LimeSDR WBFM广播发射与接收

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本文介绍LimeSDR gr-limesdr自带的example中的FM宽带广播发射与接收的GRC程序。

调频、宽带调频WBFM和窄带调频NBFM的相关基础知识网上有很多，可以参见下边的链接：

什么是FM（调频）？ - 新闻-FMUSER FM / TV广播一站式供应商

你似乎来到了没有知识存在的荒原 - 知乎

本文基于gr-limesdr自带的example中WBFM程序，实现了纯仿真程序（WBFM_tx_rx_sim.grc）和用limesdr发射和接收的程序（FM_tx_rx.grc）。

一、纯仿真WBFM发射与接收

框图中下半部分为发射部分，上半部分为接收部分为接收部分。原始的声音信号通过WBFM Transmit模块转换为WBFM信号，再通过重采样器（Rational Resampler）调整采样率。信号经过信道模型后到接收部分。通过低通滤波器滤除一部分噪声以后，再通过重采样器（Rational Resampler）调整采样率，与第一个重采样器相比，可以看到它们的插值数（Interpolation）和抽值数（Decimation）正好相反。最后再经过WBFM Receive将WBFM信号还原为音频信号，经过放大器（Multiply Const）后由Audio Sink处理播放出声音。

这里解释一下程序中的采样率相关的变化。

发射端：从wav File Source模块输出的信号是piano.wav文件的采样率（这里是48KHz），经过WBFM Transmit模块作用（Quadrature Rate 480kHz）之后输出信号的采样率变为了480kHz,经过Rational Resampler重采样模块作用（Interpolation内插乘以200，Decimation抽取除以48）后变成480k*200/48=2MHz，经过Channel Model（这里噪声功率为0，可以认为是AWGN信道Y=H*x）。经过这个信道采样率不变。

接收端：经过低通滤波器Low Pass Filter之后采样率不变还是2MHz，经过接收端的Rational Resampler重采样模块（通过对比发现，这里的重采样模块中的内插和抽取系数与发射端的正好相反，Interpolation内插乘以48，Decimation抽取除以200）后变成2MHz*48/200=480KHz，然后经过WBFM Receive模块作用（Audio Decimation抽取除以10）后变成48KHz，最后信号由Audio Sink模块经过扬声器发出声音。

二、LimeSDR WBFM发射与接收

基于仿真实验的的框图，我们对其进行修改，将模拟信道改成Limesdr模块，搭建FM宽带广播的GNU Radio Companion（GRC）框图程序（WBFM_tx_rx.grc）。我们可以基于原来的框图（WBFM_tx_rx_sim.grc）,将原来的信道模型删除，分别修改为Limesdr的Source和Sink模块。