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基于GNU Radio的MIMO-OFDM系统

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简介：
本项目基于GNU Radio开发了一套MIMO-OFDM通信系统，实现了多天线信号处理与传输技术，适用于无线宽带通信场景。 在 main 分支下有三个 .grc 文件：MIMO_simulation.grc、MIMO_rx.grc 和 MIMO_tx.grc。这三个文件是该项目最终流程图的一部分。其中，MIMO_simulation.grc 用于使用虚拟通道模型对 rx&tx 进行软件仿真；而 MIMO_rx.grc 和 MIMO_tx.grc 分别引用了使用 USRP-with-2-antenna 的实验。

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  • 基于GNU Radio的MIMO-OFDM系统
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    本项目基于GNU Radio开发了一套MIMO-OFDM通信系统，实现了多天线信号处理与传输技术，适用于无线宽带通信场景。 在 main 分支下有三个 .grc 文件：MIMO_simulation.grc、MIMO_rx.grc 和 MIMO_tx.grc。这三个文件是该项目最终流程图的一部分。其中，MIMO_simulation.grc 用于使用虚拟通道模型对 rx&tx 进行软件仿真；而 MIMO_rx.grc 和 MIMO_tx.grc 分别引用了使用 USRP-with-2-antenna 的实验。
     
  • GNU Radio OFDM
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    GNU Radio OFDM是一款基于GNU Radio平台实现的正交频分复用通信系统开发工具包，用于设计、构建和部署软件定义无线电应用。 这是用Python编写的关于在GNU Radio上实现OFDM的部分代码。
     
  • 基于GNU Radio的OFDM通信系统仿真与测试分析.zip
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    本项目通过GNU Radio软件平台进行正交频分复用（OFDM）通信系统的仿真和性能测试，旨在深入分析OFDM技术在无线通信中的应用及优化。 在无线通信领域中，正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）是一种广泛应用的多载波调制技术。它通过将高速数据流分割成多个低速子流，并在相互正交的多个子载波上进行传输来实现高效的数据传输。GNU Radio是一个开源软件开发工具包，用于构建、设计和分析数字信号处理系统，特别适用于射频通信和无线通信的研究与实验。 本项目“基于GNU Radio的OFDM通信系统仿真及实测”旨在深入理解OFDM的工作原理，并通过实际操作验证其性能表现。 一、 OFDM基本原理 OFDM技术的核心在于将宽带信道划分为多个窄带子信道，每个子信道可以独立进行调制。这种技术能够有效对抗多径衰落并提高数据传输速率。在OFDM系统中，主要包含以下关键步骤： 1. **符号映射**：信息比特被转换为复数符号（如QPSK或16-QAM），然后分配到不同的子载波上。 2. **IDFT变换**：通过离散傅立叶逆变换将这些复数符号转化为时域的OFDM符号，形成一个脉冲序列。 3. **添加循环前缀**：为避免多径传播引起的干扰，在每个OFDM符号前面附加一段循环前缀。 4. **调制与发射**：经过上述处理后的信号通过射频链路发送出去。 二、 GNU Radio中的OFDM实现 GNU Radio提供了多种块（blocks）来支持OFDM系统的构建，包括： 1. **FFTO block**：执行离散傅立叶变换及其逆向操作。 2. **Symbol Mapper**：将信息比特映射到适当的星座点上。 3. **Cyclic Prefix Adder**：在每个符号前面添加循环前缀以应对多径传播的影响。 4. **Channel Emulator**：模拟实际信道条件，如衰减、多径延迟等现象。 5. **Receiver blocks**：包括均衡器（Equalizer）、解映射器（Demapper）和FFT块等用于接收端的数据恢复。 三、 仿真与实测过程 在“基于GNU Radio的OFDM通信系统仿真及实测”项目中，开发人员将按照以下步骤进行： 1. **搭建发送端**：利用GNU Radio中的相关OFDM模块构建发送流图。 2. **模拟信道**：使用Channel Emulator来模拟各种不同的信道条件。 3. **设计接收端**：构造用于数据恢复的接收流图，包括FFT、信道估计和均衡器等组件。 4. **性能评估**：通过误码率（BER）和其他指标对系统进行测试与评价。 5. **实测验证**：将仿真模型应用于实际硬件设备中，并使用USRP等射频信号处理平台来发送接收信号，以确认仿真的准确性。 该项目不仅涵盖了OFDM通信的基本原理和概念，还展示了如何在GNU Radio环境中实现这些技术。这对于学习无线通信理论以及掌握数字信号处理技巧的工程师来说具有很高的参考价值。通过这样的实践项目可以深入了解OFDM系统在不同信道条件下的表现，并学会使用GNU Radio进行实际的通信系统的开发设计。
     
  • 基于MATLAB的OFDM-MIMO系统程序
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    本项目为一套基于MATLAB开发的OFDM-MIMO通信系统的仿真程序，旨在研究和演示多输入多输出正交频分复用技术的核心原理与性能评估。 MIMO OFDM Simulator: - **OFDM.m**: 主函数，用于模拟整个OFDM系统。 - **create_channel.m**: 生成Rayleigh衰落的频率选择性信道。该过程根据天线配置、OFDM参数和功率延迟分布进行建模。 - **svd_decompose_channel.m**: 假设完全了解信道信息的情况下，将传输分解为平行奇异值模式，并对这些模式进行解构处理。 - **BitLoad.m**: 根据当前的信道情况应用比特加载算法以实现所需的比特和能量分配。 - **ComputeSNR.m**: 依据子载波增益生成每个通道（即每种频率下的奇异值）对应的信号噪声比(SNR)值。 - **chow_algo.m**: 应用Chows算法来确定特定的比特与能量分配方案。 - **EnergyTableInit.m**: 根据SNR值形成一个用于记录各信道能量增量的表格。 - **campello_algo.m**: 运用Campellos算法在给定条件下收敛至最优比特和能量配置策略。 - **ResolvetheLastBit.m**: 对于最后一个需要优化处理的比特，采用一种独特的最佳化方法来确定其位置与作用。 - **modulate.m**: 根据每个信道分配的比特数量对随机输入序列进行调制。 - **ENC2.mat, ENC4.mat, ENC16.mat, ENC64.mat, ENC256.mat**: 分别代表BPSK、QAM（灰度编码）以及更高阶的调制方式。 - **precode.m**: 对每个时间实例中的传输向量进行预处理，即通过乘以信道右奇异矩阵的逆滤波器来实现这一操作。 - **ifft_cp_tx_blk.m, fft_cp_rx_blk.m**: OFDM系统的IFFT（反傅里叶变换）和FFT（快速傅立叶变换）模块。这两个函数分别用于传输块编码前后的处理过程。 - **channel.m**: 将生成的OFDM帧通过信道模型进行传播以模拟实际通信环境中的信号衰减与干扰情况。 - **shape.m**: 通过对接收到的数据向量应用信道左奇异矩阵逆滤波器来完成对整个传输链路中所经历的所有影响因素的补偿处理，从而实现解调前的数据恢复和优化操作。 - **demodulate.m**: 根据已知发送星座图执行最近邻搜索以确定接收信号最可能对应的实际比特组合。
     
  • 基于STBC的MIMO-OFDM系统方案
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    本研究提出了一种基于空时分组码（STBC）的多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统方案。该方案旨在提升无线通信系统的传输效率和可靠性，通过优化编码策略来对抗信道衰落并提高数据传输速率。 简单的2x2 STBC-MIMO-OFDM系统MATLAB代码，可以直接运行。该系统中的信号经过4QAM调制、插入导频、2x2 STBC编码以及IFFT变换，并通过时域多径信道传输（多径信道参数可自行调整）。运行后可以生成误码率曲线图。这是我自己编写的代码，如果有不懂的地方欢迎提问。
     
  • GNU Radio 3.7.11
    优质
    GNU Radio 3.7.11是一款开源软件开发工具包，用于构建能够处理无线电信号的应用程序。它支持信号的实时处理与传输，适用于研究和教学等多种场景。 鉴于国内无法访问GnuRadio官网，现将下载好的GnuRadio源代码提供给大家使用。
     
  • GNU Radio 3.7.10.1
    优质
    GNU Radio 3.7.10.1是一款开源软件开发套件，用于构建可扩展的软件无线电系统。它支持多种信号处理任务和通信协议，并提供了丰富的Python API接口。 这位朋友用脚本安装的方法非常有效，只是版本稍微旧了一些。大家一起学习吧。
     
  • GNU Radio 3.4.2
    优质
    GNU Radio 3.4.2是一款开源软件开发套件，用于构建强大的软件无线电系统。它提供了丰富的信号处理模块和灵活的应用程序接口，支持SDR硬件进行无线电信号的传输与接收。 支持USRP1的软件或硬件开发可以利用其强大的功能进行各种无线电通信实验和研究。通过使用USRP1设备，用户能够实现灵活多样的信号处理与传输应用。此外，该设备还提供了丰富的文档和技术资源，帮助开发者更好地理解和运用相关技术。
     
  • GNU Radio教程
    优质
    《GNU Radio教程》是一本全面介绍GNU Radio软件定义无线电开发平台的指南，适合初学者和专业人士阅读。 本段落介绍GNURadio的安装及调试方法，帮助读者快速入门。