Simulink での USRP ハードウェアを使用した QPSK 送信機
R2026bこのモデルは、Simulink® で Universal Software Radio Peripheral™ (USRP) デバイスを使用して QPSK 送信機を実装する方法を示します。このモデルの USRP デバイスは、指定された中心周波数と 1 Mbps のビット レートで、インデックス付きの 'Hello world' メッセージを送信し続けます。追加の USRP デバイスを用いるQPSK Receiver with USRP Hardware in Simulinkの例を使用して、送信されたメッセージを復調できます。
このモデルを実行するには、SDRu Transmitter の指定された中心周波数が USRP ドーターボードの許容範囲内であることを確認する必要があります。
必要なソフトウェアとハードウェア
この例を実行するには、次に示すハードウェアのいずれか、およびそれらに対応するソフトウェア サポート パッケージが必要です。
USRP N2xx または B2xx シリーズ無線機と Communications Toolbox Support Package for USRP Radio。サポートされている無線機の詳細については、サポートされているハードウェアと必要なソフトウェアを参照してください。
USRP E3xx、N3xx、X3xx、または X4xx シリーズ無線機と Wireless Testbench Support Package for NI USRP Radios。サポートされている無線機の詳細については、Supported Radio Devices (Wireless Testbench)を参照してください。
例の構造
モデルの最上位構造を次の図に示します。
送信機には Bit Generation サブシステム、QPSK Modulator ブロック、Raised Cosine Transmit Filter ブロックが含まれます。次の図に示すように、Bit Generation サブシステムは MATLAB ワークスペース変数をフレームのペイロードとして使用します。各フレームには、'Hello world ###' という 100 個のメッセージと 1 つのヘッダーが含まれます。最初の 26 ビットはヘッダー ビットであり、13 ビットのバーカー符号を 2 倍にオーバーサンプリングしたものです。バーカー符号は、後に受信機モデルの Data Decoding サブシステムで使用する QPSK シンボルを正確に 13 個生成するため 2 倍にオーバーサンプリングされています。残りのビットがペイロードです。ペイロードは 'Hello world ###' (### は '000'、'001'、'002'、...、'099' のシーケンスの繰り返し) の ASCII 表現に対応します。ペイロードは受信機モデルのタイミング再生処理のために 0 と 1 をバランス良く配分するためスクランブルされています。スクランブルされたビットは QPSK Modulator (グレイ マッピングを伴う) によって変調されます。変調されたシンボルは Raised Cosine Transmit Filter (ロールオフ係数が 0.5) によって 2 倍にアップサンプリングされます。Raised Cosine Filter の出力レートは、シンボル レートを 200k シンボル毎秒とした 400k サンプル/秒に設定されています。送信機モデルと受信機モデルのシンボル レートをそれぞれ一致させてください。
例の実行
モデルを実行する前に、まず USRP をオンにしてコンピューターに接続します。SDRu Transmitter ブロックの [中心周波数] パラメーターを設定し、モデルを実行します。送信された信号を受信するには、追加の USRP デバイスを使用し、sdruqpskrx.slx (QPSK Receiver with USRP Hardware モデル) を実行できます。
例の検証
USRP ボード間のハードウェアの違いにより、USRP 送信機ハードウェアと USRP 受信機ハードウェアの間に周波数オフセットが存在する可能性があります。その場合は、周波数オフセット キャリブレーション コンパニオン モデル sdrufreqcalib.slx (送信機用) と sdrufreqcalib_rx.slx (受信機用) を使用して手動周波数キャリブレーションを実行し、結果の動作を調べます。
USRP ドーター ボードが異なるとゲイン動作も大幅に変わるため、送信機モデルと受信機モデルの既定のゲイン設定がドーター ボードに適さない可能性があります。メッセージが受信機モデルによって適切に復号化されない場合は、このモデルの SDRu Transmitter ブロックのソース信号のゲインと、受信機モデルの SDRu Receiver ブロックのゲインを変更できます。
