WARP：基于FPGA的开源无线科研平台教学案例

Joseph教授课程的主要目的是：让学生在可编程的WARP平台上设计和实现真实的无线通信网络系统。这些实验可以帮助学生充分理解无线基础概念、蜂窝和802.11等无线协议（TDMA、CSMA等）、调度和随机接入问题，以及调制和功率控制等。最终学生需要基于WARP平台完成课程项目，设计新的无线协议，通过实验测试系统性能。

通过本课程的学习，嵌入式无线设计实验室的学生在WARP平台上完成了六个真实的无线通信系统项目。

通过在WARP平台上完成分布式波束成形通信技术实验，学生在真实环境中比较和测量了三种不同实现方式的接收信号幅度和RSSI (Receiver Signal Strength Indicator，接收信号强度指示)值：不使用波束成形，使用波束成形和使用分布式波束成形。

Nakagami信道模拟

通过在WARP平台上完成Nakagami信道模拟实验，学生在真实环境中采用Nakagami对无线信道衰落进行建模，分析了RSSI值如何影响WARP单板传输中的接收信号分布。

基于信道估计的分集复用MIMO适配 

通过在WARP平台上完成基于信道估计的分集复用MIMO适配实验，学生了解了MIMO系统中的信道估计，如何使用复用方案来实现高速数据传输，掌握通道条件如何影响系统传输的可靠性。

基于2.4GHz和5GHz功率延迟分析的多信道监听

通过在WARP平台上完成基于功率延迟分析的多信道监听实验，学生比较了不同环境的功率延迟曲线，比较了跨越IEEE 802.11 Wi-Fi频谱的2.4GHz和5GHz信道的多径路径属性，同时还了解了一些多径传播参数。

全双工MAC设计

通过在WARP平台上完成全双工MAC设计实验，学生了解了IEEE 802.11标准的无线局域网系统的全双工MAC协议的工作原理，掌握了针对不同场景实现MAC协议的设计思路。

多用户波束成形中的信道正交性测量

通过在WARP平台上完成多用户波束成形中的信道正交性测量实验，学生可以实际测量两个不同光束的空间正交性变化，了解这些变化给设计波速成形算法提供了哪些参考，如何在真实环境中优化和设计波束成形算法。

作为一款开源无线科研教学平台，WARP在南方卫理公会大学的嵌入式无线设计课程中获得了应用。WARP的开放可编程和模块化理念帮助学生更快速地验证新的无线通信协议设计。通过一个学期的学习，学生就可以在WARP平台上面实现一个真实的无线通信网络系统。

     

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