Software Defined Radio — как это работает? Часть 7 / forpes.ru

Главная
Software Defined Radio — как это работает? Часть 7

Software Defined Radio — как это работает? Часть 7 +43

05.06.2019 18:38

DmitrySpb79 28 5000 Источник

Привет, Хабр.

В предыдущей части про передачу в GNU Radio был задан вопрос о том, можно ли декодировать протокол LoRa (передача данных для устройств с низким энергопотреблением) с помощью SDR. Мне эта тема показалась интересной, тем более что и сам сигнал у LoRa довольно-таки необычный — так называемая Chirp Spread Spectrum modulation, или «модуляция чирпами».

Как это работает, продолжение под катом.

Кстати, дословный перевод Chirp modulation звучал бы как «модуляция чириканием», но это звучит уж совсем сюрреалистично, так что лучше оставлю простое слово «чирп» (как подсказали в комментариях, по-русски это называется линейно-частотная модуляция).

Модуляция LoRa

Как было сказано выше, при передаче LoRa используется способ модуляции при помощи «чирпов», кстати запатентованный компанией Semtech. Если кто хочет подробностей реализации с формулами, можно почитать PDF на сайте semtech или здесь, ну а если совсем грубо, то один «чирп» — это одно изменение частоты, такими изменениями и кодируется битовый поток, как показано на картинке выше. Параметрами сигнала в LoRa являются SF (spreading factor — по сути, длительность одного «чирпа») и bandwidth — ширина полосы передачи. Параметр SF задается предопределенными значениями SF7 — SF12, где 7 самый быстрый, а 12 — самый медленный режим (для примера можно посмотреть картинку с иллюстрацией разных скоростей «чирпования» с researchgate).

Очевидно, чем меньше длина «чирпа» и чем шире полоса, тем больше можно получить скорость передачи. Все это связано примерно такой таблицей:

С точки зрения дальности и помехозащищенности выгодно передавать медленно и печально, но при этом мы во-первых, теряем в скорости, во-вторых, проигрываем во времени, а по правилам LoRa, устройство может передавать не более 1% времени, чтобы не мешать другим устройствам. Так что выбор оптимальной скорости передачи для малопотребляющих устройств задача тоже не простая.

С общим принципом надеюсь, ясно, теперь перейдем к SDR и декодированию.

Железо

Для тестирования я использовал LoRa Click RN2483 и Arduino M0, просто потому что они были в наличии.

Это достаточно удобный форм-фактор для прототипирования, т.к. позволяет легко заменить плату одну на другую без пайки (в этом формате, называемом MikroBUS доступно много разной периферии).

Код в черновом варианте, не претендующий на production, добавлен под спойлер. В качестве теста передается значение «1234».

rn2483_tx.ino

// RN2483 Modem and LoRa Click test TX. Tested with Arduino M0

int reset = A2;
int rts = 9; // CS
int cts = 3; // INT

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup()
{
    Serial1.begin(57600); // Serial port to radio

    // output LED pin
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
    
    pinMode(cts, INPUT);
    
    pinMode(rts, OUTPUT);
    digitalWrite(rts, HIGH);

    // Reset rn2483
    pinMode(reset, OUTPUT);
    digitalWrite(reset, LOW);
    delay(100);
    digitalWrite(reset, HIGH);

    delay(100);

    sendCommand("sys get ver\r\n");
    sendCommand("sys get hweui\r\n");

    sendCommand("mac pause\r\n");
    sendCommand("radio set mod lora\r\n");
    sendCommand("radio set pwr -3\r\n"); // the transceiver output power, from -3 to 15
    sendCommand("radio set sf sf8\r\n"); // sf7..sf12, sf7 the fastest spreading factor but gives the shortest range
    // sendCommand("mac set dr 0\r\n"); // data rate: 0-4, 4 faster
    sendCommand("radio set freq 869100000\r\n");
    // sendCommand("radio set afcbw 41.7\r\n");
    sendCommand("radio set rxbw 125\r\n");
    // sendCommand("radio set prlen 8\r\n");
    sendCommand("radio set crc on\r\n");
    // sendCommand("radio set iqi off\r\n");
    sendCommand("radio set cr 4/8\r\n");
    // sendCommand("radio set wdt 60000\r\n"); // disable for continuous reception
    // sendCommand("radio set sync 12\r\n");
    sendCommand("radio set bw 125\r\n");
}

void sendCommand(const char *cmd) 
{
    Serial1.print(cmd);
    String incoming = Serial1.readString();
    // SerialUSB.print(cmd); 
    // SerialUSB.println(incoming); 
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop()
{
    char data[64] = {0};

    //  hexadecimal value representing the data to be transmitted, from 0 to 255 bytes for LoRa modulation and from 0 to 64 bytes for FSK modulation.
    sprintf(data, "radio tx 1234\r\n");
    sendCommand(data);

    if (msg_num > 10000) msg_num=0;

    digitalWrite(LED_BUILTIN, 1);
    delay(400);
    digitalWrite(LED_BUILTIN, 0);
    delay(600);
}

Кстати, максимальная заявленная дальность передачи для RN2483 составляет до 15км, на практике, при наличии одноэтажной застройки сигнал пропадает уже за 1км, и может быть не более 100м в городских «муравейниках».

Запускаем модем, и приступаем к декодированию.

Декодирование

В самом GNU Radio поддержки LoRa нет, так что придется использовать сторонние компоненты. Их нашлось всего два, и к сожалению, оба автора не проявили никакой фантазии в названии, и назвали их совершенно одинаково — gr-lora (https://github.com/rpp0/gr-lora и https://github.com/BastilleResearch/gr-lora соответственно). «К сожалению» потому, что в GNU Radio не получится иметь оба компонента сразу, инсталлятор одного компонента затирает файлы другого.

rpp0/gr-lora

Скачать исходники декодера можно с github, сборка стандартна и затруднений не вызывает:

git clone https://github.com/rpp0/gr-lora.git
cd gr-lora
mkdir build
cd build
cmake ..
make && sudo make install && sudo ldconfig

После установки в GNU Radio появляются дополнительные блоки, из которых несложно собрать декодер. В качестве параметров декодера необходимо указать ширину полосы передачи, spreading factor, центральную частоту SDR и частоту приема.

Блоки в GNU Radio стандартизированы, так что можно использовать любой приемник, например RTL-SDR. Я использовал SDRPlay. Для вывода данных в консоль использовалась простая программа на Python.

udp_receive.py

import socket

UDP_IP = "127.0.0.1"
UDP_PORT = 40868

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # UDP
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sock.bind((UDP_IP, UDP_PORT))
sock.settimeout(0.5)

while True:
    try:
        data, addr = sock.recvfrom(128) # buffer size is 1024 bytes
        print("Msg:", ' '.join('{:02x}'.format(x) for x in data))

    except socket.timeout:
        pass

Результат работы показан на рисунке.

Как можно видеть, в строке есть блоки заголовка и окончания передачи, а в середине мы видим наши данные «1234».

BastilleResearch/gr-lora

Этот модуль примечателен тем, что может работать не только на прием, но и на передачу. Установка примерно такая же: компонент нужно собрать из исходников.

git clone git://github.com/BastilleResearch/gr-lora.git
cd gr-lora
mkdir build
cd build
cmake ..
make && sudo make install && sudo ldconfig

Connection Graph для данного декодера показан на рисунке.

Как можно видеть, блоков тут побольше. Rotator и Polyphase Resampler выделяют нужную частоту и обрезают лишнее, Demodulator преобразует «чирпы» в бинарный код (на выходе получается последовательность вроде «17 00 3e 00 38 00 2f 00 01 00 39 00 2c 00 30 00 c6 00 18 00 7e 00 d5 00 85 00 e9 00 d8 00 67 00 c4 00»), а Decoder формирует окончательный пакет.

К сожалению, нормально оно так и не заработало. Декодирование определенно работает, во время работы модема данные появляются, но принимаемые сообщения не имеют ничего общего с передаваемыми.

Причину я так и не понял, то ли где-то ошибся в настройках, то ли этот декодер совместим только со своим же кодером. Желающие могут проверить самостоятельно с помощью Channel Model.

LoRaWAN

Как можно видеть, здесь рассматривался нижний, физический уровень передачи. В более высокоуровневом протоколе LoRaWAN поверх помещается еще один логический уровень — с шифрованием, ключами и прочими сервисами. Желающие посмотреть как устроено кодирование, могут попробовать онлайн-декодер здесь.

Кстати, из этого следует, что даже если мы получим сигнал LoRaWAN при помощи SDR, без наличия ключей шифрования (один из которых хранится на сервере провайдера), содержимого пакета мы все равно не узнаем.

Заключение

Как можно видеть, декодирование LoRa средствами SDR вполне возможно. Конечно, реальный gateway делать на базе SDR вряд ли целесообразно — его чувствительность будет хуже чувствительности «настоящих» модемов, которые специально рассчитаны на прием слабых сигналов, и имеют более узкополосные фильтры и LNA. Но для тестирования или исследования это может быть вполне интересно.

Для тех, кто захочет попробовать самостоятельно, исходные grc-файлы GNU Radio под спойлером.

receive1.grc

<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
<?grc format='1' created='3.7.11'?>
<flow_graph>
  <timestamp>Mon Jun  3 09:39:45 2019</timestamp>
  <block>
    <key>options</key>
    <param>
      <key>author</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>window_size</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>category</key>
      <value>[GRC Hier Blocks]</value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>description</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(8, 8)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>generate_options</key>
      <value>wx_gui</value>
    </param>
    <param>
      <key>hier_block_src_path</key>
      <value>.:</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>top_block</value>
    </param>
    <param>
      <key>max_nouts</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>qt_qss_theme</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>realtime_scheduling</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>run_command</key>
      <value>{python} -u {filename}</value>
    </param>
    <param>
      <key>run_options</key>
      <value>prompt</value>
    </param>
    <param>
      <key>run</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>thread_safe_setters</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>title</key>
      <value></value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>variable</key>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(760, 12)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>bw</value>
    </param>
    <param>
      <key>value</key>
      <value>125000.0</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>variable</key>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(936, 12)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>code_rate</value>
    </param>
    <param>
      <key>value</key>
      <value>4</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>variable</key>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(848, 12)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>header</value>
    </param>
    <param>
      <key>value</key>
      <value>True</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>variable</key>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(680, 12)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>ldr</value>
    </param>
    <param>
      <key>value</key>
      <value>True</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>variable</key>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(400, 12)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>offset</value>
    </param>
    <param>
      <key>value</key>
      <value>-100000.0</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>variable</key>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(8, 76)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>samp_rate</value>
    </param>
    <param>
      <key>value</key>
      <value>1000000</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>variable</key>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(544, 12)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>spreading_factor</value>
    </param>
    <param>
      <key>value</key>
      <value>8</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>blocks_rotator_cc</key>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>affinity</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(416, 252)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>blocks_rotator_cc_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>maxoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>minoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>phase_inc</key>
      <value>(2 * math.pi * offset) / samp_rate</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>blocks_socket_pdu</key>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>affinity</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(944, 452)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>host</key>
      <value>127.0.0.1</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>blocks_socket_pdu_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>mtu</key>
      <value>10000</value>
    </param>
    <param>
      <key>maxoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>minoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>port</key>
      <value>40868</value>
    </param>
    <param>
      <key>tcp_no_delay</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>type</key>
      <value>"UDP_CLIENT"</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>import</key>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(296, 12)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>import_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>import</key>
      <value>import math</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>lora_decode</key>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>code_rate</key>
      <value>code_rate</value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>affinity</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>header</key>
      <value>header</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(648, 452)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>lora_decode_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>low_data_rate</key>
      <value>ldr</value>
    </param>
    <param>
      <key>maxoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>minoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>spreading_factor</key>
      <value>spreading_factor</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>lora_demod</key>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>affinity</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>fft_factor</key>
      <value>2</value>
    </param>
    <param>
      <key>beta</key>
      <value>25.0</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(384, 452)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>lora_demod_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>low_data_rate</key>
      <value>ldr</value>
    </param>
    <param>
      <key>maxoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>minoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>spreading_factor</key>
      <value>spreading_factor</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>pfb_arb_resampler_xxx</key>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>affinity</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(656, 292)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>pfb_arb_resampler_xxx_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>maxoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>minoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>nfilts</key>
      <value>32</value>
    </param>
    <param>
      <key>rrate</key>
      <value>bw/samp_rate</value>
    </param>
    <param>
      <key>samp_delay</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>atten</key>
      <value>100</value>
    </param>
    <param>
      <key>taps</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>type</key>
      <value>ccf</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>sdrplay_rsp2_source</key>
    <param>
      <key>agc_enabled</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>antenna</key>
      <value>'A'</value>
    </param>
    <param>
      <key>bw</key>
      <value>400</value>
    </param>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>affinity</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>dc_offset_mode</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>debug_enabled</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>device_serial</key>
      <value>'0'</value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(144, 196)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>sdrplay_rsp2_source_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>if_atten_db</key>
      <value>30</value>
    </param>
    <param>
      <key>ifType</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>iq_balance_mode</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>lna_atten_step</key>
      <value>3</value>
    </param>
    <param>
      <key>lo_mode</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>maxoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>minoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>rf_freq</key>
      <value>869.0e6</value>
    </param>
    <param>
      <key>sample_rate</key>
      <value>samp_rate</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>wxgui_fftsink2</key>
    <param>
      <key>avg_alpha</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>average</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>baseband_freq</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>affinity</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>fft_size</key>
      <value>1024</value>
    </param>
    <param>
      <key>freqvar</key>
      <value>None</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(1000, 116)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>grid_pos</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>wxgui_fftsink2_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>notebook</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>peak_hold</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>ref_level</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>ref_scale</key>
      <value>2.0</value>
    </param>
    <param>
      <key>fft_rate</key>
      <value>15</value>
    </param>
    <param>
      <key>samp_rate</key>
      <value>samp_rate</value>
    </param>
    <param>
      <key>title</key>
      <value>FFT Plot</value>
    </param>
    <param>
      <key>type</key>
      <value>complex</value>
    </param>
    <param>
      <key>win_size</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>win</key>
      <value>None</value>
    </param>
    <param>
      <key>y_divs</key>
      <value>10</value>
    </param>
    <param>
      <key>y_per_div</key>
      <value>10</value>
    </param>
  </block>
  <connection>
    <source_block_id>blocks_rotator_cc_0</source_block_id>
    <sink_block_id>pfb_arb_resampler_xxx_0</sink_block_id>
    <source_key>0</source_key>
    <sink_key>0</sink_key>
  </connection>
  <connection>
    <source_block_id>blocks_rotator_cc_0</source_block_id>
    <sink_block_id>wxgui_fftsink2_0</sink_block_id>
    <source_key>0</source_key>
    <sink_key>0</sink_key>
  </connection>
  <connection>
    <source_block_id>lora_decode_0</source_block_id>
    <sink_block_id>blocks_socket_pdu_0</sink_block_id>
    <source_key>out</source_key>
    <sink_key>pdus</sink_key>
  </connection>
  <connection>
    <source_block_id>lora_demod_0</source_block_id>
    <sink_block_id>lora_decode_0</sink_block_id>
    <source_key>out</source_key>
    <sink_key>in</sink_key>
  </connection>
  <connection>
    <source_block_id>pfb_arb_resampler_xxx_0</source_block_id>
    <sink_block_id>lora_demod_0</sink_block_id>
    <source_key>0</source_key>
    <sink_key>0</sink_key>
  </connection>
  <connection>
    <source_block_id>sdrplay_rsp2_source_0</source_block_id>
    <sink_block_id>blocks_rotator_cc_0</sink_block_id>
    <source_key>0</source_key>
    <sink_key>0</sink_key>
  </connection>
</flow_graph>

receive2.grc

<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
<?grc format='1' created='3.7.11'?>
<flow_graph>
  <timestamp>Mon Jun  3 09:39:45 2019</timestamp>
  <block>
    <key>options</key>
    <param>
      <key>author</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>window_size</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>category</key>
      <value>[GRC Hier Blocks]</value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>description</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(8, 8)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>generate_options</key>
      <value>wx_gui</value>
    </param>
    <param>
      <key>hier_block_src_path</key>
      <value>.:</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>top_block</value>
    </param>
    <param>
      <key>max_nouts</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>qt_qss_theme</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>realtime_scheduling</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>run_command</key>
      <value>{python} -u {filename}</value>
    </param>
    <param>
      <key>run_options</key>
      <value>prompt</value>
    </param>
    <param>
      <key>run</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>thread_safe_setters</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>title</key>
      <value></value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>variable</key>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(184, 12)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>samp_rate</value>
    </param>
    <param>
      <key>value</key>
      <value>1000000</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>lora_lora_receiver</key>
    <param>
      <key>bandwidth</key>
      <value>125000</value>
    </param>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>crc</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>center_freq</key>
      <value>869e6</value>
    </param>
    <param>
      <key>channel_list</key>
      <value>[869.1e6]</value>
    </param>
    <param>
      <key>cr</key>
      <value>4</value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>conj</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>affinity</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>decimation</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>disable_channelization</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>disable_drift_correction</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(456, 332)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>lora_lora_receiver_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>implicit</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>maxoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>minoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>reduced_rate</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>samp_rate</key>
      <value>1e6</value>
    </param>
    <param>
      <key>sf</key>
      <value>8</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>lora_message_socket_sink</key>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>affinity</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(696, 364)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>lora_message_socket_sink_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>ip</key>
      <value>127.0.0.1</value>
    </param>
    <param>
      <key>layer</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>port</key>
      <value>40868</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>sdrplay_rsp2_source</key>
    <param>
      <key>agc_enabled</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>antenna</key>
      <value>'A'</value>
    </param>
    <param>
      <key>bw</key>
      <value>400</value>
    </param>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>affinity</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>dc_offset_mode</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>debug_enabled</key>
      <value>False</value>
    </param>
    <param>
      <key>device_serial</key>
      <value>'0'</value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(72, 148)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>sdrplay_rsp2_source_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>if_atten_db</key>
      <value>30</value>
    </param>
    <param>
      <key>ifType</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>iq_balance_mode</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>lna_atten_step</key>
      <value>3</value>
    </param>
    <param>
      <key>lo_mode</key>
      <value>1</value>
    </param>
    <param>
      <key>maxoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>minoutbuf</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>rf_freq</key>
      <value>869.0e6</value>
    </param>
    <param>
      <key>sample_rate</key>
      <value>samp_rate</value>
    </param>
  </block>
  <block>
    <key>wxgui_fftsink2</key>
    <param>
      <key>avg_alpha</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>average</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>baseband_freq</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>alias</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>comment</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>affinity</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>_enabled</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>fft_size</key>
      <value>1024</value>
    </param>
    <param>
      <key>freqvar</key>
      <value>None</value>
    </param>
    <param>
      <key>_coordinate</key>
      <value>(688, 108)</value>
    </param>
    <param>
      <key>_rotation</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>grid_pos</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>id</key>
      <value>wxgui_fftsink2_0</value>
    </param>
    <param>
      <key>notebook</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>peak_hold</key>
      <value>True</value>
    </param>
    <param>
      <key>ref_level</key>
      <value>0</value>
    </param>
    <param>
      <key>ref_scale</key>
      <value>2.0</value>
    </param>
    <param>
      <key>fft_rate</key>
      <value>15</value>
    </param>
    <param>
      <key>samp_rate</key>
      <value>samp_rate</value>
    </param>
    <param>
      <key>title</key>
      <value>FFT Plot</value>
    </param>
    <param>
      <key>type</key>
      <value>complex</value>
    </param>
    <param>
      <key>win_size</key>
      <value></value>
    </param>
    <param>
      <key>win</key>
      <value>None</value>
    </param>
    <param>
      <key>y_divs</key>
      <value>10</value>
    </param>
    <param>
      <key>y_per_div</key>
      <value>10</value>
    </param>
  </block>
  <connection>
    <source_block_id>lora_lora_receiver_0</source_block_id>
    <sink_block_id>lora_message_socket_sink_0</sink_block_id>
    <source_key>frames</source_key>
    <sink_key>in</sink_key>
  </connection>
  <connection>
    <source_block_id>sdrplay_rsp2_source_0</source_block_id>
    <sink_block_id>lora_lora_receiver_0</sink_block_id>
    <source_key>0</source_key>
    <sink_key>0</sink_key>
  </connection>
  <connection>
    <source_block_id>sdrplay_rsp2_source_0</source_block_id>
    <sink_block_id>wxgui_fftsink2_0</sink_block_id>
    <source_key>0</source_key>
    <sink_key>0</sink_key>
  </connection>
</flow_graph>

Всем удачных экспериментов.

Комментарии (28)

dernuss
05.06.2019 21:56
#20248644
А можно декодер(ну в смысле весь приём) сразу на python написать?
Или обязательно сишный модуль?
1. DmitrySpb79 Автор
  05.06.2019 21:57
  #20248650
  Да, GNU Radio позволяет делать блоки на Python.
  
  Если интерес аудитории к GNU Radio не иссякнет, можно будет рассмотреть создание блоков отдельной темой.
  1. dernuss
    05.06.2019 22:01
    #20248672
    Это было бы интереснее чем
    make && sudo make install && sudo ldconfig
    
    DmitrySpb79 Автор
    05.06.2019 22:04
    #20248676
    >> sudo make install && sudo ldconfig
    
    Для тех, кому это просто, могу дать задачу посложнее — попробуйте это собрать под Windows :)
    
    У меня не получилось, вылезла туча всяких зависимостей.
    
    dernuss
    05.06.2019 22:16
    #20248724
    У меня не получилось
    
    Вот поэтому и лучше на python такие вещи делать (ведь понятно что это не продакшн). Чтобы как минимум со сборкой проблем не было…
    
    Да и проще разобраться другим…
    
    Если интерес аудитории к GNU Radio не иссякнет
    
    Интерес к этой теме думаю ни когда не иссякнет…
    
    П.С. Создание модулей на python было бы я думаю интересно рассмотреть. Особенно применительно к той же LoRa и прочим.
    
    DmitrySpb79 Автор
    06.06.2019 21:24
    #20253492
    Вот поэтому и лучше на python такие вещи делать (ведь понятно что это не продакшн). Чтобы как минимум со сборкой проблем не было
    
    Библиотека gr-lora не моя, ~~я только разместил объяву~~ ;)
    
    laviol
    06.06.2019 12:18
    #20250898
    В одном из трех случаев получилось таки запустить это под Windows, времени было потрачено уйма.
    В двух остальных случаях сдавался и скатывался обратно на линукс.
1. aarmaageedoon
  06.06.2019 11:16
  #20250538
  Фишка в том, что по идеологии GNURadio именно для обрабокти сигналов используются больше С/C++ -модули(часто используя библиотеку Volk, написанную этими же разработчиками), которые при помощи SWIG оборачиваются в python модули, которые, в свою очередь, соединяются в единый workflow. Вы, конечно, можете написать модули и на python, используя, например, numpy, который в общем-то использует тот же C. Чаще всего, модули в GNURadio написанные на python — это композиция более мелких функций или блоков, носящая название Hierarchical blocks, которые, вы можете, кстати, сделать и при помощи интерфейса GNURadio.

augorelov
05.06.2019 22:00
#20248668
+1
Чем дальше, тем интереснее)))

Radiohead72
05.06.2019 23:54
#20249074
О!
Только сегодня вспоминал об Sdr-теме на хабре)
Прям какой-то всплеск интереса к SDR. На хакере сегодня статья по SDR вышла…
Там узнал то чего раньше не знал)
Проект KerberosSDR.
4 синхронизированных приёмника rtl-sdr на одной плате.
Это даёт возможность делать очень интересные штуки типа отслеживание направления на источник сигнала и пассивный радар!
www.rtl-sdr.com/tag/kerberossdr
kerberossdr.com
1. DmitrySpb79 Автор
  06.06.2019 07:19
  #20249676
  А эта плата уже продается, или это только прототип? Ссылка ведет на Indiegogo, как я понимаю, это платформа для краудфандинга?
1. qbertych
  06.06.2019 16:30
  #20252196
  Да, тема фазированных решеток на SDR, программного определения фазы между приемниками и т.п. была бы любопытна.

AntonSazonov
06.06.2019 10:50
#20250420
Статья интересная, но я бы сказал что код в черновом варианте Вообще не претендует на production.

xirahai
06.06.2019 12:07
#20250826
На али продаются модули Lora, давненько уже к ним приглядываюсь. Интересен такой аспект: Можно ли их использовать в качестве "прозрачного" удлинителя com-порта? То есть я могу одноразово прицепить Lora к компу и загнать туда какие-то байты конфигурации. А дальше надо чтобы при включении модули входили в связь друг с другом, и тупо удлиняли com-порт по радиоканалу. Главное — больше не требуя никакой инициализации. Мне надо удлинить com-порт между парой промышленных железок.
1. Neptun43
  06.06.2019 17:38
  #20252564
  +1
  Брал вот такую штуку: E32-433T30D, там кроме самого модема SX1278 стоит процессор (похоже на STM8) и усилитель до 30dbm. Есть вариант E32-433T20DT без усилителя, чуть подешевле, дальность будет поменьше. С помощью утилиты конфигурируются скорость по воздуху и COM-порту, адрес, канал. После это может в прозрачном режиме работать. Добавить только TTL-RS232 конвертер и готово. Если железки лояльно отнесутся к задержкам прохождения пакетов, то должно работать.
1. Alex-ok
  06.06.2019 17:38
  #20252566
  А Lora использовать обязательно? В сети масса вариантов, например с Bluetooth.
  www.shortlink.technoton.by/short_link.htm
  1. Neptun43
    06.06.2019 17:42
    #20252598
    Ну, Bluetooth метров 10, LoRa до 20 км. Под каждую задачу свой инструмент.
1. DmitrySpb79 Автор
  06.06.2019 21:21
  #20253484
  Можно ли их использовать в качестве «прозрачного» удлинителя com-порта?
  
  Насчет «прозрачного» не уверен, а так, RN2483 как раз и работает по serial. Если конечно скорость 300бит/с и duty cycle 1% устроит.
1. hobogene
  07.06.2019 12:36
  #20255996
  Как раз у нас в России даже ограничения на рабочий цикл нету при 25 мВт на одно из поддиапазонов. Так что вполне. На 20 км. только не рассчитывайте. Может, будет, может, нет.

oq0po
06.06.2019 12:08
#20250836
Данный вид сигнала называется вовсе не «чирп», а вполне себе обыденно «ЛЧМ» ( линейно-частотная модуляция" — частный случай широкополосных сигналов (ШПС). Изучают ЛЧМ на радиотехнических факультетах. Хороша она тем, что в качестве согласованного фильтра может использоваться дешевая и надежная аналоговая линия задержки с частотной дисперсией. Ну, в общем, вам сюда studopedia.su/5_4382_soglasovannaya-filtratsiya-lchm-signalov.html
1. dernuss
  06.06.2019 20:35
  #20253320
  chirp это зарубежное название.
  1. hobogene
    07.06.2019 12:36
    #20255998
    -1
    chirp это аббревиатура.
    
    dernuss
    07.06.2019 12:45
    #20256068
    и?
1. DmitrySpb79 Автор
  06.06.2019 21:19
  #20253468
  «линейно-частотная модуляция» — частный случай широкополосных сигналов (ШПС)
  
  Спасибо, название добавил в текст.
  
  В англоязычных источниках действительно используется chirp, да и я эту тему изучал не на русском :)

sirocco
06.06.2019 14:36
#20251628
Интересно. А с год назад искал информацию про декодирование лоры, но наткнулся только на посты где говорили, что это невозможно, так как протокол закрыт.
А про декодирование DMR в gnuradio уже спрашивали?
1. DmitrySpb79 Автор
  06.06.2019 19:59
  #20253186
  Я думаю, эти посты писали как раз те, кто попробовали библиотеку от BastilleResearch, получили непонятные данные, и на этом закончили :)
1. Naves
  07.06.2019 17:18
  #20257804
  А на практике кроме голоса в DMR передается что-то?

oq0po
07.06.2019 11:00
#20255380
Очень хорошо про ЛоРу (с матаном, но наглядно и доступно) написано в Технологии связи
и еще доступна ВКР, автор Амосов Д.А., там есть исходные коды ЦОС.

Software Defined Radio — как это работает? Часть 7 +43

Модуляция LoRa

Железо

Декодирование

LoRaWAN

Заключение

Комментарии (28)

DmitrySpb79 Автор

DmitrySpb79 Автор

DmitrySpb79 Автор

DmitrySpb79 Автор

DmitrySpb79 Автор

DmitrySpb79 Автор

DmitrySpb79 Автор