软件无线电基础实验.doc

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1、实验一软件无线电基础—头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，学会软件无线屯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1USRP实验平台2计算机四、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屯(SDR)的定义：“无线屯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

2、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。□RF/IF□混合信号□数字部分FE图1.软件无线屯平台构架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。LTLTBits8U-PCO①o」nos3U-

3、PO0OJuupqoBits』Qo£poo①a§nosLTLTBitsbou-pou①aauupquLT1TBitsUOQe-npolAIUOQe-npouJ①o图2数字通信系统框图2.2NlUSRP无线通信实验系统RFTransceiverSoftwareProcessing:。ugM■—:图3NI-USRP无线实验系统硬件、软件平台1)NIREFINPPSIND.F•NlUSRP-292050MHz・2.2GHzGBETHERNET6V—3APOWER通过千兆以太电源接口网线连接PC图4NT-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

4、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100MS/s的14位模数转换器（ADC）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lOOMS/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T/Q信号样本（每对T/Q各16位），然后再通过千兆以太网以高达20MS/s的速度供给NIUSRPoUSRP硬件利用数字上变频（DUC）过程，将输入信号速率变为400MS/s,然后采用

5、双通道16位的数模转换器（DAC）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。LowpassPLL

6、PLLAnalogRFTransceiverFixedFunctionFPGAPC图5NI-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NILabVIEWoNILabVIEW是一种将文木编程的低复杂度抽象为

7、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。LabVTEW是一个图形化（G）编程环境。戸前，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。LabVTEW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，來搭建满

8、足自身需求的程序，达到想要的功能。另外，SbVTEW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。回(3Untitled1FrontPanelFileEditViewProjectOperateToolsWind匣"副@冋IAPPBqtioKI字KnobFileEditViewProjectOperateTools❖II□也Untitled1BlockDiagram二Knob图6前而板（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LabVIEWQuickRefe

9、rence