摘要：最新提出了一種在Windows平臺上基于USRP的數字對講機收發系統設計方案。首先簡要介紹USRP及其開發平臺，通過各種對比選擇在Windows平臺上利用VC來實現，然后描述了USRP驅動安裝，詳細分析了UHD重組的API函數接口，最后搭建數字對講機收發系統，采用DMR數字通信協議，利用USRP作為收發前端，在PC上通過串口RS232連接AMBE-1000語音板，通過實際測試驗證了系統的各項功能，證明了USRP在Windows平臺上開發簡單方便可行。

引言

　　隨著信息化時代的發展，人們日益迫切地要求對講機具有諸如話音加密、數據傳輸、遠程監控、聯網調度等功能，而且要求進一步提高無線頻譜的利用率(信道間隔由過去的25kHz到現在的12.5kHz以及6.25kHz)，數字通信技術在對講機及轉信臺等相關產品中的應用也就迫在眉睫了^[1][2]。

　　數字對講機采用數字技術進行設計，將語音信號數字化，以數字編碼形式傳播。數字對講機與模擬對講機相比，語音清晰、接收通話信號穩定，數字對講機不僅能實現模擬對講機基本業務：單呼、組呼等功能，還具有調度臺核查呼叫、區域選擇、接入優先、優先呼叫、遲后進入、預占優先呼叫、偵聽、動態重組、監聽等補充業務^[2]。數字對講機是我國的移動通信系統和設備中的最后一個由模擬轉向數字的設備和系統。

　　本文提出了一種基于USRP的數字對講機收發系統設計方案。該方案在Windows平臺上，利用USRP作為收發前端，在PC機上通過串口RS232連接語音板，上層采用DMR數字通信協議，實現了數字對講機系統的各項功能。

USRP介紹及系統開發平臺選取

　　USRP介紹

　　USRP(Universal Software Radio Peripheral，通用軟件無線電外設)旨在使普通計算機能像高帶寬的軟件無線電設備一樣工作。USRP是一個非常靈活的USB設備，包含一個小的母板，母板包含4個12bit/64M抽樣率的ADC，4個14bit/128M DAC，一個百萬門的FPGA芯片和一個可編程的USB2.0控制器。每個USRP母板支持4個子板，2個接收，2個發射^[3]。它的結構框圖如圖1所示。

　　如圖1所示，USRP通過USB2.0與處理器相連。接收器鏈從高度敏感、可接受微小信號的模擬前端開始，然后使用直接下變頻將它們數字化為同相(I)和正交(Q)基帶信號。下變頻后有高速模數轉換器和一個DDC，用以降低采樣率并將I和Q打包傳輸到主機。發射器鏈從主機開始，生成I和Q并通過USB2.0輸到USRP硬件，DUC為DAC準備信號，然后I-Q進行混合，直接上變頻信號以產生一個RF頻率信號，然后進行信號放大與傳輸。

　　開發平臺選取

　　目前開發USRP的工具有四種，分別是Linux品臺下的GNUradio，還有Windows平臺下的VC，Simulink，Labview。

　　GNU Radio是Linux上一個軟件無線電軟件，通過最小程度地結合硬件USRP，用軟件來定義無線電波發射和接收的方式，搭建無線電通信系統的開源軟件系統^[3]。Labview是由NI提出的一款開發USRP的工具，用戶可以開發自定義的無線通信協議并且實現實時運行的物理層數字鏈路。但是目前Labview只支持USRP-292x。MATLAB和Simulink連接Ettus Reseach公司的USRP，可以提供無線電回路設計和建模環境。它是由德國KIT大學開發的，只支持USRP2，還不是很完善。各個平臺之間對比：

　　通過表1可知，相對于Linux平臺而言，Windows平臺開發更方便有以下幾個優點：第一，Linux的操作比較復雜，Windows的比較簡單，快速開發;第二，Windows可視化的界面編輯器，方便開發對講機的界面對話框;第三，Windows是微軟的東西，VC也是，自然會比其他公司的開發工具在兼容性等各方面要好;第四，Linux速度比較快，安全性比Windows好，但是有很多軟件只能在Windows里運行，與Linux兼容的軟件正在開發中，不方便調用PC里面的API和外面接口。

linux操作系統文章專題：linux操作系統詳解（linux不再難懂）