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gr lora_sdr

AI ソースコード

1.0.0

ダウンロード

コンドラパッケージを構築します

まとめ

これは、非常に低いSNRでも正しく動作するために必要なすべてのレシーバーコンポーネントを備えたLORAトランシーバーの完全に機能するGNUラジオソフトウェア定義ラジオ（SDR）の実装です。トランシーバーは、GNUラジオ3.10のモジュールとして利用できます。この作業は、EPFLの電気通信回路研究所で実施されています。

LORA TXおよびRXチェーンのGNU無線実装では、ユーザーは、広がり係数、コーディングレート、帯域幅、同期単語、明示的ヘッダーとCRCの存在など、伝送のすべてのパラメーターを選択できます。

このモジュールには、TxとRXの両方の便利な階層ブロックが含まれています。

TXチェーンでは、実装には、LORAトランシーバーのすべてのメインブロックが含まれています。ヘッダーおよびCRCインサート化ブロック、ホワイトニングブロック、ハミングエンコーダーブロック、インターリーバーブロック、灰色のデマッピングブロック、および変調ブロック。

TX_FLOW

受信側には、必要なSTOおよびCFO推定や修正など、同期に必要なすべてのタスクを実行するパケット同期ブロックがあります。復調ブロックは、灰色のマッピングブロック、deinterleavingブロック、ハミングデコーダーブロック、デオホワイトニングブロック、およびCRC検証ブロックとともに続きます。

rx_flow

この実装は、低SNRでのLORA SDRレシーバーの完全なエンドツーエンドの実験的パフォーマンス結果に使用できます。
Apps/Simulationフォルダーでは、シンプルなシミュレーションフレームワークを利用できます。

機能

USRP-USRPとUSRPコマーシャルLORAトランシーバーの間にLORAパケットを送信および受信します（RFM95、SX1276、SX1262でテスト）。
利用可能なパラメーター：
- 拡散要因：5-12*
- コーディング率：0-4
- 暗黙的で明示的なヘッダーモード
- ペイロード長：1〜255バイト
- 同期ワード選択（ネットワークID）
- ペイロードCRCの検証
- 明示的なヘッダーチェックサムの検証
- 低データ最適化モード
- パフォーマンスを改善するためのソフト決定デコードの利用

*拡散係数5および6は、SX126Xと互換性がありません。

参照

オリジナル出版物

J. Tapparel、O。Afisiadis、P。Mayoraz、A。Balatsoukas-StimmingおよびA. Burg、「GNUラジオのオープンソースのLora物理層プロトタイプ」、2020 IEEE 21st International Workshop、Wireless Communications（SPAWC）、Atlanta、GA、2020、PP。120。 IEEE Xploreリンク、arxivリンク

更新された出版物

J、Tapparel、A。Burg、「GNUラジオのLora物理層の設計と実装」。 GNUラジオ会議の議事録、米国テネシー州ノックスビル、2024年。GNURadioProceedings

この実装がプロジェクトに役立つと思う場合は、前述の論文を引用することを検討してください。

前提条件

Gnuradio 3.10
Python 3
cmake
Libvolk
ブースト
うーん
GCC> 9.3.0
GXX
pybind11

インストール

Out of Tree Module GR-LORA_SDRは、ソースから、またはCondaパッケージとして直接インストールできます。

ソースから

このリポジトリをクローンします

 git clone https://github.com/tapparelj/gr-lora_sdr.git

クローン化されたリポジトリに移動します
```
 cd gr-lora_sdr/
```
オプションで、提供されたコンドラ環境を使用して必要な依存関係をインストールするか、依存関係を個別に直接インストールして、コンドラの使用をバイパスできます。このチュートリアルをフォローするか、次のことをフォローできます。
- 最初にコンドラの最新リリースをダウンロードしてください。
```
 wget https://repo.anaconda.com/miniconda/Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh
```
- 次に、Anacondaインストーラースクリプトであるダウンロードされたファイルを実行します
```
 bash Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh
```
- シェルをリロードします
```
 source ~ /.bashrc
```
- 環境をコピーして、モジュールのすべての依存関係を自動的にインストールする
```
 conda env create -f environment.yml
```
- Conda Environment GNU Radio3.10を開始しました
```
 conda activate gr310
```
コードを作成するには、適切なフォルダーを作成して進みます。
```
 mkdir build
 cd build
```

メインのcmakelists.txtを実行します

 cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX= < your prefix > # default to usr/local, CONDA_PREFIX or PYBOMB_PREFIX if no install prefix selected here

最後に、LORAトランシーバーを構成するカスタムGNU無線ブロックをコンパイルします。
```
 (sudo) make install -j $( nproc )
```
Sudo Runとしてインストールした場合
```
 sudo ldconfig 
```
これで、いくつかのコードを実行できるはずです。たとえば、GNU Radio Companionユーザーインターフェイスを開き、GR-LORA_SDRのブロックがブロックリストで使用できるかどうかを確認します（lora_txの下）。
```
 gnuradio-companion &
```
トランシーバー機能の最後の検証は、次のスクリプトを実行して、2秒ごとにフレームを送信することで作成できます。
```
 python3 examples/tx_rx_functionality_check.py 
```

使用法

LORAトランスミッターとレシーバーの例は、GR-LORA_SDR/ Examples/（PythonとGRCの両方）にあります。
.grcファイルは、Gnuradio-Companionで開き、異なる伝送パラメーターを設定できます。
GRCによって生成されたPythonファイルはpython3 ./{file_name}.pyで実行できます。

コンドラから

Ryan Volzのおかげで、このOOTモジュールはCondaパッケージとして直接インストールすることもできます。 GnuradioもConda環境にインストールされることに注意してください。

このモジュールをインストールしたいコンドラ環境を作成またはアクティブにします。まだ慣れていない場合は、コンドラを取得するスタートガイドを参照してください。
AnacondaチャンネルTappareljからモジュールをインストールします。
```
 conda install -c tapparelj -c conda-forge gnuradio-lora_sdr
```
ニーズに応じて、Gnuradioの補完パッケージをインストールすることをお勧めします。
```
 conda install -c conda-forge gnuradio
```
Gnuradio Metapackageは、次のすべてのサブパッケージをインストールします。
- gnuradio-grc
- gnuradio-iio
- gnuradio-qtgui
- gnuradio-soapy
- gnuradio-uhd
- gnuradio-video-sdl
- gnuradio-zeromq
それらのすべてとその依存関係を望まない場合は、個別に必要なものをインストールできます。
```
 conda install -c conda-forge gnuradio-uhd
```

使用法

例Gnuradio-Companinon Flowgraphsはパッケージに取り付けられており、以下を見つけることができます。
- （Linux/macos） $CONDA_PREFIX/share/gr-lora_sdr/examples
- （Windows） %CONDA_PREFIX%Librarysharegr-lora_sdrexamples

頻繁な問題：

Gitから新しいバージョンを引いた後にmakeない
- 新しいバージョンでブロックのパラメーターが変更された場合、モジュールを再度構築する前に、最初に古いインストールをクリーニングする必要があります。
- ビルドフォルダー内から実行します
```
 (sudo) make uninstall
 make clean
 make -j4
 (sudo) make install
```
「ImporterRor：lora_sdrという名前のモジュールなし」：
- この問題は、おそらくPythonPathとLD_Library_Pathが欠落していることから生じています
- https://wiki.gnuradio.org/index.php/modulenotfounderrorを参照して、これらの変数を変更してください。「cmake」コール中にプレフィックスを設定する場合は、ポイントCに直接スキップします（フォルダーに存在するパスが役立つ可能性があることを確認してください）。
OOTブロックはGnuradio-Companionには表示されません。
- 新しいブロックは、home/{username}/。gnuradio/config.confに次の行を追加することにより、Gnuradio-companionにロードできます（このファイルが存在しない場合は、作成する必要があります）：
```
 [grc]
 local_blocks_path=path_to_the_downloaded_folder/gr-lora_sdr/grc
```

Changelog

同期ワードチェックを無視するオプションを追加し、受信した値を印刷します
受信したペイロードのオプションの印刷を16進値として追加します
タグ付きストリーム入力サポートを追加しました（フレーム長のフレーム定義用）
FFT_DEMODとDEINTERLEAVERの間のLLRストリーム形式を修正しました
CRC検証出力ストリーム表示フレームの開始、長さ、CRCの結果にタグを追加しました。
ファイル入力のセパレーターオプションを追加しました
Preamble Lengthオプションが追加されました
フレームゼロパッジングのパラメーターを追加しました
低データレートの最適化サポートを追加します
7未満の拡散係数のサポートを追加します
...

クレジット

この作品は、Pieter Robyns、Peter Quax、Wim Lamotte、William Thenaersによるhttps://github.com/rpp0/gr-loraからインスピレーションを受けました。ロラの物理層をよりよくエミュレートするために、どのアーキテクチャと機能が改善されました。