无线通信第二次Labview实验

《无线通信基础》课程研究性学习手册数字调制解调实验Ⅱ时间：2016年5月15日目录一．实验任务 11.发送端top_tx主程序 12.发送端top_rx主程序 13.添加QPSK调制解调模块 1二.理论分析 21.发送端介绍 22.接收端介绍 4三.实验步骤 71.设置IP 72.更改参数 73.运行程序 7四.结论及分析 71.BPSK信号发送接收实验 72.QPSK调制解调 8五．遇到的问题及解决 10六．扩展问题 10七.心得与体会 11八.参考文献 12本模块主要实现USRP的初始化，是配置一些基本USRP参数的模块。主要分三个模块：niUSRPOpenTxSession,niUSRPConfigureSignal和niUSRPCommit。niUSRPOpenTxSession将设备的ip地址作为设备名称输入得到所有子NI-USRP之间的会话认证。niUSRPConfigureSignal是对输入信号的各种参量（如采样率，天线增益，载频）的认证。niUSRPCommit起到一个对任意改变参数进行验证，并将会话认证转成ip地址输出的作用。程序中给信号加上了error，我们可在最后的errorout中查看输出。1.2transmitterMod本模块是调制程序的核心，实现的是基带信号的产生，包括信源编码，调制，脉冲成形等重要功能。首先通过TX_init得到符号速率和数量从而绘出星座图和眼图，然后将输入的符号序列通过调制转换为基带信号，再在前面加入保护间隔和控制序列，进行脉冲成型，然后通过设置的AWGN信道输出。1.3Tx-prepare-for-transmit本模块的作用是对调制完的信号幅度进行归一化。确保IQ数据没有超过1，否则发生数据溢出。1.4TXRF_send图7TXRFsend本模块实现的功能是把调制完的数据写入USRP，实现发送。将参数传递到NiUSRPWriteTXdata，之后以CDB的形式发送。2.接收端介绍本实验接收端端的解调主程序包含5个功能模块，其功能分别如下所述。2.1RXRF_init本模块的作用实现USRP初始化。与发送端相似，先通过niUSRPOpenTxSession将设备的ip地址转成会话认证，再将会话和相干频率与时基时钟源作为niUSRPcommit的会话认证输入，然后才能允许输出。2.2RXRF_config本模块的作用是配置USRP的参数。正常接收时，将设置好的调制参数与usrp的配置参数传递过来，经niUSRPConfigureSignal认证后输出。2.3RXRF_recv本模块的作用是接收射频信号，并且下采样到中频。将接收端的采样率和捕捉时间相乘取整作为采样点数，会话，触发电平等参量传递给收端的触发捕捉模块进行接收得到IQ波形。将相干位置作为参量控制捕捉的停止，以便其他程序开启运行，同时通过检测包确保如果没有出现error接收端将不发生超时。2.4receiver本模块是解调程序的核心，实现的是恢复出原数据流。包括匹配滤波，同步，信道估计，均衡，解调，检测误码率等重要功能。它主要完成三个任务，首先通过确定符号速率从而得到保护序列和训练序列，然后把基带信号通过匹配滤波，同步，信道估计和均衡解调得到比特流，并画出接收信号的星座图和眼图。2.5RXRF_close.(SubVI)本模块的作用是关闭USRP会话。将ip地址作为参数确保相应的USRP关闭，再将信号调制解调过程中的错误和保护序列以及训练序列对应的错误一起合并输出，作为最终error。

三.实验步骤1.设置IP经过查询我们得知所用的USRP的IP地址为192.168.10.55，所以我们将电脑IP地址改为同一网段的192.168.10.1。2.更改参数我们实验过程中主要更改的前面板的参数有IP地址：192.168.10.55Oversamplefactor：调到30和25无法正常运作，后改成20和18都可以Capturetime：我们尝试找最低临界值，在30ms时程序崩溃，50及以上乃至400ms都可以，不过越大程序运行越慢此外，我们用的频率是980MHz。3.运行程序点击tx端的连续运行，然后点击rx端的单步运行，等待，就可以看到收到的文本和星座图，眼图。

四.结论及分析1.BPSK信号发送接收实验完整的发送端和接收端BPSK运行截图如下。运行时，先运行top-tx发送前面板，然后连续运行top-rx前面板即可。 2.QPSK调制解调QPSK信号发送端和接收端完整前面板如图所示：与BPSK同样的道理，由于实际信道中的噪声，收端的星座图星座点变大，眼图中眼皮也变厚了，但是只要信噪比在一定的范围内，仍然可以正常的解调。

五．遇到的问题及解决问题1：我们连好程序之后，无法正常接收，错误显示却是在给定程序中而不是自己设计的模块里。如图所示。解决：通过请教助教，我们得到解答。是前面参数有错误才导致这种现象的发生，所以我们仔细检查了每个模块，更改好参数问题得到解决。问题2：为了更深入的探究我们尝试更改了很多参数，寻找其影响特性，结果导致程序多次崩溃。解决：因为实验程序模块较多，所以在捕捉时间不合理等情况发生时，实验系统会崩溃，所以在我们选取合适范围内的参数时程序就可以运行了。

六．扩展问题发送端与接收端USRP参数的配置都有什么意义？USRP参数的设置对结果有什么影响？答：参数主要有以下几个：IP地址的配置：计算机和USRP要属于同一网段，但是不能完全相同。carrierfrequency：频率需要设置成相同值，不能太低，大约900以上发端的发送天线设置为tx1,收端的接收天线设置为rx2。tx1因为既可以做发送端也可以做接收端，但是rx2天线只能接收不能发送。oversamplefactor和samplerate两个参数，收发端要调整为一致，不一致的话无法正确接收接收端的capturetime要设置的大一点，以保证对文本和信号有足够时间来捕捉接收。收发端的调制方式要选择相同。否则无法运行。在本实验中，控制序列的调制方式是QPSK，改变控制序列的调制方式对同步结果有什么影响？答：QPSK的同步性能要优与BPSK,。由于接收端控制序列的解调方式也是QPSK，改变控制序列的调制方式将不能实现正常解调，同步结果将产生错误。除非将收发端的调制方式都统一改变，这样才能实现对信号的正确接收。七.心得与体会本次试验分为两个模块，即发送端与接收端。我们小组遇到最大的问题就是发送端可以工作，接收端无论怎样调整程序都无法成功接收，找不到哪里出错，实验无法继续进行，非常苦恼。这就要考验我们的耐心，涉及到参数的配置问题，稍有不同，就得不到实验结果。此外我们对Labview的使用及其不熟练，我们还是应当多多接触Labview，更加熟练的使用Labview。平时理论知识的学习也为