yunsdrpluto工程-03simulink部分無線通信實(shí)驗(yàn)講義SIMULINK

修訂記20176262017831關(guān)于威視銳科技是專注于軟件定義無線通信（SDR）系統(tǒng)仿真、驗(yàn)證和測(cè)威視銳與微軟聯(lián)合開發(fā)的Sora軟件無線電經(jīng)成為世界上知名大學(xué)和100%x8620300最大的可編程器件（FPGA）XILINXXILINXFPGA/SoCZYNQ7000SoCXILINXZYNQSoCSoCSNOWLeo，性價(jià)比遠(yuǎn)高于國外同類SoC2004多年以來，威視銳科技堅(jiān)持“InnovationforResearch”的發(fā)展理念，與國內(nèi)眾產(chǎn)業(yè)界客戶，威視銳提供嚴(yán)格驗(yàn)證的模塊、智能便攜的測(cè)量儀器以及定制化的設(shè)計(jì)修訂記 第三篇 1環(huán)境配 數(shù)據(jù)交互模塊介 單音信號(hào)收發(fā)測(cè) 無線通信案 FM收音機(jī)系統(tǒng)搭 FM收音機(jī)原 預(yù)加重和去加 YunSDR平臺(tái)FM方 第三篇環(huán)境配需要安裝VisualC++2013，安裝方法請(qǐng)參見YunSDR的SDR開發(fā)手冊(cè)。環(huán)境配置完畢之后，打開的CommandWindow，輸入mex-setup命令，顯圖 表明可以找到C++編譯器，配置成功。然后單擊mex-setupC++，顯示如下2表示我們選擇C++編譯器以使交叉編譯我們的模塊數(shù)據(jù)交互模塊介我們提供已經(jīng)編譯好的R硬件與進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收R的自收發(fā)數(shù)據(jù)交互模塊和收發(fā)獨(dú)立的數(shù)據(jù)交互模塊，下面分別對(duì)其進(jìn)行介紹。圖3YunSDR自收 模DATA_IN_IDATA_IN_Q為輸入數(shù)據(jù)的I路和Q路信號(hào)，DATA_OUT_I和DATA_OUT_QYunSDRI路和Q路信號(hào)，COUNT為發(fā)送數(shù)據(jù)的2048。其對(duì)應(yīng)的mexYunSDR.mexw64。YunSDRIPAD9361的各個(gè)參數(shù)。具體的參數(shù)含義請(qǐng)參見YunSDR的SDR開檔的應(yīng)用部分，在此不再說明。圖4自收發(fā)模塊參數(shù)4~10MHz為最佳值。單音信號(hào)收發(fā)測(cè)我們提供一個(gè)單音信號(hào)的收發(fā)實(shí)例目的是測(cè)試收發(fā)模塊的功能正常系YunSDR的數(shù)據(jù)并送給TimeScopeTX

5672048，輸出的數(shù)據(jù)類型為complex，如果不是該長度，要加buffer模塊。Gain16bit。RX89無線通信案基于的模型化設(shè)計(jì)，我們給出無線通信單載波設(shè)計(jì)的一些案例。主要括BPSK/QPSK/QAMQPSK的設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)介紹各個(gè)模塊的具體含義：10QPSK11QPSKBitsGeneration200bit；QPSKModulator：對(duì)數(shù)據(jù)bitQPSK調(diào)制；RaisedCosineTransmitFilter40.512QPSKQPSK信號(hào)的信源模塊，主要包括兩部分：訓(xùn)練序列和隨機(jī)二進(jìn)制序列。兩者通過MatrixConcatenate200bits的序列。在TrainingSequence模塊中，將13bits的BarkerCode兩次組成26bits的訓(xùn)練序列。我們使用兩段相同的序列組成13QPSK調(diào)制符號(hào)，以便在接收端進(jìn)行各種同步和譯碼操作。在BitsGeneration模塊中，是我們傳輸?shù)膒ayload174bits。QPSK調(diào)制之前，我們需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾處理。因?yàn)樵趯?shí)際的數(shù)字通信過程中，信息流在經(jīng)過編碼處理（ASCII編碼）后，可能會(huì)出現(xiàn)平滑有序。直接提供加擾模塊Scrambler和解擾模塊Descrambling。13QPSK5存器，多項(xiàng)式的系數(shù)設(shè)置為[11101]，輸出序列值的范圍(Calculationbase)0~2-1，其調(diào)制模塊選擇中的QPSKModulatorBaseband模塊，屬性設(shè)置如下14QPSK包括數(shù)據(jù)長度匹配、基帶成形濾波和插值、16bits量化等。由于我們的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊要求的數(shù)據(jù)長度為2048bits，所以將4幀的已調(diào)QPSK信號(hào)MatrixConcatenatebuffer512bits。為了使信號(hào)成為頻域帶限信號(hào)，我們使用RaisedCosineTransmitFilter模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶成形濾波。0.5，符號(hào)的濾波范圍為10bits41。Gain30000936116bits的數(shù)據(jù)量化，之后經(jīng)過frame轉(zhuǎn)換之后，直接送入硬件模塊進(jìn)行發(fā)送即可。采樣同步幀同步等基本重要的同步問題涉及到的基本鎖相環(huán)和壓控振蕩器、15QPSKKp的幅度必須是穩(wěn)定的。AGC模塊能夠保證進(jìn)入粗頻偏估計(jì)模塊的信號(hào)的幅度為1/Upsampling的倍數(shù)，使得在后續(xù)的相位和誤差檢測(cè)模塊的信號(hào)幅度能夠一直保持連續(xù)。AGCRaisedCosineReceiverFilter模塊之前，是為了經(jīng)過4倍過采樣的數(shù)據(jù)的幅度能夠被精確測(cè)量出來，以此來提高頻偏估計(jì)的精度。AGC模塊10QPSK符號(hào)周期更新一次信號(hào)補(bǔ)償增益，因此可以使得輸出信號(hào)的幅圖16AGCFilterCoarseFrequencyCompensation模塊對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行粗頻估計(jì)與補(bǔ)償，下圖是此系

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18QPSK

19圖20QPSK以上對(duì)QPSK的收發(fā)系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)的說明我們也提供BPSK和16QAM的圖21BPSK2216QAMFM收音機(jī)系統(tǒng)搭子：基于全數(shù)字的FM收音機(jī)。FM收音機(jī)在市面上非常常見，主要是通過無線頻率的FM收音機(jī)一般FM76~108MHz32MHz的帶寬。我國規(guī)定使用的范圍為87.5~108MHz，總帶寬慰20.5MHz。一般國內(nèi)會(huì)把76~87.5MHz的頻段用于對(duì)于單聲道FM頻道而言，調(diào)頻就是對(duì)載波的頻率項(xiàng)fc（或者角頻率c）進(jìn)行調(diào)相角ct隨調(diào)制信號(hào)變化，而載波的幅度保持不變。用數(shù)學(xué)表達(dá)式可表述為：Uc(t)Uccos(ctmfsinmfKfU射機(jī)中主信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)頻偏為75kHz，電臺(tái)之間設(shè)定25kHz的保護(hù)帶，因此單個(gè)電臺(tái)可用最大頻偏為100kHz，而FM200kHz。只有sin(t)攜帶了有效信息，只能傳輸一路信號(hào)，而立體聲是必須傳輸信號(hào)才能送的信號(hào)部分，也就是繼續(xù)傳送左、右信號(hào)的‘和’信號(hào)（單聲道信號(hào)，簡稱為M，即L+R），在基帶中占據(jù)0~15kHz的范圍（實(shí)際為30Hz~15kHz），稱為主信道。在主信道稱S（即L-R支路）。主、副信道一起對(duì)主載波進(jìn)行調(diào)頻。23于單聲道來說，它沒有處理副信道信號(hào)的裝置，只能收聽主信道的信號(hào)。15kHzFM解調(diào)，就可以獲預(yù)加重和去加FM系統(tǒng)存在的一個(gè)實(shí)際問題。尤其在采用調(diào)頻制的遠(yuǎn)距離通信和通信等領(lǐng)域中，對(duì)調(diào)頻的門限效應(yīng)應(yīng)調(diào)頻廣播中所傳送的話音和信號(hào)的能量主要分布在低頻端，且其功率譜密度隨Hd(f)，其目的是將調(diào)制頻率高頻端的噪聲衰減，使總的噪聲功率減小。但是，由于去Hpf，其目的是人為地提升調(diào)制信號(hào)的高頻Hd(f的影響。顯然，為了使傳輸信號(hào)不失真，應(yīng)該有：Hp(f)

Hd(f24FMYunSDR平臺(tái)FM方根據(jù)實(shí)際的硬件平臺(tái)，我們?cè)O(shè)計(jì)的FM方案如下AD的數(shù)字信號(hào)，為基帶IQ信號(hào)，由于數(shù)據(jù)速率的問題，AD的采樣率設(shè)置為4.8MHz（最低是4MHz，最大過10MHz），然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行20548KHz，然后利用一階差分方程計(jì)算瞬時(shí)頻率值，進(jìn)行FM解調(diào)，最后進(jìn)行去加重處理，直接送入音頻器即可。2520240KHz，中間26注意，由于我們的模塊一個(gè)采樣周期只輸出2048bit的數(shù)據(jù)，接收