基于软件无线电平台的OFDM系统的研究甘辉，罗涛**（北京邮电大学通信与信息工程学院，北京100876）510摘要：最近三十多年来，无线移动通信领域发展迅速，从模拟无线电、数字无线电（窄带）、数字无线电（宽带），现在已经进入了第四代软件无线电时代。目前使用最广泛的软件无线电平台是GNURadio和USRP的组合。正交频分复用OFDM是一种特殊的多载波调制方式。早在20世纪50年代，OFDM的思想就已经被提出了，但是由于硬件难以实现才一直没有发展起来，直到90年代才有了足够成熟的标准。现在OFDM已经是4G标准的核心技术，在移动通信系统的应用势在必行。本文在GNURadio和USRP平台上实现OFDM收发系统，并对实际测量结果进行分析。关键词：软件无线电；GNURadio；USRP；正交频分复用中图分类号：TN929.515ResearchonOFDMSystemBasedonSoftwareDefinedRadioGANHui,LUOTao(SchoolofInformationandCommunicationEngineering,BeijingUniversityofPostsand2025303540Telecommunications,Beijing100876)Abstract:Inthelastthirtyyears,wirelessmobilecommunicationshavegonethroughrapiddevelopment,fromanalogradiotodigitalradio(narrowband)anddigitalradio(broadband).Nowwe'veenteredthefourthgenerationofsoftware-definedradio(SDR)era.Currently,themostwidelyusedsoftwareradioplatformisacombinationofGNURadioandUSRP.Orthogonalfrequencydivisionmultiplexing(OFDM)isaspecialmulti-carriermodulation.OFDMhasbeenproposedinthe1950s,butithasnotbeendevelopedduetohardware'sdifficulties.Untilthe1990s,therearerelevantstandards.OFDMisalreadythecoretechnologyin4Gstandardandit'sapplicationinmobilecommunicationsystemisimperative.ThispaperusedGNURadioandUSRPplatformtorealizeanOFDMtransceiversystem,andanalyzedtheactualmeasurementresults.Keywords:SDR；GNURadio；USRP；OFDM0引言1992年，为了解决军事方面的通信问题，美国的JosephMitiola博士首先提出了“软件无线电”的概念。他是这样定义的：软件无线电具有宽带的天线、射频前端、模拟转数字/数字转模拟变换，可以使用多个空中接口和协议，最理想的情况是都通过软件来定义包括物理接口在内的各个方面的多频段无线电[1]。目前的软件无线电就是指以计算机技术为基础的无线通信系统硬件平台，采用软件编程的方式来实现多种通信功能的一种新型的无线电技术。经过多年的发展，GNURadio与USRP的组成的软件无线电平台由于其软件是完全开源的，具有系统灵活性强、硬件成本较低等显著的优势，受到了全世界范围内很多软件无线电研究者的关注。开源软件无线电GNURadio主要基于Linux操作系统，它的编程语言为C++和Python。GNURadio使用流图机制，即由Python语言创建流图，顶层的模块调用底层的C++信号处理模块，通过SWIG的方法粘合作者简介：甘辉（1988-），男，硕士研究生，主要研究方向：无线通信系统与网络通信联系人：罗涛（1971-），男，教授，博士生导师，主要研究方向：移动通信与宽带信息网络.tluo@bupt.edu.cn-1-实现通信系统的各种功能[2]。通用软件无线电外设USRP是由MattEttus开发的、为GNURadio打造的硬件平台。从结构上而言，USRP由一个母板和不超过4个子板组成。其45505560中母板包含高速信号处理的硬件FPGA，子板涵盖了不同频率范围，并且通过插槽与母板进行组装。从功能上来看，USRP包括射频处理、模数转换、数模转换、中频采样、数字上变频、数字下变频、主机接口、时钟管理、电源等部分[3]。OFDM使用正交的子载波，提高了频带利用率；采用串并转换降低子载波上的符号速率，减小了符号间干扰；同时引入了保护间隔，采用循环前缀，尽可能地消除符号间干扰和码间干扰。OFDM技术被认为是实现高速数据传输的一种非常有效的手段。基于OFDM调制的多址接入技术被广泛的认为是下一代通信系统中最具吸引力的核心技术之一，是第四代蜂窝移动通信系统控制接口的候选方案之一[4]。通过GNURadio与USRP平台，可以利用软件编程实现OFDM收发系统，并且在实际环境中测量无线信道的性能。1OFDM原理1.1OFDM基本模型一个OFDM...