实验指导书(实验2-数字调制解调Ⅱ)

实验二数字调制解调实验Ⅱ

1、实验目标

本实验的目的是使用USRP来实现发射和接收射频信号，并且通过LabVIEW 来实现对不同调制信号的同步性能的对比，由于你在实验一中已经完成了数字调制的实验，所以在做这部分实验时，需要用到之前的调制解调模块。该实验将通过配置USRP的参数来使你了解把基带信号上变频到射频信号以及把射频信号下变频到基带信号的过程，并熟悉LabVIEW中的各种USRP模块的配置方法。

2、实验环境与准备

软件环境：LabVIEW 2012（或以上版本）；

硬件环境：一套USRP和一台计算机；

实验基础：了解LabVIEW编程环境和USRP的基本操作；

知识基础：了解常见的数字调制解调技术以及相关概念。

3、实验介绍

本实验发送端主程序的前面板如图所示，首先是USRP的基本参数设置，包括IP地址、载波频率、IQ采样率等；接下来是PN序列的参数设置，包括保护间隔、信息序列长度、同步比特长度和PN序列的类型；然后是采样数和滤波器参数；之后是输出的PN序列以及调制前的信号时域图，频域图；最后是不同调制方式的不同调制结果。

接收端主程序的前面板如图所示，一开始的设置与发送端一样。在解调部分，是解调信号以及它的时域图、频域图、星座图和误码数，你可以通过这些来判断你的程序是否正确。

图1 数字调制解调实验发送端前面板

图2数字调制解调实验接收端前面板

1、发送端介绍

本实验发送端的调制主程序包含4个功能模块，其功能分别如下所述。（1）TX_init

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。（2）transmitter

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。

（3）TXRF_prepare_for_transmit

本模块的作用是对调制完的信号幅度进行归一化。

（4）TXRF_send

本模块实现的功能是把调制完的数据写入USRP，实现发送。

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。（1）RXRF_init

本模块的作用实现USRP初始化。

（2）RXRF_config

本模块的作用是配置USRP的参数。

（3）RXRF_recv

本模块的作用是接收射频信号，并且下采样到中频。

（4）receiver

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。

（5）RXRF_close.(SubVI)

本模块的作用是关闭USRP会话。

实验中USRP 配置原理及流程已经在第四章中介绍过了，请参考第四章来进行USRP的配置。

4、实验任务

本次实验中你需要完成的有top_tx和top_rx两个主程序，完成实验后，你需要提交上述程序和实验报告。

你所要完成的任务是下面这三个，目标是在进行完这三个任务后得到一个完

整的程序，使其可以实现全部的功能。

（1）发送端top_tx主程序

在学生版程序中，BPSK的调制解调模块是完整的，你需要在BPSK选板中完成发送和接收的USRP配置工作。程序中通过USRP发送数据所需的VI都已经添加好了，你需要做的是把这些VI与你的数据流和这些VI之间通过适当的连线相连，同时修改一些发送所需的参数。

（2）发送端top_rx主程序

这也是基于BPSK调制解调完整的情况下，在接收端完成USRP模块的连接，同时修改接收所需的参数。

在完成任务一后你需要通过USRP发送和接收BPSK信号来检验你配置的USRP是否正确（图）。在确认USRP配置正确后，再进行任务（3）。

图3 BPSK调制

（3）添加QPSK调制解调模块

你需要在程序中完成QPSK的调制和解调。实现方式可以参考BPSK或者上一个实验。在整个完成实验的过程中，你始终要注意自己添加的调制解调模块的数据类型与提供给你的模块之间的数据类型的匹配。

5、实验扩展

1、发送端与接收端USRP参数的配置都有什么意义？

2、USRP参数的设置对结果有什么影响？

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？