USRP实验报告-基于USRP的OFDM发射接收机.docx

《基于USRP的OFDM发射接收机实验报告》 USRP实验报告的焦点在于构建一个基于USRP（Universal Software Radio Peripheral）的OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）发射接收机，旨在深入理解USRP硬件平台和GNU Radio Companion（GRC）软件工具的运用，同时掌握OFDM技术的基本原理和实现。 一、实验目标 1. 学习和掌握USRP仿真平台以及GRC中的信号处理模块和流程图的使用技巧。 2. 通过实践理解OFDM的发射过程，熟悉QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）和16QAM（16-Quadrature Amplitude Modulation）的调制解调方法。 3. 观察不同调制方式在经过信道后的星座图失真和误码率变化，对比分析其性能。 4. 设计并实现一个可视化界面，用户可自由选择不同的调制方式。 二、OFDM原理 OFDM是一种高效的多载波传输技术，其核心是将高速数据流分解为多个低速子信道进行传输。这种策略能有效缓解多径时延扩展造成的时散性问题，使得每个子信道相对平坦，降低了码间串扰。通过插入保护间隔，通常选择循环前缀，确保其长度大于信道最大时延扩展，从而消除符号间干扰(ISI)。循环前缀的引入也防止了信道间干扰(ICI)，简化了均衡技术的需求。 三、OFDM发射机的设计与实现 1. OFDM发射机设计 发射机主要包括编码、交织、数字调制、插入导频、串并变换、IFFT（快速傅里叶变换）、并串变换、添加循环前缀和加窗、上变频及数模转换等步骤。在USRP实验中，这些步骤由GRC中的各个模块协调完成。 2. 发射机程序解析 OFDM发射机的程序主要涉及几个关键文件：`Ofdm.py`负责OFDM调制，`Psk.py`和`Qam.py`分别处理PSK和QAM调制，`Transmit_path.py`控制数据发送流程。数据首先经过MAC层的打包，包括添加CRC校验比特、白化处理、尾比特和包头，然后进入OFDM调制过程，最终由USRP设备发射出去。 四、实验感悟 实验过程中，学生不仅深化了对USRP硬件和GRC软件的理解，还实际操作了OFDM系统，体验了从理论到实践的转化，对通信系统的复杂性和优化有了更直观的认识。通过对比不同调制方式的性能，加深了对信道模型和信道影响的理解。 本实验报告详尽展示了基于USRP的OFDM发射接收机的实现过程，对于学习无线通信、信号处理和硬件仿真等领域具有很高的参考价值。通过这样的实验，学生能提升自身的理论知识和实践技能，为未来在通信领域的深入研究奠定基础。