NI USRP 2小時上手教程

1、基于USRP的調(diào)頻收音機(jī)和遙控車鑰匙目標(biāo)采用Ni的軟件無線電（USRP）平臺，結(jié)合LabVIEW調(diào)制工具包，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻收音機(jī)、遙控車鑰匙的有趣應(yīng)用。調(diào)頻收音機(jī)的實(shí)現(xiàn)有兩種方法，一種為反正切方法，一種為FM解調(diào)方法。兩種方法都可以接收到指定頻段的廣播。遙控車鑰匙功能：按下配套的無線車鑰匙某個按鈕，USRP接收到脈沖信號，程序中對其進(jìn)行解調(diào)并且判斷，可以自動識別你按下的是哪個鍵并顯示出來。軟件安裝：1. LabVIEW 20112. NI-USRP 3. Modulation Toolkit 4.3.2 (更低的版本不可用）硬件連接：1. 用網(wǎng)線將USRP設(shè)備與PC機(jī)連接。 由于調(diào)頻收音機(jī)有音頻輸出

2、，所以要求計算機(jī)有聲卡，并且有聲音播放器。2. 在控制面板中將PC機(jī)的IP設(shè)定為192.168.10.1，網(wǎng)關(guān)為255.255.255.03. 連接USRP的電源、天線。4. 在windows的開始菜單中All ProgramsNational InstrumentsNI-USRP目錄下面找到NI-USRP Configuration Utility， 在Change IP Address 選項(xiàng)卡中應(yīng)該能夠看到設(shè)備（包括Device ID, IP Address, Type/revision)。如果看不到設(shè)備，請點(diǎn)擊Find Devices來尋找設(shè)備。如果需要，可以選定一個設(shè)備并且在右邊New

3、 IP Address欄中輸入新IP地址，點(diǎn)擊Change IP Address來修改USRP設(shè)備的IP地址。操作流程一、基于反正切（Arctangent）方法的調(diào)頻收音機(jī)1. 該Demo只能使用USRP 2920（或者USRP N210）。2. 找到Demos中的FM Radio - Arctangent Method文件夾，打開NI USRP FM Demo - ArcTan Method_LV2011.VI，會看到如下圖所示的“基于軟件無線電的調(diào)頻收音機(jī)”前面板。3. USRP參數(shù)配置：USRP IP地址設(shè)為當(dāng)前設(shè)備的IP，“正交采樣率” 設(shè)定為某適合的值（例如200k，具體參閱該頻段廣

4、播的說明），“載波頻率”設(shè)定為某個調(diào)頻收音機(jī)的頻段（例如94.7M，或者101.7M，103.7M），“有效天線”設(shè)定為RX1，“增益”設(shè)定為25左右?！安蓸訑?shù)設(shè)為20000。4. 聲卡參數(shù)配置：“聲卡采樣率”必須設(shè)為44100，5. 運(yùn)行VI，能夠聽到調(diào)頻收音機(jī)接收到的信號聲音（PC機(jī)要求帶有聲卡），可以根據(jù)個人喜好調(diào)節(jié)音量（右下角）。6. 程序框圖解釋。整體程序框圖如下圖所示。包含USRP編程，反正切處理，以及聲卡編程三部分。USRP編程部分在下圖紅色框出，包括打開USRP接收通道，參數(shù)配置，開始采集，連續(xù)獲取下變頻后的基帶波形數(shù)據(jù)，將讀出的波形數(shù)據(jù)存入右邊框出的基帶IQ移位寄存器中，Wh

5、ile循環(huán)左邊對移位寄存器初始化。最后停止并關(guān)閉USRP，釋放資源?；鶐Рㄐ蔚姆凑刑幚碓谙聢D中間紅色框出，首先將基帶復(fù)數(shù)波形向極坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，然后展開相位，對相位求導(dǎo)。求導(dǎo)后的波形存入右邊的移位寄存器，左邊小框中對移位寄存器初始化。聲卡的編程在下圖紅色框出，包括聲卡參數(shù)配置，音量調(diào)節(jié)，連續(xù)向聲卡緩存寫入聲音數(shù)據(jù)，最后對聲音輸出清零。二、基于Modulation Toolkit的調(diào)頻收音機(jī)1. 該Demo只能使用USRP 2920（或者USRP N210）。2. 找到Demos中的FM Radio - Modulation Toolkit文件夾，打開FM Radio - Modulation To

6、olkit.vi，可以看到如下圖所示的“基于軟件無線電的調(diào)頻收音機(jī)”的前面板。3. 聲卡參數(shù)配置：“聲卡ID”為0，“采樣率”必須為44100S/s,“通道數(shù)”為2，“每采樣比特數(shù)”為16。4. USRP參數(shù)配置： “設(shè)備IP地址”為當(dāng)前USRP 2920（或者USRP N210）的IP地址，“正交采樣率” 設(shè)定為200kS/s， “載波頻率” 設(shè)定為某個FM收音機(jī)的頻段（例如94.7M，或者101.7M，103.7M），“有效天線” 設(shè)定為RX1， “增益”設(shè)定為25dB左右, “采樣數(shù)”為200000。5. FM解調(diào)配置：布爾控件可以選擇是否進(jìn)行載波修正，“FM偏頻”設(shè)為30KHz，“載波

7、偏頻”顯示接收到的載波頻率和估計的載波頻率之間的偏差。6. 運(yùn)行VI，能夠聽到FM收音機(jī)接收到的信號聲音。7. 程序框圖解釋。整體程序框圖如下圖所示。USRP編程部分在下圖頂部紅色框出，包括USRP接收機(jī)打開，參數(shù)配置，開始接收，連續(xù)讀取下變頻后的基帶波形數(shù)據(jù)，將讀出的波形數(shù)據(jù)存入右邊紅框中的基帶IQ移位寄存器中，左邊的小紅框是對移位寄存器的初始化。最后停止并關(guān)閉USRP，釋放資源。下圖中間的大紅框中是對基帶波形的FM解調(diào)、重采樣和快速FFT變換。解調(diào)后的波形存入右邊小紅框的移位寄存器，左邊小紅框中對移位寄存器初始化。下圖底部大紅框中是聲卡的編程，包括聲卡參數(shù)配置，初始化，連續(xù)向聲卡緩存寫入解

8、調(diào)后的聲音數(shù)據(jù)，最后對聲音輸出清零。三、基于軟件無線電的遙控車鑰匙（Key Fob Decoder OOK）1. 該Demo只能使用USRP 2920（或者USRP N210）。2. 找到Demos中的Key Fob Decoder - OOK文件夾。這里有兩個VI，其中keyfob_decoder.vi執(zhí)行OOK的解調(diào)算法，acquire_315mhz_keyfob.vi使用USRP采集315M信號、顯示波形，并調(diào)用keyfob_decoder.vi進(jìn)行解調(diào)和判斷，將結(jié)果進(jìn)行顯示。打開acquire_315mhz_keyfob.vi，會看到如下圖所示的前面板。3. USRP參數(shù)配置：“設(shè)備名

9、稱”中輸入 USRP設(shè)備的IP地址， “正交采樣率”為200kHz，“載波頻率”設(shè)為315M（與所使用的無線發(fā)射器相匹配），“有效天線”為RX1或者RX2， ”增益”設(shè)為合適的數(shù)值（1或者10），”刷新時間間隔”推薦為0.25s。4. 運(yùn)行程序，按下無線發(fā)射器的按鈕，在前面板”按下的按鈕”中將顯示所按下的是哪個按鈕。5. 程序框圖解釋。整體程序框圖如下圖所示，包括USRP編程和基帶解調(diào)判斷兩部分。 USRP編程部分在下圖中紅線大框中，包括USRP接收機(jī)打開，參數(shù)配置，開始采集，連續(xù)讀取下變頻后的基帶波形數(shù)據(jù)，將讀出的波形數(shù)據(jù)存入右邊紅框中的基帶IQ移位寄存器中，左邊的小紅框是對移位寄存器的初始化。最后停止并關(guān)閉USRP，釋放資源?；鶐Ы庹{(diào)和判斷編程在keyfob_decoder.vi的子VI中完成，位于下圖紅色框中。該子VI執(zhí)行OOK的解調(diào)算法，并判斷當(dāng)前按鍵的位置。注: 本實(shí)驗(yàn)采用的無線發(fā)射器為Digi-Key 提供的315 MHz 無線車鑰匙（ Digi-K