远程软件无线电开放实验平台设计与实践

立足实验室实际需求,以提升实验设备使用率、切实培养学生创新与解决复杂工程问题能力为目标,通过集成软件无线电、无线通信、计算机网络等领域的技术,解决了传统实验室局域网内软件无线电实验平台大规模远程开放的难题,实现远程访问实验室的软件无线电设备(NI LabVIEW和NI USRP),从下载资料、远程编程、运行调试、到效果验证的实验全过程开放。探索了基于远程平台的集实验教学、创新项目、毕业设计一体化的创新实践教学模式。该成果与方法同样适用于其他远程实验、远程教育、远程科研、远程测控等。     

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的多天线信道测量教学平台实现研究

通信原理实验是绝大多数电子信息类专业所开设的对通信原理这一专业课的配套实验课程,其目的是通过教学实验,引导学生验证课程所学的知识,同时启发学生探究工程实践技术。传统的通信原理实验课基于集成实验箱接线的模式,限制了学生的自主创新和进一步探究技术细节。论文以面向本科通信工程、电子信息科学技术专业的本科教学、实验验证为基调,引入软件无线电的思想,以无线信道测量系统的搭建为实践案例,利用通用软件无线电平台USRP,搭建了一套一发六收的信道测量教学平台。基于该平台,论文对室外情景进行了细致的测量,并对其时延扩展和角度扩展进行了分析比较,解释了测量结果的合理性。通过这些测量和分析,最终验证了信道测量教学平台的功能,证实了在通信原理实验课中引入软件无线电思想的合理性、有效性。     

无线局域网虚拟仿真实验平台设计与实现

设计和实现了一种基于LabVIEW和USRP的IEEE 802.11无线局域网虚拟仿真平台。阐述了IEEE 802.11的关键特征和基于NI USRP的IEEE 802.11系统架构设计,包括FPGA部分和上位机部分。给出仿真平台的测试结果与分析。该平台是一个灵活的演示、开发、验证平台,有助于对该领域新技术的认识和探讨。基于该虚拟仿真实验平台,可开发更多形式的IEEE 802.11原型系统或进行关键技术验证。     

基于GNURadio的频谱分析仪设计

设计了一种基于软件无线电(SDR)平台GNURadio便携式频谱分析仪,给出了完整的设计方案。频谱分析仪由天线、收发转换开关、射频前端、中频接收、ADC、混频器、抽取滤波、DSP、移动客户端显示、云端存储组成,采用HackRF One作为信号处理模块的射频中频硬件平台。该分析仪具有频率分辨率可调、频带宽、便携性好、灵活性强等特点,可广泛用于实验教学。     

基于软件无线电的RFID教学实验平台

射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术作为一种安全、可靠、低成本、适用性广的非接触式识别技术,已被广泛引用于多个产业和领域,并成为构建物联网的关键技术。在RFID技术越来越受到人们的关注,产业潜力逐渐凸显的当下,为高校提供直观便利、功能完备的RFID教学实验工具成为广泛存在的需求。基于EPC RFID G2 UHF(v2.0.1)协议,通过USRP和LabVIEW的软件无线电平台,设计并开发了一个用户界面友好、功能齐全的RFID教学实验平台,满足高校实验教学的需要,也可作为RFID协议研究、功能拓展的软件无线电模板。     

基于USRP的AIS接收机实现

船舶AIS是集海上船舶识别、安全监控和通信导航功能为一体的新型数字助航系统,其在甚高频上采用SOTDMA方式实现船舶动态、静态及其他相关信息收发,以确保船舶的检测与识别功能。使用USRP对AIS的船载终端进行设计与实现,以国家GB/T20068-2006标准规范为基础,完成了基于LabVIEW语言的AIS软件无线电接收机。在该接收机中,采用了两步频偏估计校正方法,有效克服了USRP平台的频率稳定度不足的缺点,并最终实现了船舶AIS信息接收、报文解析、数据库存储;同时通过在LabVIEW中嵌入开源的GIS与航海图,实现了对珠江上航行船舶的定位与可视化。该设计案例为URSP平台在“通信原理实验”及“通信系统设计”相关课程中的进一步推广使用提供了非常好的应用案例。     

基于LabVIEW-USRP的直接序列扩频通信系统仿真实验

以LabVIEW为基础,利用USRP平台工具包设计了基于扩频通信的数据通信系统,验证了直接序列扩频(DSSS)通信技术在抗窄带噪声等方面的良好特性。所设计的通信系统能够对各项参数进行调整,有助于在各种参数配置下对系统性能进行研究。该系统具有良好的抗窄带干扰能力。经过USRP的测试表明,发送的文本与接收的文本完全相同,说明DSSS系统工作可靠。     

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。     

基于SM6136／SM6135芯片制作的无线电遥控玩具汽车

随着无线电遥感技术的发展,无线电遥控汽车也在不断地更新换代。文章通过对无线电遥控汽车的研究,分析了常见无线电遥控汽车的电路构成,并列举了其电路故障及排除方法。     

基于鸡群算法的认知无线电决策引擎

提出基于鸡群算法的认知决策引擎,以解决认知无线电发射参数的自适应重配置问题。将认知决策引擎模型转化为多目标优化问题,并采用加权和方法将其转换为单目标优化问题。采用鸡群算法对认知决策引擎进行求解,从而实现认知无线电发射参数的重配置。结合多载波通信系统进行了仿真实验,结果表明,该认知决策引擎能根据用户需求变化,动态进行认知无线电参数的重配置。     

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。     

新型无线电测向定位研究

随着无线电通信技术的飞速发展和频段覆盖密度的增加,无线电测向和定位技术得到更深层次的应用。研究表明,认知无线电环境下的发射功率、信干噪比和系统性能之间存在互相制约的关系。从效用函数和相应的功率控制角度进行了非共享机制算法的设计,改进了价格函数;选取了合适功率水平的算法。实验结果表明:高斯白噪声情况下的算法收敛效果较好。算法对比看出,新算法有最低信干噪比的保障,保护了认知无线电用户的通信质量。各个认知无线电用户收敛时的信干噪比可以根据外部环境灵活调整,使系统资源利用率得到提高。     

认知网络概念及技术要求

<正>1认知网络的出现1999年,Joseph Mitola III提出了认知无线电(Cognitive Radio)的概念.随着无线电技术的不断发展,其应用也越来越广泛,使用领域越来越多.然而在一定的区域、时间、条件下无线电频率是有限的.无限扩大的应用和有限的无线频谱资源产生了矛盾.     

浅论认知无线电中频谱感知技术研究

认知无线电技术能够让非授权用户利用已经分配给授权用户的某些频段．为了不对授权用户的通信造成干扰,认知用户需要对频谱进行不断的感知来判断授权用户是否存在．因此,频谱感知是认知无线电技术的前提和基础．本文介绍了几种主要的频谱感知技术,重点分析了能量检测的基本原理,并提出基于能量感知的合作式感知技术将是最可靠、灵敏度最高、最有发展前景的感知技术．     

卷积神经网络的被动测向通道相位校正方法

为提高被动测向的准确度，学者们提出多种相位补偿方法，并将其应用于各种接收机中，提出一种更实用的通道失配模型和一种基于卷积神经网络的被动测向通道相位校正方法(PDFCPC-CNN)。它可充分利用先验信息，实现射频信号通道的全相位和频率校正。为提高实际应用，使用通用软件无线电外设(USRP)接收的实验数据进行进一步验证。仿真结果表明，该方法可很好地应用于实践中。     

绿色无线通信网络认知维度研究

认知无线电作为一种动态频谱共享新技术,在无线通信网络中具有巨大的应用前景。介绍了认知功能在绿色无线通信中的应用价值和面临的问题。讨论了无线网络中的能效问题,分析了无线网络节点的认知功能在提高无线网络能效和性能等方面存在的优势,同时也讨论了其中存在的问题和挑战。     

试论无线电检测系统的构建与维护

无线电综合检测系统是以工控机为核心,以VxI邑线仪器、GPIB仪器为依托,采用总线测试、虚拟仪器事多种技术而设计的综合化检测平台.加强无线电管理技术设施建设,构建一个性能稳定、使用便捷、功能完善、布局合理的监测信息基础平台,是无线电管理部门管好用好频率、服务好社会的坚实基础.本文针对无线电检测系统的构建与维护进行分析和讨论.     

基于ZYNQ-7000 FPGA和AD9361的软件无线电平台设计

设计了一种基于ZYNQ-7000系列FPGA和AD9361的软件无线电(SDR)平台。该平台采用零中频软件无线电方案,选用AD9361设计射频收发前端,选用ZYNQ-7000系列FPGA搭建基带处理平台,并借助PC的数据处理能力进一步提升系统的灵活性和通用性。PC和ZYNQ基带处理平台之间通过千兆网口通信。在PC上使用GNU Radio软件实现802.11a基带数据的处理,搭建两套SDR系统。实测结果验证了该平台的通信可靠性。该软件无线电平台对于通信类学生的实验教学和科研工作有借鉴意义。     

大学生课余研究计划浅论及实例分析

创新型人才已成为国家经济和社会发展的第一位战略资源。大学生创新实践项目是培养高质量创新型人才的重要手段和途径。介绍了华东理工大学大学生课余研究计划(USRP)项目近年来的开展情况;对USRP项目实施效果进行了系统分析和经验总结,提出了进一步提高该类项目管理水平和实施效果的措施和方法;并选取最近一届结题的USRP项目"呼吸图法制备聚苯乙烯(PS)和聚苯乙烯嵌段聚丙烯酸(PS-b-PAA)多孔或微球薄膜的研究"为例,展示了相关研究内容和实施效果。为提高大学生创新实践活动管理水平和育人质量提供借鉴及依据。