基于GNURadio与USRP的OFDM无线通信系统实验

针对目前无线通信课程内容侧重讲述基本理论推导,相关实验多关注模块功能仿真,缺乏系统性和真实场景的问题,提出了以GNURadio软件和通用软件无线电外设(USRP)硬件平台为基础的正交频分复用(OFDM)无线通信系统实验。该实验内容包括掌握OFDM的基本原理、搭建OFDM收发系统、分析相关通信性能和完成硬件系统,最后在实际无线通信场景中完成测试,实现实时视频传输。通过软件系统和硬件平台的协同,学生能充分了解无线通信的基本原理、各通信模块的使用、无线通信系统的架构以及相关的性能分析方法,完成从理论基础到工程应用、从模块验证到系统实现、从理想环境仿真到实际场景测试的跨越,从而全面提升工程素养。

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LabVIEW和USRP的通信原理虚实结合实验平台设计

为实现通信原理课程理论与实践的结合,设计了虚实结合的通信原理实验平台。该平台采用LabVIEW虚拟仪器与无线电收发设备USRP相结合的方式,实现了在线实验、文件共享、数据传输和远程查看等功能。以幅度调制虚拟仿真实验和FM音乐收发硬件实验为例,对该平台进行功能测试。测试结果表明:该平台可以准确、高效地进行通信原理仿真和硬件实验,实现了虚实结合、网络交互式的实验教学。

基于USRP平台的GPS软件接收机设计与实现

详细介绍采用USRP实现GPS软件接收机的设计与实现过程。分析GPS软件接收机的基本组成模块及相关理论问题,并搭建试验系统。通过对实测数据的分析,证明基于USRP平台的GPS软件接收机的可行性。

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。

USRP平台下GPS软件接收机高精度定位的实现

首先介绍了采用软件无线电外设USRP(universal software radio peripheral)实现软件接收机的过程,然后介绍了采用软件接收机实现高精度定位的过程,输出了RINEX格式导航电文和观测文件,并详细介绍了利用开源软件RTKLIB进行最终定位的解算细节,经过与距离400 m左右的IGS站进行基线解算分析,该软件接收机能够达到厘米级别的定位精度,均方根误差在1 cm左右。

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USRP2平台的高效NC-OFDM系统设计

为了能将认知无线电的理论研究与实物研究较好地结合在一起,基于USRP2平台设计并实现了一个NC-OFDM认知无线电传输系统,给出了系统的软硬件设计详细流程和关键问题的解决方案,并针对NC-OFDM系统的特殊性提出了一种将传统算法和修剪算法相结合的快速有效的FFT自适应处理算法。软硬件仿真结果表明,本系统能够在USRP2平台上成功实现无线通信的数据传送与接收,提出的算法可以有效缩短数据处理时间,提升数据传输的鲁棒性,改善系统的整体性能。

基于GNU Radio和USRP2的未知信号检测

运用开源软件无线电(GNU's Not Unix Radio,GNU Radio)技术和与之配套的通用软件无线电外设(TheSecond-generation Universal Software Radio Peripheral,USRP2),设计出了未知无线电信号自动检测系统。系统采用能量检测法,能够快速识别一定频段内未知无线电信号,并记录其带宽、中心频率和起止时间,同时存储相应的同相正交(Inphaseand Quadrature,IQ)数据,为后续载频的精确估计提供必要的参数。在实际测试中发现,该系统检测速度快、准确率高,对未知强信号检测具有一定的可靠性和实用性。

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。

基于通用计算机和USRP的LTE通信系统开发与实现

为了解决软件仿真不能进行真实信道环境下的性能演示、不能测量真实通信系统的传输速率与时延等方面的弊端,研究了基于通用计算机和通用软件无线电外设USRP的LTE通信系统的实现方法;对系统的基本结构与原理进行了分析;采用通用计算机与软件无线电前端相结合的方式,由通用计算机完成基带处理功能,由USRP完成基带信号的射频收发,并采用开放空中接口OAI平台作为软件架构实现数据处理与系统控制;在5 MHz系统带宽配置场景下,对所研究的LTE系统进行了软、硬件调试、测试与验证,实现了完整的LTE通信系统的功能;此外,进一步开发和实现了支持包括电脑终端和商用终端在内的多用户接入场景;测试结果表明所搭建的LTE通信系统能够与公共互联网实现互联互通,并维持较为稳定的连接。

基于USRP2的TDCS系统的设计与实现

对于变换域通信系统(TDCS)的研究多集中于理论上的仿真验证,而涉及到硬件平台的较少,为此将一种主流的认知无线电平台——USRP2应用到TDCS系统的硬件实现上。首先分析并解决了TDCS系统的基本原理和关键技术,分析了USRP2的基本工作原理,在此基础上设计了一个基于USRP2的TDCS系统,采用Level-2Matlab S-Function函数编写TDCS系统所需的动态仿真模块库,然后在MATLAB/Simulink环境下搭建了该系统,最后在2台US-RP2之间进行无线数据的收发测试。实验结果表明:文中所设计的基于USRP2的TDCS系统能够实现实际无线信道中信号的准确发射与接收,具有很好的数据传输误码率,实现了TDCS系统的无线通信。

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NetFPGA+USRP的MIMO传输平台设计

介绍了大规模MIMO(Massive MIMO)测试台研究现状,提出了一种基于NetFPGA(Net Field-Programmable Gate Array)+USRP(Universal Software Radio Peripheral)的MIMO(Multiple Input Multiple Output)传输平台构架,详细介绍了该平台各个模块组成,并通过实验验证了利用NetFPGA+USRP搭建MIMO传输平台的可行性和可靠性。该平台具有较好的开放性和可拓展性,各模块属性可快速被定义,通过扩展前级NetFPGA板卡,还可以实现更大规模的MIMO传输平台搭建。由于Net FPGA与USRP的可编程性,使实验平台还可做其他MIMO通信方面的实验,方便对MIMO物理层处理、多路高速数据交换、流量控制及通信接入算法等研究。

基于USRP的标签编码天线反射系数测量实验设计

在传统的高频电子电路设计尤其是天线系统的设计中,矢量网络分析仪(VNA)是通用的测量工具,为了进一步丰富教学手段,锻炼学生的实践能力,利用软件无线电中的通用软件无线电外设(USRP)搭建测试平台。使用LabVIEW软件作为软件开发环境,对USRP设备进行程序编写和配置,提高测试环境的灵活性,在程序的编写和调试过程中,学生可以根据自己的需求进行相应配置,了解软件无线电技术作为测量工具的可行性和相应的优化手段,提高自身的动手能力。

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NI USRP的多模式自适应无线通信实验平台

针对通信领域的教学和科研要求,利用美国国家仪器(NI)公司的通用软件无线电平台(USRP)和LabVIEW编程环境,设计多模式自适应软件无线电实验平台。在描述多模式自适应无线传输原理的基础上,给出了实验平台的实现框图,重点研究了数据包结构设计以及相应的调制识别方法,并给出了详细的实现过程、功能界面和测试结果。所设计的平台能够调整各项传输参数,操作简单,将抽象的数学理论和实际应用相结合,有助于高校学生通过动手实践提高对无线通信系统的认识。此外,还可以在平台的基础上展开无线通信的实践,提高创新意识。

基于USRP的GPS基带信号源设计与实现

介绍了GPS信号源的现状,分析了GPS信号源设计中目前被广泛采用的中频信号源结构,得出该设计实现复杂并且不利于教学的结论。针对国家级军用导航实验教学示范中心的卫星导航教学课程,提出了使用基于DQUC(直接正交上变频技术)的GPS基带信号源实现方案。分析了信号源的组成模块,对信号源的各个模块实现原理进行了介绍。针对参数更新频率较低以及基带信号发生带来的计算量过大等问题进行了分析,并给出了解决方案。同时采用Lab VIEW软件与USRP(通用软件无线电外设),实现的结果验证了设计的可行性。