基于GNU Radio和USRP的无线通信系统建模仿真

针对无线通信环境的复杂特性,为了实现无线通信系统快速准确的建模仿真,应用GNU Radio和USRP组成的软件无线电系统作为新的建模仿真方法。介绍并分析该方法的软件特性和硬件架构,进行MPSK调制系统在仿真信道和实际信道下链路模型的误码率对比实验,并在包含实际无线信道的链路模型基础上,设计并实现了一套无线视频流传输原型系统。分析和实验结果表明,新方法能够快速实现无线通信系统原型,将实际无线信道纳入系统模型中,从而获得更准确的仿真和分析结果。该方法适用于对通信协议标准及系统有定制化需求、针对传输环境复杂的无线通信系统研究开发。

基于USRP+GNU Radio的RFID平台的研究

介绍了软件无线电USRP+GNU Radio平台的架构,包括GNU Radio的内部结构及工作过程,USRP母板和子板的功能。基于USRP+GNU Radio平台构建了RFID系统,论述了相关功能测试;最后利用GRC窗口完成了RFID系统的ASK数字调制。

基于GNU Radio和USRP新型软件频谱分析仪

提出了一种让模数转换器尽量靠近天线,由通用软件无线电外设实现简单信号处理,在GNU Radio开源软件平台上实现信号频谱分析的新型频谱分析仪的设计方法。与纯硬件实现的频谱分析仪相比,由于该新型频谱分析仪使用软件处理信号,其研发成本低,可以灵活配置。文中用C++和python语言开发频谱分析仪的软件模块,由于其扩展性和可移植性强,且开发周期短,大大降低了软件维护和升级成本。最后,通过测试验证了该软件频谱分析仪在实际环境中的可行性和有效性。

基于USRP的测控站实时频谱监视系统设计与实现

USRP是一种软件无线电硬件外设,可实现将电磁波信号转换为比特流处理,再转换为电磁信号发射。针对卫星地面测控系统中对多路测控信号的频谱进行实时监视的需求,该文在对US⁃RP及GNU Radio软件开发平台研究的基础上,搭建了基于网络设备的分布式、通道可扩展硬件平台,并设计了一种多通道兼容、分辨率高、数据可回溯的实时频谱监视系统,可满足地面测控站对不同航天器上行、下行多路信号的实时监视、存储及回放的需求。

基于GNU Radio和USRP X310的多带Chirp信号检测

为了提高Chirp通信系统的传输速率,本文采用多带Chirp信号作为信息传输的载体来实现多带Chirp通信系统。而实现高速多带Chirp通信系统的关键是接收端多带Chirp信号的检测,基于GNU Radio和USRP X310平台,分析了多带Chirp信号的检测方法。与纯硬件实现多带Chirp信号检测相比,使用Python脚本语言和GNU Radio中的软件模块,具有实现简单、开发周期短、复杂度低等优点。最后通过GNU Radio和USRP X310实验平台对多带Chirp信号检测方法的可行性进行了实验验证。实验结果表明,该检测方法能够有效地实现多带Chirp信号的检测。

基于GNU Radio和USRP的未知信号检测技术研究

近两年,"黑广播"、伪基站等非法无线电信号,严重影响民航,诈骗人民财产安全。尽管无线电管理部门采取高压态势,但是技术更迭使这类设备愈加便宜和小型化,且可安装在高楼、大树等处,辐射远超国家标准,严重影响附近居民的身心健康。以最新的软无平台——USRP+GNU Radio为架构基础,设计并实现以自动探测未知信号的系统,采用能量检测算法,实现了其对大功率信号检测的良好效果。系统能获得未知信号的相关参数,而后续研究可通过多点共同协作,计算未知信号的距离和方位,以便及时消除隐患,捍卫无线电空域安全。

基于USRP和GNURadio的视频传输实现

随着我国科学技术和社会的飞速发展,使得我国通信技术得到大大的提高。如今的发展趋势使得软件无线电通信受到大力推广及应用,无线传输技术向着多媒体、数字图像等领域迅速发展。该实验视频传输是基于USRP外设和Linux操作系统下的GNU Radio平台,使视频通信趋于软件化,使用GNU Radio平台下的各种通信库模块,搭建发送和接收流程图,主要实现在非理想状态下通过USRP采集发送的视频数据,再通过GNU Radio平台下的接收模块,将视频流在另一台PC机上经过视频播放器播放。

基于USRP的软件无线电在教学实验中的应用

软件无线电最大特点是硬件平台同一化,功能软件化。应用通用软件无线电外设USRP和图形化编程语言LabVIEW,构建了具有良好实用性的软件无线电教学实验平台,并以“AM无线收发”实验为例,让课堂不再基于理论,对学生知识应用能力以及创新能力培养起到促进作用。

基于机器学习的USRP RIO通信干扰系统

随着通信技术的不断进步,其在军用和民用领域的应用受到了越来越多的重视。但是在通信技术中,通信对抗一直是一个热门的话题,各种不同的抗干扰策略被提出,以应对通信过程中受到的内外界扰动。之前的研究中,干扰技术都比较单一,干扰的有效性变得很差。因此,在通用软件无线电外设可重构输入/输出(Universal Software Radio Peripheral Reconfigurable Input/Output,USRP RIO)软件的基础上设计了一种无线平台通信干扰策略。在这个策略中,用强化学习来预测通信的干扰,同时智能干扰设计通过机器学习来完成,显著提升了系统的干扰效果。

基于GNU Radio的230MHz多通道主站电台的设计

采用GNU Radio技术及与其配套的硬件前端USRP设计和实现了230 MHz软件无线电多通道主站电台。该主站电台在调制方式上与现有无线电台设备全面兼容,覆盖了整个电力系统230 MHz全双工频段,可以同时在多个频点以不同的速率和调制方式与不同制式的从站电台进行双工通信。所提出的方案可以充分利用230 MHz无线频率资源,增加终端接入数量,提高通信系统组网的灵活性和可靠性,同时有效降低维护和升级的成本。

基于USRP的DVB-T接收机实现

为提高地面数字电视广播(DVB-T)接收机的实现灵活性,基于由通用软件无线电外设(Universal Software Radio Peripheral,USRP)和通用计算机组成的软件无线电平台,实现DVB-T接收机。接收机以USRP作为射频前端,在通用计算机中完成全部基带信号处理、视频解码与显示等。测试结果表明,接收机可实现对DVB-T信号的接收,为接收机算法开发、验证与评估提供了更为灵活的方法。

基于USRP的室内无线信道场强的仿真与测量

提出了一种采用GNU Radio技术及其配套硬件设备USRP设计无线信号强度实时测量的方案,并搭建实现了该测量系统。该测量系统在信号接收端利用频域功率谱滤除带外噪声和滑动平均技术来快速精确的测量信号强度,并且使用软件进行信号处理,具有成本低、灵活性、扩展性和可移植性,降低了系统的维护和升级成本。最后在室内无线环境中利用该测量系统测量其场强的变化,结合射线跟踪技术将仿真结果和测量结果进行了对比,验证了该测量系统在实际环境之中的可行性和时效性。

基于LabVIEW和USRP的软件无线电通信实验平台设计

为培养学生的实践创新能力,提高实验教学效果,开发了一套基于LabVIEW和USRP的新型软件无线电通信实验平台。该通信实验平台的无线信号收发链路按照IEEE 802.11ac物理层协议编写,同时支持链路级仿真和真实射频信号收发。基于该平台可以设计包括信源端、信号发送端、信号接收端在内的一系列新型通信实验,既可以应用于通信基础课程的原理验证,也可以应用于无线通信专业课程的系统开发。

基于NI USRP的信道均衡技术研究

近年来,随着无线通信系统应用范围的增加及智能终端设备的普及,如何发挥信道均衡技术的作用及优势成为通信领域的重点研究内容。针对通信中多径时延引起的码间串扰(ISI)问题,以提高通信系统性能为目的,在研究信道均衡技术理论的基础上使用最小均方误差准则设计线性均衡器,并通过USRP硬件平台检验所设计均衡器的效果。实验结果表明,通过信道均衡之后的误码率一般保持在10-5左右,与没有信道均衡的误码率0.08相比,数据传输更加稳定,可靠性也得到有效提升。

基于LabVIEW和NI USRP的远程人脸识别系统设计与实现

人脸识别作为身份识别领域的主要研究方向之一,在快速、准确、安全的身份识别应用中占有重要的地位。软件无线电技术由于其灵活性,近年来在无线通信领域的应用变得越来越广泛,将上述两种技术相结合,搭建远程人脸识别系统是未来身份识别的一个发展趋势。介绍了一种基于NI USRP硬件平台和LabVIEW软件平台的远程人脸识别系统的设计和实现。系统按照功能模块可以分为图像采集、人脸识别、无线通信3部分。该系统由一台主机和多台从机组成,从机通过摄像头采集人脸图像,利用NI USRP设备将数据经无线信道发送给主机;主机从相连的NI USRP接收从机数据,并在LabVIEW开发环境中进行数据处理和人脸识别,最后将识别到的身份信息反馈至从机。

强干扰与通道误差条件下弱信号DOA估计的实验研究

在实际测向系统中,当弱信号和强干扰空间临近时,空间谱测向系统仅能对强干扰进行波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计,弱信号DOA估计性能下降甚至失效。针对这一问题,研究了空间谱扩展噪声子空间算法结合通道幅相误差校正,在强干扰抑制条件下对弱信号进行DOA估计的方法。该方法对采样信号的噪声协方差进行去加权处理,并对空间谱扩展噪声子空间算法的空间谱导向矢量进行修正。基于通用软件无线电外设(Universal SoftwareRadioPeripheral,USRP)和印刷偶极子线形天线阵构建实验平台,实验结果证明空间谱扩展噪声子空间算法结合改进的通道幅相误差校正方法,能对临近干扰源进行空间谱抑制的同时,实现对弱信号的DOA估计。

基于USRP的中继系统的实现

基于通用软件无线电外设(Universal Software Radio Peripheral,USRP)和通用计算机组成的软件无线电平台,在基于DVB-T标准的无线多媒体传输系统中设计实现数字基带放大转发(Amplify-and-Forward,AF)系统和译码转发(Decode-and-Forward,DF)系统,并实现了动态参数配置和中继信号可视化。实现的中继系统具有很大的灵活性和可扩展性。实际测试结果表明,所设计的AF和DF中继系统可实现信号中继转发,有效扩大信号的覆盖范围,提高数据传输可靠性。

基于USRP的网络编码视频传输研究与设计

物理层网络编码理论及其应用是当前通信网络领域研究的热点,但是真实场景下的实验平台建设还很少见。文通过USRP+PC软件无线电平台在无线双向中继网络场景下,实现了物理层网络编码视频传输的功能。仿真结果表明,应用网络编码的视频传输和传统的方式相比,可以有效地提高视频的传输质量和效率。

基于USRP2920与差分能量检测的双门限频谱感知算法实现

为提高紧缺频谱资源的利用率,针对实际无线通信环境噪声不确定性对感知性能的影响,搭建了基于软件无线电外设(USRP,NI2920)的认知无线通信系统平台,利用差分双门限能量检测算法感知授权用户信号并估计空闲可用频带,为认知用户的动态频谱接入提供判别依据。此外,推导出差分双门限能量检测概率的闭合表达式,并通过实验估计噪声功率,分析验证了判决系数与噪声波动系数对检测性能的影响。实验结果表明该方法可根据实际噪声波动情况灵活调整检测门限,且与传统的能量检测算法相比,低信噪比环境下感知性能更优。

基于USRP2的无线网络MAC协议半实物仿真系统设计与实现

目前,由于可供网络协议开发的硬件资源极其有限,而且真实性能评估要求硬件上的组网产生了高额的硬件成本。因此,对于大多数网络协议的研究以及性能评估都是基于纯软件系统进行的,其结果仅局限于理论意义。为了解决这些问题,基于GNU Radio平台以及二代通用软件无线电外设(USRP2)设计和实现了分布式无线网络媒体介入控制(MAC)协议的半实物仿真系统。该系统以IEEE802.11分布式协调功能(DCF)为协议框架,结合离散事件仿真技术,依靠较少的硬件资源(一台个人计算机(PC)和两台USRP2)模拟了多个节点的无线通信网络。实现中,MAC层协议使用简洁的Python语言进行系统开发,具有很大的灵活性,而且扩展性和可移植性强;物理层使用高效的C++语言对信号进行模块化处理,并利用USRP2射频硬件在真实信道上进行数据传输。将系统的节点发送概率以及吞吐量实测数据分别与Bianchi算法以及基于时隙分析的饱和吞吐量计算模型进行了对比,对比结果的吻合性说明了网络仿真平台的可靠性。