使用MATLAB驱动USRP-N320实现OFDM自收自发

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前言

本文作为实验结果记录及测试，方便后面回顾所做的工作。本文基于一台电脑和一台 USRP 设备实现了 OFDM 自发和自收功能

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一、收发代码

ofdm_tx_rx_test.m
核心代码：

%% USRP initation
if strcmp(SYS.Platform, 'N320/N321')
    radio_tx = comm.SDRuTransmitter(...
        'Platform',             SYS.Platform, ...
        'SerialNum',            SYS.Address, ...
        'MasterClockRate',      SYS.MasterClockRate, ...
        'CenterFrequency',      SYS.USRPCenterFrequency, ...
        'Gain',                 SYS.USRPGain, ...
        'InterpolationFactor',  SYS.USRPInterpolationFactor);
    
    radio_rx = comm.SDRuReceiver(...
        'Platform',             SYS.Platform, ...
        'SerialNum',            SYS.Address, ...
        'MasterClockRate',      SYS.MasterClockRate, ...
        'CenterFrequency',      SYS.USRPCenterFrequency, ...
        'Gain',                 SYS.USRPGain, ...
        'DecimationFactor',     SYS.USRPDecimationFactor, ...
        'SamplesPerFrame',      SYS.USRPFrameLength, ...
        'OutputDataType',       'double');
else
    error(message('sdru:examples:UnsupportedPlatform',platform));
end

radio_tx.ChannelMapping = [1];     % Use both TX channels
radio_tx.UnderrunOutputPort = true;

radio_rx.ChannelMapping = [2];     % Use both TX channels
radio_rx.OverrunOutputPort = true;

二、截取一帧 OFDM

process_ofdm.m
核心代码：

function fft_data = process_ofdm(data_filename, Tx_cd)
load(data_filename)
% load('rx_recv_test.mat')
rxmimo2x2 = rx_recv_test;
%% 修改
Ng=64;
Nfft=256;
N_fft=Nfft;
P_f_inter=6;      %导频间隔
nn=1:Ng;
i=1;
for delay=0:5e5
    yy(i) = rxmimo2x2(nn+delay)'*(rxmimo2x2(delay+nn+Nfft));
    i=i+1;
end
plot(abs(yy))
val=zeros(1,1010);
pos=zeros(1,1010);
% 找到第一个峰
[val1,pos1]=max(yy(66910:66930));
val(1)=val1;
pos(1)=pos1+66910-1;
% 记录每个峰值对应的索引
for cnt=1:1010-1    
    [val1,pos1]=max(yy(pos(cnt)+250:pos(cnt)+390)); % 250和390是试出来的
    val(cnt+1)=val1;
    pos(cnt+1)=pos1+pos(cnt)+250;
end

这里需要手动修改几个参数，按照下面步骤做：

• 注释第 1、2 两行，放开第 3 行
  
• 在第 17 行打个断点
  
• 运行程序 process_ofdm.m，其中黄框内的就是我们发送的一帧 OFDM
  
• 将图片放大，找到其中的第一个峰值，这里是 66923
  
  因此上面程序第 19~22 行的 66910 和 66930 是为了将 66923 峰值索引包含在其范围内

% 找到第一个峰
[val1,pos1]=max(yy(66910:66930));
val(1)=val1;
pos(1)=pos1+66910-1;

• 将第 17 行断点取消，运行 process_ofdm.m，保证程序运行无报错
• 放开第 1、2 两行，注释第 3 行
  

三、执行主函数

在这里我们对传输的 OFDM 进行误码率计算
main.m
核心代码：

%% 插入保护间隔、循环前缀
Tx_cd=[ifft_data(N_fft-N_cp+1:end,:);ifft_data];%把ifft的末尾N_cp个数补充到最前面

%% 相关峰处理
fft_data = process_ofdm(data_filename, Tx_cd);

%% 信道估计与插值（均衡）
data3=fft_data(1:N_fft,:); 
Rx_pilot=data3(P_f_station(1:end),:); %接收到的导频
h=Rx_pilot./pilot_seq; 
H=interp1( P_f_station(1:end)',h,data_station(1:end)','linear','extrap');%分段线性插值：插值点处函数值由连接其最邻近的两侧点的线性函数预测。对超出已知点集的插值点用指定插值方法计算函数值
% factor_64QAM = [3.5361    4.0446    4.7685    5.5782    6.7192    7.6219    8.5716    7.5685    6.4031    4.1531];

%% 信道校正
data_aftereq=data3(data_station(1:end),:)./H;

%% 并串转换
data_aftereq=reshape(data_aftereq,[],1);
data_aftereq=data_aftereq(1:length(spread_data));
data_aftereq=reshape(data_aftereq,N_sc,length(data_aftereq)/N_sc);
    
%% 解扩
demspread_data = despread(data_aftereq,code);       % 数据解扩
    
%% QPSK/16QAM/64QAM解调
De_Bit = demodulation(demspread_data, MODE);

%% 信道译码（维特比译码）
trellis = poly2trellis(7,[133 171]);
rx_c_de = vitdec(De_Bit,trellis,tblen,'trunc','hard');   %硬判决

%% 计算误码率
[err,Ber2] = biterr(De_Bit(1:length(code_data)),code_data);%译码前的误码率
[err, Ber] = biterr(rx_c_de(1:length(P_data)),P_data);%译码后的误码率

四、运行结果

以发送和接收的前 30 个数据为例：

误码率计算：

五、资源自取

链接：https://mbd.pub/o/bread/ZZqak5xq

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