aether-primitives - 由 Rust 驱动的软件无线电框架

什么是以太？

以太旨在通过提供方便的（低级）构建块以简化 SDR 应用程序的开发。

示例

核心操作以 VecOps 特性形式实现，该特性适用于 C 兼容的 num::Complex 的 Vecs/Slices（简称 cf32）。

// #[macro_use] // includes the assert_evm macro
// extern crate aether_primitives;
// use aether_primitives::{cf32, vecops::VecOps};
// The main sample type is cf32 which is a type alias for num::Complex<f32>
let mut v = vec![cf32::new(2.0, 2.0); 100];
let twos = v.clone();
let ones = vec![cf32::new(1.0, 1.0); 100];

let correct = vec![cf32::new(1.0, -1.0); 100];

v.vec_div(&twos)
    .vec_mul(&twos)
    .vec_zero() // zero the vector
    .vec_add(&ones)
    .vec_sub(&twos)
    .vec_clone(&ones)
    .vec_mutate(|c| c.im = -1.0) 
    .vec_conj()
    .vec_mirror(); // mirror swaps elements around the midpoint of the array

/// ensure each element's error vector magnitude vs the correct vector is below -80dB
assert_evm!(&v, &correct, -80.0); 

设计决策

• 基础版本将使用惯用的 Rust 编写
• 优化和 unsafe 加速将被隐藏在功能标志之后
• aether 不固定 num-traits 和 num-complex crate 的实际版本，因为相同的 trait 的多个并发版本不兼容。
  这可能会导致类型级别的不兼容，如果有依赖关系暴露了不同版本的相同类型给用户。因此版本不被固定，因为 cargo 通常会尝试为最大依赖集（在其版本约束内）构建相同的 num-complex 和 num-traits 版本，从而降低这种情况发生的可能性。
• 出于性能原因，将避免使用动态调度（Trait 对象 dyn <Trait>）。

实现的功能

• 宏
  • assert_evm!: 检查两个向量元素相对于彼此具有特定的误差向量幅度（以 dBm 表示）
• Vecops：cf32 向量/切片操作的辅助工具
  • 逐元素操作：加、减、除、乘、复共轭、变异 . 镜像：在向量中间交换元素（对于偶数长度的向量）
  • 将整个向量置零，从另一个向量复制元素
  • 功能：使用新的或现有的傅里叶变换实例执行（i）FFT（通过 fft_chfft 启用）
• 序列：二进制伪随机序列生成的辅助工具（M-序列）
  • expand：将种子值扩展为初始化向量
  • generate：生成
• 采样
  • 线性插值
  • 偶数下采样
• FFT
  • 执行快速傅里叶变换（正向/反向）并具有不同的缩放因子
• 基准：使用 criterion.rs 框架对 aether 中的大多数操作进行基准测试
  • 下采样、插值、FFT

待办事项

• 通过包装器提取FFT的选择（RustFFT 与 chfft）
  • 实现chfft的包装器
  • 实现RustFFT的包装器
    • 问题：cf32 与 RustFFTs 版本的 cf32 不兼容（可能需要添加一些可疑的转换，因为结构体是相同的）
• 添加vec_align!宏以创建对齐的vecs以用于SIMD指令
• 添加固定大小的cf32 Vecs
  • 可能为了方便而将引用转换为切片
• 添加VecStats（f32,cf32）
  • Min(index),Max(index),Mean(index),Power
• 添加VecOps功能
  • FFTs：vec_fft,vec_ifft, vec_rifft, vec_rfft, vec_rifft；rifft/rfft重用fft::Cfft的现有实例，该实例目前通过启用fft_chfft构建得到支持。
  • 当它再次稳定工作时使用 faster
  • 功能：使用 VOLK 进行操作
    • 添加测试以确保生成的代码正确对齐 - 应该确保，因为cf32（2x4字节）是8字节。VOLK 更喜欢 32字节对齐 /libfftw 更喜欢 16字节对齐
    • 还必须挂钩到vec_align宏
• 添加基于频域卷积的互相关
• 添加FIR

许可证

Mozilla Public License 2.0