基于GNU Radio的MPSK通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).pdf

1、在傳統(tǒng)的無(wú)線電工程中，物理層和媒體訪問(wèn)控制等關(guān)鍵的底層處理都由專用集成電路ASIC實(shí)現(xiàn)。隨著無(wú)線電系統(tǒng)的復(fù)雜度不斷提高，這種方法存在的成本高、修改和升級(jí)困難等弊端日益凸顯。軟件無(wú)線電技術(shù)可以在一個(gè)通用的硬件平臺(tái)上加載不同的軟件程序，從而實(shí)現(xiàn)不同的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能。基于軟件無(wú)線電的無(wú)線通信系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)靈活、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，且易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的后期升級(jí)和拓展。因此，軟件無(wú)線電技術(shù)在很多無(wú)線電工程的場(chǎng)合都得到應(yīng)用，并展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。<

2、br>　　本文概述軟件無(wú)線電的發(fā)展背景及相關(guān)研究現(xiàn)狀，并簡(jiǎn)要地?cái)⑹鲕浖o(wú)線電的理論基礎(chǔ)及軟件無(wú)線電系統(tǒng)所遵循的幾種結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)分析和對(duì)比這幾種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。概述GNU Radio軟件平臺(tái)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和編程方式，給出通用軟件無(wú)線電外設(shè) USRP的硬件結(jié)構(gòu)及信號(hào)處理過(guò)程，并說(shuō)明通過(guò)USRP硬件驅(qū)動(dòng)UHD對(duì)其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行配置的方法。本文的主要工作為：
　　(1)給出基于軟件無(wú)線電的無(wú)線通信系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖，說(shuō)明其中每個(gè)信號(hào)處理模塊的必要性

3、。發(fā)送機(jī)主要包括信源、分組編碼器、基帶數(shù)字調(diào)制、數(shù)字信號(hào)內(nèi)插、數(shù)字上變頻、數(shù)模轉(zhuǎn)換和模擬上變頻等信號(hào)處理模塊，接收機(jī)主要包括模擬下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號(hào)抽取、碼元同步、載波同步、基帶數(shù)字解調(diào)、分組解碼器和信宿等信號(hào)處理模塊。
　　(2)基于GNU Radio和USRP平臺(tái)，利用Python語(yǔ)言分別實(shí)現(xiàn)發(fā)送機(jī)和接收機(jī)，比較詳細(xì)地給出每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。由于相移鍵控 PSK良好的抗噪聲性能及其代碼良好的可拓展性，采用PSK對(duì)信號(hào)進(jìn)行

4、調(diào)制。深入研究載波同步和碼元同步問(wèn)題，概述其產(chǎn)生原因及解決方案，并在接收機(jī)中加入基于多相濾波器組的碼元同步模塊和基于科斯塔斯環(huán)的載波同步模塊。同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了GUI設(shè)計(jì)以方便后面的測(cè)試。
　　(3)簡(jiǎn)要介紹軟硬件平臺(tái)的搭建和調(diào)測(cè)過(guò)程，并對(duì)本文實(shí)現(xiàn)的通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)功能進(jìn)行測(cè)試。給出無(wú)線通信系統(tǒng)在一定參數(shù)設(shè)置下的運(yùn)行結(jié)果，驗(yàn)證系統(tǒng)的整體功能。然后對(duì)USRP的發(fā)送和接收增益進(jìn)行調(diào)整，測(cè)試不同信噪比SNR下系統(tǒng)的性能。通過(guò) GUI設(shè)