基于MATLAB和USRP软件定义无线电的无线通信系统设计
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这个为期两天的课程展示了如何使用MATLAB设计和模拟单载波和多载波数字通信系统®.介绍了多天线和涡轮编码通信系统,给出了不同的信道损伤及其建模方法。LTE和IEEE 802.11系统中的组件将被用作示例。讲师将演示使用实时硬件(RTL-SDR和USRP)的环中无线电系统®).
本课程的目标受众包括系统工程师和射频工程师,他们需要快速掌握现代通信技术和无线电在环工作流程。
2天中的第一天
通过无噪声信道进行通信
摘要目的:建模一个理想的单载波通信系统,熟悉系统对象。
- 采样定理和混叠
- 使用复杂基带与实通带模拟
- 创建随机比特流
- 发现系统对象及其好处
- 使用QPSK调制位流
- 对传输信号进行脉冲整形
- 使用眼图和光谱分析
- 为无噪声信道建模QPSK接收机
- 计算误码率
噪声信道,信道编码和错误率
摘要目的:建模一个AWGN通道。使用卷积码、LDPC码和turbo码降低误码率。DVB-S的错误纠正码。以2和LTE系统为例。使用多核加速模拟。
- 建模一个AWGN通道
- 使用信道编码和解码:卷积码、LDPC码和turbo码
- 使用格子图和维特比算法解码
- 使用并行计算工具箱加速蒙特卡罗模拟
- 讨论可供选择的加速方法:图形处理器,MATLAB分布式计算服务器™,云中心
时间和频率误差和多路径通道
摘要目的:建模频率偏移、定时抖动误差,以及使用频率和定时同步技术进行缓解。使用均衡器对平坦衰落、多径通道和缓解进行建模。
- 建模阶段和定时偏移
- 使用锁相环减少频率偏移
- 使用加德纳计时同步减轻时间抖动
- 平坦衰落信道建模
- 使用训练序列进行信道估计
- 建模频率选择性衰落信道
- 对时不变信道使用维特比均衡器,对时变信道使用LMS线性均衡器
- 使用RTL-SDR的单载波广播实时解调演示
2天中的第二天
多路径信道的多载波通信系统
摘要目的:了解多载波通信系统频率选择信道的动机。基于循环前缀和窗口的OFDM收发器建模。将使用IEEE 802.11ac和LTE的系统参数值。
- 多载波通信的动机
- 正交频分复用(OFDM)简介
- 使用IFFT生成OFDM符号
- 使用循环前缀防止块间干扰
- 使用窗口减少带外发射
- OFDM的优点和缺点
- OFDM的定时和频率恢复方法
- 使用导频符号的信道估计
- 频域均衡
使用多天线获得鲁棒性和容量增益
摘要目的:了解多天线通信系统。波束形成、分集和空间多路复用系统建模。构建用于宽带通信的MIMO-OFDM系统。讨论IEEE 802.11ac和LTE的MIMO模式。
- 多天线系统的优点和类型
- 发射和接收波束形成
- 接受多样化技巧
- 利用正交空时分组码传输分集
- 窄带多输入多输出(MIMO)信道模型
- MIMO信道估计
- 使用ZF和MMSE均衡的空间多路复用
- 使用MIMO-OFDM系统的宽带通信
构建环中无线电系统
摘要目的:理解环中无线电开发工作流。使用rtl - sdr和usrp作为环中无线电开发平台。
- 无线电在环工作流程概述
- MathWorks通信硬件支持(RTL-SDR, USRP, Zyn万博1manbetxq®的广播)
- 硬件选择比较(优缺点表)
- 不同的RIL发送和接收模式(单脉冲、循环、流)
- 使用USRP创建端到端单天线多载波通信系统
- 使用usrp的2x2 OFDM-MIMO空中系统演示