软件无线电物理层基带算法验证平台
实验室基于双天线与四天线软件无线电设备搭建了物理层基带算法验证平台，平台结合了基带收发机程序与软件无线电开发工具套件，可用于真实信道环境下的基带通信算法快速验证。该平台在实验室的各项研究中起着关键作用，它不仅提供了验证基带通信算法的真实信道条件，还为研究人员提供了一个灵活且高效的工具，以推进无线通信技术的发展。通过不断改进和扩展这个平台，我们将继续为解决通信网络安全领域的挑战提供创新的解决方案。
图1 双天线（收/发独立）软件无线电（左）、四天线（收/发独立）软件无线电（右）
平台功能和特点：
1. 真实信道仿真验证：平台允许在真实无线信道环境中进行基带收发机性能验证。通过将数字波形转换为模拟信号并发送至实际信道，再通过实际射频硬件进行接收和模拟信号转换，来模拟真实世界中的通信情境，这弥补了纯基带软件仿真缺乏真实信道条件的不足。
2. 易于使用：通过修改基带软件代码以及简单的射频参数设置，就能够轻松完成不同算法与通信体制的替换。这为基带算法设计验证提供了强大的支持，使我们能够迅速测试和评估各种基带通信算法。
3. 验证成果丰富：我们已在该平台上完成了多项物理层基带技术的验证工作。这些验证工作涵盖了广泛的领域，为我们实验室在无线通信技术研究方面积累了丰富的经验和成果。
图2 接收机测试波形
基于开发板的无线通信协议栈测试验证平台
实验室基于成熟的片上系统与射频硬件搭建了无线通信协议栈测试验证平台，平台在通信协议栈的设计测试方面发挥着重要作用，还为嵌入式开发学习提供了极佳的资源。该平台包括物理层、链路层、网络层和应用层的开发验证组件。实验室已经基于本平台完成了多天线自组网协议栈的早期开发验证工作并利用该平台推动通信协议栈的研究和实际应用。
平台功能和特点：
1. 多层协议栈支持：平台支持定制多个通信协议栈，包括物理层、链路层、网络层以及应用层。这为通信协议栈设计和测试提供了全面的支持。
2. 硬件资源充足：平台充分利用开发板丰富的硬件资源，使其能够为无线通信协议栈的工程实现与测试提供有力支持。多通道数据处理、复杂物理层基带算法等任务都可以在平台上并行运行。
3. ARM处理器支持：平台配备了强大的ARM处理器，为协议栈中的链路层、网络层和应用层提供了便捷的开发环境。这有助于简化协议栈的开发和验证过程。
4. 嵌入式开发学习：除用于协议栈测试验证，平台还可作为嵌入式开发学习的工具。学生可以在这个平台上实践和学习嵌入式系统开发技能，提高在通信领域的专业知识。
全方位测试验证平台
实验室配备了一系列先进的测试验证平台，以支持通信协议栈的设计与实体通信设备的全面测试。平台包括频谱仪、小型微波暗室、信道模拟器以及半实物仿真系统。测试验证平台为我们提供了丰富的通信设计与验证资源，以推进通信协议栈的开发和优化，此外还能验证通信设备在各种使用场景下的性能。
频谱仪与小型微波暗室：在通信硬件设备研发过程中对无线信号的频率、幅度、调制、失真、杂散、相位噪声、电磁兼容等各项指标进行精确测量。这些设备能够帮助我们检测和分析信号干扰，确保通信设备在真实环境中的可靠性和稳定性。
图3 频谱仪（左）、小型微波暗室（右）
信道模拟器：精确地模拟信号经过无线信道后的变化特性，包括频率、衰落、动态时延、衰减、噪声、干扰等。这为通信设备在各类信道环境下的性能测试验证提供了关键支持。信道模拟器能够用于静止或相对运动场景的测试，确保通信设备在各种物理信道条件下的稳健性和性能。
图4 信道模拟器
半实物仿真系统：半实物仿真系统可进行包括物理层、链路层、网络层、应用层的多层级联合仿真测试。使得我们可以在一个受控环境中验证通信协议栈的各个层次，以确保整个通信系统的协同工作。虚拟设备和环境配置可以有效的模拟各类应用场景下的通信情况，减少实物测试的物品和场地限制，同时引入实物通信设备参与仿真过程可以提高仿真的真实性与可信度。
图5 真实环境下大规模组网仿真
自研多天线宽带自组网通信设备
基于实验室多年通信与网络理论研究成果，针对大规模、广覆盖与高速率无线通信需求，本实验室自主设计研发了多天线宽带自组网通信系列设备，包括2x2机载设备、2x2手持设备和4x4车载设备。系列设备填补了国内宽带无线自组网通信的空白，其性能已经达到了国际领先公司如美国Silvus、英国DTC等主流通信公司设备的水平。通过自研多天线宽带自组网通信设备，实验室旨在持续推动无线通信技术的进步，以满足不断增长的通信需求，为构建更安全、高效的通信网络贡献力量。
图6 自研多天线宽带自组网通信系列设备（左：机载、中：手持、右：车载）
平台特点：
1. 多层次自研：从物理层、链路层、网络层到应用层，我们进行了全方位的协同自研设计，以确保设备在不同层次上的性能达到国际一流水平。
2. 硬件实现：实验室不仅设计了多天线无线宽带通信协议栈，还在自主设计的硬件上进行了实现。确保了设备的完全自主可控性。
3. 领先国际水平：经过理论设计到工程落地的过程，系列设备性能已经达到国内领先国际一流水平，为应对不同环境下的通信需求提供了强大的支持。
验证与应用：
1. 组网验证：为验证设备各项性能指标，实验室进行了多次组网测试。这些测试涵盖了广泛的无线通信场景。
图7 组网测试
2. 实际应用：系列成果已经成功用于消防、边防等应急通信场景，为解决关键时刻的通信挑战提供了可靠的解决方案。
图8 应用场景
