使用 GNU Radio 中的 Xlating 滤波器进行 GFSK 解调

Question

几个月来，我一直在尝试使用带有 USRP B210 的 GNU Radio 解调 GFSK 信号。不幸的是，我什至没有找到一本像样的关于 GNU Radio 的书，因此我的大部分参考资料都是基于一些随机网站，包括官方 GNU Radio 页面。

GFSK 信号来自实验室中的一颗立方体卫星。此刻，它正在发射一个‘10101010……’的测试信号。使用的 GFSK 调制指数为 0.6667，数据速率为 9600 bps。如下图所示，我的流程图使用了 GFSK 解调块，除了源代码外，它显然没有任何文档。灵敏度设置为 pi * modulation_index/samples_per_symbol。我记录了一些采样为 10x 20x 40x 80x 和 160x 波特率 (9600) 的文件。在这两个文件中，我能够按预期接收重复的 0x55 和 0xAA 组。不幸的是，这些组伴随着一些随机字节，我不知道它们来自哪里[我的第一个猜测是噪音]。

当我对以 40x 采样的信号使用频率 xlating fir 滤波器将接收到的信号从 USPR 偏移 1000hz 时，偶然地获得了非常不错的输出。这是 gnuradio 的一些有趣行为出现的地方。我使用滑块来控制 xlating 滤波器的中心频率，以便能够在运行时将其从默认值 (1000hz) 更改为我想要的任何值。当我更改值时，信号变得不那么体面，即位交换、随机字节添加等。我希望当我滑回 1000hz 时信号恢复正常，这很奇怪。

谁能告诉我为什么会这样？我的流程图如下。随意指出我迄今为止忽略的错误。

xlating fir 滤波器抽头：firdes.low_pass_2(1,samp_rate,cut_off, xlating_bw, xlating_attn)

Answer 1

首先：不，我无法解释滑动时的奇怪行为。但是，改变频偏肯定会导致要解码的信号出现较大的频率跳变（毕竟这就是你这样做的原因），而负责恢复时序的结构不会这样；这是意料之中的。

不幸的是，我什至没有找到一本关于 GNU Radio 的像样的书

没有。 GNU Radio 发展迅速，因此与开发“核心”圈子关系密切的人都没有时间写出这样的东西。

因此我的大部分参考资料都是基于一些随机网站，包括官方 GNU Radio 页面。

嗯，官方 GNU Radio 网站当然不是随机的，而是正确的去处！

我将从这里参考诸如分层块、连接等GNU Radio术语；如果您不了解所有这些，我建议您通过official Guided Tutorials！

GFSK 解调块，除了源代码外显然没有任何文档

好吧，源代码中有一个文档注释，它确实被 Sphynx 提取；但是，该文档在 GRC 中不可见。我们需要为此努力！

但是，文档注释非常冗长：

Hierarchical block for Gaussian Minimum Shift Key (GFSK)
demodulation.

The input is the complex modulated signal at baseband.
The output is a stream of bits packed 1 bit per byte (the LSB)

Args:
    samples_per_symbol: samples per baud (integer)
    verbose: Print information about modulator? (bool)
    log: Print modualtion data to files? (bool)

Clock recovery parameters.  These all have reasonble defaults.

Args:
    gain_mu: controls rate of mu adjustment (float)
    mu: fractional delay [0.0, 1.0] (float)
    omega_relative_limit: sets max variation in omega (float, typically 0.000200 (200 ppm))
    freq_error: bit rate error as a fraction
    float: 

基本上，您可以完全调整分层块中包含的定时恢复和 FM 解调器的参数。

现在，显然，到目前为止，这对您来说并不奏效！我认为您应该继续并在 GRC 图中重新创建分层流：

阅读同一来源，你会发现

    self.connect(self, self.fmdemod, self.clock_recovery, self.slicer, self)

意思是：

作为 gfsk_demod 的分层块，

• 将其输入端口连接到fmdemod的输入，
• 将fmdemod的输出连接到clock_recovery的输入，然后
• 获取时钟恢复模块的输出并将其转换为离散数字（使用slicer）。

在源代码中的几行代码，您会发现它们是如何参数化的。

我建议您首先将 RX 信号输入“库存”正交解调块。从数学上讲，这将获取输入信号，并将其转换为其相速度（即每个样本的“瞬时频率”，表示为采样率的倍数）。使用范围/时间接收器可视化输出！它看起来是否正确，即您是否看到交替的“高”和“低”值，大致呈高斯脉冲形状？

如果是这种情况，请在 GRC 中复制 Muller&Mueller 时钟恢复模块（或用新的、闪亮的 PFB 时钟恢复替换它，它可以更好地处理真实世界的信号）；输出看起来对吗？

使用“抽取FIR”将输出速率降低samples_per_symbol；这仍然看起来像您的原始比特流作为“软”值吗？如果是，则对结果进行二进制切片。