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基于LabVIEW的数字无线电收发信系统

痴迷业余无线电20年了，很久以来就想拥有一个低成本，可以快速构建的数字无线电收发信机。若实现数字化通信，数字调制解调部分一般使用DSP或FPGA。但是对于普通的业余爱好者来说，一是成本高二是复杂的硬件设计和软件编程往往令人望而却步。2009年前就听说过LabVIEW软件可以借助个人计算机实现各种数学运算，可以模拟出传统仪器或设备的前面板。功夫不负有心人，经过几年的尝试终于在2013年底实现了用LabVIEW来处理数字通信的调制解调部分。

LabVIEW简介，LabVIEW是美国国家仪器公司开发的一种图形化编程工具，使用图形语言也就是G语言编程。这种语言可以省去写代码的枯燥工作，拖一个图标进来往往可以代替几十行或几百行C语言的语句。可以在计算机上快速构建你的各种想法。把计算机变成你的一个功能强大的开发板。

言归正传来看一下此次的快速构建总体思路，请看下图。图中的计算机A和B就是普通的个人电脑，计算机A的声卡输出连接到无线电发射器，发射器可以是任意波段任意发射功率。可以选用低成本的88~108MHZ的调频小功率发射器（价格在几元到几十元左右）来做实验。信号通过无线信道传送到接收机，可以选用普通的家用调频收音机或者手机上的收音机。收音机的耳机音频输出连接到计算机B的声卡输入。在两台计算机上安装LabVIEW生成的数字调制解调软件就可以进行无线电数字通信了。

对于手头有短波电台的HAM来说可以将计算机A声卡输出的这个已调信号连接到电台的麦克风接口，从而再次进行幅度调制，然后发射出去。用计算机键盘在昵称输入框中输入自己的呼号，在发射端的文本输入对话框中输入者聊天内容。鼠标点击发送按钮，这个数字化的信息就可以瞬间传送到全球各地。在接收端可以将电台的音频输出连接到计算机B的声卡输入端，音频已调信号进入计算机进行解码，最终显示聊天内容。在符号率默认2.4K的情况下，每秒可以传送68个汉字或136个字符。

有些HAM短波电台带有音频输入输出接口，可以直接使用。没有这两种接口的HAM就要自己动手DIY引线出来了。笔者后续打算出一个配套的小功率短波收发信机硬件。并且通过串口或者USB接口实现PPT收发自动控制，在计算机上点击发送就可以自动启动电台发射。

软件部分的具体实现方法如下。

LabVIEW程序生成的MSK_TX_试用140126.exe可执行文件，利用计算机声卡发送MSK调制信号。LabVIEW程序生成的MSK_RX_试用140126.exe可执行文件，利用计算机声卡接收MSK调制信号。

MSK_TX_试用140126链接：

MSK_RX_试用140126链接：

运行该程序需要安装LabVIEW2009或高于此版的基本软件包（该软件包800M左右）。或者安装LabVIEW2009程序运行引擎（该软件包120M左右）。

LABVIEW2009程序引擎.zip链接：http://

可以用MSK_TX_试用140126.exe发送程序配合MSK_RX_试用140126.exe接收程序，在同一台或两台计算机上通过声卡进行数字通信传送实验。

MSK信号生成原理：计算机键盘输入的文字先经过卷积编码，然后把生成的比特流转换成MSK符号，然后把生成的MSK符号进行脉冲阴影滤波，然后进行模拟调频调制，通过计算机声卡发送。

MSK信号解调原理：声卡接收已调MSK载波，先进行模拟调频解调，再进行匹配滤波，再对齐符号，再删除过采样波形，再把符号转成比特流，再进行维特比译码，然后查找同步字，最后显示接收到的信息。

主要指标：

1载波频率（CarrierFrequency双声道输出。

2符号率（SymbolRate

3调制方式：MSK

首次运行调试：

1解压文件包，运行MSK_TX_试用140126.exe。

2音频连接线接到另外一台计算机上的音频输入插孔。计算机后面通常有两个音频输入孔。红色为麦克风输入，蓝色为线路输入。您可以配置接收端计算机的输入。见下图，在录音控制对话框中选择你需要的输入方式

在发送计算机端点击发送按钮，可以在发送计算机端观察已调载波波形、MSK基带信号波形和MSK基带信号星座图。可以在接收计算机端通过音箱听到已调载波的声音。也可以用音频示波器程序观察波形。

在接收计算机端运行MSK_RX_试用140126.exe。在发送端尝试点击一次发送按钮，观察接收到的有用信号电平。调整解码启动门限电平，使其刚好略低于接收有用信号电平。然后就可以数字通信实验了。

小常识：

A最小移频键控(MSK）是移频键控(FSK）的一种改进型。目前使用最广泛的2G移动通信系统就是采用这种调制方式。MSK主要的特点⒈信号能量的99.5%被限制在数据传输速率的1.5倍的带宽内。谱密度随频率（远离信号