基于MATLAB和USRP软件定义无线电的无线通信系统设计

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金宝appq^®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