在当代复杂电磁环境与多样化通信需求并存的背景下,软件定义无线电(SDR)技术正展现出前所未有的系统灵活性与功能可重构性。本研究以国产USRP-LW B210硬件平台为基础,构建了集成通信链路仿真、无线信号侦测分析与干扰波形生成的协同实验系统,支持"通信-侦测-干扰-优化"的闭环实验流程,为无线通信领域的教学科研与工程应用提供了一套经济高效、功能完备的解决方案。
一、设计目标
构建“基于USRP-LW B210的无线通信系统三合一实验平台”,实现通信、侦测与干扰一体化研究。
二、系统描述
其中:
通信链路仿真平台:构建完整的无线通信链路。
侦测分析及干扰仿真平台:负责对通信链路信号进行快速侦测和发现并进行多种模式的干扰。
三、通信链路仿真平台
由两台USRP-LW B210软件无线电设备模拟无线链路通信过程,能够模拟多种无线通信信号传输及图像传输场景,适用于通信协议验证、抗干扰测试及教学实验。
四、核心指标
1.通信性能指标
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有效通信距离:≥50m(视距环境)
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射频频率范围:70MHz~6GHz
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支持多种调制制式
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传输速率可调
2.核心功能特性
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数据传输:
支持二进制bit流文件传输
集成误码率测试功能
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跳频通信:
跳频速率:大于720跳/秒
3.系统架构优势
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采用软件无线电架构(USRP-LW B210)
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支持二次开发
五、软件界面
六、侦测分析与干扰仿真平台
系统可对通信链路信号进行快速、自动化侦测、识别、告警,并支持多种干扰信号生成、模式切换及效果评估功能。
其中:
侦测分析模块:负责频谱扫描、信号特征提取、识别告警及历史数据管理。
干扰控制模块:实现多种干扰信号生成、功率及带宽配置、模式切换与效果评估。
七、核心指标
侦测分析模块:
1.频谱监测能力:
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超宽频段覆盖:70MHz-6GHz(可扩展)
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最大实时处理带宽:40MHz
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侦测距离≥20m
2.无线信号智能识别:
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数据采集:采用分频段循环扫描机制,通过USRP-LW B210实时采集I/Q数据并缓存,实现全频段覆盖扫描与信号捕获
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具备特征提取功能
3.数据处理与威胁响应:
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建立信号指纹数据库,支持历史数据多维度检索
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支持原始IQ数据存储及MATLAB后处理分析
干扰仿真模块:
1.干扰性能指标:
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有效干扰距离≥30m
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干扰功率可调节
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干扰带宽可调节
2.多模式干扰:
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支持多种调制方式干扰
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工作模式:自动反制/手动干扰
3.干扰策略:
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基于信号特征的智能干扰
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支持跳频跟踪干扰
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可模拟GPS/北斗导航欺骗信号
八、软件界面
当国产USRP-LW B210同时化身"通信兵"、"侦察兵"和"电子战士"
在复杂电磁环境成为现代通信"新常态"的今天,单一功能的通信设备已难以应对真实战场中的多维挑战。而基于USRP-LW B210构建的通信链路仿真平台、无线信号侦测分析平台和干扰波形生成器,该平台为以下领域提供了统一的实验验证环境:
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无线通信协议验证
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抗干扰性能测试
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跳频通信系统开发
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电磁频谱感知
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电子战效能评估
☑它既是矛也是盾:
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通信工程师用它构建抗干扰链路(通信平台)
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安全专家用它捕捉可疑信号(侦测平台)
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电子战团队则能实施精准电磁压制(干扰平台)
☑从5G基站优化到战场电子对抗,这套系统可以改写规则:
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高校实验室里,学生可上午搭建通信系统,下午模拟无人机GPS诱骗
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军工院所中,研究人员能快速部署,完成从"通信-侦测-反制"的全流程验证