C++ VS2015 調頻FM接收機程序調試(RTL SDR)

最近在業餘的時間裏一直在搞C++ 版本的FM解調程序，使用的硬件是RTLSDR, 很便宜的一個淘寶貨，FM解調的C++代碼網上有很多，但是很多都是linux 下的， 嫌麻煩，又要裝虛擬機之類的，（其實後來還是迫不得已裝了），想在WIN7下實現，用的是VS2015,網上還沒有現成的代碼，都是自己東拼西湊的。

代碼涉及的技術：

1. RTLSDR的IQ數據獲取
2. FM的解調
3. 信號濾波
4. 音頻播放
5. 多線程，線程間通信，資源衝突
6. 數據緩衝，緩存
7. 程序速度問題
8. 界面
9. FFT頻譜

別小看這麼一個收音機程序，這裏所涉及的知識足以讓一個工程師搞上一陣子，要把這麼多東西柔和在一起，不但需要紮實的射頻功底，也是非常鍛鍊C++功底的。其實搞這個RTL的收音機程序最主要目的是鍛鍊自己C++代碼搬磚。

 

最核心的，FM的解調代碼部分最主要是參考這個JvanKatwijk老大爺的，一個退休的工程師。

https://github.com/JvanKatwijk

http://www.sdr-j.tk/

https://www.sdr-j.tk/index.html

 

音頻播放，WIN7下我找到了兩種方式的聲音播放方法。

• Windows WaveOut, 用這個最主要是如何處理好音頻數據緩衝，以及音頻數據格式的轉換， 一般來說解調完的FM信號是double類型的，需要轉換成Int16聲卡可以接受的形式， 數據的緩衝可以參考這篇double buffering的文章，

http://www.planet-source-code.com/vb/scripts/ShowCode.asp?txtCodeId=4422&lngWId=3

 

• LabVIEW有個lvsound2.dll，這個其實好用多了，只管往裏丟數據

 

多線程的問題

IQ數據獲取 -> 濾波 -> FM解調 -> audio播放， 這些必要的操作有的快有的慢，不可能只放在一個線程裏操作，電波里傳來的FM信號是連續的，需要實時不斷的處理這些信號，可以參考JvanKatwijk這個老傢伙的處理方法，其實就是生產者-消費者的模式，實際就是

1. IQ數據獲取一個線程（生產者1）
2. FM解調一個線程（消費者1，同時也是生產者2--音頻數據的生產者）
3. Audio播放一個線程（消費者2）

這裏最大的問題是大量的數據如何在線程間傳遞，消費者如果處理不過來，最終播放的時候會產生嚴重的卡頓。

 

速度問題

如果程序的運行速度不夠快，不管是多線程還是單線程，音頻播放都會出現卡頓。在這裏，FM的解碼（decode）部分是最慢最佔資源的函數，由於FM的解碼太慢，單一線程解碼不夠快，聲音播放卡頓，，於是嘗試開闢了10個線程同時進行FM解碼，結果發現解碼更慢了，線程越多是有代價的，各種線程的花銷，和線程間的切換，導致了FM 解碼更慢。所以最終還是回到了一個FM解碼線程的結構。

提高VS2015代碼運行速度的方法：

1. 有debug模式改爲release模式，這可以讓執行程序快好幾十倍。
2. 項目屬性 --> C/C++ --> Optimization， 選擇最大速度，速度優先等等，如下圖。這也可以讓程序快很多。