feat: QO-100 central beacon BPSK decoder (Milestone 1 — stable demod)

Декодер центрального маяка QO-100 (10489.750, AO-40 BPSK 400 бод): фронтенд
до мягких символов + констелляция, с устойчивым захватом несущей/символа.

Цепочка (BeaconDecoder.pas): NCO-снос смещения → boxcar-децим до 9600 →
RRC матч-фильтр → AGC-нормировка → Gardner timing → Costas BPSK с frequency
offload в пред-RRC NCO. squaring-FFT оставлена индикатором несущей (prom).

Ключевые решения по итогам эфирной отладки:
- invert=True для тракта QO-100 (LNB+трансвертер зеркалит спектр).
- Декодер развязан от beacon-lock (тот ретюнил железо, рвал IQ).
- AGC-нормировка петель: сигнал ~-60 dBFS замораживал Costas/Gardner.
- Frequency offload: накопл. снос Costas стекает в FResidInc (без потолка
  ±π/символ) → держит ошибку наведения (1пкс≈300Гц) + дрейф LNB.

Интеграция: тап IQ в WDSPEngine.PushIQItemToDSP; RadioController владеет
декодером, клик-наведение (ПКМ BEACON + ЛКМ/Shift+ЛКМ по спектру); узкий
фильтр-маркер в SpectrumView/GL; окно констелляции BeaconScopeForm; файловый
лог HOME/ewsdr_beacon.log для диагностики.

Milestone 2 (далее): FEC — Viterbi k=7 + RS(160,128) + интерливер + дескремблер.

Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
2026-06-21 18:15:00 +03:00
co-authored by Claude Opus 4.8
parent 28adf9508a
commit c063d7a197
8 changed files with 1134 additions and 11 deletions
+165
View File
@@ -0,0 +1,165 @@
unit BeaconScopeForm;
{ TBeaconScopeForm — окно диагностики QO-100 beacon-декодера (Milestone 1).
Показывает BPSK-констелляцию демодулированного маяка + метрики захвата:
carrier-lock, symbol-lock, SNR, измеренную скорость, снос NCO.
Это смотровое окно фронтенда ДО подключения FEC: если констелляция сжимается
в два чётких сгустка по оси I и горят оба лока — демодуляция корректна, можно
цеплять Viterbi/RS (libfec). Открывается из RX-блока MainForm (ПКМ по BEACON).
Данные тянутся из TRadioController.GetBeaconScope по таймеру (~25 Гц). }
{$mode objfpc}{$H+}
interface
uses
Classes, SysUtils, Math, StrUtils,
Forms, Controls, Graphics, ExtCtrls,
AppTheme, BeaconDecoder, RadioController;
type
TBeaconScopeForm = class(TForm)
private
FCtl: TRadioController;
FBox: TPaintBox;
FTimer: TTimer;
FTheme: TAppTheme;
procedure DoTick(Sender: TObject);
procedure DoPaint(Sender: TObject);
public
constructor CreateWith(AOwner: TComponent; ACtl: TRadioController);
procedure ApplyTheme(const T: TAppTheme);
end;
implementation
constructor TBeaconScopeForm.CreateWith(AOwner: TComponent; ACtl: TRadioController);
begin
inherited CreateNew(AOwner);
FCtl := ACtl;
FTheme := DarkTheme;
Caption := 'QO-100 Beacon — Constellation';
BorderStyle := bsSizeable;
Width := 360;
Height := 510;
Position := poScreenCenter;
FBox := TPaintBox.Create(Self);
FBox.Parent := Self;
FBox.Align := alClient;
FBox.OnPaint := @DoPaint;
FTimer := TTimer.Create(Self);
FTimer.Interval := 40; // ~25 Гц
FTimer.OnTimer := @DoTick;
FTimer.Enabled := True;
end;
procedure TBeaconScopeForm.ApplyTheme(const T: TAppTheme);
begin
FTheme := T;
if FBox <> nil then FBox.Invalidate;
end;
procedure TBeaconScopeForm.DoTick(Sender: TObject);
begin
if (FBox <> nil) and Visible then FBox.Invalidate;
end;
procedure TBeaconScopeForm.DoPaint(Sender: TObject);
var
C: TCanvas;
W, H, cx, cy, r, i, px, py: Integer;
S: TBeaconScope;
ok: Boolean;
C1, C2: TColor;
st: string;
begin
C := FBox.Canvas;
W := FBox.Width; H := FBox.Height;
// фон
C.Brush.Style := bsSolid;
C.Brush.Color := FTheme.BG;
C.FillRect(0, 0, W, H);
// область констелляции — квадрат сверху, текст снизу
r := (Min(W, H - 70) - 20) div 2;
if r < 20 then r := 20;
cx := W div 2;
cy := 10 + r;
// сетка/оси
C.Pen.Style := psSolid;
C.Pen.Color := FTheme.SpecGrid;
C.Line(cx - r, cy, cx + r, cy); // ось I (горизонт)
C.Line(cx, cy - r, cx, cy + r); // ось Q (вертикаль)
C.Pen.Color := FTheme.Border;
C.Brush.Style := bsClear;
C.Rectangle(cx - r, cy - r, cx + r, cy + r);
// целевые точки BPSK (±1, 0) — ориентир
C.Pen.Color := FTheme.TextDim;
C.Ellipse(cx + r div 2 - 3, cy - 3, cx + r div 2 + 3, cy + 3);
C.Ellipse(cx - r div 2 - 3, cy - 3, cx - r div 2 + 3, cy + 3);
ok := (FCtl <> nil) and FCtl.GetBeaconScope(S);
if ok and S.Enabled then
begin
// точки констелляции (нормированы к ±1; масштаб r/2 → ±1 на половине радиуса)
C.Pen.Style := psClear;
C.Brush.Style := bsSolid;
C.Brush.Color := FTheme.MeterOn;
for i := 0 to S.Count - 1 do
begin
px := cx + Round(S.PtI[i] * (r / 2));
py := cy - Round(S.PtQ[i] * (r / 2));
if (px >= cx - r) and (px <= cx + r) and (py >= cy - r) and (py <= cy + r) then
C.FillRect(px - 1, py - 1, px + 2, py + 2);
end;
end;
// ----- метрики -----
C.Brush.Style := bsClear;
C.Font.Name := 'Courier New';
C.Font.Size := 9;
py := cy + r + 12;
if not ok then
begin
C.Font.Color := FTheme.TextDim;
C.TextOut(14, py, 'decoder unavailable');
Exit;
end;
if not S.Enabled then
begin
C.Font.Color := FTheme.TextDim;
C.TextOut(14, py, 'decoder OFF (enable via BEACON \ decode)');
Exit;
end;
if S.CarrierLock then C1 := FTheme.MeterOn else C1 := FTheme.TextDim;
if S.SymbolLock then C2 := FTheme.MeterOn else C2 := FTheme.TextDim;
C.Font.Color := C1;
C.TextOut(14, py, 'CARRIER ' + IfThen(S.CarrierLock, 'LOCK', '----'));
C.Font.Color := C2;
C.TextOut(14, py + 18, 'SYMBOL ' + IfThen(S.SymbolLock, 'LOCK', '----'));
C.Font.Color := FTheme.Text;
if S.SNRdB > -50 then st := Format('%.1f dB', [S.SNRdB]) else st := '--';
C.TextOut(14, py + 36, 'SNR ' + st);
C.TextOut(14, py + 54, Format('BAUD %.1f (off %.0f Hz)', [S.SymRate, S.OffsetHz]));
C.Font.Color := FTheme.TextDim;
C.TextOut(14, py + 72, Format('CARRIER resid %.0f Hz prom %.0f', [S.ResidHz, S.CarProm]));
if FCtl <> nil then
C.TextOut(14, py + 90, 'INVERT ' + IfThen(FCtl.BeaconDecodeInvert, 'ON', 'OFF'));
C.TextOut(14, py + 108, Format('RATE Fs %.0f Fdec %.0f sps %.1f',
[S.FsHz, S.FdecHz, S.Sps]));
end;
end.