通信原理_FM广播接收_gnuradio+USRP N320_含仿真流图

一、原理简介

1、调频广播

调频广播是将音频信号信息调制到高频率的无线电频率上，高频无线电的频率随着音频信号的变化而发生变化；再利用无线电波在空中进行远距离传播的特性进行无线广播；接收端进行频率解调恢复原始音频信号。我国调频广播的范围是87~108MHz。
为了将音频信号利用电磁波进行广播发射，首先对音频信号进行信号采集，然后再变成数字音频信号。再将数字音频信号进行调频处理，最后通过口袋实验室设备将调频后的信号从空中无线发射出去。

2、FM调制解调
频率调制是一种使受调波瞬时频率随调制信号而变的调制方法，这种方法产生的无线电波叫调频波,其基本特征是载波的振荡幅度保持不变，振荡频率随调制信号而变。已调信号的频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，即非线性调制，与幅度调制相比突出的优点是其较高的抗噪声性能。

FM调制分为窄带FM调制和宽带FM调制。在长距离高质量的通信系统中，如微波或卫星通信、调频立体声广播、超短波电台等多采用宽带调制。
本次实验中直接使用了gnuradio中的宽带FM发射机与接收机模块：
①宽带FM发射机（WBFM Transmit）由三部分组成：FM解调、FIR抽取滤波器、FM去加重。

②宽带FM接收机（WBFM Receive）也由三部分组成：FIR插值滤波器、FM预加重、FM调制。

3、预加重和去加重
预加重：随着信号速率的增加，信号在传输过程中受损很大，为了在接收终端能得到比较好的信号波形，就需要对受损的信号进行补偿，预加重技术的思想就是在传输线的始端增强信号的高频成分，以补偿高频分量在传输过程中的过大衰减。而预加重对噪声并没有影响，因此有效地提高了输出信噪比。
去加重：去加重是相对于预加重而言的。预加重后的信号在分析处理之后需要进行去加重处理，即加上-6dB/倍频程下降的频率特性来还原成原来的特性。

二、实验过程

1、搭建“FM信号接收流图”，设置合适的接收频率，接收FM广播信号并播放声音。

USRP Source模块配置天线接收FM广播信号并下变频到零中频；宽带FM接收机模块实现FM解调；采样率变换模块用来调整解调信号采样率；音频新宿模块配置声卡播放解调信号；频谱仪模块观察接收信号频谱。

2、搭建“FM信号发射流图”，读取wav格式的音频文件，并进行FM宽带调制（需将发射频率设置为干净的频段），经天线发射出去，然后通过设置合适的频点和收发增益，实现两台设备间音频信号的FM收发。
设置WBFM Transmit模块中正交率为800k（输出流的采样率），预加重时间为75u，最大偏差75k。

关于流图中模块的具体作用，可以在这里搜索查看