Multi-FosphorサンプルデモによるLinux PCでのUSRP-X410動作検証

1. サンプル・デモ・プログラム（Multi-Fosphor）コードのアップデート

   1. 本書の手順を実行する前に、必ず「LinuxでのUSRP-X410開発環境の構築 」を参照のうえ、X410用のLinux環境（UHD 4.1.0.5/GNU-Radio 3.8.2.0/RFNoC 4）セットアップを実施してください。
   2. まずホストPCでTerminal（端末）を起動し、Terminal上で次のコマンドによりサンプルプログラムのホスト側ソースコード（multi_fosphor_example.py）を最新版にアップデートします。

3. 次のコマンドにより、正しくアップデートできたか確認します。

2. Fosphor RFNoCイメージのロード

   1. まず、以下の2種類のX410用４チャンネルFosphor RFNoCイメージファイル（下記の添付ファイル）を、ホストPC（Linux：Ubuntu）上の任意のディレクトリ（例：$HOME/workdir）に保存します。

• usrp_x410_fpga_X4_200_fosphor_v4.1.0.5.bit
• usrp_x410_fpga_X4_200_fosphor_v4.1.0.5.dts

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2. 次のコマンドにより、X410が正常に検出できること、およびX410のIPアドレス(1GE)を確認します。

3. 次のコマンドを実行することにより、上記ディレクトリ（例：$HOME/workdir）にダウンロードしたイメージファイルをX410にロードします。

上図表示の途中にある「Static connections on this device:」セクションの中に、下図のように4組のFosphorチャンネル（0/Fosphor#0～#3）が表示されていることを確認します。

3. サンプル・デモ・プログラム（Multi-Fosphor）の実行

   1. X410前面パネルにある4つのRX1ポートのそれぞれに観測したい信号を入力します。

2. 本デモ用の送受信バッファメモリのサイズを指定するために、次の2つのコマンドを実行します。

sudo sysctl -w net.core.rmem_max=25000000
sudo sysctl -w net.core.wmem_max=25000000

3. ホストPCのTerminal（端末）上で、以下の2つのコマンドを実行することにより、サンプル・デモ・プログラム（Multi-Fosphorデモ）を起動します。

cd $HOME/git/gr-ettus/examples/rfnoc/fosphor
PYTHONPATH=/usr/local/lib/python3/dist-packages python3 ./multi_fosphor_example.py --channel_select 0 1 2 3 --args "addr=<※X410の high-speed interfaceのIPアドレス>" --bandwidth 100000000 --channel_freq 2450000000 1750000000 915000000 725000000 --channel_gain 50 50 50 50

ちなみにデフォルトでは、<X410の high-speed interfaceのIPアドレス>= 192.168.10.2 です。

X410のHigh-Speed Interface（QSFP28ポート）のIPアドレス初期値は下表のようになっています。
また、下表内のConfiguration Fileは「(X410にssh接続後) /data/network/」に保存されています。

4. 上記コマンド内の周波数指定は、必要に応じて変更可能です。上記のコマンドが正しく実行されると、下図のように、4チャンネル分のFosphorディスプレイが表示されます。

上記ディスプレイ表示の初期ウィンドウはかなり小さいので、マウスでウィンドウサイズを変更したり、ウィンドウ最大化ボタンにより最大化表示してください。また、「--no_gui」オプションを付けて上記コマンドを実行することによって、4チャンネル分のスペクトラム表示のみにすることもできます。
 

5. デモを終了する場合は、ウィンドウ右上のクローズボタンにより終了します。

4. トラブルシューティング

   1. 以下のようなエラーが表示されてデモの起動に失敗した場合、PythonがGNU Radio または 「UHD/gr-ettus」ディレクトリのPythonサポートライブラリを見つけることができなかったことを示しています。その場合は、GNU RadioのインストールやUHDとgr-ettusのコンパイルとインストールの手順が成功し、プロセス中にエラーが発生していないことを再確認してください。また、これらのモジュールが別のディレクトリにインストールされた可能性もあります（他のLinuxディストリビューションでもあり得ます）。必要であれば、PYTHONPATH環境変数に、これらのモジュールを検索するための追加のパスを設定することができます。

エラー表示の例

   ModuleNotFoundError: No module named 'gnuradio'

or　ModuleNotFoundError: No module named 'ettus'

2. デモの起動に失敗し、コンソールに「[ERROR] (MainThread) No fosphor chains found」と表示された場合、デモはUSRPへの接続に成功したが、与えられたデバイスにFosphor対応チャンネルが見つからなかったことを示します。argsパラメータに正しいネットワークアドレスが指定されていること、Fosphor対応のRFNoCイメージがX410に正常に書き込まれたことを確認してください。

3. デモの起動に失敗し「RuntimeError: ValueError: Histogram decimation value must be in [2, 1024]」というメッセージが表示された場合、「-bandwidth」パラメータの値が低すぎることが考えられます。10M未満の値を使用しないでください。

4. デモが実行されても、パフォーマンスが悪く表示が遅れたり、ロックしたり、コンソールに「O」という文字が書き込まれたり、「gr::log :DEBUG: rfnoc_rx_streamer - UHD recv() call timed out」などのメッセージが表示された場合、デモがX410からのデータ受信に追いつけないことを示しています。

• 「--args」パラメータには、管理インターフェイスのIPアドレスではなく、高速インターフェイスのIPアドレスを使用していることを確認してください。
• 「--bandwidth」パラメータで指定した帯域幅を小さくしてください。

5. Hints & Tips

   1. このデモは、特に活発に使用されている周波数帯にチャンネルを合わせると、目を引くものになります。LTEのアップリンク/ダウンリンク周波数、2.4GHzおよび5GHzのWi-Fi周波数、FM放送帯の中心周波数（100MHz）、または地域のISM帯などが適しています。

2. スペクトラムやヒストグラムの設定をコントロールするスライダーは、場合によっては非常に敏感であったり、有効な範囲が狭かったりします（スペクトラム設定のMax Hold Decayスライダーがその良い例です）。スライダーが反応しにくくなったり、表示が変化しなくなったりした場合は、デモを停止して再起動し、値をデフォルト値にリセットすることを検討してください。これは既知の問題であり、将来のアップデートで対処される予定です。

次のステップ

• Linux PCでのUSRP-X410内部FPGAイメージファイルの生成