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1、基于USRP的调频收音机和遥控车钥匙目的采用Ni的软件无线电（USRP）平台，结合LabVIEW调制工具包，实现调频收音机、遥控车钥匙的有趣应用。调频收音机的实既有两种措施，一种为反正切措施，一种为FM解调措施。两种措施都可以接受到指定频段的广播。遥控车钥匙功能：按下配套的无线车钥匙某个按钮，USRP接受到脉冲信号，程序中对其进行解调并且判断，可以自动辨认你按下的是哪个键并显示出来。软件安装：1. LabVIEW 2. NI-USRP 3. Modulation Toolkit 4.3.2 (更低的版本不可用）硬件连接：1. 用网线将USRP设备与PC机连接。 由于调频收音机有音频输出，因此规
2、定计算机有声卡，并且有声音播放器。2. 在控制面板中将PC机的IP设定为192.168.10.1，网关为255.255.255.03. 连接USRP的电源、天线。4. 在windows的开始菜单中All ProgramsNational InstrumentsNI-USRP目录下面找到NI-USRP Configuration Utility， 在Change IP Address 选项卡中应当可以看到设备（涉及Device ID, IP Address, Type/revision)。如果看不到设备，请点击Find Devices来寻找设备。如果需要，可以选定一种设备并且在右边New IP
3、Address栏中输入新IP地址，点击Change IP Address来修改USRP设备的IP地址。操作流程一、基于反正切（Arctangent）措施的调频收音机1. 该Demo只能使用USRP 2920（或者USRP N210）。2. 找到Demos中的FM Radio - Arctangent Method文献夹，打开NI USRP FM Demo - ArcTan Method_LV.VI，会看到如下图所示的“基于软件无线电的调频收音机”前面板。3. USRP参数配备：USRP IP地址设为目前设备的IP，“正交采样率” 设定为某适合的值（例如200k，具体参阅该频段广播的阐明），“载
4、波频率”设定为某个调频收音机的频段（例如94.7M，或者101.7M，103.7M），“有效天线”设定为RX1，“增益”设定为25左右。“采样数设为0。4. 声卡参数配备：“声卡采样率”必须设为44100，5. 运营VI，可以听到调频收音机接受到的信号声音（PC机规定带有声卡），可以根据个人喜好调节音量（右下角）。6. 程序框图解释。整体程序框图如下图所示。涉及USRP编程，反正切解决，以及声卡编程三部分。USRP编程部分在下图红色框出，涉及打开USRP接受通道，参数配备，开始采集，持续获取下变频后的基带波形数据，将读出的波形数据存入右边框出的基带IQ移位寄存器中，While循环左边对移位寄存
5、器初始化。最后停止并关闭USRP，释放资源。基带波形的反正切解决在下图中间红色框出，一方面将基带复数波形向极坐标转化，然后展开相位，对相位求导。求导后的波形存入右边的移位寄存器，左边小框中对移位寄存器初始化。声卡的编程在下图红色框出，涉及声卡参数配备，音量调节，持续向声卡缓存写入声音数据，最后对声音输出清零。二、基于Modulation Toolkit的调频收音机1. 该Demo只能使用USRP 2920（或者USRP N210）。2. 找到Demos中的FM Radio - Modulation Toolkit文献夹，打开FM Radio - Modulation Toolkit.vi，可以
6、看到如下图所示的“基于软件无线电的调频收音机”的前面板。3. 声卡参数配备：“声卡ID”为0，“采样率”必须为44100S/s,“通道数”为2，“每采样比特数”为16。4. USRP参数配备： “设备IP地址”为目前USRP 2920（或者USRP N210）的IP地址，“正交采样率” 设定为200kS/s， “载波频率” 设定为某个FM收音机的频段（例如94.7M，或者101.7M，103.7M），“有效天线” 设定为RX1， “增益”设定为25dB左右, “采样数”为00。5. FM解调配备：布尔控件可以选择与否进行载波修正，“FM偏频”设为30KHz，“载波偏频”显示接受到的载波频率和估
7、计的载波频率之间的偏差。6. 运营VI，可以听到FM收音机接受到的信号声音。7. 程序框图解释。整体程序框图如下图所示。USRP编程部分在下图顶部红色框出，涉及USRP接受机打开，参数配备，开始接受，持续读取下变频后的基带波形数据，将读出的波形数据存入右边红框中的基带IQ移位寄存器中，左边的小红框是对移位寄存器的初始化。最后停止并关闭USRP，释放资源。下图中间的大红框中是对基带波形的FM解调、重采样和迅速FFT变换。解调后的波形存入右边小红框的移位寄存器，左边小红框中对移位寄存器初始化。下图底部大红框中是声卡的编程，涉及声卡参数配备，初始化，持续向声卡缓存写入解调后的声音数据，最后对声音输出
8、清零。三、基于软件无线电的遥控车钥匙（Key Fob Decoder OOK）1. 该Demo只能使用USRP 2920（或者USRP N210）。2. 找到Demos中的Key Fob Decoder - OOK文献夹。这里有两个VI，其中keyfob_decoder.vi执行OOK的解调算法，acquire_315mhz_keyfob.vi使用USRP采集315M信号、显示波形，并调用keyfob_decoder.vi进行解调和判断，将成果进行显示。打开acquire_315mhz_keyfob.vi，会看到如下图所示的前面板。3. USRP参数配备：“设备名称”中输入 USRP设备的IP
9、地址， “正交采样率”为200kHz，“载波频率”设为315M（与所使用的无线发射器相匹配），“有效天线”为RX1或者RX2， ”增益”设为合适的数值（1或者10），”刷新时间间隔”推荐为0.25s。4. 运营程序，按下无线发射器的按钮，在前面板”按下的按钮”中将显示所按下的是哪个按钮。5. 程序框图解释。整体程序框图如下图所示，涉及USRP编程和基带解调判断两部分。 USRP编程部分在下图中红线大框中，涉及USRP接受机打开，参数配备，开始采集，持续读取下变频后的基带波形数据，将读出的波形数据存入右边红框中的基带IQ移位寄存器中，左边的小红框是对移位寄存器的初始化。最后停止并关闭USRP，释放资源。基带解调和判断编程在keyfob_decoder.vi的子VI中完毕，位于下图红色框中。该子VI执行OOK的解调算法，并判断目前按键的位置。注: 本实验采用的无线发射器为Digi-Key 提供的315 MHz 无线车钥匙（ Digi-Key P/N: CMD-KEY5-315-ND），该无线发射器产生一种带有同步信号、使用PWM调制的OOK信号，一长一短代表0，两短代表1。）总结运用NI提供的软件无线电USRP平台及调制工具包，结合LabVIEW强大的图形化编程和信号运算解决能力，我们可以轻松快捷的实现基于多种通信合同的应用。
NI-USRP-2小时上手教程
