基于Windows和USRP數(shù)字對講機(jī)收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計

　　而用VC開發(fā)通信協(xié)議程序比較方便，USRP的通用驅(qū)動UHD也是用VC開發(fā)的，相比較與Simulink和Labview，在VC上開發(fā)，更具優(yōu)勢，更適合本項目的開發(fā)。并且Simulink和Labview都只支持USRP2，開發(fā)還不是很成熟，工具也不方便^[4][5]。本次驗證系統(tǒng)采用的是USRP1，USRP1采用的是USB2.0接口，相對于USRP2以太網(wǎng)接口簡單方便，母版上采用的是Altera的FPGA芯片，容易開發(fā)，并且價格便宜。所以，采用USRP1在Windows上用VC進(jìn)行開發(fā)。

USRP在Windows上開發(fā)接口

　　UHD是由Ettus Resarch開發(fā)的，為其產(chǎn)品提供宿主驅(qū)動(host driver)和API。本次設(shè)計在Windows平臺下，采用UHD驅(qū)動。在安裝UHD驅(qū)動時，需要安裝cmake，Boost，libUSB等插件，然后解壓UHD源碼，通過cmake交叉編譯實現(xiàn)，可以得到UHD下面的各個項目工程。Boost和libUSB這兩個庫在cmake編譯中都需要進(jìn)行配置，否則編譯過不去。這些插件主要作用就是將UHD下面的Linux源代碼通過cmake等交叉編譯生成Windows下面的C代碼。

　　安裝好后可以連接上USRP，通過里面的測試實例，可以看到USRP是否正確連上。正確連上會顯示如下信息：圖中的參數(shù)是可配置的。

　　然后，我們就可以調(diào)用UHD下面的一些API函數(shù)，在本次項目中主要參考的就是底層的send()和recv()。里面的程序全是通過類來實現(xiàn)的。在Windows平臺上，USRP提供的可配參數(shù)主要如表2所示。

　　但是send()和recv()收發(fā)不滿足DMR規(guī)定的要求，并且在進(jìn)行收發(fā)轉(zhuǎn)換時，時序處理不過來。為了方便上層調(diào)用，將配置分為三部分，對UHD下面的接口函數(shù)進(jìn)行了重新封裝，如表3所示。

　　在configure()里面主要是創(chuàng)建了一個USRP，它花時較長，需要返回一些USRP的子板和母版信息，還要導(dǎo)入一些映像文件，所以采用單獨分開配置，在程序調(diào)用之前配置一次就可以。configure_recv()和configure_send()主要是配置一些收發(fā)的具體參數(shù)，就是上面介紹的主要參數(shù)。這樣將配置分開，是為收發(fā)轉(zhuǎn)換準(zhǔn)備的，方便上層調(diào)用。Mod_send()主要負(fù)責(zé)將上層來的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制然后調(diào)用底層send()將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，Demod_recv()主要負(fù)責(zé)調(diào)用底層recv()并將接收的數(shù)據(jù)解調(diào)返回給上層。

收發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)及測試

　　系統(tǒng)平臺搭建

　　系統(tǒng)平臺基于軟件無線電的架構(gòu)，基帶處理部分按照DMR協(xié)議由軟件模塊來實現(xiàn)，包括組幀、同步、信道接入、BPTC信道編碼等，這部分主要在PC機(jī)上完成。射頻部分由硬件模塊USRP完成，采用400M的射頻子板，與PC之間通過USB2.0進(jìn)行通信。語音模塊由AMBE-1000來完成，本次系統(tǒng)中語音板是插在一個51最小系統(tǒng)上，51最小系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)AMBE-1000語音板的驅(qū)動和它與PC機(jī)之間的串口通信。具體系統(tǒng)架構(gòu)如圖3。