软件无线电教学实验

随着软件无线电技术的成熟与普及，依托软件编程实现无线电通信实验的技术教学已成为高校通信工程类专业相关实验教学的最佳选择。基于软件无线电硬件平台为基础的教学平台，围绕系统性通信原理教学内容创新原理设计，结合各个应用领域的主流的无线通信技术，实现相应技术的设计与验证。《软件无线电教学》实验目录如下：

实验一 认识USRP和GNU Radio 

运用 USRP 母板与子板搭建的硬件平台基础上，利用 GRC 软件平台提供的软件模块，搭建信号源和频谱仪，认识软件无线电的处理流程，观察发送与接收的波形和频谱形状。 

实验二 FM调制和FM收音机 

利用 USRP 母板与子板搭建的硬件平台为基础，并结合 PC 的音频输出设备，利用软件模块实现 FM 收音机的搭建。实现对 FM、AM 调制解调方式和 USRP 的工作和开发流程的认识。 

实验三 基本发射和接收 

利用 GNU Radio 的来编写基本的发射和接收程序，实现数据的收发功能。从而对 GNU Radio 的软件处理流程有一个直观的认识。数据收发过程中，系统的可靠性与信号质量密切相关，利用本次实验同时测试相应子板在不同电磁环境下工作状况。 

实验四 带调制解调的发射和接收 

修改 benchmark_tx.py 与 benchmark_rx_py 的运行方式，通过不同的调制解调模式（dbpsk, d8psk, dqpsk, gmsk 等）来完成数据包的发送接收过程。同时观测不同调制解调模式工作下的频谱状态，对信号的调制有一个直观的认识。

实验五 数字基带信号调制 

利用 grc 中提供的现成模块，搭建相应的能生成这几种信号的信号源。再将信号输入到相应的调制模块，进行信号调制和编码，最终以软件无线电硬件平台作为信宿，发射无线信号。在接收端，对天线接收信号作为信号源，对其进行采样、滤波、解调信号，并利用模块搭建的频谱仪 进行观察信号频谱。 

实验六 位同步信号提取 

利用一台 USRP 作为信号源，另一台 USRP 作为信宿。利用 GNU Radio 提供的同步模块， 提取接收到的信号中的同步码元时钟。实现对信号传输过程中的位同步问题的直观认识。 

实验七 帧同步信号提取 

帧同步的常用方法有：首尾定界符法、使用比特填充的首尾标志法、违法编码法和字节计数 法。本实验采用基于字节首尾填充的方法来实现。一台 USRP 作为信号源，另一台 USRP 作为信宿。利用 GRC 中程序模块实现对帧同步信号的同步时序分析，认识帧同步中的起始结束符含义， 理解帧同步的纠错能力。 

实验八 时分复用 

时分复用的定义：为了使若干独立信号能在一条公共通路上传输，而将其分别配置在分立的周期性的时间间隔上的复用。本实验中利用两台 USRP 设备，搭建一个时分复用通信系统，其中一台USRP 设备作为信号源，发射两路的时分复用信号，并在另外一台 USRP 中恢复出这两路的 时分复用信号。 

实验九 OpenBTS 

OpenBTS 是基于软件的 GSM 接入口，它提供标准的 GSM 兼容的移动手机，不需使用现成的电话提供商的接口，来拨打现有电话系统的接口。OpenBTS 是以第一个基于开源软件的工业标准的 GSM 协议栈而闻名。利用本实验，可以实现一个完整的民间移动网络的构建，从而实现本地移动通讯，由 OpenBTS 系统独立完成，不需要外界商用移动网络的协助。