软件无线电实验报告

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。

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。

软件无线电技术在海面通信信号处理中的实现报告软件无线电技术在海面通信信号处理中的实现报告近年来，随着科技以及社会的发展，无线电通信在海面上显得尤为重要。

对于船只、港口等海洋设施，基于有效、快速地交换信息的需求，传统通信方式难以实现高效率的数据传输和处理，因此软件无线电技术在海面通信信号处理中的实现成为了一项非常有益的尝试。

软件无线电技术在其运作过程中，利用了一个软件定义的通信系统，其在发送和接收信号时可以动态调整数字信号处理算法，并可以根据需求调整信号参数，从而以最优的方式传输数据。

在海面通信信号处理中的实现，无疑具有以下几点优势：1. 提高通信效率传统的通信方案，如AM、FM等，其受限于频谱资源和带宽，无法提供足够的通信效率。

而软件无线电技术可以避开这种限制，利用数字信号处理、频率合成、多载波调制等技术来提高通信效率，从而使通信更加快速、高效。

2. 改善信号质量海面环境复杂，存在大风浪等因素干扰导致传统无线电通信信号的信噪比很低。

运用软件无线电技术，通过数字信号处理技术可以减少干扰信号，提高信号的可靠性。

另外，软件无线电技术通过融合多种调制方式可以有效地提高信号的抗干扰性能。

3. 增强通信安全海面通信涉及到军事、商业等重要领域，而传统的无线电通信信号很容易被窃听、干扰。

软件无线电技术可以更好地实现数据的加密、解密，保护通信的安全性。

4. 实现多样化服务软件无线电技术可以根据不同需求定制不同的服务，服务多样化能够满足不同的应用场景需求，包括消息传递、视频传输等，为各种应用提供强有力的技术支持。

上述的优势明显，已经得到了越来越多的应用。

通过软件无线电技术，在各种海面应用中，可以实现平台之间的高速、高效通信，并能够为军事、商业、气象监测等多个领域提供可靠、安全、高效的服务。

当然，软件无线电技术的操作和应用还面临一些挑战。

例如，频谱管理、通信协议、设备兼容等因素，也需要在实际应用中加以考虑和解决。

总之，软件无线电技术在海面通信信号处理中的实现具有着广泛的应用前景和发展空间。

《通信系统原理实验》课程研究性学习手册一、实验任务：1、在LabVIEW 平台上完成一个AM 演示程序，实现简单的AM 调制。

2、实现一个基于LabVIEW 和NI-USRP 平台的调频收音机，并正确接收空中的调频广播电台信号。

二、理论分析：1.幅度调制幅度调制（Amplitude Modulation ，AM ）是一种模拟线性调制方法。

频域上，已调信号频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域上，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。

AM 调制的载波信号通常是高频正弦波，作为载体来传递信源信号中的信息。

调制结果是一个双边带信号，中心是载波频率，带宽是原始信号的两倍。

调制信号的数学表达式为：()()()()()()000c o s c o sθωθω+++==t t f t A t c t m t s c c AM （1.1） 式中，)(t m 是调制信号，其直流分量为0A ，交流分量为；)(t c 是载波信号，其为角频率为c ω、初始相位为0θ的余弦信号。

从式1.1我们能够得出幅度调制的已调信号就是是)(t m 和)(t c 的乘积。

为了实现)(t m 能够对载波信号的幅度实现线性调制，)(t m 应该包含直流分量来保证0)(≥t m ，也就是 ()0m a x A t f ≤ （1.2）这样的话才能够保证()t s AM 的包络完全在时间轴上方，如图1所示。

根据式（1.2），为避免产生“过调幅”现象而导致包络检波的结果严重失真，兹定义一个重要参数：10≤=A A mAM β （1.3）式中，称AM β为调幅指数，或调幅深度；m A 代表信源信号()t f 的最大幅值。

一般AM β不超过0.8。

下面对AM 调制在频域上进行分析。

对于式1.1，我们能够直接通过傅里叶变换得到其频域表达式，如式1.4所示。

()()()[]()()[]22220000000θθωωωωδπωωωωδπωj j AM e F A e F A S -+-++++=-（1.4）频谱如图2所示：图2 调幅信号频谱由于软件无线电的核心思想是对天线感应的射频模拟信号尽可能地直接数字化，将其变为适合于数字信号处理器（DSP ）或计算机处理的数据流，然后由软件（算法）来完成各种各样的功能，使其具有更好的可扩展性和应用环境适应性，故而对信源信号的各种调制与解调过程都是在数字域实现的。

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：无线收发综合实验三、实验原理：1、软件无线电工作原理软件无线电通常被定义为对数字化无线电信号使用软件技术来处理的无线电，其基本含义是把以往采用以硬件为核心、以特殊应用为目的的无线电实现方法过渡到在某一个计算平台上用软件来完成无线电任务的设计思想上来。

软件无线电关键技术包括：射频天线设计、模数(A/D)转换器设计、射频(RF)前端设计、数据管理程序、资源分配等。

软件无线电技术的基本思想是将宽带的A/D转换器尽可能地靠近射频天线，即尽可能早地将接收到的模拟信号转化为数字信号，在最大程度上通过DSP / FPGA软件来实现通信系统的各种功能。

其接收端的数字化是在天线后面的某一级，通常是在宽带滤波、低噪声放大器和用来把射频信号下变频到低频的混频器等级连部件的后端进行的，对于发射机的数字化过程则正好相反。

无线电的各种功能特性是由灵活、可重构的功能框图中的数字信号处理来实现的。

随着技术的进步，软件无线电的数字化将在(或者非常接近)无线端进行，所需要的所有处理都通过驻留在高速数字信号处理单元中的软件来实现。

理想的软件无线电台是对天线接收的模拟信号经过放大后直接采样，实现完全的可编程性，其后所有的信号处理，包括下变频混频、带通滤波、载波提取、IQ(同相与正交)解调、低通滤波、位同步提取、信道编码、信源编码、加密等，全部由A/D 转换器之后的DSP 芯片处理。

可见理想的软件无线电台可实现完全的可编程性，因此可以实现通信中的各种调制方式，完全可以根据要求实现FDMA(频分多址接入)、TDMA(时分多址接入)和CDMA(码分多址接入)等各种多址方式。

在软件无线电系统的设计中，射频往往会成为性能的瓶颈，必须对射频前端有很清楚的认识，才能以相对低的造价实现相对容易的数字信号处理。

2、射频电路基础知识目前，射频(RF)电路主要用于通信系统中，如：手机(Cell Phone)，无线局域网(Wireless LAN)，无线广播系统(电视和收音机)等；但也有其它方面的应用：如雷达探测系统用远距离探测试,微波炉利用微波功率来加热食物。

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。

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。

《通信系统原理实验》课程研究性学习手册一、实验任务：1、在LabVIEW 平台上完成一个AM 演示程序，实现简单的AM 调制。

2、实现一个基于LabVIEW 和NI-USRP 平台的调频收音机，并正确接收空中的调频广播电台信号。

二、理论分析：1.幅度调制幅度调制（Amplitude Modulation ，AM ）是一种模拟线性调制方法。

频域上，已调信号频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域上，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。

AM 调制的载波信号通常是高频正弦波，作为载体来传递信源信号中的信息。

调制结果是一个双边带信号，中心是载波频率，带宽是原始信号的两倍。

调制信号的数学表达式为：()()()()()()000c o s c o sθωθω+++==t t f t A t c t m t s c c AM （1.1） 式中，)(t m 是调制信号，其直流分量为0A ，交流分量为；)(t c 是载波信号，其为角频率为c ω、初始相位为0θ的余弦信号。

从式1.1我们能够得出幅度调制的已调信号就是是)(t m 和)(t c 的乘积。

为了实现)(t m 能够对载波信号的幅度实现线性调制，)(t m 应该包含直流分量来保证0)(≥t m ，也就是 ()0m a x A t f ≤ （1.2）这样的话才能够保证()t s AM 的包络完全在时间轴上方，如图1所示。

根据式（1.2），为避免产生“过调幅”现象而导致包络检波的结果严重失真，兹定义一个重要参数：10≤=A A mAM β （1.3）式中，称AM β为调幅指数，或调幅深度；m A 代表信源信号()t f 的最大幅值。

一般AM β不超过0.8。

下面对AM 调制在频域上进行分析。

对于式1.1，我们能够直接通过傅里叶变换得到其频域表达式，如式1.4所示。

()()()[]()()[]22220000000θθωωωωδπωωωωδπωj j AM e F A e F A S -+-++++=-（1.4）频谱如图2所示：图2 调幅信号频谱由于软件无线电的核心思想是对天线感应的射频模拟信号尽可能地直接数字化，将其变为适合于数字信号处理器（DSP ）或计算机处理的数据流，然后由软件（算法）来完成各种各样的功能，使其具有更好的可扩展性和应用环境适应性，故而对信源信号的各种调制与解调过程都是在数字域实现的。