我设计了一个 SDR 线程流水线来提高我的软件定义无线电项目的性能。看一看。
最近，我一直在编写 SDR 软件来记录来自无线电的双通道 I/Q 数据。我对这个设备的主要用例是允许在夜间无人值守地录制 BCB，然后使用回放来复制我的环路阵列的不同方向。
我发现，虽然我的原型在工作，但它的性能很差。它工作正常，但消耗了我 80% 的 CPU 周期。不好。所以，我回到了原点，开发了一个新的架构。
现在，我有一个 SDR 线程流水线，它可以在后台运行，无需繁重的计算机负载即可执行 DSP。这是我的软件运行演示视频。
使用多核 CPU，您可以将部分 CPU 用于用户界面，其余用于重型 DSP。我在 SDR 线程管道中使用了三个单独的线程。第一个读取数据并进行记录。我的第二个线程按顺序处理数字。最后阶段生成音频和数据以在屏幕上显示。
总而言之，这种方法将 CPU 负载从 70-80% 降低到 2-3%。是的，你没看错。现在，我的普通 i3 PC 可以轻松运行软件定义无线电。
SDR 螺纹流水线设计
我设计这个也是为了灵活性。每个管道阶段都使用泛型。这意味着我可以轻松地使管道适应不同的输入和输出对象，如下所示。
每个线程采用一种数据格式 T1，并以格式 T2 发出结果。这些 <T> 泛型可以适应任何数据格式。此外，我将处理代码编写为一个单独的函数，我可以将其注入到线程中以执行处理。因此，例如，T1 可以是来自 Perseus 的 24 位单通道样本，也可以是来自 SDRplay RSPduo 的 16 位双通道样本。
如视频中所示，我目前的测试台每秒将 500,000 个来自英仙座的样本处理成音频，只需 2 毫秒，这大约是无线电数据块到达之间可用时间的 5%。
SDR 代码 使用 Perseus Radio
本周，我在一个简单的测试平台上编写了我的自制 SDR 代码。没什么好看的，但我可以接收和解调信号。
设计、编码和运行以您想要的方式工作的软件总是令人兴奋。在上面，你可以看到一个简单的测试平台，它将我的英仙座调整到 WWV，并将数据转换为我可以听的音频。
正如你所看到的，我正在分几个部分开发这个软件。首先是连接到硬件并获取我的数据的无线电驱动程序。在这种情况下，我正在驾驶英仙座，但很快我将添加我的双通道接收器。第二，是将数据传递到第三级的输入数据队列或处理器，即完整的软件定义接收器。
我的输入数据处理器还将负责保存和读取存储的多个通道。我还将使用本节来组合现代多样性接收的渠道。
真正的好消息是，我让SDR代码可以过滤、电平和解调从任何接收器接收的信号。所以，现在我只需要专注于前端驱动程序和数据操作。
使用 SDR 记录无线电信号
使用现代软件定义无线电很容易记录无线电信号。
我正在对我的莫尔斯解码器进行不同的增强。这些实验应该有些科学。否则，我将如何衡量成功？
出现的第一个想法是录制莫尔斯信号的音频。随后，我可以尝试以不同的方式解码每个录音，看看哪种效果最好。然后，我想起使用软件定义收音机，我可以一次录制数十个信号。这张照片显示了我的英仙座接收器记录整个 20 米 CW 波段。通过此录音，我可以随时通过将 PC 音频插入解码器来对数十个信号进行可重复测试。
记录无线电信号 – RF 而不是 AF
英仙座创建WAV文件。这是音频数据录制的标准格式。但是，它不是从声卡中保存数字化音频，而是从接收器中保存无线电信号。SDR 数据的正常格式是正交采样。SDR 提供的不是一对左右音频数据，而是一对表示无线电带宽的数据。
就我而言，我以每秒 125,000 个样本对无线电频谱进行采样。这提供了 20 米火腿频段的整个数字部分的记录，从 14.0 到 14.1 MHz。 摩尔斯电码信号通常位于该带宽的下半部分。接收器将随时播放此录音。「现场」和「录制」之间没有区别。现在，我可以像「实时」一样调整录音中的信号。Perseus 在 WAV 文件中嵌入信息以指示频率和时间。
使用 SDR 记录无线电信号会创建巨大的数据文件。像这样记录半小时的莫尔斯信号会产生千兆字节的数据。没关系。存储很便宜。
流水线 1
