Funpack第五期活动报告

第一部分 活动任务完成情况

我选择的是第一个题目FM播放器，一方面软硬件是第一次用，这个题目相对比较容易实现；另一方面，GNURadio其实是可以玩很久的东西，想认真研究下，所以就做了这个先保底一下，后面有时间再拓展学习。

首先，按照官网和活动视频提示，实现了题目的基本要求，拓展了ADALM-PLUTO的频段，将AD9363拓展成AD9361，使其达到70MHz到6GHz；同时替换了ADALM-PLUTO天线，我先是找了一根拉杆天线，发现接口不匹配，后来找了一根不用的网线，把其内的双绞线扯出来一根，线芯在不剥掉绝缘层情况下（前端露出点铜芯）刚好能塞进去，当FM天线效果非常好，随便绕在在窗帘拉绳上，还可以每天通过升降拉绳调节高度，一举两得，没有现成天线时可以临时用用。关于FM收音机的功能，我主要是在windows下通过GNURadio实现的，实现了至少从87~108M频段的FM调频广播的解调，以及上位机界面，通过上位机实现调频功能。

同时，我还增加了立体声调制功能，实现了音量调节、固定频点选择、频域上的频率瀑布图、时域上的幅度波形图上位机界面功能拓展等；我还尝试在Linux下安装了GNURadio，我选择的是国产的deepin20系统，虽然应用商店里内置了GNURadio，但是因为没有安装PLUTO驱动以及相关模块，我还是通过参考wiki.analog.com上的文档通过命令行完成了安装。具体效果展示见我上传的视频《用GNU Radio编写一个基于ADALM Pluto的SDR FM收音机》，我在B站上也上传了同名视频，账号是“都是_木头”。

第二部分 各功能对应的主要代码片段

因为GNU Radio可以直接通过图形化编程实现的，没有自己增加代码，因此我这里主要就有些关键模块的参数设置进行简单说明：

第一步，完成最基本的功能，就是说接收一个电台并发声。

文件名为ADALM PlutoSDR fm_demod_easy.grc

我们数据的流向是：PlutoSDR_Source->Rational Resampler->FM Demod（或者WBFM Receiver）->Audio Sink. 按照这个顺序连接好这些模块，通过修改相应的参数，来解决调试中出现的报错。我们按相反顺序看：

Audio Sink模块用起来很简单，它接收输入信号并通过扬声器播放。只有一个速率设置，最常见的就是48kHz，我们就用这个速率。

Audio_sample_rate：48kHz

FM Demod是解调模块，这里仅仅需要设置两个参数：输入的速率以及抽取值，其它参数默认就可以了。其中Channel Rate即输入的速率，就是Rational Resampler的输出速率，抽取成Audio_sample_rate；抽取速率是可以自己设定，我们设置成8，这将和插入速率一致起来就可以了。

　　Channel Rate: Audio_sample_rate * Audio_Decimation = 48kHz * 8 = 384kHz

　　Audio Decimation: Audio_Decimation = 8

Rational Resampler查了一下称之为合理重采样多相FIR滤波器，简单讲就是通过抽取和插值来改变信号采样率，以调整数据流的速度，以方便后端处理。我们这里因为进来的基带信号还是以初始采样速率2.8M输出的，相对20khz以下的音频信号来说还是比较高，为了便于音频端数据处理，我们这里对采样后的数据进行降采样。同时，设置抽取数值的时候要将采样率转换为整型（模块自动取整），为了简单点就不要插值了，即设Interpolation为1。

Interpolation：1

Decimation：int(samp_rate / Channel Rate )= int(2.8M / 384kHz) = 7

其余的参数，默认就可以了。

关于这块，其实实现起来还是有很多选择的，既可以根据需要调整参数，也可以选择其他模块，只要具有采样调整功能的低通滤波器都可以实现上述功能，差别就是参数设置不同而已。

PlutoSDR Source，GNU Radio 内置了两个Pluto模块，一个信源一个信宿，PlutoSDR Source是信源，另一个当然是Pluto Sink，我们这里作为接收机只使用了PlutoSDR Source。Device URI是根据Pluto的ip地址来设置的，也就是说PC和Pluto是以网络接口互通的。LO Frequency就是本振频率，设成电台频率就可以了，采样率 Sample Rate刚才说了用2.8M；RF Bandwidth 配置RX模拟滤波器的带宽，说明上说限制在200kHz 和 52M之间，这应当与Pluto硬件指标有关，实际试了一下没有啥影响，低于200kHz也能用，不知是不是低于下限就默认200kHz了还没搞清楚。

其余的参数，默认就可以了。

这样执行后就可以听到广播了。

第二步，添加图形界面，并增加部分调整功能。

文件为：ADALM PlutoSDR fm_demod_GUI.grc

主要是增加了Qt gui frequency sink、Qt gui waterfall sink、Qt gui time sink这三个显示模块；另外增加了调整音量和调台功能，具体参数可以看源文件，需要注意一点是数据类型一定要统一起来，否则有些参数设置就无法实现。

其实用WX模块也可以，只不过是要全部换掉，个别名称和参数设置稍有不同，相比Qt显示要好看些，各有优长。

第三步，更换模块，改成立体声。

文件为：ADALM PlutoSDR WBFM_receive_PLL_Stereo.grc

最简单的办法就是把解调模块改成WBFM Receive PLL，这其实也是一个滤波器，当然还需要两个输出口各接一个multiply_const模块，同理，Qt gui time sink和audio_sink改成两个接收端。

第三部分 对本活动的心得体会

其实这个界面和功能还是比较初级的，SDRSharp等还有很多软件界面和功能更完美强大，虽然做的还是很粗糙，不过参加此次活动的确收获不少，至少有下面几个：

一是实现了三个第一次。第一次用了图形化编程工具GNU Radio，第一次用OBS Studio录制了视频，第一次（被迫）当了回UP主，尤其是前面两个软件都是开源的，功能非常强大，增加了对开源软件，尤其是专业性比较强的工具型开源软件的兴趣。如果没有参与这次活动估计难得有机会。

二是重温了通信原理和数字信号处理知识。虽然都学过这些专业课，但是过去学习时没有这么好的软硬件条件，纯理论学习，学完就很少碰它了。GNU Radio上面这些功能模块就是对理论概念的具体化，又是一个直观的仿真器，再加上Pluto的加持，就完成了实实在在的工程实现，可玩性大增，绝对是通信原理和数字信号处理课的极佳学习工具。那些既熟悉又陌生的名词，又把我拉回到教室里了。

三是发现了不少资源。无论是在硬禾、哔哩哔哩还是在CSDN、知乎等等，都找到了很多关于软件无线电的资源；还有活动群里大家分享的资料和讨论的问题，都能给我不少参考和启发；其实，GNU Radio和ADI官网提供的不少原文链接，许多示例讲得非常详细，许多模块的使用我就是在那里面找到的，认真研读其中的说明基本就够用了。

四是认识了不少大牛，在交流群里苏老师不用说了，还有热心的Frank、Lucia，视频分享的Teray、经验分享的圈圈、chris等等等等，虽未谋面，都值得我学习感谢。我在知乎上还关注到openWIFI作者“纸飞机”关于Pluto的有趣的论战分享，也是极其精彩，更加凸显了Pluto的高性价比。

还有很多收获无法一一例举，总而言之，激发了我学习探索软件无线电的兴趣，甚至引起对Matlab、Linux、Python、FPGA等等的兴趣，前两天还看到GNU Radio官网上说九月份有个大会活动不知道会有啥新玩意冒出来，持续关注中。

要说意见建议，就是觉得Pluto这个项目价格太高，估计劝退不少人，虽然后期增加了补贴，还是响应者寥寥，感觉有些可惜。另外，硬禾的活动都很好，对于有些人来说可能并不难，但对于初学者还是时间有点紧，特别是Funpack，周期太短，建议搞个类似回场活动，反响好的项目再推广一下。

最后还是要感谢硬禾所有老师们的努力付出！