GNU Radio系列教程（五）：初级篇之GNU Radio GRC AM发射与接收

本文用GNU Radio来实现AM发射和接收。

本文的前半部分介绍如何生成AM信号。后半部分则介绍如何解调AM信号。AM信号调制程序利用Socket来将生成的AM信号传输给实现AM解调的程序。本文并没有使用HackRF One、LimeSDR等硬件，只是使用了计算机的扬声器和麦克风。

需要具备的基础知识：

GNU Radio系列教程（三）：初级篇之GNU Radio GRC流图

GNU Radio系列教程（四）：初级篇之GNU Radio GRC采样率

目录

一、AM发射器

二、AM接收器

三、测试程序

四、有用链接和联系方式

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一、AM发射器

按照下图搭建一个AM发射器流图。（注意该图是用的GRC v3.8版本的）

其中使用到的模块及其参数解释如下：

（1）“Option”模块：注明了GRC流图文件名称，标题和作者等信息。

（2）“Audio Source”模块：计算机的麦克风被用来作为声音信号的输入。Sample rate（48KHz）,Device Name（此参数可以不填，默认为空即可。）

（3）“Sample_rate”参数：在本GRC中除了“Audio Source”模块之外的所有采样率都是768KHz，该采样率的选取依据是，每个码元周期有16个采样值，则48000*16=768000Hz=768KHz。

（4）“Repeat”模块：为了能够实现采样率由48KHz到768KHz的转化，“Repeat”模块将内插值设定为16，48000*16=768000Hz=768KHz。

（5）“QT GUI Range”参数：为了实现对声音信号增益的动态调节控制，设定一个id为volume的“QT GUI Range”参数，默认值为1.2，start开始值为0，stop结束值为10.0，step步长为0.1。

（6）“Multiply Constant”模块：使用id为volume的参数，作为“Multiply Constant”模块的乘数。

（7）“Add Constant”模块：调制信号加上常数1，这里为什么要加上常数1，可参见AM调制公式。

（8）“Signal Source”模块：用于生成一个载波信号，注意这里载波信号的采样率为768KHz，载波信号的频率（48KHz）与“Audio Source”的采样率（48KHz）之间没有必然的联系，只是碰巧而已，你也可以自己修改载波信号频率值。“Signal Source”模块中的“Amplitude”设定为0.5（即500m，m表示的10的-3次方。）

（9）“QT GUI Time Sink”模块：给出生成的AM已调信号时域波形。“Number of Points”为4096（4.096k），采样率为768KHz。

（10）“Multiply”模块：将调制信号与载波信号相乘，实现AM调制操作。

（11）“ZMQ PUB Sink”模块：在使用硬件进行真实信号发射时候，“Multiply”模块的输出AM已调信号，需要通过“band-pass filter”（带通滤波器）之后再接硬件模块（例如osmocom Sink模块）。但是在本例子中，我们直接把AM已调信号传递给了“ZMQ PUB Sink”模块（该模块可以用来将数据通过Socket方式传递给AM接收器）。“Address”值为tcp://127.0.0.1:50001。

AM调制表达式

为了测试AM发射器是否正常工作，我们可以编译并运行AM发射器流图程序，并在对着计算机的麦克风说话的同时，观察时域波形的变化情况。

二、AM接收器

按照下图，搭建一个AM接收器流图。（注意该图是用的GRC v3.8版本的）

其中使用到的模块及其参数解释如下：

（1）“Option”模块：注明了GRC流图文件名称，标题和作者等信息。

（2）“ZMQ PUB Source”模块：该模块接收来自“ZMQ PUB Sink”模块（该模块可以用来将数据通过Socket方式传递给AM接收器）的数据，“Address”值为tcp://127.0.0.1:50001。

（3）“Sample_rate”参数：采样率是768KHz。

（4）“Frequency Xlating FIR Filter”模块：该模块实现三个功能，信号频率转化、滤波、采样率转化。由于计算机扬声器处理声音信号的采样率是48KHz，因此我们需要将“Frequency Xlating FIR Filter”模块的Decimation抽取参数值设定为16，即采样率768KHz/16=48KHz。此外，其他几个参数的值为，

Type: Float->Complex (Real Taps)

Decimation: decim

Taps: firdes.low_pass(1,samp_rate,samp_rate/(2*decim), 2000)

Center Frequency: 48000

Sample Rate: samp_rate

其中，decim的值由id为decim的参数模块来设定。samp_rate的值由id为samp_rate的参数模块来设定

（5）“AGC”模块：自动增益控制模块，用于调节输入信号的信号强度，用默认值即可。

（6）“Complex to Mag”模块，计算复数信号的大小。

（7）“Band Pass Filter”模块，带通滤波器，滤除不需要频段的信号，只留下有用信号。

FIR Type: Float->Float (Real Taps)(Decim)

Decimation: 1

Gain: 1

Sample Rate: int(samp_rate/decim)

Low Cutoff Freq: 500

High Cutoff Freq: 6000

Transition Width: 400

（8）“QT GUI Range”参数：为了实现对声音信号增益的动态调节控制，设定一个id为volume的“QT GUI Range”参数，默认值为0.3，start开始值为0，stop结束值为1.0，step步长为0.05。volume数值被“Multiply Const”模块使用。

（9）“QT GUI Time Sink”模块，给出了接收到的AM信号的时域波形。

Number of Points: 256

Sample Rate: int(samp_rate/decim)

Number of Inputs: 1

（10）“Audio Sink”模块：该模块是使用计算机的扬声器来发出声音。采样率数值为48KHz，“Device Name”栏不用填写。

三、测试程序

你可以直接在GRC中工具栏找到编译（或执行按钮），来编译生成python脚本（或运行程序）。当然，你也可以直接找到生成的python脚本，直接运行python脚本，即在终端（ubuntu下打开终端的快捷键是同时按下ctrl、alt、字母T三个按键）中，通过

python3 XXX.py

XXX是你的python脚本文件名

先运行AM接收器流图，然后再运行AM发射器流图，并对着麦克风说话，你就会通过电脑的扬声器听到你说的话。

四、有用链接和联系方式

https://wiki.gnuradio.org/index.php/Simulation_example:_AM_transmitter_and_receiver

淘宝店铺、QQ技术交流群、CSDN联系方式如下：

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