软件无线电3-微相E316和HackRF实现FM调制解调
前面介绍了基于Matlab、矢量信号器和HackRF One实现射频下的FM调制解调，今天分享的内容是用微相E316替代矢量信号器完成发射工作。注意本文仅用于科研和学习，私自搭建电台属于违法行为。
1.概述
微相E316和HackRF One实现FM调制解调测试框图如1所示：
图1 微相E316和HackRF One实现FM调制解调框图
Matlab将FM调制基带IQ数据存为IQ文件，上位机通过网口将IQ文件发给微相E316，微相E316将基带IQ数据转换为射频信号发射，用HackRF One作为接收机接收FM信号，最后使用计算机开源软件SDRSharp监听FM解调后的语音。
微相E316的网口和USB口连接计算机，如图2所示：
图2 微相E316和计算机间接线图
微相E316的射频输出用SMA射频线连接到HackRF One的天线接口（或者微相E316的射频输出和HackRF One的天线接口分别接一根天线），HackRF One 的USB接口连接至计算机，如图3所示。
图3 HackRF One接线图
2.Matlab生成FM调制基带IQ信号
2.1Matlab读取语音文件
准备一段wav的语音文件，我用笔记本自带的录音机录制了一段自己的语音“软件无线电小方圆.wav“，MATLAB读取语音文件，并获取采样频率信息。
clc;
clear all;
%% ***************read file*************************************
filename ='./data_source/软件无线电小方圆.wav';
[m,fm]= audioread(filename);% fm = 48e3; %音频的采样率
sound(m,fm);
figure(1);
plot(m);title('原始的语音信号');
我的这段语音数据源采样率48kHz。时域波形如图4所示，
图4 原始语音信号时域波形
2.2相关参数设置和语音数据源初处理
我用的载波频率192kHz，载波采样率1.92MHz，代码里类似这些参数大家可以根据自己的需求修改。FM宽带调制最大频偏75kHz。因为FM调制是用基带信号控制载波的频率，即与载波信号数据相乘，所以在这之前，我们需要将基带信号的采样率和长度进行处理，使其与载波信号采样率和长度保持一致，处理代码如下：
fs = 1.92e6; %采样率 载波的采样率
fc = 192e3; %载波中心频率
df = 75e3; %最大频偏 宽带75khz 窄带5khz
kf = (df*2^32/fs)/32767;
AC= 1024;%幅度
dt=1/fs;
m_len=length(m)*fs/fm;%按照载波采样率的长度计算
m_t=zeros(1,m_len);
for i=1:length(m)
for j=1:fix(fs/fm)
m_t((i-1)*fix(fs/fm)+j)=m(i);
end
end
2.3 FM调制生成基带IQ信号
查表法实现信号发生器，MATLAB产生DDS，生成FM调制基带IQ数据，代码如下：
%************************* FM调制 ********************
n=0:1/1024:1023/1024;
s_rom=sin(2*pi*n);
c_rom=cos(2*pi*n);
w_r=0;%相位累加器
rrom_addr=0;%
dac_i=zeros(1,m_len);%I路信号
dac_q=zeros(1,m_len);%Q路信号
for i=1:m_len
w_r = w_r + kf*m_t(i);
if(w_r > 2^32) % 做32位累加器的溢出判断
w_r= w_r - 2^32;
elseif(w_r <0)
w_r = w_r + 2^32; % 负的溢出时
end
rrom_addr=round(w_r/2^22);%读查找表的地址
if rrom_addr == 0
rrom_addr =1;
end
dac_q(i)=AC*s_rom(rrom_addr);
dac_i(i)=AC*c_rom(rrom_addr);
end
data = dac_i +1i*dac_q;
2.4 Matlab生成IQ文件
Matlab完成将2.3节里生成的FM调制基带IQ数据存为IQ文件，代码如下：
for i=1:N
sig(2*i-1)= real(data (i));
sig(2*i)= imag(data (i));
end
fileID = fopen('WBFM.iq', 'wb');
% 写入数据，'short'指定数据类型为short（2字节整数）
fwrite(fileID, sig, 'short');
% 关闭文件
fclose(fileID);
3.上位机将IQ文件导入微相E316
步骤一：网线一端连接计算机，另一端连接微相E316，根据E316内部代码，设置计算机IP，我的E316 IP是192.168.1.11，计算机IP设置为192.168.1.33：
步骤二：上位机选择上一章里Matlab生成的IQ文件，点击“载入文件”，如图5所示：
图5 上位机载入IQ文件
步骤三：等待上位机打印区显示数据下发完成，如图6所示。
图6 上位机下发IQ文件
步骤四：发送次数改为0（连续发送），点击“开始发射”，停止则要点击“停止发射”，如图7和图8所示：
图7上位机设置连续发射
图8 上位机设置E316射频发射中
4.微相E316生成FM信号
微相E316读取网口接收的IQ文件，得到FM调制基带IQ数据，根据设置的频率，我的E316代码内部设置发射频率492005270Hz，如图9所示，E316将FM调制基带IQ数据经过上变频和混频后，通过射频DA发送FM信号。
图9 开始连续发射
5.HackRF One接收FM信号
在电脑上打开软件SDRSharp，打开后具体操作步骤如下：
步骤一：打开设置，选择硬件HackRF One，如10所示：
图10 SDRSharp设置选择HackRF One
步骤二：选择Radio模式，勾选WFM，如图11所示
图11 SDRSharp选择WFM
步骤三：打开监听开关，如图12所示
图12 SDRSharp打开监听开关
步骤四：设置监听频率490MHz，如图13所示
图13 SDRSharp设置监听频率
步骤五：调节音量和增益值，如图14所示，使收听效果更好。
图14 SDRSharp设置音量和增益
原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_39813867/article/details/142577674
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