软件无线电基本试验

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软件无线电

软件无线电

软件无线电实验报告任务描述依据软件无线电知识,利用cooledit对一段DAT格式信号进行分析,对其振幅、频率、相位等信息进行分析,通过matlab等编程软件分析出信号特性,将信号处理并解调出来。

问题分析所给信号经cooledit分析是由两路信号组成,每路信号的频谱相似,都类似白噪声,我们需要将两路信号复接起来组成复信号才能对频谱进行分析。

再通过对信号特点的分析确定调制类型,从而解调出所需求的信号。

求解方法从信号的幅度、频谱、信号的平方、多次方进行分析:FSK、PSK信号的幅度不变,ASK、QAM存在幅度的变化。

对PSK信号进行平方或多次方后,会得到唯一频率,从而确定出是2PSK、QPSK还是8PSK。

所给信号分I、Q两路,需要对信号进行拼接,使用matlab将信号组成一段复信号才能使用cooledit进行分析,通过观察频谱,从中对不同频率的信号进行提取,分别依据信号的特性,判断信号是什么调制类型,进而对信号进行解调。

结论总结载波幅度是随着调制信号而变化的。

其最简单的形式是,载波在二进制调制信号控制下通断,这种方式还可称作通-断键控或开关键控(OOK) 。

l 调制方法:用相乘器实现调制器。

l 调制类型:2ASK,MASK。

l 解调方法:相干法,非相干法。

MASK,又称多进制数字调制法。

在二进制数字调制中每个符号只能表示0和1(+1或-1)。

但在许多实际的数字传输系统中却往往采用多进制的数字调制方式。

与二进制数字调制系统相比,多进制数字调制系统具有如下两个特点:第一:在相同的信道码源调制中,每个符号可以携带log2M比特信息,因此,当信道频带受限时可以使信息传输率增加,提高了频带利用率。

但由此付出的代价是增加信号功率和实现上的复杂性。

第二,在相同的信息速率下,由于多进制方式的信道传输速率可以比二进制的低,因而多进制信号码源的持续时间要比二进制的宽。

加宽码元宽度,就会增加信号码元的能量,也能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响等。

软件无线电实验matlab程序

软件无线电实验matlab程序

附录(1) 、SDR 低通采样理论%parametersfs = 5e4;%采样频率注意或 2 倍以上f = 5e3;%信号的频率N = 1024;n = 1:1024;t= n/fs;deta_t = 1/fs;% 采样间隔%signalssn = sin(2*pi*f*t);% 时域采样后的信号w = hanning(N);% 加汉宁窗sn1 = sn.*w';% 加窗减少频率泄露Sn_fft = fft(sn1);% 频域信号Sn = abs(Sn_fft);%figuresfigure(1);plot(t,sn);title('s(n)的时域波形');grid on;xlabel('t');xlim([0 0.021]);ylabel('幅度');figure(2);xax = [-N/2:N/2-1]/N*fs/1000;% 将f 轴单位变为kHz plot(xax,20*log10(fftshift(Sn))); title('s(n)的频域波形');grid on;xlabel('f(kHz)'); ylabel('幅度(dB)');ylim([-200 100]);(2) 、SDR 带通采样理论%parametersf = 1.3e3;% 基频fo = 100e6;% 载波频率N = 1024;fs = 4e3;%采样频率t= 0:0.001:2; st = cos(2*pi*(f+fo)*n/fs);% 带通抽样信号St1 = fft(st);St = abs(St1);st0 = cos(2*pi*(f+fo)*t);St0 = fft(st0);St2 = abs(St0);figure(1);plot(n,st);title('带通抽样信号时域图像’);xlabel('n');xlim([0 1026]);ylabel('幅度');grid on;figure(2);plot(t,st0);title('带通原始信号时域图像');xlabel('t');ylabel('幅度');grid on;figure(3);xax =[-N/2:N/2-1]/N*fs/1000;plot(xax,20*log10(fftshift(St)));title('带通信号抽样后频域图像’);xlabel('f(kHz)');ylabel('幅度(dB)');grid on;(3) 、频率调制信号%频率调制%parametersfs = 1e3;%抽样频率ts = 1/fs;%采样率N = 1024;n = 0:1:N-1;t = n/fs;kf = 100.1;A = 100;Aw = 10;fc = 10000;% 载波频率fm = 10;% 调制信号频率mf = kf*Aw/(2*pi*fm);%signalss1A*cos(2*pi*fc*t).*cos(mf*sin(2*pi*fm*t)); s2fs 至少是f 的2 倍n = 1:1024;A*sin(2*pi*fc*t).*sin(mf*sin(2*pi*fm*t)); s = s1-s2;% 频率调制信号S0 = fft(s);S1 = fftshift(S0);S_0 = abs(S1);%figuresfigure(1);plot(t,s);title(' 频率调制信号时域图像');xlim([0,0.5]);xlabel('t(s)');ylabel('幅度');grid on;figure(2);xax = [-N/2:N/2-1]/N*fs/1000;plot(xax,20*log10(S_0));title(' 频率调制信号频域图像');xlabel('f(kHz)');ylabel('幅度(dB)');grid on;(4) 、幅度调制信号、DSB 信号、USB 信号%parametersclear all;clc;close all;fs = 1e3;%抽样频率ts = 1 /fs ;%采样间隔N = 10000;n = 1:N;t = n/fs;ma = 0.5;fc = 200;%载波频率x = cos(2*pi*fc*t);% 生成载波fm = 1 ;%调制信号频率m = cos(2*pi*fm*t);% 基带信号%signalss = (1+ma*m).*x;% 幅度调制信号s1= m.*x;% 双边带信号DSBs2 = cos(2*pi*(fc+fm)*t);%SSB 信号中的USB S1 = fft(s);S_1 = abs(S1);S2 = fft(s1); S_2 = abs(S2);S3 = fft(s2);S_3 = abs(S3);%figures figure(1); plot(t,s);title('幅度调制信号时域图像'); xlim([0 1.5]);xlabel('t(s)');ylabel('幅度');grid on;figure(2);xax = [-N/2:N/2-1]/N*fs/1000; plot(xax,20*log10(fftshift(S_1))); title('幅度调制信号频域图像'); xlim([0.19 0.21]);xlabel('f(kHz)');ylabel('幅度(dB)');grid on;figure(3);plot(t,s1);title('双边带调制信号时域图像'); xlim([0 1.5]);xlabel('t(s)');ylabel('幅度');grid on;figure(4);xax1 = [-N/2:N/2-1]/N*fs/1000; plot(xax1,20*log10(fftshift(S_2))); title(' 双边带调制信号频域图像'); xlim([0.19 0.21]);xlabel('f(kHz)');ylabel('幅度(dB)');grid on;figure(5);plot(t,s2);title('USB 调制信号时域图像'); xlim([0 1.0]);xlabel('t(s)'); ylabel('幅度');grid on;figure(6);xax1 = [-N/2:N/2-1]/N*fs/1000;plot(xax1,20*log10(fftshift(S_3))); title('USB 调制信号频域图像'); xlim([0.19 0.21]);xlabel('f(kHz)'); ylabel('幅度(dB)');grid on;(5) 、2ASK 信号%2ASK 信号的时域和频域分析clear all;clc;close all;% 清除一切。

软件无线电技术实验报告_实验三

软件无线电技术实验报告_实验三
D、按照软件无线电实验平台软件界面的提示进行后续操作;
E、将示波器分别观测实验平台TXI和TXQ端口,通过示波器观察输出波形和频谱。
根据示波器上产生波形的频谱图,观察并记录发送波形经上变频后的频谱特征:
2.数字上/下变频扩展实验
A、在ISE中编译uc_dc工程,然后通过JTAG仿真口将比特文件下载到FPGA中;
电子科技大学
实验报告
学生姓名:李志学号:2011019070023指导教师:沈莹
邮箱:634897551@
一、实验室名称:通信信号处理及传输实验室
二、实验项目名称:数字上下变频
三、实验原理:
1、数字上/下变频的理论基础
通常的无线通信都是通过载波调制信号来实现。这意味着产生了数字基带信号后,需要将信号通过数模(DA)转换,由射频端调制到某个载波频段进行发送。这个将基带信号调制到高频载波频段的过程就称为上变频。反之,在接收机端将模数(AD)转换后的高速率高频带数字信号转换为低速率的基带信号,即将中频或者高频信号搬移到基带或者低频波段的过程就称为下变频。
1.数字上/下变频基础实验
通过实验平台的菜单窗口提示,利用键盘选择菜单内容,逐级进入该实验操作界面,根据操作步骤的提示,利用示波器在指定接口进行输出信号波形观察。具体步骤如下:
检查实验平台左上方和右下方的Power Switch是否处于关闭(OFF)状态;
检查实验平台的电源线是否连接正确,若连接正确,实验平台右下方的Power Ready指示灯会亮起;
因此,上变频和下变频的概念分别是指把信号搬移到更高或更低的频率上。这可以通过信号 与一个复旋转向量相乘得到,结果为:
(3.1)
其中, 代表搬移的频率,通常称为载波频率。
复数信号的实部和虚部也可以分别称做同相分量或正交分量。

标准实验报告一软件无线电实验平台基本通信实验(DOCX页)

标准实验报告一软件无线电实验平台基本通信实验(DOCX页)

电子科技大学实验报告学生姓名:学号:指导教师:一、实验室名称:通信信号处理及传输实验室二、实验项目名称:软件无线电实验平台基本通信实验三、实验原理:1.软件无线电实验平台组成及工作原理高级软件无线电综合实验系统平台由6个模块组成,分别如下:ARM模块、FPGA模块、MCU模块、DSP模块、BASEBAND AD\DA模块、RF模块。

各模块功能如下:ARM(S3C2410)模块其上的操作系统为WINCE5.0,提供用户交互界面。

应用程序与FPGA的交互通过SPI接口驱动实现,应用程序与DSP(C6713)的交互通过HPI接口驱动实现;DSP(C6713)模块主要实现基带信号的调制与解调。

其与ARM的接口为HPI;与FPGA的接口是MCBSP;FPGA(XC3S400)主要实现外部模拟信号的AD采样,以及数字与模拟转换的DA控制,与RF模块联合实现CC2420的功能。

其与DSP的接口为MCBSP,与MCU(C8051F120)是通过SPI以及MCU的P1、P3口实现交互;MCU模块主要实现对RF发射功率,发射、接收信道等一些工作参数配置。

其与FPGA的交互是通过SPI以及P1、P3口实现的;BASE BAND AD\DA模块主要实现数模转换的功能;RF模块主要实现将基带信号转化为射频信号,然后发射出去。

其与FPGA的通信是通过RF自定义接口实现的。

各模块间的通信以及接口示意如图1所示:图1 软件无线电实验平台模块结构2.DSP与ARM通信原理DSP与ARM通过HPI接口协同工作,实现通信。

ARM主要提供用户交互的界面,用户可以在程序界面中输入传输的数据,ARM将用户输入的数据通过HPI口发送给DSP,并且通知DSP开始工作。

DSP在接收到ARM发送的开始工作命令后,从固定的地址获取ARM传送的数据长度以及数据存放地址,然后到相应地址读取数据,将读取到的数据进行搬移,搬移完毕后发送HINT中断给ARM通知DSP端数据操作已经完成。

第二讲:软件无线电基础实验平台

第二讲:软件无线电基础实验平台



DSP的开发环境 —— CCS


CCS安装设备驱动程序
启动“Setup CCStudio”应用程序安装CCS的设备驱动 程序。

选择“Install a Device Driver”项,添加设备驱动程序。
选择一个驱动程序,然后点“Add to System”,将该驱 动程序添加到CCS中。 注意选择仿真器硬件使用的I/O口。 将配置保存后,便可以启动CCS。



DSP的开发环境 —— CCS


CCS的主要特点
支持RTDX技术,利用该技术可在不中断目标系统运 行的情况下,实现DSP与其他应用程序(OLE)实现 数据交换。 开放式的plug-ins技术,支持其它第三方的ActiveX插 件,DSP目标系统以及仿真器。 提供DSP/BIOS工具,利用该工具可增强对代码的实时 分析能力。如分析代码执行的效率,调度程序执行的 优先级,方便管理或使用系统资源(代码/数据占用空 间,中断服务程序的调用,定时器使用等等)。

DSP的开发环境 —— CCS
添加设备驱动程序
启动“Setup CCS” 应用程序
选择一个驱动程序
DSP的开发环境 —— CCS


利用CCS开发DSP程序流程
打开或新建工程文件,用C或汇编完成DSP程序代码的 建立。

利用“build all”命令完成编译,连接。
将生成的.out文件装入DSP的片内或外部扩展存储器, 并完成调试。 分析,统计或跟踪代码,确保算法的准确性、实时性和 高效率。 以上所有步骤都在CCS环境下完成 !


调试仿真
过程: 创建测试矢量波形文件:[Project]->[New Source]->Test Bench Waveform 初始化输入波形 启动ModelSim进行行为仿真,也可以进行时序仿 真 也可以创建Verilog Test Fixture文件仿真

实验4+DSB调制

实验4+DSB调制

实验4 软件无线电技术实验之七(DSB 调制)一、实验目的1.掌握DSB 调制的基本原理; 2.掌握DSB 调制过程和对应的波形;3.了解采用DSP 软件编程完成DSB 调制的过程。

二、实验设备1.线路均衡、软件无线电调制模块,位号A (实物图片见第99页) 2.时钟与基带数据发生模块,位号:G 3.20M 双踪示波器1台三、实验原理在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络()(ωH =1),调制信号x(t)中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号,或称抑制载波双边带(DSB-SC )调制信号,简称双边带(DSB )信号。

DSB 调制器模型如图20-1所示。

c图20-1 DSB 调制器模型图可见DSB 信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域表示式分别为:)(cos )()(t t x t x c D SB ω=在频域DSB 的频谱密度函数)(ωDSB X 为:)]()([21)(C C AM X X X ωωωωω++-=图20-2、20-3分别为调制信号和DSB 已调信号的时域波形图。

图20-2 调制信号波形图图20-3 DSB 已调信号波形图注意x(t)改变极性时,)(t x DSB 的相位要反相(相位出现不连续)。

图20-4、20-5分别为调制信号和DSB 已调信号的频谱图。

图20-4 调制信号频谱图图20-5 DSB 已调制信号频谱图DSB 信号不能进行包络检波,需采用相干解调;除不再含有载频分量离散谱外,DSB 信号的频谱与AM 信号的完全相同,仍由上下对称的两个边带组成。

故DSB 信号是不带载波的双边带信号。

DSB 信号的带宽和发送功率DSB 的带宽与AM 信号相同,也为基带信号带宽的两倍。

它的平均功率为X C D SB S S S ,其中C S 为平均载波功率。

DSB 信号的解调是和一个解调器中的同步载波相乘之后,通过一个低通滤波器来完成,所以是相干解调。

第十讲:软件无线电性能测试

2)基带信号发生器 (BSG)

基带信号发生器是一款基于包传输格式的信号发生器。 它 的 主 要 特 点 是 : 能 够 产 生 FSK、MPSK、BPSK、 DBPSK、MSK、GMSK等多种调制方式的基带发送信 号; 并能够模拟多种具体实现产生的系统影响和实际信道 影响模型,来构建真实的无线通信网络环境。 基带信号发生器 I/Q 两路发射信号端口采用的是标准 BNC接口。

1、影响无线信道性能的主要因素
4)多经衰落

多径衰落是指接收机天线将接收的多径信号合成 一个幅度和相位都剧烈变化的信号,其变化程度 取决于多径波的强度、相对传播时间,以及传播 信号的带宽。
1、影响无线信道性能的主要因素
4)多经衰落
无线多径衰落信道的主要效应表现为: 1)、经过短距或者短时传播后信号强度的急速 变化; 2)、在不同多径信号上,存在着时变的多普勒 频移引起的随机频率调制; 3)、多径传播时延引起的时间扩展
1、影响无线信道性能的主要因素
5)相位噪声

信号源热噪声,内部损耗电阻热噪声,混频器件电 流散弹噪声及本振相位噪声,具体是温度过热关 系,都是产生相位噪声的原因。 相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的 dBc/Hz值,其中,dBc是以dB为单位的该频率处 功率与总功率的比值。

1、影响无线信道性能的主要因素


实验内容
(1)无线信道性能测试配置,熟悉基带信 号发生器及其配套软件的使用; (2)无线信道性能测试实验,观察不同信 道条件下的系统解调误码率,总结高斯 白噪声、频率偏移、无线多径信道、无 线衰落信道、相位噪声、以及不同编码 方式对信道调制解调方式的影响。
实验内容1 无线信道性能测试系统配置

软件无线电实验报告

软件无线电实验报告软件无线电实验报告引言:软件无线电(Software Defined Radio,简称SDR)是一种新兴的无线通信技术,它通过软件来实现无线电信号的处理和调制解调。

相比传统的硬件无线电,SDR具有更高的灵活性和可配置性。

本实验旨在通过搭建一个简单的SDR系统,探索其原理和应用。

一、实验目的本实验的目的是搭建一个基于SDR的无线通信系统,并通过实际操作来了解SDR的工作原理和应用场景。

具体实验目标如下:1. 理解SDR的基本原理;2. 学习使用SDR平台进行信号处理和调制解调;3. 实现简单的无线通信功能。

二、实验环境和工具1. 硬件设备:电脑、SDR硬件平台(如RTL-SDR等);2. 软件工具:SDR软件平台(如GNU Radio等)。

三、实验步骤1. 搭建SDR硬件平台:将SDR硬件连接至电脑,确保硬件设备正常工作;2. 安装SDR软件平台:根据硬件平台的要求,下载并安装相应的SDR软件平台;3. 配置SDR软件平台:根据实验需求,设置SDR软件平台的参数,如采样率、中心频率等;4. 实现信号接收:使用SDR软件平台接收无线电信号,并通过可视化界面展示信号的频谱特征;5. 实现信号处理:使用SDR软件平台对接收到的信号进行处理,如滤波、解调等;6. 实现信号发送:使用SDR软件平台将处理后的信号发送出去,构建一个简单的无线通信链路;7. 进一步实验:根据实际需求,深入研究SDR的其他应用领域,如无线电频谱监测、无线电定位等。

四、实验结果与分析通过搭建SDR系统并进行实验操作,我们成功实现了无线信号的接收、处理和发送。

在信号接收方面,我们能够准确地捕获无线电信号,并通过频谱分析工具展示信号的频谱特征。

在信号处理方面,我们可以使用SDR软件平台提供的各种信号处理模块对接收到的信号进行滤波、解调等操作。

在信号发送方面,我们可以将处理后的信号通过SDR软件平台发送出去,实现简单的无线通信功能。

认知无线电的开发环境与基础实验入门 -回复

认知无线电的开发环境与基础实验入门-回复认知无线电(Cognitive Radio,简称CR)是一种具有智能感知和自主学习的无线通信技术。

它能够实时监测和分析无线电频谱的使用情况,通过优化频谱的利用来提高无线通信系统的性能和可靠性。

本文将主要介绍认知无线电的开发环境和基础实验入门。

一、认知无线电的开发环境1. 软件无线电平台:由于认知无线电需要对频谱进行实时感知和分析,因此需要使用软件无线电平台进行开发。

其中,GNU Radio是一个广泛使用的开源软件无线电平台,提供了许多有用的工具和库函数,可以方便地实现认知无线电的相关功能。

2. USRP硬件设备:Universal Software Radio Peripheral(USRP)是由Ettus Research公司开发的一款开放式的软件定义无线电硬件平台。

它通过将模拟和数字信号处理功能进行物理隔离,实现了高灵活性和可扩展性。

使用USRP可以方便地进行实时的无线通信实验。

3. 认知无线电开发工具:GNU Radio提供了许多用于认知无线电开发的模块和函数库,可以方便地进行频谱感知、信道估计、自适应调制、认知无线电网络等功能的实现。

此外,还可以使用Python等编程语言进行开发。

二、基础实验入门1. 频谱感知实验:频谱感知是认知无线电的关键功能之一。

可以通过GNU Radio提供的频谱感知模块,实时监测和分析无线电频谱的使用情况。

首先,需要使用USRP硬件设备进行信号采集,然后使用GNU Radio提供的频谱感知模块进行频谱分析和可视化展示。

2. 自适应调制实验:自适应调制是认知无线电的另一个重要功能。

可以利用GNU Radio提供的自适应调制模块,根据频谱状况自动调整调制方式,从而提高无线通信系统的性能和可靠性。

通过设置不同的调制方式(如BPSK、QPSK、16QAM等),可以比较它们在不同信道条件下的性能差异。

3. 认知无线电网络实验:认知无线电网络是认知无线电技术的重要应用领域之一。

软件无线电技术实验报告_实验五

软件无线电技术实验报告_实验五电子科技大学实验报告学生姓名:李志学号:2011019070023 指导教师:沈莹邮箱:634897551@/doc/f81328647.html,一、实验室名称:通信信号处理及传输实验室二、实验项目名称:基带载波解调技术实验三、实验原理:1、基带线性载波解调技术原理数字信号载波调制有三种基本的调制方式:幅度键控(ASK ),频移键控(FSK )和相移键控(PSK )。

它们分别是用数字基带信号控制高频载波的参数如振幅、频率和相位,得到数字带通信号。

在接收端运用相干或非相干解调方式,进行解调,还原出原数字基带信号。

解调的最终目的是消除频差项,判决出正确的码元数据。

如果能跟踪相位的变化,并且得出正确的相位估计值0φ为:0002?φπφ+≈n f (5.1)那么消除由于0f 的存在而引入的调相可以通过坐标旋转而获得,即:()()()φφ?sin ?cos n Q n I n I -='(5.2)()()()φφ?sin ?cos n I n Q n Q +=' (5.3)其中,()n I '、()n Q '是()n I 和()n Q 经过旋转φ角而得到的数据输出。

解调器的工作原理就是用估计出的相位φ?对接收数据进行坐标旋转变换,消除()002cos φπ+n f 和()002sin φπ+n f 两个因子,提取出传输的数据,从而完成解调过程。

旋转变化运算中,相位估计φ与解调器性能有很大关系,它的跟踪性能直接关系到解调器性能的优劣。

通常设解调器都采用锁相环,以实现性能较好的相干解调。

(1)二进制相移键控(BPSK )对于BPSK 调制方式,如果没有信道引入的多径损耗,接收的BPSK 信号可表示为:()()()ch c bb BPSK t f T E t m t S ??π++=02cos 2 ()()?π+=t f T E t mc b b 2cos 2(5.4)其中ch ?对应于信道中时间延迟造成的相移。

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实验一软件无线电基础一、实验目的熟悉软件无线电实验平台,了解软件无线电平台的软硬件处理通信任务的过程,学会软件无线电的基本设计方法和开发工具软件使用方法。

二、实验内容用软件无线电实验平台和LabVIEW软件创建一个调频无线接收器;创建一个自定义LabVIEW用户界面,配置USRP,用LabVIEW设计无线通信系统原型。

三、实验仪器1 USRP实验平台一台2计算机一台四、实验原理1软件无线电平台原理无线通信测试创新论坛对软件无线电(SDR)的定义:〃无线电的一些或全部的物理层功能由软件定义。

〃软件无线电参考了这样一个技术:在通用硬件平台上运行软件模块,用于实现无线通信功能。

结合USRP通用软件无线电硬件和模块化软件的优势,提供了满足多功能需求且灵活性强的快速通信原型平台,适用于物理层设计、算法验证、多标准无线系统、无线信号录制与回放、通信情报等应用。

图1.软件无线电平台构架2软件无线电实现的数字通信系统2.1 典型的数字通信系统一个典型的数字通信系统包括:发射机、接收机和通信信道。

图3展示了一个数字 通信系统的通用组件。

放在第一行是发射机,包含信源编码、信道编码、调制、上变频 模块。

第二行是接收机由下变频、匹配滤波器、均衡器、解调、信道译码和信源译码模 块组成。

数字处理.I合成船1 __________________控制软件接收器控制器□ RF/IF □混含信号 口数亭部分 敬宇处理骐劭器1 放大可配置 H 接收器T N 口D/A可配置 发射端BEF E图2数字通信系统框图酬三P8 -KU-PCI3 Zu 」ncl6-SUUE J=Jj_n r BitsKEP£a白Bu」LTLT日均u.EH-np岂=O_£^CQWCSQQ2.2NI USRP无线通信实验系统图3 NI-USRP无线实验系统硬件、软件平台1) NI USRP硬件平台图4 NI-USRP硬件平台前面板射频信号输入到SMA连接器,USRP硬件平台通过直接变频接收机中的混频操作,产生同相正交(I/Q)基带信号,再经过一个2通道,速率为100 MS/s的14位模数转换器 依口0采样。

然后数字化的I/Q 数据并行地经过数字下变频(DDC )过 程,混频、滤波,使输入的100MS/S 的信号达到指定速率。

32位的下变频采样信号 (每对I/Q 各16位),通过标准千兆以太网连接,以高达20MS/S 的速度传给主机。

对于发射端,PC 主机合成32位的基带I/Q 信号样本(每对I/Q 各16位),然后 再通过千兆以太网以高达20 MS/s 的速度供给NI USRP 。

USRP 硬件利用数字上变频 (DUC )过程,将输入信号速率变为400 MS/s ,然后采用双通道16位的数模转换器 (口人。

将其转换成模拟信号。

由此产生的模拟信号与指定的载频混频。

图5 NI-USRP 系统框图2)NI-USRP 软件平台软件无线电系统其中的数据处理组件是由软件实现的。

这些组件包括滤波器、调制 器和解调器。

因为这些组件是在软件中定义的,可以根据需要调整软件无线电系统,而 不必在硬件上作大的改动。

由于现在的计算机可以有非常快速的处理器和高速的接口, NI-USRP 的主要开发环境是NI LabVIEW 。

NI LabVIEW 是一种将文本编程的低复杂度 抽象为可视化语言的图形化编程语言,科学家以及工程师们广泛地使用它在多种环境中PLLAnalog RF TransceiverPCLawless 廿乂 grFillerFLL“业 H4信& Drivd Amplifier AmplifierLow passMixer FillerMixer 20 17-z f 0Q MS/siFixed FunctionFPGA1.L进行采集、处理、分析和显示测量数据。

所以我们能够利用计算机上使用LabVIEW 快 速地实现软件无线电的设计。

LabVIEW 是一个图形化(G )编程环境。

目前,世界各地有成千上万的工程师应用 LabVIEW来进行小型、中型甚至系统级的项目设计。

在LabVIEW 环境中,用户界面被叫作前面板,背景色为灰色。

用户或者操作者可 以通过在前面板上添加控件、旋钮、开关、图形、图表和发光二极管等器件来进行程序 控制。

LabVIEW 的编程界面被叫做程序框图,其背景为白色。

可以通过在程序框图上添加 众多子功能和子例程,来搭建满足自身需求的程序,达到想要的功能。

另外,LabVIEW 自带了许多预定义的功能,可以通过对这些预定义功能的组合重用,来节省搭建模型和 访问硬件设备的时间。

1弃 Untitl&d 1 Front Panel *File Edit View Project Operate I ools Wind图6前面板(左侧)和程序框图(右侧)示意图3)LabVIEW 快捷键下面列出了 LabVIEW 中的快捷键。

可以参考LabVIEW Quick Reference Card ,一个 PDF 版的快捷键说明文档。

表1 LabVIEW 快捷键回Kncb15pt ApplicatiCtrl + C复制选中项Ctrl + V粘贴选中项Ctrl + X剪切选中项Ctrl + Z撤销Ctrl + Space激活下拉菜单Ctrl + H上下文帮助开关Ctrl + B移除框图中的断线Ctrl + E在前程序框图之间切换Ctrl + R运行选中VICtrl + S保存选中VICtrl + T将前面板和程序框图竖直并排放置Ctrl + U整理框图面板(程序框图)Ctrl + Click & Drag在程序框图插入一^个空格4) NI-USRP函数库LabVIEW针对NI-USRP的设置与控制,需要安装NI-USRP函数库,在空白处点右键打开函数库,到仪器驱动> NI-USRP,会出现和下图相似的库。

拖拽一个函数到框图上就可以调用NI-USRP的函数库开始编程。

图7 LabVIEW中的NI-USRP函数库③niUSRP属性节点使用niUSRP特性来访问高级配置选项来应用NI-USRP驱动。

图8 niUSRP属性节点②八个♦常用的NI-USRP 函接下来的几个部分概括了八个最常用的USRP 函数来帮助大家进行实验。

已经根据功能将 他们分类:配置、读/写、结束。

大部分的数据采集程序都包含这些类别,并且在创建新的 LabVIEW VI (虚拟仪表)时它们是最重要的程序设计模型。

图9八个最常用的NI-USRP 函数nillSEP OpR* jjian.-.'iINIUSRFIniUSRP Configure Signal.viINKJWEFI''niU^RP Initifite.viniUSFP Op^n Tw S^ssion.'-'i |NIU£RP |MiUSFP Confitjiire Sicjnal.vi IHRJZRPI ''Read/WriteniU5RP Fetch R K 口吐口 (polyj.viIHI-USRFI'CDB Cluster =nillSRP Write TxD(it(i (polyj.viirirusRFl';:WCDE. Cluster ▼niUSRP Ab on.'--i [NH J SRF ]niUSRP Close SessionviniUSRP Close Session.vISCcnfigu FEE p rop Eities of the Ts er Rx signal.图12 niUSRP 配置信号VI 的即时帮助③配置函niUSRP 打开外会话川 U5RF|HniUSRP 打开Rx 会话VI 是第一个用来创建接收射频信号的软件会话。

其一个会话对 于发送配置数据和在USRP 中检索IQ 数据是很有必要的。

一个Rx 会话只能与Rx 函数一起使用。

niUSRP 配置信号riH 」5RF|Cortext H&l[:niUERP Open RxSgskn.vi 相d evice name5 [0] reset [7]…… errsr in (noerror) [11] " Hi-uenpf ™™" i] EeEQcn handle DU C J 5] error out Opens dn Rxss&ion to the device's) you s-pecify in the devicenarn&c parameter and returns e«-Eibn hand I E tkuf,. v/hieh you uce to identiiy this inEtrument sesEion in all subsequent N1-U5RP Ws.Detailed h 呻图11 niUSRP 开Rx 会话VI 的即时帮助niUSRP 配置信号VI 可以与接收会话Rx 或传输会话Tx 一起使用。

它可以设置 IQ 率,载频,增益和有源天线。

对多重USRP 配置,频道列表制订了一个特殊的USRP 。

并不是所有的IQ 率、频率以及增益都是有效的。

读入强制(实际)值来看是否与请求 值不同。

Corte*! HelpniU S 即 Canf^Lire S ignal.vi (4 Q 到channel lifd [1Jsession haiiirdle [Q]WVVMVWVUWMWXh 一-一-IQrateD] J |carrier frequent^' [7] 一 gain [9]― error in (no Error) [11] cctiYe antenna [12]™" [4] sesson handle out - [&] t«Ked IQ rate [8] coErced carrier frequency —[IQ] coerced gainerror outniUSRP 初始化niUSRP 初始化VI 启动了接收会话并且告诉USRP 所有配置已经完成,USRP 应该开 始捕获IQ 数据(即采样)了。

该VI 只能与Rx 会话一起使用。

niUSRP 打开Tx 会话niUSRP 打开Tx 会话VI 是第一个用来建立与USRP 的连接进行射频信号传输的VI 。

其一个会话对于发送配置数据和向USRP 发送IQ 数据是很有必要的。

一个Tx 只可以和Tx 函数一起使用。

Context H&l[:niUSRP Open T K S esskn.vi 相 片"] device IUIHGE [0] /]5EEEICM handle out皿 in (no [11] 丁=.15] error mOpens a Tx session to the device(s) you s-pecily in the device nwER paratncter and returns s«-Eibn handle *utwhich you uce to identify 1this inEtrument session in all subsequent N1-U5RP Ws.DetaNed twlp垂降|TI /卜图14 niUSRP 打开Tx 会话VI 的及时帮助④读写功能niUSRP 提取接收数据(多态)niUSRP Fetch Rx Data VI 可以从由 niUSRP Open Rx Session VI 接收进程的 USRP 来检 索IQ 数据。

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