02 GNU Radio Companion流图搭建与BPSK信号实时采集

⭐搭建GNU Radio Companion流图：从零到BPSK实时IQ采集

在“通信调制识别毕业设计”中，第一步往往是获取干净、可复现的基带信号。本节将聚焦于使用GNU Radio Companion（GRC）搭建一个完整的信号采集链路，实现BPSK信号实时IQ采集与文件存储，并验证从信号源到文件落盘的链路完整性。你将掌握如何配置关键模块、连接数据流，并避开初学者最容易踩的坑

🧭GNU Radio Comp的对象步骤与验收点

输入、处理和输出的检查项

本流图的核心是“信号生成 -> 速率控制 -> 文件存储”这条主链路。我们使用GNU Radio Companion（GRC）作为图形化开发环境，它屏蔽了底层C++/Python的复杂性，让你能通过拖拽模块快速搭建Radio信号实时采集系统

主链路如下：Signal Source → Throttle → File Sink。其中，Signal Source负责产生BPSK基带信号（IQ数据），Throttle控制数据流速率以防止CPU过载，File Sink则将IQ数据写入磁盘。关键参数配置如下表所示

💻GNU Radio Comp的示例片段与验证方式

以下是一个完整的GRC流图配置片段（Python生成代码），它展示了如何通过编程方式验证链路。在实际GRC界面中，你只需拖拽模块并设置参数，系统会自动生成类似代码

# 流图核心配置（由GRC自动生成，此处为验证逻辑）
from gnuradio import gr, analog, blocks
class bpsk_capture(gr.top_block):
    def __init__(self):
        gr.top_block.__init__(self, "BPSK_Capture")
        # 信号源：BPSK调制，采样率32k，载波1kHz
        self.signal_source = analog.sig_source_c(32000, analog.GR_CUSTOM, 1000, 1.0)
        # 节流器：控制速率
        self.throttle = blocks.throttle(gr.sizeof_gr_complex, 32000)
        # 文件接收器：存储IQ数据
        self.file_sink = blocks.file_sink(gr.sizeof_gr_complex, "/tmp/bpsk_iq.dat")
        # 连接链路
        self.connect(self.signal_source, self.throttle, self.file_sink)
# 实例化并运行
tb = bpsk_capture()
tb.start()
import time
time.sleep(5)  # 采集5秒
tb.stop()
tb.wait()
print("采集完成，文件大小：", os.path.getsize("/tmp/bpsk_iq.dat"))

阅读这段代码时，重点看Companion流图搭建的伪代码，以及它如何用稳定性与可观测性证明结果可复测。

运行上述代码后，检查/tmp/bpsk_iq.dat文件。如果文件大小大于0（例如约32000采样点/秒 × 5秒 × 8字节/复数 ≈ 1.28MB），则说明链路完整性验证通过。你还可以用od -t f4 /tmp/bpsk_iq.dat | head查看IQ数据是否为复数格式