使用RTL-SDR和Matlab Simulink玩转软件无线电(七)

2023-12-12 11 0

1.9 离散和连续时间信号及方程

本书中我们同时讲了连续时间信号(模拟信号)和离散时间信号(数字信号)。所有RTL-SDR接收并发给MatlabSimulink的信号实际上都是离散的,我们用s[n]来表示这些被采样的信号,使用系数n或者k和方括号表示。所有实际在空中的信号都是连续的,我们用约定俗成的s(t)来表示。当我们需要把连续信号转位离散信号,或者离散信号转为连续信号,我们都假设ADCDAC必须能完成这个工作,如图1.13,图中就代表了我们的操作,其中的s(t)s[n]在频段0~fs/2直接是等效的。

1.10 本书章节结构和练习的形式

这本书以一种教程的形式编写,不止是可以读,也可以作为操作手册。所有材料都设计为可供读者进行实践操作的,并且考虑到不同程度读者的需求,所以开头章节只是介绍性的。本书的主要目的是帮助初学者使用MatlabSimulink和相关工具盒。获得DSPSDR设计的经验。

1.10.1 练习组成

所有练习都有一个标题和一个练习代号(你可以在vii页上找到练习列表)。练习的开头会有一个黑底的框标出,它很显眼,你可以看一下练习1.0

练习1.0 这是练习的开始,也是练习的标题

阅读练习时,你可能碰到一些图标,它们表示你要做的练习类型。

练习往往会有很多步骤,每一步都有字母标示,比如(a)(b)(c)。图标一般在页面左侧。一般来说步骤类型不同时,或者换页时就会有这样的一个图标,我们来解释下图标的意思。

对于没有使用过Matlab或者Simulink的读者,会讲一些基础的步骤比如参数设置,以及告诉你开始仿真按钮的位置,或者观察、解释一些关节信息。一般讲MatlabSimulink功能的时候就会用这个粉红脚印图标。

一些练习会讲到一些基础的SDR系统,读者会从空白开始设计,一步步的构建SDR系统。我们还会教你做发射机的电路。这种类型的活动会用红色的工具图标表示。

有时候你需要参考一下其他设计,这时候会用一个紫色的参考书图标表示,我们还会告诉你这个文件的文件名和位置。

一个系统设计完成后,你就可以运行它,你还能更改参数来看看效果,这时就会用一个绿色的奔跑者图标表示。

我们提供的MatlabSimulink练习提供屏幕录像,观看这些录像用户可以确认自己的实验结果是否正确。如果读者没有软硬件,这些录像也可以帮助他们学习。橘黄色的电脑屏幕图标就是表示提供屏幕录像。

有些例子需要其他硬件,比如平板或者智能手机的声音输出或者额外的发射机来生成RF信号。这种情况,我们提供视频,同时显示屏幕录像和另一个设备的录像。我们会用一个橘黄色的电影带图标来表示这种类型的录像。

最后,尽管我们可以提供很多例子和设计,但是最好的学习方式是你自己设计。因此,在这种练习中,我们会提供一些扩展建议。这种类型的活动我们会用蓝色的问好图标表示。

当使用MatlabSimulink软件时,鼠标的使用方式是不同的,本书的例子在Windows 8.1中实现。所以左键和右键都要使用,单击双击都有。我们会用图1.14中的图标来表示不同的操作。

如果你使用Linux或者Mac运行MatlabSimulink,你需要对应的鼠标和键盘操作。我们有教程教你如何在OS X Yosemite上开启右键操作。

1.10.2 章节概述

下面给出了后面章节的概述

第二章 讲了使用MatlabSimulinkRTL-SDR的初始步骤。我们会带领你完成软硬件设置,帮助你运行成功,并接收实时的RF信号。

第三章 进一步介绍了RF频谱,鼓励你自己探索频谱,找到你身边的各种信号(根据你的地理位置不同,实际信号可能根书里的不一样)。MatlabSimulink可以帮助你观察整个频谱。

第四章 介绍了MatlabSimulink软件提供的工具。我们还讲了通信、信号、DSP工具盒的使用,包括对应的练习,以及如何导入事先录制的信号。

第五章 讲了复数信号的概念,并且解释了他们与正交解调系统中实际信号的关系。

第六章 讲了模拟AM信号的理论和仿真,并且讲了调制解调过程中相关的数学公式。包括生成和分析不同种类的AM信号。

第七章 讲了频率调整和同步。这两个概念在所有的无线电接收机里都提到。同步电路、锁相环(PLL)都将到了,并且我们还提供了对应的仿真练习。

第八章 讲了实时调制解调AM信号,使用RTL-SDR,还讲了如何实现廉价AM发射机。

第九章 从系统和仿真的角度讲了模拟FM信号,并且讲了调制解调过程中相关的数学公式。

第十章 延续第九章的理论,实现了实时的FM信号调制解调,使用RTL-SDR接收,收的信号包括环境中的FM信号,也有我们自己发射的。

第十一章 转到数字信号领域,讲了调制过程的基础知识和脉冲成型,还有更高阶的载波同步,符号时序和相位模糊纠正。

第十二章 继续讲数字信号通信实验,使用USRP硬件来发射测试信号,并且用RTL-SDR接收。我们实际发射了无线信号,然后再从空中收下来。

附录 讲了详细的安装、设置信息,公式和理论背景,等等

接下来我们会进入第一个练习,并且接收广播信号!是时候开始了。


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