开源夏令营中期总结及第四周工作总结

从6.26提交开题报告，到7.07收到导师的通知，真正的开始为此次夏令营的项目。到今天，时间已经过去了四周，接下来马上就是中期检查，向导师展示一下当前的成果，自己也趁着这个机会梳理一下工作，明确接下来工作的方向。在这篇总结里，首先，先总结一下刚过去的一周（2014.07.28~2014.08.03）完成的工作。然后，完成过去四周工作的总结。

1、第四周总结
在前三周已经完成GPS模拟器中的数据生成部分，本周的工作开始使用HackRF进行信号产生部分的学习。主要完成了两件事：
1.1、在Ubuntu下安装GNURadio
这里主要参考HackRF.net上的文章Linux系统上搭建HackRF环境。自己的Ubuntu是新下载的14.04是长期支持版本LTS。在尝试用手动编译的过程中，多次出现错误，所以最后采用了方法一，也就是build-gnuradio安装脚本。速度没有想像中的慢，但也算不得快，用了两个多小时，才下载安装完GNURadio。
1.2、学习使用GNURadio
在gnuradio-companion环境中，搭建流图试验了dial_tone例程（产生两个频率的余弦波然后利用声卡播放出来），这个例程不需要任何硬件（指usrp,hackrf等前端）的支持，相当于GNURadio中的HelloWorld。
之后搭建了试验BPSK（GPSL1采用的调制方式）的流图。利用random_source产生0~2范围内的随机整数(也就是0/1），变换为1/-1之后与载波（cos型）相乘，即得到BPSK信号，经过throttle限速之后，呈现在scope（示波器上）。BPSK流图如图1，BPSK波形如图2。

图1：BPSK流图 图2：BPSK波形

总结一下，这周主要完成了Ubuntu的安装以及在Ubuntu下GNURadio环境的搭建，熟悉了grc的搭建流程，完成了HelloWorld式的流图dial_tone，搭建了BPSK的产生流程，留出了数据端（现在用的是random源），为后边将生成的数据用BPSK调制方式通过HackRF发射做了准备。

2、中期总结

这四周里主要完成了：系统框架的搭建、数据生成的主流程程序、信号生成的环境搭建。下面分别进行叙述。

2.1、系统框架的搭建

主要确定了系统所采用的组织方式，经过查找资料与试验，确定了现在的框架，即在matlab环境下，接功能划分成小的模块。各个模块之间通过全局变量来交换数据。模块流程的定义如图3.

为了更有效的组织数据，编写了一系列的结构体。由于matlab中结构体定义与C语言中不同，项目中为了方便，借鉴了matlab类的定义方法，将不同的数据声明为自定义的类（但是没有自己的方法，除了构造函数外），这样为组织数据带来了方便。

同时除去各功能模块外，还编写了一些通用函数，如坐标转换函数、UTC与GPST转换函数等，为的是各个功能模块都能方便的调用。（注：具体可参考开源夏令营《基于HackRF开发GPS信号仿真模拟器》工作总结（一））

2.2、数据生成的主流程程序

依照图3中的组织形式，依次编写了初始化函数、选择星历函数、卫星可见性判断函数、传输时间计算函数、电文生成函数以及与硬件交换数据的通道数据生成函数。从而将数据生成的整个流程打通，从一开始确定的用户（接收机）位置开始，按照设定的仿真时间，产生相应的电文比特。

注：图3中的流程，除电离层、对流层尚未编写外，其他基模块都已经完成，能够运行来生成所需要的程序，供底层硬件调用。详细项目进展请见https://code.csdn.net/sywcxx/gps-sim-hackrf

2.3、信号生成的环境搭建

主要是指在ubuntu环境下gnuradio的安装与使用，这项工作在文章的第一部分：第四周工作中已经描述，不再赘述。

总结：通过四周的时间，GPS信号模拟器的数据生成部分的工作基本完成，接下来要配合硬件做相应的修改；而硬件信号产生部分的调试则刚开始起步，如何协调好数据生成与信号产生这软硬件之间的的工作是接下来工作首先要面对的问题。

3、下阶段计划

之前四周工作的开展，使得自己重新学习了GPS的相关知识，由于时间很紧张，很多知识只是满足项目需要而已，没有深入的学习与研究。而接下来在HackRF平台上的开发是此次项目的又一个核心，之前的工作是在PC上的matlab中完成了，项目最后是希望脱离开matlab，独立的在HackRF中进行数据的生成与信号的产生。因此，方案还需要在实际过程中进行验证，并不断改善以期达到最后的目标。

同时面临的一个困难就是：测试设备的缺失。这样的话，信号的测试只能通过手机上的软件来完成，这也就意味着只能检查最后的信号形式，而不能像测点一样，逐步的查找问题，这也为工作带来了困难。给自己加加油，希望可以克服这些困难，最后完成任务吧^_^