我設計了一個 SDR 執行緒流水線來提高我的軟體定義無線電計畫的效能。看一看。
最近，我一直在編寫 SDR 軟體來記錄來自無線電的雙鍊結 I/Q 數據。我對這個裝置的主要用例是允許在夜間無人值守地錄制 BCB，然後使用回放來復制我的環路陣列的不同方向。
我發現，雖然我的原型在工作，但它的效能很差。它工作正常，但消耗了我 80% 的 CPU 周期。不好。所以，我回到了原點，開發了一個新的架構。
現在，我有一個 SDR 執行緒流水線，它可以在背景執行，無需繁重的電腦負載即可執行 DSP。這是我的軟體執行演示視訊。
使用多核 CPU，您可以將部份 CPU 用於使用者介面，其余用於重型 DSP。我在 SDR 執行緒管道中使用了三個單獨的執行緒。第一個讀取數據並進行記錄。我的第二個執行緒按順序處理數位。最後階段生成音訊和數據以在螢幕上顯示。
總而言之，這種方法將 CPU 負載從 70-80% 降低到 2-3%。是的，你沒看錯。現在，我的普通 i3 PC 可以輕松執行軟體定義無線電。
SDR 螺紋流水線設計
我設計這個也是為了靈活性。每個管道階段都使用泛型。這意味著我可以輕松地使管道適應不同的輸入和輸出物件，如下所示。
每個執行緒采用一種數據格式 T1，並以格式 T2 發出結果。這些 <T> 泛型可以適應任何數據格式。此外，我將處理程式碼編寫為一個單獨的函式，我可以將其註入到執行緒中以執行處理。因此，例如，T1 可以是來自 Perseus 的 24 位單鍊結樣本，也可以是來自 SDRplay RSPduo 的 16 位雙鍊結樣本。
如視訊中所示，我目前的測試台每秒將 500,000 個來自英仙座的樣本處理成音訊，只需 2 毫秒，這大約是無線電數據塊到達之間可用時間的 5%。
SDR 程式碼 使用 Perseus Radio
本周，我在一個簡單的測試平台上編寫了我的自制 SDR 程式碼。沒什麽好看的，但我可以接收和解調訊號。
設計、編碼和執行以您想要的方式工作的軟體總是令人興奮。在上面，你可以看到一個簡單的測試平台，它將我的英仙座調整到 WWV，並將數據轉換為我可以聽的音訊。
正如你所看到的，我正在分幾個部份開發這個軟體。首先是連線到硬體並獲取我的數據的無線電驅動程式。在這種情況下，我正在駕駛英仙座，但很快我將添加我的雙鍊結接收器。第二，是將數據傳遞到第三級的輸入數據佇列或處理器，即完整的軟體定義接收器。
我的輸入數據處理器還將負責保存和讀取儲存的多個通道。我還將使用本節來組合現代多樣性接收的渠道。
真正的好訊息是，我讓SDR程式碼可以過濾、電平胡解調從任何接收器接收的訊號。所以，現在我只需要專註於前端驅動程式和數據操作。
使用 SDR 記錄無線電訊號
使用現代軟體定義無線電很容易記錄無線電訊號。
我正在對我的莫爾斯解碼器進行不同的增強。這些實驗應該有些科學。否則，我將如何衡量成功？
出現的第一個想法是錄制莫爾斯訊號的音訊。隨後，我可以嘗試以不同的方式解碼每個錄音，看看哪種效果最好。然後，我想起使用軟體定義收音機，我可以一次錄制數十個訊號。這張照片顯示了我的英仙座接收器記錄整個 20 米 CW 波段。透過此錄音，我可以隨時透過將 PC 音訊插入解碼器來對數十個訊號進行可重復測試。
記錄無線電訊號 – RF 而不是 AF
英仙座建立WAV檔。這是音訊數據錄制的標準格式。但是，它不是從音效卡中保存數位化音訊，而是從接收器中保存無線電訊號。SDR 數據的正常格式是正交采樣。SDR 提供的不是一對左右音訊數據，而是一對表示無線電頻寬的數據。
就我而言，我以每秒 125,000 個樣本對無線電頻譜進行采樣。這提供了 20 米火腿頻段的整個數位部份的記錄，從 14.0 到 14.1 MHz。 莫耳斯電碼訊號通常位於該頻寬的下半部份。接收器將隨時播放此錄音。「現場」和「錄制」之間沒有區別。現在，我可以像「即時」一樣調整錄音中的訊號。Perseus 在 WAV 檔中嵌入資訊以指示頻率和時間。
使用 SDR 記錄無線電訊號會建立巨大的數據檔。像這樣記錄半小時的莫爾斯訊號會產生千兆字節的數據。沒關系。儲存很便宜。
流水線 1
