基于RTL-SDR的软件无线电接收机设计
基于NI USRP与RTL-SDR的无线通信收发系统的实现
Ｉ ｍ ｐｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｏ ｆ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
ＮＩ ＵＳ ＲＰ ａ ｎｄ ＲＴＬ— Ｓ ＤＲ
Ｗａ ｎ ｇ Ｘｉ ａ ｏ ｌ ｉ Ｌ ｕ Ｘｕ ｔ ａ ｏ Ｓ ｕ ｎ Ｙｕ ｎ ｑ ｉ ａ ｎ ｇ Ｘｉ ｅ Ｄ ｉ ａ ｎ ｊ ｕ ｎ
己 口Ｉ ７ 年 ｌ 口月
Ｉ 第］ ５ 卷第１ 口期
研 究 与 开 发
基 于 ＮＩ Ｕ Ｓ ＲＰ与 Ｒ Ｔ Ｌ － Ｓ Ｄ Ｒ 的无 线 通 信 收 发 系统 的 实 现
王 晓 丽 鲁 旭 涛 孙 运 强 解 殿 君
（ 中北 大 学信 息 与通 信 工 程 学 院 太 原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ）
ｔ ｒ ａ ｎｓ ｍｉ ｔ ｔ ｅ ｒ ，ＲＴＬ－ Ｓ ＤＲ ａ ｓ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ｗｉ ｌ ｌ ｂ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｉ ｎ Ｐ Ｃ．Ｔｈ ｅ ｉ ｍｐ ｌ ｅ — ｍｅ ｎｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｄ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｎ ｓ ｅ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ
Ｏ 引 言
SDR接收机说明书
安装驱动第一步，插入RTL-SDR 软件无线电接收机，1. xp提示发现新硬件，是否自动安装驱动，选择否。
2. windows 7 提示发现新硬件，同时自动搜索驱动，点取消。
第二步，安装Zadig驱动。
1. xp系统安装 zadig-xp ；（注意：如果软件打不开，请安装微软的net 3.5（百度搜NET 3.5）2. 其他Windows版本（WIN7，WIN8，WIN10）安装zadig_win8（可能需要禁用数字签名）安装驱动时请关闭360杀毒、安全卫士等软件如果系统是WIN10，也可能显示”RTL2832UHIDIR”, 选中，点Replace Driver。
1. 运行zading，单击options，选择list all devices ，在下拉列表里选择bulk-in，interface （interface0），绿色箭头右边默认winusb ，然后单击instatll driver 。
2. 检查驱动是否安装完成。
桌面上右击我的电脑，单击管理，在左边的列表选择设备管理器，如下图在右边可看到驱动已安装完成。
3.如果如下图，设备名称上显示黄色感叹号，说明驱动没有安装好。
再次运行zading ，在下拉列表里选择bulk-in，interface （interface 1），再安装一次驱动即可。
WIN10系统，可能显示RTL2832UHIDIR,选中，点Replace Driver第三步，运行 SDRSharp.exe 。
A：接收25MHz-1.7GHz VHF和UHF。
（FM调频广播，航空通话，对讲机，电视伴音等）1，连接天线：在25MHz-1.7GHz接口连接天线。
2，设置：在左上角的下拉列表中选择RTL-SDR/USB ，点右边的configure，勾选tuneragc。
点Close退出设置。
在单击左上角的Play （开始）。
用鼠标拖动右边上部的红色指针，即可调整频率。
3．调频广播：87-108MHz 选择WFM2. 民用对讲机: 136MHz-174MHz 制式为NFM400MHz-470MHz 制式为NFM3．业余超短波电台：50-54MHz，144-148MHz，430-440MHz NFM4. 机场塔台通话: 118-135.975MHz。
基于RTL-SDR的低成本软件接收机设计与实现
SDR接收机的设计与实践
SDR接收机的设计与实践SDR接收机的设计与实践近年来，软件定义无线电（Software Defined Radio，简称SDR）技术得到了广泛应用和持续发展。
SDR接收机作为SDR系统的重要组成部分，在通信、无线电频谱监测、雷达、无线电干扰分析等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍SDR 接收机的设计原理、实践经验以及相关应用案例。
一、SDR接收机的设计原理SDR接收机的核心思想是将传统的无线电硬件功能移入软件，通过数字信号处理对射频信号进行取样、滤波、解调等处理。
其设计原理主要包括前置放大、模拟-数字转换、滤波和解调等关键步骤。
1. 前置放大SDR接收机中的前置放大器负责将输入信号的电平增益至适宜的范围，以提高接收灵敏度和动态范围。
在设计前置放大器时，需要考虑增益平坦性、噪声系数和非线性失真等关键指标，并根据应用场景选择合适的放大器类型。
2. 模拟-数字转换模拟-数字转换是SDR接收机的重要环节，用于将收到的模拟信号转换为数字信号进行后续处理。
传统的模拟-数字转换器（ADC）采用采样保持电路将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
在设计中，需要根据所需的带宽、采样率和分辨率等要求选取适当的ADC芯片。
3. 滤波滤波是SDR接收机中的重要环节，用于抑制带外噪声和无用信号，使得后续的数字信号处理更加精确和高效。
一般使用低通滤波器对采样后的信号进行滤波处理，以滤除高频噪声和混频产生的谐波等不必要信息。
4. 解调解调是SDR接收机的关键环节，用于从接收信号中恢复出原始的信息信号。
不同的调制方式需要采用不同的解调算法，常见的解调方式包括调幅解调、调频解调、调相解调等。
解调算法的选取需要根据具体的应用场景和系统需求进行优化。
二、SDR接收机的实践经验在实践中，设计和实现一个高性能的SDR接收机需要多个方面的综合考虑。
以下是一些关键的实践经验和技巧：1. 选择适当的硬件平台：根据应用需求和性能要求，选择合适的硬件平台，如通用计算机、FPGA、DSP、ARM等。
基于软件无线电技术的通信系统设计与实现
基于软件无线电技术的通信系统设计与实现近年来，随着软件无线电技术（Software Defined Radio，SDR）的不断发展和成熟，无线通信领域也迎来了前所未有的发展机遇。
基于SDR技术的通信系统设计与实现，成为了当前无线通信领域的一个热门课题，吸引了众多研究人员的关注。
软件无线电技术是指通过软件编程的方式，使无线电设备能够灵活地改变其发送和接收的参数、频率、协议等通信参数，从而实现可编程、灵活和智能的无线通信。
随着SDR技术的不断发展，通信系统设计的自由度也越来越高，同时也加快了通信系统设计的速度和灵活度。
基于SDR技术的通信系统，其关键在于SDR硬件的设计和软件开发。
SDR硬件系统应该具备高性能的信号处理和数字信号处理能力，同时还要保证成本尽可能低、易于开发和实现。
而软件开发方面需要涉及到通信协议的设计、算法的实现、系统架构的设计和集成等。
在SDR技术的发展过程中，有一个关键的问题是：如何有效地利用SDR系统的处理能力？如果不能有效地利用SDR技术的处理能力，那么整个通信系统的设计与实现就无法真正发挥它的作用。
因此，在SDR技术的通信系统设计过程中，需要特别注重算法的开发和优化。
在SDR技术的基础上，通信系统的设计与实现可以分为以下几个步骤：1. 系统架构设计通信系统架构设计是整个通信系统的基础，决定了整个系统的性能、可扩展性和兼容性。
系统设计要根据具体的应用场景和需求，结合SDR技术的特性和限制来选择系统框架、信号处理算法和通信协议等。
2. 硬件实现SDR硬件的实现可以采用FPGA（Field Programmable Gate Array）或者ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）等可编程芯片，具有高质量、可重用性好、高性能、可扩展等优点。
基于SDR技术的通信系统最关键的是ADC（Analog-to-Digital Converter）和DAC（Digital-to-Analog Converter）的设计，在SDR的硬件设计中，ADC和DAC的选择与性能对SDR的系统性能有着决定性的影响。
详解：软件无线电（SDR）发射和接收过程
详解：软件无线电（SDR）发射和接收过程常规的外差式无线电接收器已经使用了近一个世纪，如图所示。
我们再次回顾一下模拟接收器的结构，以便于和数字接收器进行比较。
首先，来自天线的射频信号被放大，通常射频部分利用一个调谐器将感兴趣的频段区域的信号进行放大。
这个放大的射频信号被送入一个混频器。
来自本振的信号也被送入混频器，其频率由无线电的调谐控制决定。
混频器将所需的输入信号转换为中频，如图所示。
中频部分是一个带通放大器，只允许一个信号或者无线电台通过。
常见的中心频率是455kHz和10.7MHz，用于商业的AM和FM广播。
解调器从几个不同的方案中选择一个，将中频输出信号还原成初始调制信号。
例如，AM利用包络检波器，FM利用频率鉴别器。
在一个典型的家用收音机中，解调后的输出信号被送入到一个音频功率放大器，驱动一个扬声器。
混频器对两个输入信号进行模拟相乘，生成一个差频信号。
通过设置本振频率，从而使得本振频率与想要的输入信号（你想要接收到的无线电台）的差值等于中频。
例如，你想接收频率为100.7MHz的调频电台，中频为10.7MHz，你需要将本振调整至：此过程称作“下变频”，因为一个高频信号通过混频器下移到低频率。
中频部分的作用相当于一个窄带滤波器，只允许被转换后的射频输入的一个“片段”通过。
中频部分的带宽等于你试图接收到的信号（或者“无线电台”）的带宽。
商业调频电台的带宽大约为100kHz，调幅电台带宽为5kHz，分别对应相应的频道间隔200kHz和10kHz。
软件无线电接收器软件定义的无线电接收器框图如图所示。
射频调谐器将模拟射频信号转换为模拟中频，与模拟接收器的前三个阶段相同。
接下来，A/D转换器将中频信号数字化，从而将其转换成数字样点。
这些样点被送入下一级，即图中虚线框所示的数字下变频（DDC）。
数字下变频通常是一个单独的芯片电路或者FPGA的IP核，它是SDR系统的关键部分。
01数字下变频（DDC）一个常规的DDC包含三个主要部分：•一个数字混频器；•一个数字本振；•一个FIR低通滤波器。
软件无线电实验报告
软件无线电实验报告软件无线电实验报告引言：软件无线电（Software Defined Radio，简称SDR）是一种新兴的无线通信技术，它通过软件来实现无线电信号的处理和调制解调。
相比传统的硬件无线电，SDR具有更高的灵活性和可配置性。
本实验旨在通过搭建一个简单的SDR系统，探索其原理和应用。
一、实验目的本实验的目的是搭建一个基于SDR的无线通信系统，并通过实际操作来了解SDR的工作原理和应用场景。
具体实验目标如下：1. 理解SDR的基本原理；2. 学习使用SDR平台进行信号处理和调制解调；3. 实现简单的无线通信功能。
二、实验环境和工具1. 硬件设备：电脑、SDR硬件平台（如RTL-SDR等）；2. 软件工具：SDR软件平台（如GNU Radio等）。
三、实验步骤1. 搭建SDR硬件平台：将SDR硬件连接至电脑，确保硬件设备正常工作；2. 安装SDR软件平台：根据硬件平台的要求，下载并安装相应的SDR软件平台；3. 配置SDR软件平台：根据实验需求，设置SDR软件平台的参数，如采样率、中心频率等；4. 实现信号接收：使用SDR软件平台接收无线电信号，并通过可视化界面展示信号的频谱特征；5. 实现信号处理：使用SDR软件平台对接收到的信号进行处理，如滤波、解调等；6. 实现信号发送：使用SDR软件平台将处理后的信号发送出去，构建一个简单的无线通信链路；7. 进一步实验：根据实际需求，深入研究SDR的其他应用领域，如无线电频谱监测、无线电定位等。
四、实验结果与分析通过搭建SDR系统并进行实验操作，我们成功实现了无线信号的接收、处理和发送。
在信号接收方面，我们能够准确地捕获无线电信号，并通过频谱分析工具展示信号的频谱特征。
在信号处理方面，我们可以使用SDR软件平台提供的各种信号处理模块对接收到的信号进行滤波、解调等操作。
在信号发送方面，我们可以将处理后的信号通过SDR软件平台发送出去，实现简单的无线通信功能。
基于软件定义无线电技术的通信网络设计
基于软件定义无线电技术的通信网络设计随着通信技术的不断发展和进步，软件定义无线电（SDR）技术逐渐成为通信网络设计中的重要组成部分。
SDR技术基于软件定义的无线电硬件平台，通过程序控制可以灵活地改变无线电通信信号的处理方式，具备较高的灵活性和可配置性，能够适应多样化的通信需求和环境条件。
本文将介绍基于SDR技术的通信网络设计，并探讨其应用前景和挑战。
首先，基于SDR技术的通信网络设计可以提供更灵活的通信方案。
传统的通信网络设计通常需要依靠特定的硬件设备来实现特定的通信功能，而SDR技术则可以通过软件的方式在已有硬件平台上实现不同的通信功能。
这种灵活性使得通信系统可以根据特定需求进行实时调整和优化，从而实现更高效、更智能的通信。
其次，基于SDR技术的通信网络设计可以提供更好的频谱利用效率。
传统通信系统中，不同的无线电通信服务需要独占一定的频谱资源，而SDR技术可以通过动态频谱访问和共享的方式，实现多种通信服务在相同频段上并行进行。
这种频谱的共享和动态分配可以大大提高频谱利用效率，减少频谱资源的浪费，进而提升整体通信系统的容量和性能。
另外，基于SDR技术的通信网络设计可以支持更好的网络协议和接口兼容性。
传统通信网络设计中，不同的通信设备可能使用不同的网络协议和接口标准，导致系统之间的兼容性问题。
而SDR技术可以通过软件的方式实现不同通信标准的兼容性，减少不同设备之间的接口差异，提高整个网络系统的互操作性和兼容性。
除了上述优势，基于SDR技术的通信网络设计还可以提供更好的安全性和鲁棒性。
SDR技术可以通过软件方式实现通信系统的信息加密和解密等安全功能，保护通信数据的隐私和完整性。
同时，SDR系统具备较高的鲁棒性，可以实现自动故障检测和容错处理，提高通信系统的可靠性和稳定性。
然而，基于SDR技术的通信网络设计在实际应用中也存在一些挑战。
首先，SDR技术需要具备高性能的计算平台来支持实时信号处理和通信功能实现，这对硬件和软件的设计都提出了较高的要求。
软件定义无线电（SDR）通信技术的设计与改进策略
软件定义无线电（SDR）通信技术的设计与改进策略摘要：随着技术的不断发展，软件定义无线电（SDR）通信技术作为一种创新的通信方案，正逐渐应用于现代通信系统中。
本论文旨在探讨SDR通信技术的设计和改进策略。
我们通过研究已有的SDR系统，分析其优点和局限性，并提出了相应的改进方案。
重点关注的领域包括频谱利用效率、系统容量和灵活性等。
通过引入新的调制和编码方法，优化信道管理算法以及改进硬件设计等手段，我们期望提高SDR系统的性能和适应性。
最终目标是实现更稳定、高效且灵活的无线通信系统。
关键词：无线电；通信技术；改进策略引言随着技术的不断发展，软件定义无线电（SDR）通信技术作为一种创新的通信方案，在现代通信系统中扮演着越来越重要的角色。
本论文旨在探讨SDR通信技术的设计与改进策略。
通过研究现有的SDR系统并分析其优点和局限性，我们将提出针对频谱利用效率、系统容量和灵活性等方面的改进方案。
通过引入新的调制和编码方法、优化信道管理算法以及改进硬件设计等手段，我们期望推动SDR技术的发展，实现更稳定、高效且灵活的无线通信系统。
1.SDR通信技术概述SDR（软件定义无线电）通信技术是一种基于计算机和软件的创新通信方案。
它通过将无线通信的关键功能从传统硬件转移到可编程软件中，实现了通信系统的灵活性和可配置性。
SDR技术可以适应多种通信标准和频谱，并在不同环境下进行快速应用调整和升级。
它提供了更高的频谱利用效率，增强了系统容量和性能。
SDR还支持灵活的无线资源管理和动态频谱访问，促进了无线网络的自组织和协同。
综上所述，SDR通信技术为现代通信系统的发展提供了先进的工具和解决方案，有着广阔的应用前景。
2.已有SDR系统的研究和分析在已有的SDR系统研究和分析中，对各种现有系统进行了深入调查。
研究人员综合评估了这些系统的性能和局限性，并分析了它们在频谱利用效率、系统容量和灵活性等方面的表现。
其中，一些系统在特定应用场景下取得了显著成果，但仍存在一些挑战，例如频谱效率不高、复杂调制技术的应用有限等。
基于SDR技术的无线电设计方法
基于SDR技术的无线电设计方法
将先进的无线电标准转化为商业上可行的通讯设备，这其中面临很多困难，而一个重要的障碍就是无法通过简单的修改使产品适应多个链路级标准和带宽。
这种状况限制了硬件的商业使用寿命，反过来又影响了设计参数。
简言之，不能适应技术或市场需求变化的无线手机，将无法获得在工程资源方面
的投资，而这恰是它们在竞争中存活下去的必要条件。
软件定义无线电(SDR)提供了一整套无线电技术，可以进行动态编程以支
持各种不同的波形、满足新涌现的链路级连接标准、提供新的通信协议和特性，并能改善性能和提供新服务。
美国军方目前已经使用SDR为士兵配备无线电，以便士兵能无线下载软件模块，并与使用不同波形和频率的支援飞机、侦察机以及其它军事系统建立联系。
SDR技术可以为商用无线手机供应商带来类似的优势吗？这些供应商不
仅面临较短产品生命周期和不同设备标准的困扰，还具有极高的成本敏感度。
原则上，SDR似乎能够提供现成且极具吸引力的解决方案，但在设计和实施
优化方案的时候，SDR却面临严峻挑战。
总体而言，如果一个硬件平台足够
通用以支持软件中的各种特性，那幺它就必须集成昂贵的元件或消耗大量的
功率，或者两者皆有。
有没有方法能够打破这种性能权衡的怪圈呢？。
软件无线电数字化中频接收机设计与实现的开题报告
软件无线电数字化中频接收机设计与实现的开题报告一、选题背景及意义随着数字信号处理技术的发展，软件定义无线电（Software Defined Radio, SDR）的概念被提出并得到了广泛应用。
现有的硬件无线电设备大多是采用硬件电路设计实现的，其功能和性能都由硬件电路决定，而且硬件电路的设计和实现较为复杂，调试和升级也比较困难。
采用软件无线电数字化中频接收机设计实现，可以将无线电接收机的一些功能和处理过程通过软件实现，从而降低了硬件的设计和开发难度，同时也可以实现更灵活的功能和更优秀的性能。
二、研究目的和研究内容本课题的研究目的是设计和实现一种基于软件无线电数字化中频接收机的无线电接收系统，主要包括以下内容：1.设计无线电数字化中频接收机的原理，包括信号采集、数字化、中频处理和信号解调等部分。
2.对无线电数字化中频接收机的主要模块进行设计和实现，包括RF 前端模块、基带数字化处理模块和信号解调模块。
3.进行实验验证和性能分析，对系统的灵敏度、动态范围、带宽等参数进行测试和分析。
三、研究方法和技术路线本课题的研究方法主要是基于软件无线电数字化中频接收机的设计和实现，主要技术路线如下：1.进行软件无线电数字化中频接收机的原理研究，包括信号采集、数字化、中频处理和信号解调等内容。
2.针对软件无线电数字化中频接收机的原理，进行系统的设计和实现，其中包括RF前端模块、基带数字化处理模块和信号解调模块等部分。
3.进行实验验证和性能分析，对系统的灵敏度、动态范围、带宽等参数进行测试和分析，从而得出系统性能的优缺点和现实应用的可行性。
四、预期成果和创新点本课题的预期成果是设计和实现一种基于软件无线电数字化中频接收机的无线电接收系统，主要创新点如下：1.采用软件无线电数字化中频接收机的设计方案，实现无线电接收机的灵活性和性能优化。
2.通过实验验证和性能分析，评估系统的性能和可行性，为软件无线电数字化中频接收机的应用提供理论和实践基础。
SDR-软件无线电
SDR-软件无线电一、什么是SDR？SDR(Software Defined Radio-软件定义无线电)是一种无线通信系统，它采用可重新配置，基于软件组件来处理和转换数字信号。
与传统无线电通信系统不同，这种无线电设备具有高度的灵活性和通用性是一种新兴技术用于连接我们日益增长的无线世界。
如下图所示，典型的SDR系统由模拟前端和数字后端组成；模拟前端处理无线电通信系统的发送(Tx)和接收(Rx)功能；最高带宽的SDR平台设计用于在广泛的频率范围内运行，通常接近DC-18 GHz。
图1.软件定义无线电系统简化框图SDR系统的前端处理模拟域中的信号，而后端处理数字域中的信号。
模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)用于将信号从一个域转换到另一个域。
数字后端采用现场可编程门阵列(FPGA)，并利用可重新配置的逻辑门实现不同的功能。
该FPGA具有各种板载数字处理能力，包括：调制、解调、上变频和下变频。
这种数字后端的可重构性使新算法和协议可以轻松实现，而无需修改现有硬件。
二、SDR架构典型SDR平台的架构由以下板组成:电源、数字、时间、接收(Rx)和发送(Tx)模块。
这些模板使用高速电缆连接，以确保数据从一块板快速传输到另一块板。
电源板的作用是为SDR系统的子板供电。
三、SDR应用SDR的灵活性使其成为广泛市场的合适选择。
其中包括各种关键任务应用，如雷达、测试和测量、磁共振成像(MRI)、全球导航卫星系统 (GNSS)、低延迟链路以及频谱和监测。
四、SDR平台及特点典型SDR平台的时钟分配网络以时钟板为中心，该模块为SDR系统的模块提供干净稳定的时钟。
Per Vices公司的Crimson TNG SDR 平台中计时板使用恒温晶体振荡器(OCXO)作为其内部参考时钟的源。
该参考源可提供准确且稳定的(5 ppb)10MHz信号。
高性能SDR平台还设计为支持外部参考时钟。
SDR平台的接收(Rx)板由多个独立的接收通道组成。
基于软件无线电的扩频数字接收机研究的开题报告
基于软件无线电的扩频数字接收机研究的开题报告一、选题背景随着通信技术的不断发展，无线通信技术已经成为现代通信领域不可或缺的重要组成部分。
软件定义无线电（Software Defined Radio, SDR）是一种创新的无线电通信技术，其核心思想是用软件代替传统的硬件电路实现无线电通信。
与传统硬件无线电相比，SDR的灵活性更高，成本更低，同时也更适合于数字信号处理。
因此，SDR已经成为无线通信领域的研究热点之一。
扩频技术作为一种广泛应用于通信系统中的数字调制技术，具有抗干扰、提高安全性、提高数据传输速率等优势。
传统扩频接收机的实现需要大量的硬件电路，而基于软件无线电的扩频数字接收机则可以在软件中实现，具有更高的灵活性和可靠性。
在此背景下，本文将开展基于软件无线电的扩频数字接收机研究，并探讨该技术在实际应用中的优缺点以及可能存在的问题和解决方案。
二、研究目的和意义基于软件无线电的扩频数字接收机在实际应用中具有广泛的应用前景。
首先，基于SDR的扩频数字接收机可以使无线通信系统更加灵活和高效，从而提升系统的性能和稳定性。
其次，该技术可以降低硬件成本，简化系统结构，同时也为后续的研究工作提供可靠的数据基础。
因此，本文旨在探讨基于软件无线电的扩频数字接收机的实现方法和性能优化方案，为实际应用提供技术支持和参考。
三、研究内容1. 扩频数字通信系统的基础原理和技术特点；2. 基于软件无线电的扩频数字接收机设计和实现；3. 扩频数字接收机的性能测试和优化方案探究；4. 对比分析不同实现方式的各自优缺点；5. 系统应用场景的探讨和研究。
四、预期成果1. 实现基于软件无线电的扩频数字接收机原型，并进行性能测试；2. 对比分析不同实现方式的各自优缺点，并提出优化方案；3. 探讨基于软件无线电的扩频数字接收机在实际应用中的性能和可行性；4. 撰写论文，发表学术论文。
五、研究方法1. 文献调研和资料分析；2. 硬件环境搭建，软件框架设计；3. 系统实现和性能测试；4.数据分析和性能优化。
软件定义无线电通信系统的设计与实现
软件定义无线电通信系统的设计与实现软件定义无线电（Software Defined Radio，简称SDR）是一种基于软件的无线电通信技术，可以灵活地实现不同无线通信标准的接收和发射功能。
在软件定义无线电通信系统的设计与实现过程中，需要考虑多个方面的因素，包括硬件系统设计、射频前端设计、信号处理算法实现、通信协议设计等。
本文将从这些方面对软件定义无线电通信系统的设计与实现进行探讨。
首先，硬件系统设计是软件定义无线电通信系统的基础。
硬件系统由射频前端、中频处理单元和数字处理单元组成。
射频前端负责信号的接收和发射，包括射频采样、频率转换和信号放大等功能。
中频处理单元主要处理接收到的信号，进行滤波、解调等操作。
数字处理单元则负责信号的数字化和处理，包括解码、编码、误码纠正等功能。
在硬件系统设计中，需要考虑到射频前端的带宽、灵敏度等参数的选取，并合理设计数字处理单元的计算能力、存储容量等。
其次，射频前端设计是软件定义无线电通信系统中的关键环节。
射频前端的设计需要考虑到满足多种通信标准的要求。
在射频前端设计中，常用的技术包括频率合成器、滤波器、放大器等。
频率合成器用于实现频率的转换，可以通过控制其工作频率来实现不同通信标准的支持。
滤波器则用于对接收到的信号进行滤波，剔除不需要的频段，提高接收质量。
放大器则用于增大信号的幅度，提高信号的信噪比。
信号处理算法实现是软件定义无线电通信系统中的核心部分。
信号处理算法包括调制解调、错误检测纠正、信道估计等。
调制解调算法用于将数字信号转换为模拟信号进行无线传输，或将接收到的模拟信号转换为数字信号进行后续处理。
错误检测纠正算法用于检测和纠正传输中产生的误码，提高通信的可靠性。
信道估计算法则用于估计信号在无线信道中的传输特性，为后续处理提供参数。
通信协议设计是软件定义无线电通信系统中至关重要的一部分。
通信协议决定了系统之间进行通信的方式和规范。
在软件定义无线电通信系统的设计与实现中，通信协议设计需要考虑多个方面的因素，包括数据格式、错误检测纠正机制、传输速率等。
使用低成本RTL-SDR接收航空波段
使⽤低成本RTL-SDR接收航空波段闲来⽆事,看到多年前改造制作的使⽤电视棒的软件⽆线电(SDR)接收设备,不知道还能不能使⽤,再折腾⼀下吧.机器内部:天线:使⽤usb连接电脑,电脑上需要安装zadig驱动程序:下载地址可搜索得到我电脑⾥还有旧版本,就直接使⽤旧版本了,具体安装详细过程可百度得到.中间的SDRsharp.exe就是了,如果⼀切正常,开始的时候点击左上⾓的设置图标,会识别出RTL2832U,也就是我们电视棒的主控芯⽚,右上⾓的R820T是⾼频头芯⽚名称.在这个界⾯⾥还可以设置AGC,RTL AGC代表主控芯⽚的⾃动增益控制,Tuner AGC 值⾼频头内部的的⾃动增益控制,这两个选项可单独或同时开启,可以多试⼏次体验⼀下,默认开启Tuner AGC.设置完以后,点击左上⾓设置左边的播放图标,软件开始运⾏,软件运⾏界⾯是这样的:航空波段频率为120MHz左右,调制⽅式为调幅(AM),该信号在语⾳播放完会停⽌发射,所以要在120MHz附近仔细听左上⾓的Radio选项卡中显⽰了⽀持的调制⽅式⽀持NFM(窄带调频)也就是对讲机,AM(调幅)也就是我们的中波收⾳机⽅式,LSB和USB分别为单边带的下边带和上边带.WFM指宽带调频,就是常⽤的88-108mhz的调频⼴播⽅式.DSB为双边带调制,CW为等幅电报通信（continuouswave）,就是在电视⾥经常看到⽤摩尔斯电码通信的⽅式,这个也可以通过改造接收,但是要懂摩尔斯电码,我接受过但是听不懂.RAW不知道是什么,猜可能是原始基带数据传输.在右边将频率调整到120MHz附近,解调⽅式选择AM:等了⼀会,什么信号也没有,那就慢慢向后调整,直到在126.2附近看到⼀个尖峰持续,强度还不错,将频率调整到那⾥:扬声器⾥传出了⼀个⼥声,⼤概是:"XX机场情报通播,协调世界时,使⽤跑道,地⾯风向,能见度,现场指挥中⼼频率"等信息,在该信号附近,还有别的频率随机出现,推测是飞机与地⾯塔台的通信.⾄此,接收航空波段完成.此外RTL_SDR这个设备,还可以接收fm⼴播对讲机等等上述提到的⽅式,可玩性很⾼,我⽤它收到过出租车,交警的通话,上变频或者使⽤RTL2832的I通道,在低端频率接收到短波⼴播,cw通信等,总是很好玩就对了.上学的时候有⼤把的时间,转眼间毕业都三年了,为了⽣计⽽奔波,很多东西都忘记了,以后要抽点时间多多记录,希望多年以后还能在想起来.。
基于软件无线电的通信原理实验平台设计
无线通信基于软件无线电的通信原理实验平台设计余亮亮1杨智明*2俞洋2宋志一21.北京航天自动控制研究所；2.哈尔滨工业大学电子与信息工程学院摘要：目前，国内高校“通信原理”实验课程多采用软件仿真的方式进行，例如利用Matlab、SystemView等软件构建通 信收发系统，并实现通信过程中的信号处理算法。
然而,$欠件仿真无法构建真实通信链路,也无法全面模拟无线 信道效应，造成在实验过程中学生对于真实信号没有直观概念,无法激发其学习兴趣，实验效果不理想。
针对该 问题，本文以USB接口RTL-SDR软件无线电模块作为实验载体，设计基于软件无线电的通信原理实验教学平台；同时，以正交相移键控信号为分析对象，完成综合性实验课程的设计，从而帮助学生掌握通信系统全链路设计 方法，理解通信信号处理的具体过程，为后续课程的学习奠定基础。
关键词：软件无线电；通信原理；硬件实验平台；RTL-SDR;正交相移键控0引言“通信原理”是高校信通专业本科核心课程之一，与“信号 与系统”“数字信号处理”等课程衔接，对学生整个知识体系的 建立具有重要意义。
实验课程作为课堂授课的补充，可以帮助学 生更好地理解“通信原理”的理论和概念。
目前，国内高校“通 信原理”实验课程多采用仿真方式，如用Matlab、SystemView等 软件仿真环境构建通信收发系统，并实现通信中的信号处理算 法。
然而，件仿真无法真实构建信号发生、传输、采集、处理全 过程链路,也无法全面模拟各种无线信道效应，造成实验过程中 学生对于真实信号没有直观概念，无法激发学生学习兴趣和创 新动力，实验效果不理想。
而现有的硬件实验设备存在体积较大、成本高、定制化设计不易获取和开发等问题，难以有效开展 面向真实信号的硬件实验。
软件定义的无线电（Software Defined Radio,SDR)是一种新型无线电体系结构，已被广泛应用于通信和无线电工程领域。
SDR可以通过运行不同的软件算法，实时配置系统通信功能，灵 活地实现原型设计向实际应用的过渡。
基于SDR的无线电通信系统设计与实现
基于SDR的无线电通信系统设计与实现无线电通信是现代社会中不可或缺的一部分，它已经成为我们日常生活中的一个重要组成部分。
而且，随着技术的发展，越来越多的无线电通信系统正在被创造出来。
本文将重点关注基于SDR的无线电通信系统设计与实现。
一、SDR技术的介绍SDR（软件定义无线电）因其具有极高的灵活性和可配置性而备受推崇。
在SDR技术下，硬件和软件是解耦的，因此可以使用一种通用的硬件平台来搭配不同的软件模块进行各种通信协议的实现。
具体的说，SDR可以通过重新编程软件集成电路（FPGA）或现成的数字信号处理器（DSP）来支持新的通信标准或实现新的功能。
因此，SDR是一个重要的技术平台，具有广泛的适应性和应用价值。
二、基于SDR的无线电通信系统设计基于SDR的无线电通信系统包含多个组成部分，如下所述。
1.射频前端射频前端通常包含一个调谐器和一个射频放大器，用于接受发射的无线信号。
这些信号传递给中频通道，中频通道将振荡器和混频器集成在一起，将发射和接收的信号从射频到基带转换。
2.基带信号处理基带信号处理器用于对收到的信号进行解调，并将其转换为数字数据。
然后将数据传输给DSP执行信号处理和特定的通信协议。
3.数字信号处理数字信号处理是无线电通信中不可缺少的一部分，它用于对传输的数字数据进行处理和优化，以达到更快、更可靠和更安全的通信效果。
数字信号处理可以用于信道估计、信号增强、信号捕捉等应用。
4.无线电通信协议无线电通信协议是用于规范通信系统中的数据传输、数据格式、帧结构等相关特征的协议。
无线电通信协议往往需要经过实验和验证、调试等过程进行设计和验证，才能在无线电通信系统中使用。
三、基于SDR的无线电通信系统实现基于SDR的无线电通信系统实现，主要分为以下步骤。
1.硬件平台选择首先需要确定合适的硬件平台，根据不同的应用场景和需求选择相应的硬件平台。
例如，选择广泛应用的USRP设备作为硬件平台，可以实现一个较为稳定、高度可控的无线电通信系统。
【火腿DIY】用RTL-SDR接收器和树莓派PI打造一款10mW业余无线电中继器玩具
【火腿DIY】用RTL-SDR接收器和树莓派PI打造一款10mW业余无线电中继器玩具业余无线电中继器曾经是复杂的设备组合可以轻松填满19英寸的机架图为小型太阳能APRS数字中继站这样的中继器会有一个接收器和一个单独的发射器通常是从商用电台改装而成图为Retevis RT97便携式UHF频段中继器及功率放大器同时它们还有一个带有微处理器的家用逻辑单元可以随时监听到信号还有大量的滤波器可以阻止发射器的输出信号淹没接收器接下来可能还有一系列的电源装置在断电期间提供连续的工作可能与一组相关的铅酸电池一起工作现在的中继器已经是商业中继器单元大型无线电制造商已经发现了业余无线电市场尤其是当他们各自追求自己的数字标准时已经在努力提供中继器设备以推动数字收发器的销售用RTL-SDR接收器和树莓派PI打造一款业余无线电中继器文：Jenny List国际上对业余中继台的上行（使用者到中继台）和下行（中继台到使用者）频率的差也有不成文的约定，144MHz频段为600KHz，430MHz频段为5MHz，设置业余中继台时必须遵守。
在选择业余中继台频率时，应该通过一定时间的监听，确定所选频率没有经常性的干扰。
当离业余中继台很近的地方还有其他业务发射台时，还需要进行互调计算，避开可能产生三阶互调的频率。
如果您想建立一个简单的中继器，却又没有装满旧电台的屋子，也没有通往大型日本制造商销售部门的热线电话怎么办？如果您是Anton Janovsky，ZR6AIC，则可以使用RTL-SDR，低通滤波器和Raspberry Pi制作自己的低功率中继器。
Anton的中继器是通过rtl_sdr进行接收，csdr解调以及F5OEO的rpitx进行传输的巧妙组合。
据我们所知，它没有音爆检测器或CTCSS来控制其传输，因此它可以全天候播放，但是我们怀疑这可能会在适当的时候实现。
该中继器的输出功率仅为10 mW，这更可能是玩具，而不是有用的设备，我们建议任何想要试玩的有执照的业余爱好者，在这样做之前，请先阅读无线电法规。
SDR：软件定义的无线电
SDR：软件定义的无线电
佚名
【期刊名称】《电子产品世界》
【年(卷),期】2014(21)6
【摘要】SDR（Software Defined Radio是一种无线电广播通信技术,它基于软
件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。
换言之,频带、空中接口协议和功能
可通过软件下载和更新来升级,而不用完全更换硬件。
SDR针对构建多模式、
【总页数】1页(P67-67)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于RTL-SDR的软件无线电接收机设计 [J], 石剑;蒋立平;王建新
2.低成本实现软件定义无线电和认知无线电的自适应特性 [J], Manuel Uhm
3.向认知无线电体系发展——知识表示和软件定义无线电技术相结合 [J], 李治野（译）;邵怀宗（译）;张欣（校）
4.应用软件无线电(SDR)实现MIMO通信实验研究 [J], 陈宇; 杨俊东
5.RFSpace SDR-14软件定义接收机和Moetronix SpectraVue频谱分析软件 [J], 穆新宇(编译)
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第26卷第7期 电子设计工程 2018年4月Vol.26 No.7Electronic Design Engineering Apr.2018 l彳R T L-S D R的较件无残电辏收机锬针石剑，蒋立平，王建新(南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京210094)摘要：本文利用R T L-S D R软件无线电接收机，搭建了能够在windows桌面上运行的软件无线电接 收机框架，并利用该框架和实际使用的F M调频广播系统的结构，实现了F M调频广播的接收与解 调。
该接收机能够动态调节接收频带范围，并实时显示功率谱结构，最后将解调后的FM信号以声 音的形式展示出来。
关键词：软件无线电；RTL-S D R; F M;解调中图分类号：T N911.3 文献标识码：A文章编号：1674-6236(2018)07-0073-04 The design of software-defined radio receiver based on RTL-SDRSHI Jian, JIANG Li-ping,W A N G Jian-xin(School of E e lectronic and Optical Engineering y Nanjing University of S cience and Technology,Nanjing210094, China)Abstract：This paper s et up a software framework of software- defined radio that i s able t o run on Windows desktop based on R T L-S D R,and used the framework and the structure of commercial F M system t o receive and demodulate F M signal.The receiver can dynamically adjust i t s frequency bandwidth, and displays the power spectrum structure of the signal that i s received, f i n a l l y displays the demodulated F M signal in the form of sound.K eyw ords：software-defined radio; R T L-S D R; F M; demodulation随着无线通信技术的发展，传统的通信系统由 于对硬件的要求比较高，已不能满足现代通信系统 多标准多体制的要求m。
这时,一种新型的无线电应 用思想软件无线电逐渐发展起来。
根据定义[2]:软件 无线电是一种新型的无线电体系结构，它通过硬件 和软件的结合使无线网络和用户终端具有可重配置 能力。
软件无线电提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效而且相当经济的解决方案，可以通过软件的更新实现系统功能的变化。
最早的软件无线电平台是由美军研发的“易通 话”系统[3]。
其工作频带为2M H z~2G H z,能够兼容 美军15种以上的无线电平台。
之后软件无线电得 到迅速发展，但由于其设备价格髙昂,一般的中小型 企业和个人难以使用[4]。
本文采用的RTL-S D R作为 一款非常廉价的软件无线电接收机设备，非常适合 个人的学习和使用。
1 RTL-SDR的硬件结构和功能RT L-S D R是一个非常廉价的家用消费档次的 U S B接口的软件无线电接收机。
它由Realtek公司 的R TL2832U芯片和一个R820T调谐器组成。
它能 够接收周围空间中25 M H z到1.75 G H z之内的射频 信号,并将其下变频到基带，从U S B接口输出数字化 的8位采样信号。
其结构示意图以及工作流程如图 1所示。
从图1可以看到，该接收机在内部共进行了两 个流程：从R F到IF的模拟信号处理和从IF到基带 的数字信号处理。
RT L-S D R的压控整荡器（V C0)的振荡频率可 以由RTL2832U的I2C接口控制。
设其频率为厶，则 ■4=乂 _々，其中，4是中频频率，乂是待接收信号 的载波频率。
例如，当需要接收一个载波频率在 400 M H z的信号时，需要将其下变频到基带。
由于收稿日期=2017-04-18 稿件编号=201704122作者简介：石剑（1993—),男，安徽宿松人，硕士研究生。
研究方向：通信与信息系统。
《电子设计工程》2018年第7期Rafael Micro R820T Silicon Tuner RTL2832U - Digital IF to Baseband Receiver functionality图1 RTL-SDR信号处理过程1182(^的中频频率>4= 3.571\11^，故¥(：0的振荡频率为人=400 - 3.57 = 396.43 M H z，[cos 27T(400e6>] x [cos 2TT(396.43e6>] = |[cos 2TT(3.57e6> + cos 2TT(796.43e6>]。
混频后796.43 M H z的高频分量会被R820T的中频段 低通滤波器衰减掉，只有3.57 M H z的中频分量会进 入下一步的处理阶段。
信号到达中频段后，其带宽约为6 M H z,通过 A G C动态调整其幅度后，需要对其进行采样将其变为数字信号，采样频率为/_= 28.8 M H z，采样位数为8位。
采样后的数字信号经过数字正交下变频变换为 基带信号。
数字正交下变频即将信号分为两路，分别乘以cos 2t t厂’n与sin2t t厂’n，用指数形式表7KJ adc J adc^，fif r。
fif7^cos2tt-7—n+j sin2ir-^—n-eJ adc J adc为了进一步降低软件的计算压力，减少数据量，须对基带信号进行抽取，将其采样频率降低为约 2.8 M H z(该采样频率可控）。
最后，将这两路IQ数字 信号从U S B接口输出至计算机，由软件来进行数字 信号处理(D S P)。
2接收机的软件框架为了方便使用，厂商已经提供了 R TL-S D R的驱 动程序和动态链接库。
将R T L-S D R连接到计算机 后，安装好驱动程序，直接调用动态链接库函数就可 以控制R T L-S D R的各种参数，如采样频率，中心频 率等。
将采样数据通过U S B接口传输到计算机后，即可以通过软件来进行各种数字信号处理。
随着技术的进步、多核处理器的发展以及语言 的支持，计算机已经可以非常方便快捷的进行多线 程编程[5]，这对软件无线电来说具有非常重要的意 义。
软件无线电最大的一个问题是需要实时处理，这就对软件的算法和计算机的计算能力提出了很高 的要求。
而多线程编程通过并行处理，使软件的计 算速度有了很大的提升。
本文所采用的软件无线电接收机框架如图2所 示。
可以看到，该框架总共分为4个流程，可以分别 由4个独立的线程完成。
线程1负责将接收机接收 的数据放入缓存中，避免因后续处理速度慢而造成 数据的覆盖缺失。
线程2负责对原始数据进行预处 理。
线程3负责对信号进行功率谱估计并显示。
线 程4负责对接收到的F M信号进行解调并输出。
图2接收机软件处理框架3 FM广播解调接收3.1功率谱估计F M广播在世界上的大部分国家都有相同的标 准，其频率范围为88〜108 M H z，每个电台的频带宽 度为200 k H z。
而RT L-S D R的采样频率为2 M H z 以上，所以输出到计算机的数字信号中包含有多个 F M无线电台的信号，这可以通过实时的功率谱监视 窗口看到，如图3所示。
当前设置的中心频率为97.5 M H z，采样频率为2.4 M H z。
所采用的功率谱估计算法需要兼顾准确性与实-74-石剑，等基于RT L-S D R的软件无线电接收机设计图3功率谱估计显示窗口时性，文中采用的算法为Welch法[6_7]，即加窗处理与 时域平滑相结合的方法。
先对信号进行重叠的分 段，为了减小方差，Welch建议有50%的数据重叠。
然后对每一段信号进行加窗处理，利用周期图法求 出每一段的功率谱估计。
最后将所有的功率谱估计 取平均得到最终的功率谱估计。
Welch法可以很好 的改善谱估计曲线的平滑性，并提高谱估计的分辨 能力[8]〇3.2正交下变频无论是从功率谱估计显示窗口（上方)还是时频 显示窗口（下方）都可以看到，在当前的频带范围乂- 4到乂+4即％.3 M H z到98.7 M H z内，有两个电台正在进行广播，中心频率分别是97.5 M H z和 96.9M H z。
需要说明的是，这两个中心频率是通过 计算得到的，RTL-S D R输人到计算机的是基带信 号，所以这两个频率对应的为0 H z和-0.6 M H z。
当选择中心频率为96.9 M H z的电台时，需要将其基带 中心频率搬移到0 H z，即将接收到的信号乘以，其中，乂为信号的基带中心频率，在这里等 于一0.6M H z，乂为采样频率，等于2.4 M H z，几为接收 到的数字复信号的下标。
3.3抽取采样频率为2.4 M H z,而F M电台的频带宽度为 200 kHz，为了不影响信号所携带的信息而尽可能地 降低数据速率，需要进行12倍抽取。
抽取之前，需 要进行滤波来滤除其它电台以及防止频谱混叠' 本文的抽取结构中，采用多个半带滤波器级联加FIR滤波器的结构，如图4所示。
图4抽取结构半带滤波器的幅频响应如图5(a)所示，而FIR 滤波器的参数需要可控以满足不同的抽取要求。
利 用窗函数设计法[1°]来生成FIR滤波器，理想低通滤波器的冲激响应为A⑷=sin c2+，其为无限长序列，且是非因果的，需要利用一个窗函数来截断，该 窗函数和滤波器阶数可由软件控制。
图5(b)为生成 的用来进行3倍抽取的FIR滤波器。
(b)图5滤波器幅频响应3.4 FM解调算法调频信号的表达式如下所示：&⑴=4cosWj +〜⑴），如调制信号为单音信号si(t)=Ai cos(2t t/^) ,j3!j：d jJf)= 2^Kfm Ai x /1cos(2t t/.^)^=2警聲=-^sin(2T r/^)=亨s in(2T r/，）=Pfia sin(27r/.^)其中，4/*称为最大频偏，&称为调频指数。
F M广播中规定最大频偏A/为75 kHz,最高调 制频率/；为15ffiz，故调频指数~= 5。