基于USRP的无线射频识别平台设计与实现

目前射频识别技术(RFID)有着广泛的应用,但由于RFID的标准众多,不同标准的标签需要不同的阅读器进行识别,这给RFID的应用开发带来了不便。首先,介绍了RFID技术和软件无线电技术的发展状况;其次,介绍了软件无线电技术的基本原理和关键技术,分析了GNU Radio开放软件无线电平台的软件体系结构和开发模式,包括软件GNU Radio的组成要素和运行流程,并且介绍连接的硬件设备USRP的母板和子板的基本知识。将软件无线电外设USRP和软件GNU Radio相结合,设计并实现了RFID读写器与标签之间的无线通信信息采集。搭建了GU-RFID平台,对相关功能进行了测试。最后,利用GU-RFID平台完成了超高频RFID系统的ASK数字调制,为进行RFID通信的MAC层研究和安全隐私保护技术研究提供了平台基础。     

基于GNU Radio的ADS-B信号收发系统设计

针对高集成度ADS-B系统不易开展创新性研究的问题,基于软件无线电设计了一套ADS-B信号收发系统。首先以可修改形式实现ADS-B报文编码、基带信号生成、前导脉冲检测、信号解调以及ADS-B信息解码等自定义GNU Radio模块的编写;然后创建ADS-B发射机和接收机流图,驱动硬件外设HackRF实现ADS-B信号的发射与接收;最后通过实验对各模块功能及数据接口进行测试。实验结果表明,该系统设计方案可行,ADS-B信号格式及报文广播速率符合Do-260B标准,且ADS-B接收机接收灵敏度为-68dBm,信号检测率达89%。     

基于软件无线电平台的调频终端设计

介绍了基于DSP/FPGA混合架构的小型软件无线电平台,运用模块化设计方法设计了基于该平台的调频终端,详细阐述了调制和解调算法的实现。测试结果表明,基于软件无线电平台的调频终端能实现预期的发射和接收功能,具有便于部署、功能易扩展和易于升级等优势。     

基于GNU Radio和USRP平台的时频分析研究

近年来,随着航天技术、嵌入式技术、软件无线电的飞速发展,现代无线通信技术突破了传统硬件电路的限制,实现了利用软件控制、操纵“硬件电路”.与此同时,便携式卫星编队地面站也成为空间技术发展的一个重要的突破方向,具有成本低、灵活、使用方便等特点.通过对便携式卫星编队地面站信号处理关键技术和USRP进行研究,提出一种高效、低成本的基于软件无线电思想的FSK调制解调设计方案,并对其关键技术进行理论分析和实现.通过FPGA产生的基带信号控制,在AD9364这款芯片上用正交调制产生的两个不同频率信号的输出实现FSK调制,并通过高度集成的射频收发器AD9364发射出去,由RTL2832U+ R820T进行接收,通过RTL2832U+R820T内部器件的混频、滤波、采样等操作后变成基带I/Q信号,最终通过USB发送到PC机,利用GNU Radio软件完成解调.     

基于HackRF的软件无线电扩展应用研究

随着无线通信技术的高速发展,需要对大量的信号及数据进行高效、快速、可操作性更高且相对低成本的处理,这便对无线通信系统提出了更高的要求。软件定义无线电(Software Defined Radio,SDR)是一种软硬结合的无线电广播通信技术,它使用软件来调节无线通信使用的硬件参数,而非通过修改硬件元器件实现。频带、空中接口协议和功能都可以通过软件下载和更新来升级,而不用反复更换硬件。笔者在开源SDR平台HackRF和免费的开源软件无线电开发平台工具GNURadio的基础上,通过软硬件强大的信号处理功能在PC端对HackRF开发板的信号进行编解码、调制解调、时频域变换等处理,实现更为广泛的应用。     

软件化塔康信标模拟系统的设计

针对塔康导航系统的测试需求,结合软件无线电技术,设计并实现了塔康信号模拟系统;首先介绍了塔康导航台导航的原理,包括:测向原理和测距原理;接着,根据塔康导航台信号的特点,给出信号模拟系统的需求分析;在需求分析的基础上,完成了信号模拟系统的总体方案设计、硬件结构组成及软件的模块化设计;然后,根据塔康信号模拟系统信号的模块化设计,对各个模拟信号模块进行详细设计,并在GNU Radio上编程实现;最后,搭建了信号模拟系统测试试验平台,在平台上完成了模拟系统各个信号模块的测试验证,并对塔康信号模拟系统进行了功能试验验证。     

基于LabVIEW的软件无线电解调系统的设计

结合当下流行的数据采集和虚拟仪器技术,采用G语言和Lab VIEW IDE对通信系统中的解调系统进行了软件无线电设计。对本地文件中已有的已调信号以及外部通用数据采集卡采集的调幅和调频信号进行解调和分析,对调频信号的解调提出了一种软件脉冲均值标记滤波算法,该算法可以很好地实现调频波的解调。本系统还可以对实时信号波形数据进行保存、打印和对历史信号的回放。该系统彰显了数据采集技术和虚拟仪器技术在无线电领域的应用优越性。     

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DSP和交换芯片的中频软件无线电接收控制系统设计

软件无线电是无线通信方式之一,为了精准接收中频软件无线电信号,确保中频软件无线电信号接收控制效果,设计了基于DSP和交换芯片的中频软件无线电接收控制系统。加设数字信号处理芯片和交换芯片,通过振荡器、滤波器、混频器等元件的连接,设计无线电接收机,通过调整逻辑控制电路优化接收控制器,生成并执行接收控制指令。在系统硬件的支持下,利用DSP技术采集并处理中频软件无线电信号,校准无线电信号的不平衡程度,通过调制样式识别、解调以及分类存储等步骤,实现系统的接收控制功能。系统测试结果表明,在此次设计系统的控制下,无线电接收信号的平均信噪比高达47.4dB,能够精准接收中频软件无线电信号,具有较好的中频软件无线电信号接收控制效果,有效扩大无线电的接收范围。     

基于可编程芯片的软件无线电试验平台的设计

介绍了软件无线电的思想和结构,提出了一种实现软件无线电试验平台的设计方案,随后对各个模块进行了分析。整个试验平台可以根据用户的需求产生各种调制制式的中频信号;也可以接收各种中频信号,并下变频成基带信号。另外,它利用通用微机完成形式多样的基带信号处理,使得整个平台结构简单,功能强大。     

基于深度残差网络的实时无线电信号监测研究

针对无线电信号监测中传统信号识别与监测方法精度低、可拓展性差、依赖专家特征、难于应用到真实环境中等问题,设计了一种利用深度残差网络结合软件无线电技术进行信号监测的系统。软件无线电技术的可重配置特点使研究人员可以在同一平台部署不同的应用;深度残差网络在调制识别领域的应用展现了出色的性能。但是,很少有研究人员将训练好的调制识别模型直接部署到真实环境中。创新地将深度残差网络与硬件平台结合起来,利用GNU Radio的自定义模块功能,将残差网络嵌入到软件无线电设备中,克服了传统信号部署困难的缺点,证实了残差网络与软件无线电结合的可行性,设计了一种实时信号监测系统,在认知电子战、通信对抗、非协作通信等领域具有重要的应用价值。实验表明,该系统具有实时性强、识别准确率高、易拓展的特点。     

基于SoC的无线调频广播收发信机的AGC

描述了一种基于SoC的软件无线电收发信机,利用该收发信机来实现对广播信号的实时处理,实现隧道中无线调频广播收发信机的自动增益控制,使隧道放大器前的接收信号的电平控制在一定的范围之内,改善隧道内调频广播信号的质量。该系统的特点是具有很好的可重构性、灵活性及稳定性。     

基于Gnuradio与Hackrf的无线通信收发系统实现

随着无线通信技术的高速发展,需要对大量的信号及数据进行高效、快速、可操作性更高并且相对低成本的处理,这便对无线通信系统提出了更高的要求。Gnuradio是一种免费的开源软件无线电开发平台工具,在其图形化操作界面中集成了丰富的信号源与信号处理模块,通过功能强大的信号处理模块可以在PC端对无线通信中发送与接收端的信号进行编解码、调制与解调,时域和频域同步等处理。以Hackrf作为硬件平台,通过搭建GRC流图在射频段与PC端对信号及数据进行处理并发送与接收,实现了基于软件无线电平台的无线通信收发系统。     

基于USRP的小型化无线电信号侦收系统设计

基于USRP的小型化无线电信号侦收系统由VHF波段频谱显示控制软件模块、信号接收模块构成。本设计旨在一张名片大小尺寸的装置上实现对非合作电磁信号的自动侦收。     

基于FPGA和ARM内核的无线SoC设计

无线SoC已成为物联网产业发展的基础。本文基于软件无线电的思想将ARMCorterx-M0内核处理器移植到FPGA上构建无线通信基带信号处理的片上系统，该无线SoC支持射频发射与接收、音频输出与麦克风输入、FM调制解调、LCD显示、无线FM双向通信、FM广播信号接收、串口传输、按键选频等功能。     

基于扩展收敛域CORDIC算法的FM信号数字化解调实现

提出一种新的FM信号数字化解调实现方案。该方案在研究CORDIC算法原理和结构的基础上对其收敛域范围进行了扩展,能解调调制指数较大的宽带调频信号,适合在软件无线电中的应用。扩展收敛域CORDIC算法模块免去了传统的CORDIC算法中的预处理和后处理过程,降低了计算的复杂度和系统的硬件资源消耗。通过Matlab系统仿真和Modelsim硬件描述语言仿真,在SNR≥0dB和载波频偏△fc≤100ppm[1]的情况下,均具有较好的解调效果。     

一种数字接收机开发平台的设计与实现

针对实际信号接收系统的开发受硬件限制和可扩展性差等问题，基于软件无线电的思想，通过VC与Matlab混合编程，设计并实现了一套虚拟数字接收机系统，主要完成了对接收信号的正交分解、下变频、信号特征提取、信号解调。实际应用表明，其结果对实际数字化接收系统的底层开发和扩展研究具有理论指导作用。     

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。     

无线传感网络中特征序列构造与识别算法

无线传感网络中设备之间的干扰逐步成为制约网络性能提高的瓶颈,但干扰并不会导致信号的所有信息被完全淹没. 为准确识别并发通信的链路,需要为每条链路分配唯一的特征序列. 传统的MAC地址在干扰背景下难以被识别. 本文利用信号的特征信息,提出了一种基于多哈希的特征序列的分布式构造与识别策略. 这种构造与识别策略利用干扰信息提高无线信号的传输效率、提升并发传输的特征序列识别能力,并显著降低识别特征序列的处理时间开销. 实验利用软件无线电试验环境USRP ＋ GNU Radio构建实测平台进行对所设计的算法进行评估,实验结果充分验证了特征序列的构造与识别算法的高效性.     

基于VHDL语言的OQPSK解调器设计与实现

根据软件无线电的思想．以某接收机中OQPSK解调器的全数字化为研究背景,在FP—GA中设计并实现了基于vHDL的全数字OQPSK解调器。解调器主要由数字下变频、载波恢复和定时恢复等模块组成。采用VHDL硬件描述语言在Xilinx公司ISE7．1开发环境下仿真并实现了各个算法模块和OQPSK的全数字解调。通过实际现场测试,实现了对所接收信号的正确解调。