第1页 / 共121页
第2页 / 共121页
第3页 / 共121页
第4页 / 共121页
第5页 / 共121页
第6页 / 共121页
第7页 / 共121页
第8页 / 共121页
GNURADIO编程指南.pdf
目录
目录
指南1：在深入GNURadio之前，你应该…...........................
摘要
1.对GNURadio有一个清晰的轮廓…
2.GNURadio中的编程…
3.数字信号处理（DSP）
4.通信
5.准备好开始了？
参考
指南2：进入GNU软件无线电世界
摘要9
1.介绍GNU软件无线电
2.软件无线电系统的架构
3.软件
4.硬件
5.总结
指南3：USRP板
摘要
1.USRP板简介
2.USRP板的“数据表单”
指南4：通过逐行阅读FM接收代码来为GNURa
摘要
1.回顾
2.第一行
3.导入必要模块
4.wfm_rx_graph类的故事
5结论
附录：源代码
参考文献
指南5：图、块和连接
摘要
1.回顾
2.定义函数build_graph()
3.创建一个图
4.信源和信宿
5.连接
6.运行程序
7.结论
附录：源码
参考资料
指南6：探索FM接收器
摘要
1.回顾
2.从空中到计算机，从实信号到复信号
3.获得瞬时频率，从复信号到实信号
4.去加重
5.音频FIR抽取滤波器
6.结论
附录A：源码
参考文献
指南7：通过逐行阅读FM接收代码来为GNURa
摘要
1回顾
2GNURadio中的GUI工具
3处理命令行参数
4结论
参考资料
指南8：GNURadio块的字典
摘要
1介绍
2信号源
3信号接收端
4简单操作
5类型转换
6滤波器
7FFT
8其他有用的块
9结合起来
参考文献
指南9：为GNURadio写一个信号处理模块（
摘要
1.回顾
2.三万米高的视角
3.所有信号处理模块的基类：gr_block
4命名惯例
5我们的第一个模块：howto_square_f
6结论
附录A：gr_block.h的源代码
附录B：howto_square_ff.h的源代
附录C：howto_square_ff.cc的源
参考文献
脚注
指南10：为GNURadio写一个信号处理模块
摘要
1.回顾
2.SWIG文件：how.i
3.目录布局
4.改变配置和生成文件
5.Python测试脚本：qa_howto.py
6我们完成了！
7.结论
参考文献
脚注
指南1：在深入GNURadio之前，你应该…
摘要
对GNURadio有一个清晰的轮廓…
GNURadio中的编程…
数字信号处理（DSP）
通信
准备好开始了？
参考
指南2：进入GNU软件无线电世界
摘要
介绍GNU软件无线电
软件无线电系统的架构
2.1块图
2.2模数转换器（ADC）
2.3射频前端
软件
硬件
总结
指南3：USRP板
摘要
USRP板简介
USRP板的“数据表单”
2.1AD/DA转换器
2.2子板
2.3FPGA
指南4：通过逐行阅读FM接收代码来为GNURadio中的Python做准备—第一部分
摘要
回顾
第一行
#!/usr/bin/env python
$ chmod +x wfm_rcv_gui.py
$ python ./wfm_rcv_gui.py arguments
$ python
导入必要模块
from gnuradio import gr, eng_notation
from gnuradio import audio
from gnuradio import usrp
from gnuradio import blks
from gnuradio.eng_option import eng_option
from optparse import OptionParser
import sys
import math
from gnuradio.wxgui import stdgui, fftsink
import wx
/usr/local/lib/python2.4/site-packages
$export PATHONPATH=/usr/local/lib/python2.4/site-p
from gnuradio.eng_option import eng_option
from gnuradio.wxgui import stdgui, fftsink
wfm_rx_graph类的故事
类定义
class wfm_rx_graph (stdgui.gui_flow_graph):
'FLOWGRAPH'类的家族
初始化：__init__
def funcname(arg1 arg2 ...)
def __init__(self,frame,panel,vbox,argv):
stdgui.gui_flow_graph.__init__ (self,frame,panel,v
构建一个带有信源、信宿和信号处理块的图(graph)
定义的部分
IF_freq = parseargs(argv[1:])
adc_rate = 64e6
decim = 250
quad_rate = adc_rate / decim # 256 kH
audio_decimation = 8
audio_rate = quad_rate / audio_decimation
信号源
# usrp is data source
src = usrp.source_c (0, decim)
src.set_rx_freq (0, IF_freq)
src.set_pga(0,20)
/usr/local/lib/python2.4/site-packages/gnuradio/us
/usr/local/share/doc/usrp-x.xcvs/html
核心信号处理块’gut’
guts = blks.wfm_rcv (self, quad_rate, audio_decima
/usr/local/lib/python2.4/site-packages/gnuradio/bl
信号源
# sound card as final sink
audio_sink = audio.sink (int (audio_rate))
把它们粘在一起
# now wire it all together
self.connect (src, guts)
self.connect (guts, (audio_sink, 0))
5结论
附录：源代码
from gnuradio import gr, eng_notation
from gnuradio import audio
from gnuradio import usrp
from gnuradio import blks
from gnuradio.eng_option import eng_option
from optparse import OptionParser
import sys
import math
from gnuradio.wxgui import stdgui, fftsink
import wx
class wfm_rx_graph (stdgui.gui_flow_graph):
def __init__(self,frame,panel,vbox,argv):
stdgui.gui_flow_graph.__init__ (self,frame
IF_freq = parseargs(argv[1:])
adc_rate = 64e6
decim = 250
quad_rate = adc_rate / decim
audio_decimation = 8
audio_rate = quad_rate / audio_decimation
# usrp is data source
src = usrp.source_c (0, decim)
src.set_rx_freq (0, IF_freq)
src.set_pga(0,20)
guts = blks.wfm_rcv (self, quad_rate, audi
# sound card as final sink
audio_sink = audio.sink (int (audio_rate))
# now wire it all together
self.connect (src, guts)
self.connect (guts, (audio_sink, 0))
if 1:
pre_demod, fft_win1 = \
fftsink.make_fft_sink_c (se
51
self.connect (src, pre_demod)
vbox.Add (fft_win1, 1, wx.EXPAND)
if 1:
post_deemph, fft_win3 = \
fftsink.make_fft_sink_f (
self.connect (guts.deemph, post_deemph
vbox.Add (fft_win3, 1, wx.EXPAND)
if 1:
post_filt, fft_win4 = \
fftsink.make_fft_sink_f (se
51
self.connect (guts.audio_filter, post_
vbox.Add (fft_win4, 1, wx.EXPAND)
def parseargs (args):
nargs = len (args)
if nargs == 1:
freq1 = float (args[0]) * 1e6
else:
sys.stderr.write ('usage: wfm_rcv freq1\n'
sys.exit (1)
return freq1 - 128e6
if __name__ == '__main__':
app = stdgui.stdapp (wfm_rx_graph, "WFM RX")
app.MainLoop ()
PythonTut
Eric1
参考文献
指南5：图、块和连接
摘要
回顾
定义函数build_graph()
def build_graph ():
sampling_freq = 32000
ampl = 0.1
创建一个图
fg = gr.flow_graph ()
from gnuradio_swig_python import *
from basic_flow_graph import *
from flow_graph import *
from exceptions import *
from hier_block import *
/usr/local/python2.4/site-packages/gnuradio/gr/bas
class endpoint (object):
__slots__ = ['block', 'port']
def __init__ (self, block, port):
self.block = block
self.port = port
__slots__ = ['src', 'dst']
def __init__ (self, src_endpoint, dst_endpoint
self.src = src_endpoint
self.dst = dst_endpoint
class basic_flow_graph (object):
'''basic_flow_graph － describe connections bet
__slots__ = ['edge_list']
def __init__ (self):
self.edge_list = []
/usr/local/python2.4/site-packages/gnuradio/gr/flo
class flow_graph (basic_flow_graph):
"""
__slots__ = ['blocks', 'scheduler']
def __init__ (self):
basic_flow_graph.__init__ (self);
self.blocks = None
self.scheduler = None
def _setup_connections (self):
"""given the basic flow graph, setup all the p
self.validate ()
self.blocks = self.all_blocks ()
self._assign_details ()
self._assign_buffers ()
self._connect_inputs ()
def _assign_details (self):
...
def _assign_buffers (self):
"""determine the buffer sizes to use, allocate
...
def _connect_inputs (self):
"""connect all block inputs to appropriate ups
...
信源和信宿
4.1信源
src0 = gr.sig_source_f (sampling_freq, gr.GR_SIN_W
src1 = gr.sig_source_f (sampling_freq, gr.GR_SIN_W
/usr/local/share/doc/gnuradio-core-2.5cvs/html/ind
4.2信宿
dst = audio.sink (sampling_freq)
/usr/local/lib/python2.4/site-packages/gnuradio/au
连接
fg.connect (src0, (dst, 0))
fg.connect (src1, (dst, 1))
def connect (self, *points):
'''connect requires two or more arguments that
endpoints. If more than two arguments are prov
connected together successively.
'''
if len (points) < 2:
raise ValueError, ("connect requires at le
%d provided." % (len (points),))
for i in range (1, len (points)):
self._connect (points[i-1], points[i])
def coerce_endpoint (x):
if isinstance (x, endpoint):
return x
elif isinstance (x, types.TupleType) and len (
return endpoint (x[0], x[1])
elif hasattr (x, 'block'): # assume i
return endpoint (x, 0)
elif isinstance(x, hier_block.hier_block_base)
return endpoint (x, 0)
else:
raise ValueError, "Not coercible to endpoi
运行程序
if __name__ == '__main__':
fg = build_graph ()
fg.start ()
raw_input ('Press Enter to quit: ')
fg.stop ()
if __name__ == '__main__':
The testing code
...
def start (self):
'''start graph, forking thread(s), return imme
if self.scheduler:
raise RuntimeError, "Scheduler already run
self._setup_connections ()
# cast down to gr_module_sptr
# t = [x.block () for x in self.topological_so
self.scheduler = scheduler (self)
self.scheduler.start ()
def stop (self):
if self.scheduler:
self.scheduler.stop ()
self.scheduler = None
结论
附录：源码
fromgnuradioimportgr
fromgnuradioimportaudio
defbuild_graph():
sampling_freq=32000
ampl=0.1
fg=gr.flow_graph()
src0=gr.sig_source_f(sampling_freq,gr.GR_S
src1=gr.sig_source_f(sampling_freq,gr.GR_S
dst=audio.sink(sampling_freq)
fg.connect(src0,(dst,0))
fg.connect(src1,(dst,1))
returnfg
if__name__=='__main__':
fg=build_graph()
fg.start()
raw_input('PressEntertoquit:')
fg.stop()
参考资料
指南6：探索FM接收器
摘要
回顾
从空中到计算机，从实信号到复信号
src = usrp.source_c (0, decim) # decim = 250, s
src.set_rx_freq (0, IF_freq) # IF_freq = our
src.set_pga(0,20)
return freq1 - 128e6
[0, 32M] normal
[32M, 64M] inverted
[64M, 96M] normal
[96M, 128M] inverted
获得瞬时频率，从复信号到实信号
guts = blks.wfm_rcv (self, quad_rate, audio_decima
self.connect (src, guts)
self.connect (guts, (audio_sink, 0))
f(t) = k * m(t) + fc
Part of gr_quadrature_demod_cf.cc
...
int
gr_quadrature_demod_cf::sync_work (
int noutput_items,
gr_vector_const_void_star &input_items,
gr_vector_void_star &output_items)
{
gr_complex *in = (gr_complex *) input_items[0];
float *out = (float *) output_items[0];
in++; // ensure that in[-1] is valid
for (int i = 0; i < noutput_items; i++){
gr_complex product = in[i] * conj (in[i-1]);
out[i] = d_gain * arg (product);
}
return noutput_items;
}
fm_demod_gain = quad_rate/(2*math.pi*max_dev)
去加重
Part of fm_emph.py
...
# 1
# H(s) = -------
# 1 + s
#
# tau is the RC time constant.
# critical frequency: w_p = 1/tau
#
# We prewarp and use the bilinear z-transform to g
# See "Digital Signal Processing: A Practical Appr
#
class fm_deemph(gr.hier_block):
"""
FM Deemphasis IIR filter.
"""
def __init__(self, fg, fs, tau=75e-6):
"""
@type fs: float
@param tau: Time constant in seconds (75us
@type tau: float
"""
w_p = 1/tau
w_pp = math.tan (w_p / (fs * 2)) # prewarp
a1 = (w_pp - 1)/(w_pp + 1)
b0 = w_pp/(1 + w_pp)
b1 = b0
btaps = [b0, b1]
ataps = [1, a1]
deemph = gr.iir_filter_ffd(btaps, ataps)
gr.hier_block.__init__(self, fg, deemph, d
音频FIR抽取滤波器
self.audio_filter = gr.fir_filter_fff (audio_decim
vector< float > gr_firdes::low_pass ( double
double
double
double
win_type
double
) [static]
width_of_transition_band = audio_rate / 32
audio_coeffs = gr.firdes.low_pass (volume,
quad_rate,
audio_rate/2 -
width_of_transi
gr.firdes.WIN_H
fg.connect (self.fm_demod, self.deemph, self.audio
gr.hier_block.__init__(self,
fg,
self.fm_demod, # head
self.audio_filter) # tail
结论
附录A：源码
from gnuradio import gr
from gnuradio.blksimpl.fm_emph import fm_deemph
import math
classwfm_rcv(gr.hier_block):
def__init__(self,fg,quad_rate,audio_decim
"""
Hierarchicalblockfordemodulatingabroa
Theinputisthedownconvertedcomplexbas
Theoutputisthedemodulatedaudio(float
@paramfg:flowgraph.
@typefg:flowgraph
@paramquad_rate:inputsamplerateofcom
@typequad_rate:float
@paramaudio_decimation:howmuchtodecim
@typeaudio_decimation:integer
"""
volume=20.
max_dev=75e3
fm_demod_gain=quad_rate/(2*math.pi*max_d
audio_rate=quad_rate/audio_decimation
#Weassigntoselfsothatoutsiderscan
#iftheyneedto.E.g.,toplotitsoutp
#
#input:complex;output:float
self.fm_demod=gr.quadrature_demod_cf(fm
#input:float;output:float
self.deemph=fm_deemph(fg,quad_rate)
#computeFIRfiltertapsforaudiofilter
width_of_transition_band=audio_rate/32
audio_coeffs=gr.firdes.low_pass(volume,
quad_ra
audio_r
Eric2
width_o
gr.fird
#input:float;output:float
self.audio_filter=gr.fir_filter_fff(aud
fg.connect(self.fm_demod,self.deemph,se
gr.hier_block.__init__(self,
fg,
self.fm_demod,
self.audio_filter)
参考文献
指南7：通过逐行阅读FM接收代码来为GNURadio中的Python做准备—第二部分
摘要
1回顾
2GNURadio中的GUI工具
2.1频谱分析器—ffi_sink
if 1:
pre_demod, fft_win1 = \
fftsink.make_fft_sink_c (self,
51
self.connect (src, pre_demod)
vbox.Add (fft_win1, 1, wx.EXPAND)
/site-packages/gnuradio/wxgui/fftsink.py
...
def make_fft_sink_c(fg, parent, title, fft_size, i
block = fft_sink_c(fg, parent, title=title, ff
sample_rate=input_rate, y_per_div=
return (block, block.win)
self.connect (src, pre_demod)
2.2wxPython是怎么扮演它的角色的
if __name__ == '__main__':
app = stdgui.stdapp (wfm_rx_graph, "WFM RX")
app.MainLoop ()
from gnuradio.wxgui import stdgui, fftsink
class stdapp (wx.App):
def __init__ (self, flow_graph_maker, title="G
self.flow_graph_maker = flow_graph_maker
self.title = title
# All our initialization must come before
# OnInit is called from somewhere in the g
wx.App.__init__ (self)
def OnInit (self):
frame = stdframe (self.flow_graph_maker, s
frame.Show (True)
self.SetTopWindow (frame)
return True
class stdframe (wx.Frame):
def __init__ (self, flow_graph_maker, title="G
# print "stdframe.__init__"
wx.Frame.__init__(self, None, -1, title)
self.CreateStatusBar (2)
mainmenu = wx.MenuBar ()
menu = wx.Menu ()
item = menu.Append (200, 'E&xit', 'Exit')
self.Bind (wx.EVT_MENU, self.OnCloseWindow
mainmenu.Append (menu, "&File")
self.SetMenuBar (mainmenu)
self.Bind (wx.EVT_CLOSE, self.OnCloseWindo
self.panel = stdpanel (self, self, flow_gr
vbox = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
vbox.Add(self.panel, 1, wx.EXPAND)
self.SetSizer(vbox)
self.SetAutoLayout(True)
vbox.Fit(self)
def OnCloseWindow (self, event):
self.flow_graph().stop()
self.Destroy ()
def flow_graph (self):
return self.panel.fg
wx.Frame(Parent, Id, "title")
self.panel = stdpanel (self, self, flow_graph_make
class stdpanel (wx.Panel):
def __init__ (self, parent, frame, flow_graph_
wx.Panel.__init__ (self, parent, -1)
self.frame = frame
vbox = wx.BoxSizer (wx.VERTICAL)
self.fg = flow_graph_maker (frame, self, v
self.SetSizer (vbox)
self.SetAutoLayout (True)
vbox.Fit (self)
self.fg.start ()
Add(self, item, proportion=0, flag=0)
class stdpanel (wx.Panel):
def __init__ (self, parent, frame, flow_graph_
......
vbox = wx.BoxSizer (wx.VERTICAL)
self.fg = flow_graph_maker (frame, self, v
self.SetSizer (vbox)
self.SetAutoLayout (True)
vbox.Fit (self)
self.fg.start ()
if 1:
pre_demod, fft_win1 = \
fftsink.make_fft_sink_c (self,
51
self.connect (src, pre_demod)
vbox.Add (fft_win1, 1, wx.EXPAND)
/site-packages/gnuradio/wxgui/fftsink.py
...
def make_fft_sink_c(fg, parent, title, fft_size, i
block = fft_sink_c(fg, parent, title=title, ff
sample_rate=input_rate, y_per_div=
return (block, block.win)
2.3“示波器”—scope-sink
if 1:
scope_input, scope_win1 = \
scopesink.make_scope_sink_f (self
self.connect (signal, scope_input)
vbox.Add (scope_win1, 1, wx.EXPAND)
PLRO
3处理命令行参数
self.fg = flow_graph_maker (frame, self, vbox, sys
4结论
参考资料
WX1
WX2
指南8：GNURadio块的字典
摘要
1介绍
/usr/local/share/doc/gnuradio-core-x.xcvs/html/ind
/usr/local/share/doc/usrp-x.xcvs/html/index.html
2信号源
2.1正弦和余弦源
gr.sig_source_c [f, i, s] ( double sampling_freq
gr_waveform_t wavefo
double frequency,
double amplitude,
gr_complex [float, i
gr.GR_CONST_WAVE
gr.GR_COS_WAVE
gr.GR_SIN_WAVE
2.2噪声源
gr.noise_source_c [f, i, s] ( gr_noise_type_t type
float amplitude,
long seed )
GR_UNIFORM
GR_GAUSSIAN
GR_LAPLACIAN
GR_IMPULSE
2.3Null源
gr.null_source(size_tsizeof_stream_item)
2.4向量源
gr.vector_source_c [f, i, s, b] ( const std::vecto
bool repeat = false )
(gr_complex can be replaced by float, integer, sho
src_data = (-3, 4, -5.5, 2, 3)
src = gr.vector_source_f (src_data)
2.5文件源
gr.file_source ( size_t itemsize,
const char * filename,
bool repeat )
src = gr.file_source (gr.sizeof_char, "/home/dshen
2.6音频源
gr.audio_source (int sampling_rate)
2.7USRP源
usrp.source_c (s) (int which_board,
unsigned int decim_rate,
int nchan = 1,
int mux = -1,
int mode = 0 )
usrp_decim = 250
src = usrp.source_c (0, usrp_decim)
3信号接收端
3.1Null接收端
gr.null_sink ( size_t sizeof_stream_item )
3.2向量接收端
gr.vector_sink_c [f, i, s, b] ()
dst = gr.vector_sink_f ()
3.3文件接收端
gr.file_sink ( size_t itemsize,
const char * filename )
src = gr.file_source (gr.sizeof_char, "/home/dshen
3.4音频接收端
gr.audio_source (int sampling_rate)
3.5USRP接收端
usrp.sink_c (s) ( int which_board,
unsigned int interp_rate,
int nchan = 1,
int mux = -1 )
usrp_interp = 256
src = usrp.sink_c (0, usrp_interp)
4简单操作
4.1添加一个常量
gr.add_const_cc [ff, ii, ss, sf] ( gr_complex [flo
4.2加法器
gr.add_cc [ff, ii, ss] ( )
adder = gr.add_cc ()
fg.connect (stream1, (adder, 0))
fg.connect (stream2, (adder, 1))
fg.connect (stream3, (adder, 2))
fg.connect (adder, outputstream)
4.3减法器
gr.sub_cc [ff, ii, ss] ( )
subtractor = gr.sub_cc ()
fg.connect (stream1, (subtractor, 0))
fg.connect (stream2, (subtractor, 1))
fg.connect (stream3, (subtractor, 2))
fg.connect (subtractor, outputstream)
4.4乘以一个常量
gr.add_const_cc [ff, ii, ss] ( gr_complex [float,
4.5乘法器
gr.multiply_cc [ff, ii, ss] ( )
multiplier = gr.multiply_cc ()
fg.connect (stream1, (multiplier, 0))
fg.connect (stream2, (multiplier, 1))
fg.connect (stream3, (multiplier, 2))
fg.connect (multiplier, outputstream)
4.6除法器
gr.divide_cc [ff, ii, ss] ( )
divider = gr.divide_cc ()
fg.connect (stream1, (divider, 0))
fg.connect (stream2, (divider, 1))
fg.connect (stream3, (divider, 2))
fg.connect (divider, outputstream)
4.7Log函数
gr.nlog10_ff ( float n,
unsigned vlen )
5类型转换
5.1复数转换
gr.complex_to_float
gr.complex_to_real
gr.complex_to_imag
gr.complex_to_mag
gr.complex_to_arg
gr.complex_to_float( unsigned int vlen )
gr.complex_to_real( unsigned int vlen )
gr.complex_to_imag( unsigned int vlen )
gr.complex_to_mag( unsigned int vlen )
gr.complex_to_arg( unsigned int vlen )
5.2浮点型转换
gr.float_to_complex
gr.float_to_short
gr.short_to_float
gr.float_to_complex ( )
gr.float_to_short ( )
gr.short_to_float ( )
6滤波器
6.1滤波器设计
6.1.1低通滤波器
vector< float > gr.firdes::low_pass ( double
double
double
double
win_type
double
WIN_HAMMING
WIN_HANN
WIN_BLACKMAN
WIN_RECTANGULAR
6.1.2高通滤波器
vector< float > gr.firdes::high_pass ( double
double
double
double
win_type
double
6.1.3带通滤波器
vector< float > gr.firdes::band_pass ( double
double
double
double
double
win_type
double
6.1.4带阻滤波器
vector< float > gr.firdes::band_reject ( double
double
double
double
double
win_type
double
6.1.5希尔伯特滤波器
vector< float > gr.firdes::hilbert ( unsigned int
win_type w
double b
6.1.6升余弦滤波器
vector< float > gr.firdes::root_raised_cosine ( do
do
do
do
in
6.1.7高斯滤波器
vector< float > gr.firdes::gaussian ( double
double
double
double
int
6.2FIR抽取滤波器
gr.fir_filter_ccc
gr.fir_filter_ccf
gr.fir_filter_fcc
gr.fir_filter_fff
gr.fir_filter_fsf
gr.fir_filter_scc
gr.fir_filter_cc (int decimation,
const std::vector< gr_compl
gr.fir_filter_ccf (int decimation,
const std::vector< float >
gr.fir_filter_fcc (int decimation,
const std::vector< gr_compl
gr.fir_filter_fff (int decimation,
const std::vector< float >
gr.fir_filter_fsf (int decimation,
const std::vector< float >
gr.fir_filter_scc (int decimation,
const std::vector< gr_compl
6.3FIR插值滤波器
gr.interp_fir_filter_ccc
gr.interp_fir_filter_ccf
gr.interp_fir_filter_fcc
gr.interp_fir_filter_fff
gr.interp_fir_filter_fsf
gr.interp_fir_filter_scc
gr.interp_fir_filter_ccc (unsigned interpolation,
const std::vector< g
gr.interp_fir_filter_ccf (unsigned interpolation,
const std::vector< f
gr.interp_fir_filter_fcc (unsigned interpolation,
const std::vector< g
gr.interp_fir_filter_fff (unsigned interpolation,
const std::vector< f
gr.interp_fir_filter_fsf (unsigned interpolation,
const std::vector< f
gr.interp_fir_filter_scc (unsigned interpolation,
const std::vector< g
6.4带有FIR抽取滤波器的数字下变频转换器
gr.freq_xlating_fir_filter_ccc
gr.freq_xlating_fir_filter_ccf
gr.freq_xlating_fir_filter_fcc
gr.freq_xlating_fir_filter_fcf
gr.freq_xlating_fir_filter_scc
gr.freq_xlating_fir_filter_scf
gr.freq_xlating_fir_filter_ccc [ccf, fcc, fcf, scc
( int decimati
const std::vector
double cente
double sampl
6.5希尔伯特变换滤波器
gr.hilbert_fc( unsigned int ntaps )
6.6滤波延迟组合滤波器
gr.filter_delay_fc( const std::vector< float > &
6.7IIR滤波器
gr.iir_filter_ffd ( const std::vector< double > &
const std::vector< double > &
6.8单级IIR滤波器
用法：
gr.single_pole_iir_filter_ff ( double alpha,
unsigned int v
7FFT
gr.fft_vcc
gr.fft_vfc
gr.fft_vcc ( int fft_size,
bool forward,
bool window )
gr.fft_vfc ( int fft_size,
bool forward,
bool window )
8其他有用的块
8.1FM调制和解调
gr.frequency_modulator_fc ( double sensitivity )
gr.quadrature_demod_cf ( float gain )
8.2数控振荡器
void set_phase (float angle)
void adjust_phase (float delta_phase)
void set_freq (float angle_rate)
void adjust_freq (float delta_angle_rate)
void step ()
void step (int n)
float get_phase () const
float get_freq () const
void sincos (float *sinx, float *cosx) const
float cos () const
float sin () const
8.3数字传输块
gr.bytes_to_syms
gr.simple_framer
gr.simple_correlator
gr.bytes_to_syms ( )
gr.simple_framer ( int payload_bytesize )
gr.simple_correlator ( int payload_bytesize )
9结合起来
onl
参考文献
指南9：为GNURadio写一个信号处理模块（第一部分）
摘要
1.回顾
2.三万米高的视角
3.所有信号处理模块的基类：gr_block
3.1用于输入输出的类：gr_io_signature
3.2灵活的指针：Boost
3.2.1什么是Boost？
3.2.2什么是灵活的指针
3.2.3怎样应用GNURadio中的灵活指针
3.3GNURadio中的数据类型
3.4一个模块的核心：general_work()方法
3.5简单介绍其它方法和成员变量
3.5.1forecast()方法
3.5.2d_output_multiple和set_output_multiple()方法
3.5.3d_relative_rate和set_relative_rate()方法
4命名惯例
4.1包前缀
4.2类数据成员（实例变量）
4.3文件命名
4.4后缀
5我们的第一个模块：howto_square_ff
5.1构造函数
5.2突出核心的方法：general_work()
6结论
附录A：gr_block.h的源代码
附录B：howto_square_ff.h的源代码
附录C：howto_square_ff.cc的源代码
参考文献
脚注
指南10：为GNURadio写一个信号处理模块（第二部分）
摘要
1.回顾
2.SWIG文件：how.i
layout
3.目录布局
3.1构建需要的自动工具
3.1.1Automake
3.1.2Autoconf
3.1.3Libtool
3.2构建树和安装树
3.3检查
4.改变配置和生成文件
4.1/src/lib/Makefile.am
4.2topdir/configure.ac
4.3/src/python/Makefile.am
5.Python测试脚本：qa_howto.py
6我们完成了！
7.结论
参考文献
脚注
目录
目录................................................................................................................................................... 1
指南 1：在深入 GNU Radio 之前，你应该…................................................6
摘要.................................................................................................................................. 6
1. 对 GNU Radio 有一个清晰的轮廓…...................................................................... 6
2. GNU Radio 中的编程….......................................................................................... 6
3. 数字信号处理（DSP）............................................................................................ 7
4. 通信............................................................................................................................ 8
5. 准备好开始了？........................................................................................................ 8
参考.................................................................................................................................. 8
指南 2：进入 GNU 软件无线电世界.................................................................................... 9
摘要.................................................................................................................................. 9
1. 介绍 GNU 软件无线电..............................................................................................9
2. 软件无线电系统的架构............................................................................................ 9
3. 软件............................................................................................................................11
4. 硬件...........................................................................................................................13
5. 总结...........................................................................................................................14
指南 3：USRP 板................................................................................................................. 15
摘要.................................................................................................................................15
1. USRP 板简介............................................................................................................15
1
2. USRP 板的“数据表单”.......................................................................................16
指南 4：通过逐行阅读 FM 接收代码来为 GNU Radio 中的 Python 做准备—第一部分21
摘要.................................................................................................................................21
1. 回顾............................................................................................................................21
2. 第一行......................................................................................................................22
3. 导入必要模块..........................................................................................................23
4. wfm_rx_graph 类的故事....................................................................................... 25
5 结论............................................................................................................................ 31
附录：源代码.................................................................................................................31
参考文献........................................................................................................................34
指南 5：图、块和连接........................................................................................................ 35
摘要................................................................................................................................35
1. 回顾...........................................................................................................................35
2. 定义函数 build_graph()........................................................................................35
3. 创建一个图..............................................................................................................36
4. 信源和信宿..............................................................................................................39
5. 连接...........................................................................................................................41
6. 运行程序..................................................................................................................42
7. 结论..........................................................................................................................44
附录：源码....................................................................................................................44
参考资料........................................................................................................................45
指南 6：探索 FM 接收器.................................................................................................... 46
2
摘要................................................................................................................................46
1. 回顾...........................................................................................................................46
2. 从空中到计算机，从实信号到复信号..................................................................46
3. 获得瞬时频率，从复信号到实信号...................................................................... 47
4. 去加重..................................................................................................................... 49
5. 音频 FIR 抽取滤波器............................................................................................. 50
6. 结论..........................................................................................................................52
附录 A：源码............................................................................................................... 52
参考文献........................................................................................................................54
指南 7：通过逐行阅读 FM 接收代码来为 GNU Radio 中的 Python 做准备—第二部分55
摘要................................................................................................................................55
1 回顾............................................................................................................................ 55
2 GNU Radio 中的 GUI 工具....................................................................................55
3 处理命令行参数....................................................................................................... 62
4 结论...........................................................................................................................62
参考资料........................................................................................................................62
指南 8：GNU Radio 块的字典..........................................................................................64
摘要................................................................................................................................64
1 介绍............................................................................................................................64
2 信号源.......................................................................................................................64
3 信号接收端............................................................................................................... 67
4 简单操作................................................................................................................... 69
3
5 类型转换................................................................................................................... 72
6 滤波器....................................................................................................................... 73
7 FFT............................................................................................................................ 79
8 其他有用的块........................................................................................................... 80
9 结合起来.................................................................................................................... 81
参考文献........................................................................................................................82
指南 9：为 GNU Radio 写一个信号处理模块（第一部分）............................................. 82
摘要................................................................................................................................82
1.回顾............................................................................................................................82
2.三万米高的视角........................................................................................................83
3.所有信号处理模块的基类：gr_block.....................................................................83
4 命名惯例.....................................................................................................................91
5 我们的第一个模块：howto_square_ff..................................................................93
6 结论........................................................................................................................... 97
附录 A：gr_block.h 的源代码.................................................................................... 98
附录 B：howto_square_ff.h 的源代码..................................................................... 101
附录 C：howto_square_ff.cc 的源代码.................................................................. 104
参考文献......................................................................................................................106
脚注..............................................................................................................................106
指南 10：为 GNU Radio 写一个信号处理模块（第二部分）...................................... 107
摘要.............................................................................................................................. 107
1.回顾........................................................................................................................... 107
4
2.SWIG 文件：how.i.................................................................................................107
3.目录布局................................................................................................................... 110
4.改变配置和生成文件............................................................................................... 113
5.Python 测试脚本：qa_howto.py...........................................................................118
6 我们完成了！...........................................................................................................119
7.结论.......................................................................................................................... 120
参考文献......................................................................................................................120
脚注............................................................................................................................... 121
5
RadioRadio
指南 1111：在深入 GNUGNUGNUGNU Radio
Radio 之前，你应该…
摘要
GNU Radio 不但需要很强的计算机能力，而且也需要渊博的通信与数字信号处理知识。
本文列举了一些有用的资源，包括书本、网页链接、在线指南。本文的目的是帮助 GNU Radio
爱好者们准备好这些有用工具。
我干脆认为你已经对 GNU Radio 产生了浓厚的兴趣，而且渴望去玩转它。不幸的是除
了兴趣以外，这个过程中还包含许多其它的挑战。你需要很多领域的知识，包括通信（无线）
系统，数字信号处理，基本硬件和电路设计，面向对象编程等。但是，你的兴趣与激情可以
是这些变得更加容易。在本文中，我列举了一些有用的文章和资源。这些文章和资源在你深
入 GNU Radio 之前是非常重要的。本文中也包含了非常好的 GNU Radio 社区建议阅读的
资源，这些都是非常有用的信息。
1.1.1.1. 对 GNUGNUGNUGNU RadioRadioRadioRadio 有一个清晰的轮廓…
如果你对 GNU Radio 还没有一个清晰的轮廓的话，请首先阅读 Eric Blossom 的在线
文章《开发 GNU Radio》。这本书对软件无线电做了非常简洁而准确的介绍，Eric 是整个
GNU Radio 项目的发起者。你确定已经理解了数模转换器是怎样工作的和为什么需要射频
前端，回忆一下《信号与系统》课上学的抽样定理，然后再仔细看《泛在软件无线电外围设
备(USRP)》和《FPGA 中做了些什么》这两部分。本文也提供了两个例子：一个简单拨号
音输出和调频接收机，你至少应该理解第一个例子。不能理解“调频接收机”这个例子？没
关系，读 Eric Blossom 的第二篇文章《一步一步实现用软件收听调频无线电台》。你不需要
一行一行去理解代码，但是你应该了解信号流是怎样从空中到达声卡的。然后，你最好尽可
能多的了解 USRP 所进行的处理工作，“USRP 维基”和“USRP 用户向导”这两页将会非
常有用。假设你已经阅读了上面的所有文章，你还可以去“GNU Radio 维基”网页上寻找
更多的信息。
2.2.2.2.GNUGNUGNUGNU RadioRadioRadioRadio 中的编程…
为了真正地“玩转”GNU Radio，你应该有能力自己写代码。从《开发 GNU Radio》
这篇文章中，你应该已经了解到 GNU Radio 的软件架构包含两层，所有的信号处理模块是
用 C++写的，Python 用来创建一个网络或图和将这些模块粘合在一起。所以，在这种特殊
的场景中，Python 是一种高层语言。GNU Radio 项目提供了许多有用的和经常使用的模块，
所以，在许多情形下，你不需要接触 C++，仅仅用 Python 就可以完成你的任务。但是，为
了做更复杂的工作，你不得不用 C++去创建你自己的模块。在这种情况下，Eric Blossom
的一篇在线文章《怎样去写一个模块》就是你所需的。你可能想知道哪些模块已经提供给我
6
们了？不幸的是，不像其它开发工具，如 TinyOS，GNU Radio 在这点上的记录文档很糟
糕，但是你还是有两个非常有用的文章，这两个文档是在安装完“gnuradio-core”和”usrp”
模块后用 Doxygen 生成的，你可以找到两个 html 包，这两个包位于
/usr/local/share/doc/gnuradio-core-x.xcvs/html/index.html
/usr/local/share/doc/usrp-x.xcvs/html/index.html
我把它们放在了我的浏览器的收藏夹中。尽管这些不是足够的清晰，但是它们可以告诉
我们很多信息。第一个文档可以在这里在线获得。
如果你以前没有机会去使用的 Python 的话，请阅读 Python 在线指南。最重要的部分
是：
� 第二部分：使用 Python 解释器
� 第三部分：对 Python 的非正式简介
� 第六部分：模块
� 第七部分：输入和输出
� 第九部分：类
这些将在 GNU Radio 的编程中经常使用。如果面向对象编程（OOP）听起来不熟悉的
话，你应该更加仔细的读第九部分。下面这些链接也可以帮助教你领会面向对象的本质。
� 课程：面向对象编程的概念
� C++面向对象编程简介
� 面向对象编程网页
不管怎样，在这阶段 Python 看起来是非常重要的，所以必须确保你能很好的掌握它。
3.3.3.3.数字信号处理（DSPDSPDSPDSP）
我想我们中的大部分人都已经上过《信号与系统》这门课，我们在那门课中学到的东西
在这儿非常有用。但是，仅仅这些是不够的。如果我们将信号变到模拟域或数字域、变到时
域或频域，你必须确保不会迷失。底线是你应该知道什么是抽样定律、什么是 Z 变化、怎
样获得信号的频谱和有限冲击响应滤波器（FIR）与无限冲击响应滤波器的概念。我在这儿
推荐几本经典的书。
� 《信号与系统（第二版）》——Alan V. Oppenheim, Alan S. Willsky
� 《离散时间信号处理（第二版）》——Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer,
John R.
� 《数字信号处理：原理、算法和应用（第三版）》——John G. Proakis, Dimitris M.
读关于离散时间傅立叶变化和有限冲击响应滤波器（FIR）、无线冲击响应滤波器（IIR）
的章节。我知道这些书都非常贵而且乏味，这儿有一些有用的在线资源：
� 数字信号处理指南
7
� 科技人员的数字信号处理向导
4.4.4.4.通信
我们知道我们发送或接受的真实信号不处于基带，它们需要调制和解调。我认为你已经
在一些课程上学习了调幅和跳频无线电的概念，这两个概念都属于模拟世界。为了开发更好
和更有吸引力的方法，我们需要数字通信。在这点上，特别重要且有趣的是数字调制与解调、
同步，这些知识在你的高年级课程“通信系统”中会讲述。更重要的是，我推荐你读：
� 第四章和第五章，《数字通信（第四版）》——John G. Proakis
这些知识在这两章中介绍得非常准确。这儿还有一本经典的书：
� 《通信系统中的数字信号处理》——Marvin E. Frerking
这本书是实际工程关注的，它包含大量例子。Frerking 对一个给定的发射机或接收机设计问
题常常给出多种解决方法，在这本书中实际算法的提出多于纯理论讨论。可以把它当作一本
通信系统设计的字典。
5.5.5.5.准备好开始了？
以上我列举了四个主题，这并不意味着在你可以用 GNU Radio 做些事情之前，你必须
的把这四个主题一个接一个的学习完。你诚然可以通过修课来学习它们，但是至少你应该读
在上面第一部分和第二部分提到的第一篇文章。然后，你可以试着去做这些练习：
在’gnuradio-example’模块中，你可以在’gnuradio-example/python/usrp/这个文件夹中找
到许多示例代码。你可以一行一行地读懂并理解下面两个程序中的代码吗？
� gnuradio-examples/python/usrp/am_rcv.py
� gnuradio-examples/python/usrp/wfm_rcv_gui.py
如果是这样的话，我可以说你已经前进了一大步。
参考
所有本文中提到的书、在线资源。
8
相关推荐
2023年江西萍乡中考道德与法治真题及答案.doc
2012年重庆南川中考生物真题及答案.doc
2013年江西师范大学地理学综合及文艺理论基础考研真题.doc
2020年四川甘孜小升初语文真题及答案I卷.doc
2020年注册岩土工程师专业基础考试真题及答案.doc
2023-2024学年福建省厦门市九年级上学期数学月考试题及答案.doc
2021-2022学年辽宁省沈阳市大东区九年级上学期语文期末试题及答案.doc
2022-2023学年北京东城区初三第一学期物理期末试卷及答案.doc
2018上半年江西教师资格初中地理学科知识与教学能力真题及答案.doc
2012年河北国家公务员申论考试真题及答案-省级.doc
2020-2021学年江苏省扬州市江都区邵樊片九年级上学期数学第一次质量检测试题及答案.doc
2022下半年黑龙江教师资格证中学综合素质真题及答案.doc
