，特別是表示在應(yīng)用錯誤糾正之前的數(shù)據(jù)位數(shù)（K值）。FEC用于通過添加冗余數(shù)據(jù)來提高無線通信的可靠性，從而使接收方能夠糾正噪聲或干擾引起的錯誤。K值通常是Reed-Solomon編碼或卷積編碼中的一個參數(shù)。

• setFecN: 表示應(yīng)用FEC后的總位數(shù)（包括數(shù)據(jù)位和校驗位）。 K/N的比率給出了編碼率，這決定了為錯誤糾正添加的冗余程度。較低的FEC值（例如1/2）表示更多的冗余和錯誤糾正能力，而較高的值（如3/4或5/6）則提供更高的吞吐量，但錯誤糾正能力較弱。

• setBitrate: 表示通過無線鏈路傳輸數(shù)據(jù)的速度，通常以Mbps（兆比特每秒）為單位。該值受到調(diào)制方案、編碼率和信號強度的影響。在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中，通常會根據(jù)這些因素動態(tài)調(diào)整比特率，以優(yōu)化吞吐量，同時保持穩(wěn)定的連接。

• setGop: GOP設(shè)置與視頻編碼相關(guān)，尤其是在像H.264或H.265這樣的壓縮方案中。定義了關(guān)鍵幀（I幀）之間的間隔。短GOP意味著更頻繁的關(guān)鍵幀（更高的視頻質(zhì)量，較低的壓縮），而長GOP意味著較少的關(guān)鍵幀（更高的壓縮，較低的質(zhì)量）。在無線通信中，這個設(shè)置對于視頻流的傳輸有很大影響。

• wfbPower: 指的是無線前端（WFB）硬件的發(fā)射功率。發(fā)射功率是無線通信中的一個關(guān)鍵參數(shù)，影響無線信號的范圍和質(zhì)量。在Wi-Fi設(shè)備中，功率通常可以根據(jù)法規(guī)限制、設(shè)備能力和網(wǎng)絡(luò)狀況進行調(diào)整。wfbPower值可能用于配置設(shè)備中射頻（RF）部分的放大器。

• ROIqp: ROI QP values as a comma-separated string (e.g., 0,0,0,0).

5. 總結(jié)

• Profile 是一個經(jīng)驗值(測試值)，依賴于具體場景應(yīng)用。
• 配置參數(shù)（如：hold_fallback_mode_s/hold_modes_down_s） 也是一個經(jīng)驗參數(shù)，依賴于具體應(yīng)用場景。
• RSSI SNR 權(quán)重 RF信號質(zhì)量計算模型，也是一個經(jīng)驗方法，可以調(diào)整更優(yōu)的算法。

基于上述邏輯，對于這些內(nèi)容的優(yōu)化，就能更好的將FPV視頻無縫的應(yīng)用于實際環(huán)境 - 取決于大量的測試和優(yōu)化。

注：這里感覺缺少心跳報文丟失的處理，以應(yīng)對極端情況。

6. 參考資料

【1】OpenIPC開源FPV之Adaptive-Link工程解析

7. 補充資料

RSSI（接收信號強度指示）和SNR（信噪比）是衡量信號質(zhì)量的常用指標(biāo)。

加權(quán) RSSI 和 SNR 以綜合評估信號質(zhì)量的做法，基于以下幾個理論依據(jù)：

1. RSSI 反映信號強度，而 SNR 反映信號與噪聲的比率，兩者結(jié)合能夠更全面地評估信號質(zhì)量。
2. 加權(quán)方式可以根據(jù)應(yīng)用場景和環(huán)境的變化，動態(tài)調(diào)整各個參數(shù)的影響，優(yōu)化信號質(zhì)量的評估。
3. 加權(quán)系數(shù)的調(diào)整通常是基于實際的應(yīng)用需求和實驗數(shù)據(jù)優(yōu)化的。

通過加權(quán)結(jié)合這兩個指標(biāo)，可以更準(zhǔn)確地反映無線通信中的實際信號質(zhì)量，進而為系統(tǒng)做出更合理的決策（如選擇最佳基站、調(diào)整發(fā)射功率、優(yōu)化資源分配等）。

7.1 RSSI 和 SNR 的物理含義

• RSSI：表示接收到的信號強度，是衡量信號功率強度的一個指標(biāo)。通常情況下，RSSI 越高，表示信號接收的質(zhì)量越好。然而，RSSI 只反映了信號的強度，并不直接考慮噪聲的影響。

• SNR：表示信號與噪聲的比值，是衡量信號質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。SNR 越高，意味著信號在噪聲背景下越清晰，通信質(zhì)量越高。高的 SNR 值通常意味著信號更容易被準(zhǔn)確解碼，而低的 SNR 值則容易導(dǎo)致誤碼或通信失敗。

7.2 信號質(zhì)量加權(quán)的理論依據(jù)

• 信號強度與噪聲的相對重要性：
  單獨依賴 RSSI 來衡量信號質(zhì)量可能會產(chǎn)生誤導(dǎo)。因為高強度的信號也可能伴隨著較強的噪聲，而高噪聲水平會影響信號的清晰度。因此，SNR 提供了一個更全面的衡量標(biāo)準(zhǔn)，考慮了信號的強度與噪聲的關(guān)系。加權(quán)方式結(jié)合了這兩個指標(biāo)，能夠更準(zhǔn)確地反映實際信號質(zhì)量。

• 加權(quán)的數(shù)學(xué)模型：
  一種常見的做法是將 RSSI 和 SNR 作為輸入?yún)?shù)，通過某種加權(quán)函數(shù)或線性組合來得到一個綜合的信號質(zhì)量指標(biāo)?？梢愿鶕?jù)具體場景的需求調(diào)整權(quán)重值。例如：
  $$Q=w_1?\text{RSSI}+w_2?\text{SNR}$$
  其中，$ w_1 $ 和 $ w_2 $ 是 RSSI 和 SNR 的權(quán)重系數(shù)，表示它們在信號質(zhì)量計算中的相對重要性。

  • 選擇合適的權(quán)重系數(shù)：
    權(quán)重的設(shè)置需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和實驗數(shù)據(jù)來優(yōu)化。在一些應(yīng)用中，SNR 可能更為關(guān)鍵，因為它直接影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e誤率，而在其他場景中，RSSI 可能更重要，因為信號強度直接決定了通信的覆蓋范圍。

7.3 實際應(yīng)用中的加權(quán)方法

• 無線通信系統(tǒng)：在無線通信中，RSSI 和 SNR 都是評估信號質(zhì)量的重要指標(biāo)。將兩者加權(quán)后，系統(tǒng)可以更好地判斷信號的穩(wěn)定性和傳輸質(zhì)量。例如，在 Wi-Fi 或移動通信中，基站或接入點會同時考慮這兩個參數(shù)，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

• 動態(tài)信號質(zhì)量評估：無線環(huán)境通常是動態(tài)變化的，信號強度和噪聲水平可能隨時間和位置變化。通過加權(quán)方式，可以更靈活地反映當(dāng)前信號的質(zhì)量，特別是在復(fù)雜的多徑傳播和干擾環(huán)境中。

7.4 加權(quán)方法的優(yōu)化

• 信道的特性：在不同的無線信道中，RSSI 和 SNR 對信號質(zhì)量的影響可能不同。例如，在高干擾環(huán)境下，SNR 的作用更為突出，因此可以為 SNR 分配更大的權(quán)重。而在信號強度較好的環(huán)境中，RSSI 可能會更重要。

• 基于經(jīng)驗的調(diào)整：通過實際測試和仿真，可以根據(jù)不同的環(huán)境條件和通信需求，調(diào)整 RSSI 和 SNR 的權(quán)重。例如，在一個需要長距離傳輸?shù)膱鼍爸?#xff0c;可能會更側(cè)重于 RSSI；而在一個要求高數(shù)據(jù)速率和低錯誤率的場景中，可能會更關(guān)注 SNR。

7.5 綜合考慮信號質(zhì)量的模型

在一些高級的信號質(zhì)量評估模型中，除了直接的 RSSI 和 SNR 之外，可能還會考慮其他因素，比如：

• 路徑損耗：信號在傳播過程中的衰減。
• 干擾：來自其他無線設(shè)備或環(huán)境的噪聲。
• 調(diào)制方式：不同的調(diào)制方式對信號質(zhì)量的敏感度不同。

這些因素也可能在加權(quán)過程中作為附加的輸入，進一步提升信號質(zhì)量評估的準(zhǔn)確性。

7.6 8812EU WiFi模塊

• M8812EU2 2T2R 802.11a/n/ac WiFi Module
• Using BL-M8812EU2 (or other RTL8812EU-based) Wi-Fi Module

功率設(shè)置兩個方法： WIP: Add support for RTL8812EU-based Wi-Fi adapters for FPV firmware #1344

• driver_txpower_overridein /etc/wfb.conf. The range is 0~63
• iw dev <wlan0> set txpower fixed <mBm>. The range is 0~3150, and can be set dynamically when transmitting.