一种基于USRP的放大中继转发优化系统及其优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于USRP的放大中继转发优化系统及其优化方法，包含发送端和接收端，在所述发送端和接收端增加一中继端；通过增加一个中继端，信源端可以将数据先传送到中继端，在中继端我们主要采用放大器对接收到的信号进行放大处理，提高数据的转发功率，然后再转发给信宿端，通过这一技术可以降低无线介质的不利性质对数据传输的影响，提高数据传输的可靠性。

USRP based amplify, relay and forward optimization system and optimization method thereof

The invention discloses a forwarding optimization system and its optimization method based on USRP amplification relay, including sending and receiving ends, a relay end at the sending end and the receiving end; by adding a relay terminal, the source data can be transmitted to the first relay terminal, in the end we mainly use the amplifier the received signal is amplified, improving the transmission of power data, and then forwarded to the sink, this technique can reduce the adverse impact on the nature of the wireless medium of data transmission, improve the reliability of data transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种基于USRP的放大中继转发优化系统及其优化方法
本专利技术属于软件无线电信息传输
，尤其涉及一种基于USRP的放大中继转发优化系统及其优化方法。
技术介绍
在过去的几十年里，随着手持移动设备数量的不断增加，人们对可靠的高速数据通信的需求也呈现稳定的倾斜，但是为了满足这些日益增长的需求，我们肯定会面临许多的挑战，在数据传输的过程中，由于衰落，阴影，多径效应，带宽约束和跨信道干扰等问题的存在，无线介质的不利性质就成为我们面临的最大挑战。在这些问题中，有许多都可以采用多个天线来解决，从而实现空间分集和增益复用。虽然在基站部署多个天线是可行的，但是由于要严格的要求天线的大小以及对成本的控制，在移动设备上这样做可能不实用。协作通信是一个有吸引力的替代方案，其中多个节点彼此协作以给出由多天线系统所承诺的相同的分集和复用增益。协作通信网络的最简单形式是三节点中继网络，是由信源，信宿和专用中继组成。协作通信可以被分为两大类：解码转发（DF）和放大转发(AF)。在解码转发（DF）协议中，中继器将从信源端接收到的源信号进行解码，并将解码之后的信号转发到目的地。在放大转发（AF）协议中，中继端将从信源端接收到的信号进行放大，并将放大之后的信号转发到目的地。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种基于USRP的放大中继转发优化系统及其优化方法，其采用单中继放大转发方案，优化了数据传输的方式，从而降低无线介质的不利性质对数据传输产生的干扰，有效地提高了数据传输的可靠性。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案一种基于USRP的放大中继转发优化系统，包含发送端和接收端，在所述发送端和接收端之间增加一中继端；其中，发送端，用于将信号发送传输至中继端；中继端，用于对接收的信号进行放大处理进而转发至接收端；接收端，用于接收中继端转发的信号。作为本专利技术一种基于USRP的放大中继转发优化系统的进一步优选方案，中继端通过USRPN200的发送天线与接收端进行通信。一种基于USRP的放大中继转发优化系统的优化方法，具体包含如下步骤：步骤1，在发送端，设置待发文件的路径，读取待发文件并将其转换成数据比特流；对读取到的文件进行编码调制，将信号转换为数字信号进而传输至中继端；步骤2，中继端对接收到的信号进行放大处理，并将放大后的信号转发给接收端；步骤3，接收端对接收的信号进行解码解调操作。作为本专利技术一种基于USRP的放大中继转发优化系统的优化方法的进一步优选方案，在步骤1中，采用GMSK调制方式对读取到的文件进行了编码调制。作为本专利技术一种基于USRP的放大中继转发优化系统的优化方法的进一步优选方案，在步骤2中，中继端采用放大器对接收到的信号进行放大处理。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术采用单中继放大转发方案，优化了数据传输的方式，从而降低无线介质的不利性质对数据传输产生的干扰，有效地提高了数据传输的可靠性；2、与传统的直传方式相比较，中继转发技术可以根据具体的需求尽可能的避开障碍物的阻挡，减少丢包率，提高系统性能；此外，中继转发技术还扩大了通信距离，使通信覆盖范围更广；3、当我们在良好的信道环境下进行通信时，放大转发相对于解码转发而言，放大转发的优势在于其系统结构相对简单，易于操作实现，这样就大大的降低了我们的成本，而且也可以达到较好的传输效果。附图说明图1是单中继放大转发协作通信原理；图2是单中继放大转发流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，一种基于USRP的放大中继转发优化系统，包含发送端和接收端，在所述发送端和接收端之间增加一中继端；其中，发送端，用于将信号发送传输至中继端；中继端，用于对接收的信号进行放大处理进而转发至接收端；接收端，用于接收中继端转发的信号。一种基于USRP的放大中继转发优化系统的优化方法，如图2所示，具体包含如下步骤：步骤1，在发送端，设置待发文件的路径，读取待发文件并将其转换成数据比特流；对读取到的文件进行编码调制，将信号转换为数字信号进而传输至中继端；步骤2，中继端对接收到的信号进行放大处理，并将放大后的信号转发给接收端；步骤3，接收端对接收的信号进行解码解调操作在软件无线电思想下，将传统的通信系统在通用软件无线电外设平台USRPN200上通过软件编程来实现，采用单中继转发的方式提高数据传输的可靠性。由于读取到的待发送信号可能不能很好地适应信道的传输，可以根据不同的信道传输情况，通过调用GNURadio的调制解调模块选择合适的调制解调方法，在本专利技术中，我们采用的是GMSK调制方式，使待发送的信号能够更好的适应信道传输。在中继端，我们接收到从信源端发送来的信号之后，借助放大器对信号进行放大操作，并将放大之后的信号转发给信宿端，在信宿端进行相应的解码解调等调操作之后得到原信号。本专利技术的技术解决方案：本专利技术是在软件无线电的思想下，通过GNURadio和USRPN200搭建起来的软件与硬件相结合的系统平台，通过USRPN200硬件平台接收数据，然后通过千兆以太网口将接收到的数据传送到PC端，在PC端上GNURadio软件平台采用软件编程的方式，对数据进行一系列的处理后再进行发送。本专利技术主要是在中继端将从信源端发送来的信号采用放大器对其进行放大操作，然后再进行转发，从而降低无线介质的不利性质对数据传输的干扰，达到提高数据传输的可靠性的目的。1.数据传输操作：在本优化方案中，通过GNURadio软件平台的信号处理模块包结合软件编程的方法搭建起单中继放大转发系统流程图。通信系统的各个模块框图我们可以根据需求在类库中直接调用，类库中没有集成好的我们采用的是C++编程语言进行编程完成，而各个模块之间的粘合我们采用的是Python编程语言来完成。在发送端，设置待发文件的路径，程序根据设置的地址可读取到待发文件并将其转换成数据比特流，为了使读取到的文件可以更好地在信道中进行传输，我们对读取到的文件进行了编码调制等处理操作，将信号转换为数字信号进行传输。此外在发送端设置信号传输的目的地为中继的地址，将发送端的信号发送到中继端。在中继端采用放大器，对从发送端接收到的信号进行放大处理，并将放大后的信号转发给接收端。为了减少数据包的丢失，在发送端的数据发送之前，先启动中继端和接收端的程序，再启动发送端的程序，这样做可以最大程度的减少数据包的丢失，达到更好的接收效果。2.传输实现在数据传输过程中，信号的接收和发送操作、A/D和D/A转换操作是在USRPN200上完成的，其他的对信号进行的编解码等操作是在GNURadio软件平台上实现的，具体操作就是通过USRPN200的接收天线RX对信号进行接收然后将接收到的模拟信号进行模数转换变成数字信号，再通过千兆以太网口传送到PC端的GNURadio软件平台上进行一系列的处理，例如在信源端主要对信号进行编码调制等操作，中继端主要对信号进行放大，再通过USRPN200的发送天线TX发送出去，在信宿端接收到信号之后主要对信号进行解码解调等操作。专利技术点总结1.在数据传输的过程中，由于衰落，阴影，多径效应，带宽约束和跨信道干扰等问题的存在，无线介质的不利性质就成为我们面临的最大挑战，为了减小这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于USRP的放大中继转发优化系统，包含发送端和接收端，其特征在于：在所述发送端和接收端之间增加一中继端；其中，发送端，用于将信号发送传输至中继端；中继端，用于对接收的信号进行放大处理进而转发至接收端；接收端，用于接收中继端转发的信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于USRP的放大中继转发优化系统，包含发送端和接收端，其特征在于：在所述发送端和接收端之间增加一中继端；其中，发送端，用于将信号发送传输至中继端；中继端，用于对接收的信号进行放大处理进而转发至接收端；接收端，用于接收中继端转发的信号。2.根据权利要求1所述的一种基于USRP的放大中继转发优化系统，其特征在于：中继端通过USRPN200的发送天线与接收端进行通信。3.一种基于权利要求1或2所述USRP的放大中继转发优化系统的优化方法，其特征在于：具体包含如下步骤：步骤1，在发送端，设置待发文件的路...

【专利技术属性】
技术研发人员：田峰，邢鹏超，杨小芳，陈欣，周亮，杨震，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32