软件无线电原理与应用-杨小牛 软件无线电的原理及应用

《 软件无线电 》实验报告 一、基于XSRP的CDMA通信系统设计 二、基于XSRP的OFDM通信系统设计 三、基于XSRP的TD-LTE物理层链路协议实现 （1）初步掌握典型无线通信系统的系统构成、应用场景、关键技术及主要参数，结合资料查询，能对相关通信工程问题进行分析并得出有效结论。 （2）根据通信系统的技术要求，能应用XSRP软件无线电平台、Labview和Matlab软件设计合适的系统结构和功能单元，并选择合适算法编写应用程序。 （3）理解掌握软件无线电通信系统的基本原理和关键技术，能设计实验方案，构建实验系统，规范地进行实验并获取数据，正确分析和解释实验结果。 （4）能在通信系统的设计、调试和测试过程中有效利用相关仪器、计算机等现代工具进行模拟、测试、分析、性能评估，并理解其中存在的局限性。 ### 一、基于XSRP的CDMA通信系统设计 #### 1.1 系统设计原理 在基于XSRP的CDMA通信系统设计中，重点在于理解并实现3GPP定义的WCDMA系统物理层处理流程。具体而言，整个设计遵循WCDMA系统物理层标准，但在某些细节上进行了适当调整以适应XSRP平台的硬件资源限制。例如，可能会对部分参数进行调整或简化某些处理步骤。 **系统架构概述：** - **信源编码**：将原始信息转化为适合传输的形式。 - **传输信道编码**：添加错误校正码，提高数据传输可靠性。 - **添加CRC比特**：用于接收端的数据完整性检查。 - **交织**：用于分散突发错误的影响。 - **扩频**：使用伪随机序列对数据进行扩展，增加抗干扰能力。 - **加扰**：通过对信号进行特定的变换来减少码间干扰和多径效应的影响。 - **物理信道映射**：将处理后的数据映射到物理信道上。 #### 1.2 系统功能验证 在功能验证阶段，需要通过实际操作来确保系统按照预期工作。这包括以下几个关键步骤： - **连接设备**：确保XSRP设备与PC之间的USB和网络连接正常。 - **配置IP地址**：设置PC和XSRP设备的IP地址，以便进行数据传输。 - **硬件初始化**：接通电源并等待设备启动完成。 - **运行实验程序**：使用Labview打开实验程序，如CDMA_Tx_Main.vi，观察并记录输出结果。 ### 二、基于XSRP的OFDM通信系统设计 #### 2.1 系统设计原理 OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）是一种高效的数字调制技术，被广泛应用于现代通信系统中。基于XSRP平台的OFDM通信系统设计，重点在于理解并实现OFDM的关键技术，如子载波分配、保护间隔插入、循环前缀等。 **系统架构概述：** - **FFT/IFFT**：使用快速傅里叶变换(FFT)和逆快速傅里叶变换(IFFT)来进行数据的频率域处理。 - **保护间隔**：在每个符号之间插入一段保护时间，以消除符号间的干扰。 - **循环前缀**：将一部分数据复制到每个符号的前端，用于克服多径传播带来的时延。 - **调制/解调**：采用QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）等调制方式对数据进行调制和解调。 #### 2.2 系统功能验证 功能验证主要包括以下步骤： - **参数配置**：配置XSRP平台的射频参数和其他系统参数。 - **实验运行**：运行基于XSRP的OFDM通信系统实验程序。 - **结果分析**：分析实验结果，评估系统的性能指标，如误码率(BER)、吞吐量等。 ### 三、基于XSRP的TD-LTE物理层链路协议实现 #### 3.1 系统设计原理 TD-LTE（Time Division Duplex Long Term Evolution，时分双工长期演进）是一种移动通信标准，支持高速数据传输。基于XSRP平台的TD-LTE物理层链路协议实现，重点在于理解和实现TD-LTE的关键技术，如时分双工(TDD)、资源块分配、MIMO等。 **系统架构概述：** - **资源分配**：合理分配时隙和频段资源，实现高效的数据传输。 - **MIMO**：利用多输入多输出技术提高数据传输速率和稳定性。 - **调度算法**：采用适当的调度算法来优化资源分配。 - **信令交互**：实现终端与基站之间的信令交互，确保数据传输的正确性和完整性。 #### 3.2 系统功能验证 功能验证同样包括以下几个步骤： - **参数配置**：配置TD-LTE系统的各种参数，包括射频参数等。 - **实验运行**：运行基于XSRP的TD-LTE物理层链路协议实验程序。 - **结果分析**：分析实验结果，评估系统的性能指标，如吞吐量、延迟等。 ### 结论 通过以上三个实验的设计与实施，学生可以深入理解典型无线通信系统的系统构成、应用场景、关键技术及主要参数，并能够应用XSRP软件无线电平台、Labview和Matlab软件设计合适的系统结构和功能单元，选择合适算法编写应用程序。此外，还可以学会如何设计实验方案，构建实验系统，规范地进行实验并获取数据，正确分析和解释实验结果，最终达到对无线通信系统设计、调试和测试全过程的有效掌握。

无线充电技术详解：Maxwell Simplorer与Ansys教你WPT无线电能传输系统实战教程,无线充电技术解析：从Ansys Maxwell Simplorer仿真实战教程，深度探索无线电能传输之道,无线充电仿真 maxwell Simplorer无线充电，无线电能传输，WPT Ansys教程 ,无线充电仿真; Maxwell Simplorer; 无线电能传输; WPT; Ansys教程,Maxwell Simplorer无线充电仿真：无线电能传输与Ansys教程指南 无线充电技术是通过电磁感应或其他无线传播方式进行电能传输的技术，近年来随着科技的进步和对便携式电子设备的需求增长，该技术得到了迅猛发展。本教程深入讲解了无线充电技术的核心原理，以及如何使用Ansys Maxwell Simplorer进行仿真实战。通过本文内容，读者将能够了解无线电能传输（WPT）的整个工作流程，包括无线电能传输的原理、技术实现的关键因素、以及在仿真软件中如何模拟实际应用场景。 在无线充电技术的发展历程中，电磁感应原理的应用无疑是最为常见的一种方式。该技术基于法拉第电磁感应定律，通过创建一个交变磁场，使次级线圈感应出电流，从而实现电能的无线传输。然而，无线充电技术不仅仅局限于电磁感应方式，还包括磁共振、无线电波、激光传输等多种形式，每种方式都有其特定的应用场景和优缺点。 Maxwell Simplorer是一款由Ansys公司开发的电磁场仿真软件，它能够帮助工程师模拟复杂的电磁系统，进行高效的设计和优化。在无线充电技术的仿真实践中，Maxwell Simplorer能够模拟电磁场的分布，分析能量传输效率，以及预测系统在不同条件下的性能表现。通过该软件的仿真实验，工程师可以优化无线充电系统的线圈布局、材料选择和工作频率等关键参数，从而提高充电效率和安全性。 Ansys公司提供的仿真工具不仅限于Maxwell Simplorer，还包括HFSS、Q3D等先进的仿真软件，这些工具在无线充电技术的研发和应用中发挥着重要的作用。HFSS主要用于高频电磁场的仿真，而Q3D则专注于电磁场的3D仿真分析，这些工具的综合运用，可以全面分析无线充电系统中的电磁兼容性、热效应及功率损耗等问题。 此外，无线电能传输系统的设计不仅仅考虑电磁兼容性和效率，还要考虑系统的可靠性、安全性和成本效益。因此，在进行无线充电技术的仿真与设计时，还需考虑多种因素，例如线圈的尺寸、形状和间距，以及传输介质的特性等。这些因素直接影响到无线充电系统的性能，包括充电距离、充电效率和发热问题等。 在实际应用中，无线充电技术已经广泛应用于手机、电动汽车、医疗设备、工业设备等多个领域。对于电动汽车而言，无线充电技术能够提供更加便捷的充电方式，减轻用户的充电负担。而在医疗领域，无线充电技术可以用于植入式医疗设备，避免了导线对病患造成的不便和感染风险。随着技术的不断进步，无线充电技术未来有望实现更远距离、更高效率的电能传输，为人们的生活带来更加智能化和便利化的改变。 由于无线充电技术的多样性和复杂性，本教程以实战案例的方式，通过详细的仿真步骤和结果分析，指导读者逐步掌握无线充电技术的设计与应用。本教程不仅适合于电子工程、电气工程等相关专业的学生和工程师，同时也为对无线充电技术感兴趣的科技爱好者提供了宝贵的学习资料。通过阅读本教程，读者将能够深入了解无线充电技术的原理和仿真实践，为无线充电技术的创新和应用贡献自己的力量。

内容概要：本文详细介绍了利用Maxwell和Simplorer进行无线电能传输（WPT）系统的联合仿真方法。首先，通过Maxwell建立磁耦合机构的几何模型并设置材料属性和激励条件，模拟发射和接收线圈的磁场分布。然后，在Simplorer中构建与磁耦合机构相连的电路系统，如串联谐振电路，并通过接口设置实现两者的联合仿真。最终，通过分析仿真结果，包括电流、电压、功率及传输效率等数据，优化无线电能传输系统的设计。 适合人群：从事无线电能传输研究的技术人员、高校相关专业师生以及对电磁仿真感兴趣的工程技术人员。 使用场景及目标：适用于无线电能传输系统的设计与优化，帮助研究人员深入了解磁耦合机构的磁场分布及其对外部电路性能的影响，从而提高系统的传输效率。 其他说明：文中还分享了一些实用的操作技巧和注意事项，如参数设置、误差校正等，有助于初学者更快掌握联合仿真的方法。

《2024电赛B题无线电子抢答系统设计报告》是一份详细阐述电子工程领域竞赛项目的文档，主要涉及无线通信技术、嵌入式系统设计以及实时控制系统等多个关键知识点。该报告作为毕业设计的范文，为学生提供了一个实用的项目实例，有助于他们理解和掌握相关技术。 1. **无线通信技术**：无线电子抢答系统的核心在于无线通信模块，通常采用蓝牙、Wi-Fi或射频（RF）等技术实现设备间的通信。在设计过程中，需要考虑传输距离、信号稳定性、抗干扰能力以及功耗等因素。对于电赛B题，可能会特别关注快速响应时间，即从抢答信号发出到接收确认的时间，这要求无线通信协议具备低延迟特性。 2. **嵌入式系统设计**：抢答器通常基于微控制器或单片机进行开发，如Arduino、STM32等。嵌入式系统设计涵盖了硬件电路设计和软件编程两部分。硬件上，需要设计合适的接口电路，如按钮输入、无线通信模块连接等；软件上，需要编写控制程序，实现抢答逻辑和通信协议。 3. **实时操作系统（RTOS）**：为了保证抢答的公平性，系统需要实时响应按钮按下事件，因此可能需要使用RTOS来管理和调度任务。RTOS能够保证任务的优先级和实时性，确保抢答信号的优先处理。 4. **数据结构与算法**：在处理抢答逻辑时，可能涉及到队列、栈等数据结构，用于记录抢答顺序和状态。同时，需要设计高效的算法来检测并处理多个抢答信号，避免出现“抢答冲突”。 5. **电源管理**：考虑到抢答器可能需要长时间工作，电源管理是重要一环。设计应考虑电池续航，优化电源转换效率，并在不影响系统性能的前提下降低功耗。 6. **软件调试与测试**：在开发过程中，利用IDE进行代码调试，通过模拟和实物测试验证抢答系统的功能和性能。这包括单元测试、集成测试和系统测试，确保系统在各种条件下都能稳定运行。 7. **硬件原型制作与PCB设计**：从电路板布局到元器件选型，都需要考虑体积、成本和可靠性。PCB设计需要考虑信号完整性，防止电磁干扰，确保所有组件协同工作。 8. **安全性与合规性**：设计时还需遵循相关的电磁兼容（EMC）标准和无线电频率法规，确保设备不会对其他电子设备造成干扰，同时也符合比赛规则。 《2024电赛B题无线电子抢答系统设计报告》涵盖了电子工程领域的诸多关键技术，为学习者提供了宝贵的实践案例，帮助他们深入理解无线通信、嵌入式系统设计以及相关软硬件开发流程。通过这样的项目，学生可以提升自己的工程能力和创新能力，为未来的职业生涯打下坚实基础。

一个介绍如何使用两台PLUTOSDR,通过SDR ANGEL软件进行双向FM（全双工）通信的视频教程。

"AFF3CT: 开源前向纠错工具箱，适用于模拟和软件定义无线电系统" AFF3CT是一个专用于前向纠错（FEC或信道编码）的开源工具箱。它支持广泛的代码：从广泛的Turbo码和低密度奇偶校验（LDPC）码到最近的极化码。该工具箱是用C++编写的，既可以用作模拟器来快速评估算法特性，也可以用作软件定义无线电（SDR）系统中的库或用于其他特定需求。 AFF3CT的设计目标是低延迟和高吞吐量，目标是现代CPU上的多个Gb/s。这在模拟和SDR用例中都是至关重要的：蒙特卡罗模拟需要高性能实现，因为它们通常以大约10^12的估计为目标。另一方面，实际系统中的实现具有非常高效，可以与专用硬件竞争。 AFF3CT通过提供公共参考和开放的模块化源代码来强调最先进结果的可重复性。 通信链信道编码是数字通信系统的核心组件之一。它是指在发送端对信息进行编码，以便在信道中传输，然后在接收端对信息进行解码。信道编码的目的是为了检测和纠正信道中的错误，从而确保信息的可靠传输。 在数字通信系统中，信道编码是由克劳德·香农提出的抽象模型的五个组件之一：信息源、发射机、信道、接收机和目的地。信道编码器将数字消息转换为物理信号，然后在信道中传输。在接收方，组件执行相反的操作来检索源产生的消息。 AFF3CT支持广泛的信道编码算法，包括Turbo码、LDPC码、极化码等。这些算法的实现目标是低延迟和高吞吐量，以满足模拟和SDR用例中的性能要求。 AFF3CT的特点包括： * 广泛的信道编码算法支持 * 高性能实现，目标是现代CPU上的多个Gb/s * 模块化设计，易于扩展和维护 * 开源和开放的源代码，鼓励社区贡献和参与 AFF3CT的应用场景包括： * 模拟和软件定义无线电系统 * 通信链信道编码 * 数字信号处理和分析 * 软件定义无线电系统中的库或组件 AFF3CT是一个功能强大且灵活的前向纠错工具箱，适用于模拟和软件定义无线电系统。它提供了广泛的信道编码算法支持，高性能实现和模块化设计，满足了模拟和SDR用例中的性能要求。

基于AD9361的BPSK调制解调器演示：位同步、误码率测试与零中频架构实践，附Verilog代码,基于AD9361软件无线电平台的BPSK调制解调器与误码率测试Demo：零中频架构与FPGA驱动实现,基于AD9361的BPSK调制解调器、位同步、误码率测试demo。 零中频架构，适用于AD9361等软件无线电平台，带AD9361纯逻辑FPGA驱动，verilog代码，Vivado 2019.1工程。 本产品为代码 ,基于AD9361的BPSK调制解调器; 位同步; 误码率测试demo; 零中频架构; 软件无线电平台; AD9361纯逻辑FPGA驱动; verilog代码; Vivado 2019.1工程。,基于AD9361的BPSK调制解调器Demo：零中频纯逻辑FPGA驱动，支持位同步和误码率测试（Verilog代码）

**ADIF库解析详解** ADIF（Amateur Data Interchange Format），业余无线电数据交换格式，是一种标准的文本格式，用于存储业余无线电操作员的通信记录。这个格式被广泛接受并用于记录诸如呼叫信号、日期时间、频率、模式、报告和其他交流细节等信息。在给定的`adif-parser-ts`库中，开发者可以使用TypeScript或JavaScript来处理和解析这些ADIF日志文件。 `adif-parser-ts`是一个专门针对TypeScript和JavaScript开发的库，其主要功能是将ADIF格式的数据转换为易于操作的对象或数组，同时也能将处理后的数据转换回ADIF格式。这个库的创建，旨在简化业余无线电爱好者或者需要处理ADIF数据的开发者的工作流程。 **核心特性** 1. **解析ADIF文件**：库提供了一种方法，可以读取ADIF格式的文件，并将其内容解析成一个包含多个记录的数组。每个记录都是一个对象，键值对应于ADIF字段，如`CALL`（对方的呼叫信号）、`DATE`（通信日期）等。 2. **验证数据**：库可能包含对ADIF数据的验证机制，确保输入的数据符合ADIF标准，避免不合规的数据导致错误。 3. **构建和序列化**：除了解析，`adif-parser-ts`还支持创建新的ADIF记录，通过提供相应的键值对，然后将这些记录组合成一个ADIF字符串，方便写入文件或在网络上传输。 4. **兼容性**：由于库同时支持TypeScript和JavaScript，它可以无缝集成到各种Web应用、桌面应用或命令行工具中，无论项目是基于Node.js还是浏览器环境。 5. **错误处理**：良好的错误处理机制对于任何库来说都是至关重要的，`adif-parser-ts`可能提供了处理无效或损坏的ADIF文件的机制，能够捕获并报告错误，帮助开发者快速定位问题。 6. **API设计**：API接口设计简洁易用，使得开发者可以轻松地将ADIF解析功能整合到他们的项目中，例如，可能有一个`parseAdifFile()`函数用于读取文件，以及一个`toAdifString()`函数用于将数据转回ADIF格式。 **使用示例** 在实际应用中，开发者可以按照以下步骤使用`adif-parser-ts`： 1. 安装库，如果是Node.js项目，可以通过npm进行安装：`npm install adif-parser-ts`。 2. 导入库，例如在TypeScript中：`import { parseAdifFile } from 'adif-parser-ts';` 3. 使用`parseAdifFile()`读取并解析ADIF文件，如：`const records = parseAdifFile('path/to/your/adif/file.adif');` 4. 这会返回一个包含ADIF记录的数组，可以遍历并处理这些记录，例如打印呼叫信号：`records.forEach(record => console.log(record.CALL));` 5. 若要创建新的ADIF记录并序列化，可以先创建一个对象，然后调用序列化函数：`const newRecord = { CALL: 'YOUR_CALL', DATE: 'YYYYMMDD' }; const adifString = toAdifString([newRecord]);` **总结** `adif-parser-ts`是一个强大的工具，它为处理业余无线电日志数据提供了便利。通过这个库，开发者可以高效地解析和构建ADIF格式的文件，从而更好地管理和分析业余无线电的通信记录。无论是用于个人记录还是大型业余无线电活动的管理，这个库都能提供坚实的支持。

泰克官方全球无线电频段速查参考图, 矢量PDF文档可无限放大, 可打印挂墙.