USRP軟件無線電測試解決方案
2024-01-11
一、適用于任意應用場景的軟件無線電
艾克賽普 USRP軟件無線電測試解決方案(通用軟件無線電外設)是一套用戶完全可編程的軟件無線電(SDR),它集成了通用處理器、現場可編程門陣列(FPGA)和RF前端,可助您快速設計無線系統并對其進行原型驗證和部署。NI USRP成本低廉、性能出色、堅固耐用、易于部署且具有多通道,是當前較為常用的多功能SDR。
軟件是SDR的核心,無論您是專職LaVEW編程人員,還是開源開發工具偏好者,都可以使用 USRP產品系列快速開始開發您專屬的無線應用。NI USRP通過其開源驅動程序USRP Hardware Driver(UHD)來支持廣受歡迎的GNU Radio框架。
除了軟件靈活性之外,借助 USRP產品系列,您還可以將仿真的在線數字信號處理器(DSP)的代碼部署到FPGA上進行實時處理您可以使用基于LabVIEW FPGA與RF片上網絡RFNoC)框架預構建的數字基礎結構來實現這一點,RFNoC框架功能強大，可以與常用的開源工作流程兼容。
1、硬件特性
（1）RF性能頻
率范圍為1 MHz至7.2 GHz
高達400 MHz瞬時帶寬
每臺無線電設備具有多達四個發射通道和四個接收通道
多達128 x 128多通道同步系統
本地振蕩器導入/導出同步
GPS馴服振蕩器(GPSDO)
（2）數字性能
某些型號提供板載Arm和x86處理器
USB、1千兆以太網、10千兆以太網、100千兆以太網和PCI Express通信接口
2、軟件功能
（1）主機開發工具
LabVIEW、開源UHD、GNU Radio、MathWorks MATLAB軟件
（2）操作系統支持
Windows、Linux、OS X
（3）FPGA開發工具
LabVIEW FPGA、RFNoC框架
二、快速部署任務關鍵型應用程序
艾克賽普 USRP軟件無線電便攜，性能出色，且易于部署。借助完全開放的軟件驅動程序和FPGA框架，USRP用戶可以快速將想法從概念變為原型并最終在現場部署。USRP的靈活性使其成為無人機防御等新興國防應用的理想選擇。
SkySafe利用NI開源SDR抵御商用無人機威脅
三、可擴展的多通道同步系統
借助 USRP同步功能，您可以擴展RF通道數，從而滿足相位同步且大規模的多輸入多輸出(MIMO)應用需求。許多設備都配有GPSDO，可用于為多通道系統配置共享參考時鐘、觸發器和GPS同步。許多型號還提供基于White Rabbit標準和以太網的同步。或者，也可使用USRP N320/N321本地振蕩器的導出、分配和導入功能，設計更先進的系統來實現真正的相位相干操作。
布里斯托大學的大規模MIMO測試臺
四、USRP產品系列
1、開發工具
開源或LabVIEW，任您選擇。基于RFNoC框架使用Xilinx Vivado編程FPGA，或利用LabVIEW FPGA的抽象功能。
2、無線電硬件
提供獨立運行、主機連接、支持FPGA、小尺寸、輕重量、低功耗(SWAP)以及嵌入式部署等多種選項以供選擇。
3、應用
無論是5G新空口就緒、MIMO就緒，還是長期演進、IEEE 802.11、數字調制、雷達、通信或電子戰，皆可適用。
USRP設備
NI/Ettus Research USRP產品
五、SDR硬件
SDR的頻率范圍為直流至7.2 GHz，實時帶寬高達400 MHz，具有功能強大的DSP專用FPGA，提供從手持設備到高通道數系統等不同規格的選項，可滿足您從設計到部署等不同階段的需求。
1、B系列/USRP 290x
經濟高效的USB SDR，具有寬頻率范圍、緊湊的外形和高達15 MHz的串流帶寬。支持LabVIEW和開源軟件。
2、X系列/USRP RIO
性能出色的PCI Express、10千兆以太網設備，具有強大的Kintex-7 FPGA、2x2MIMO收發儀和高達160 MHz的帶寬。支持LabVIEW和開源軟件。
3、NI Ettus USRP X410
性能出色的全新X系列USRP，具有Zynq UltraScale+ RFSoC、4x4 MIMO和400 MHz帶寬。支持LabVIEW和開源軟件。
4、E系列
傳導散熱的便攜獨立式SDR，具有Zynq 片上系統(SoC)、2x2 MIMO收發儀和56 MHz帶寬。僅支持開源軟件。
5、N系列
性能出色的獨立式SDR，具有Zynq SoC、2x2 MIMO和高達128 x 128相位同步系統。200 MHz帶寬。僅支持開源軟件。
6、獨立式SDR
性能出色的SDR，具有適用于獨立應用的板載處理器和FPGA、高達160 MHz的帶寬和MIMO功能。支持LabVIEW和開源軟件。
六、開發軟件
主機編程
USRP產品系列可與市面上各種軟件流程搭配使用。您可以選擇基于LabVIEW的NI USRP和USRP RIO驅動程序，也可以選擇基于GNU Radio、Python或C++的UHD靈活開源工具。
基于LabVIEW編程范例
公共IP，開源，Python/C++/GRC
七、利用FPGA強大的處理能力
1、基于LabVIEW和USRP RIO對FPGA進行編程
NI USRP許多型號都配有大型用戶可編程的FPGA，適用于需要采用性能出色的SDR的無線應用。NI USRP可提供多種選項來利用FPGA編程的強大功能進行高速信號處理，例如在線快速傅里葉變換(FFT)或有限脈沖響應濾波。基于LabVIEW，您可以使用LabVIEW FPGA和特定型號的USRP RIO驅動程序對USRP進行編程。
針對FPGA IP集成的LabVIEW FPGA圖形化抽象
2、基于GNU Radio、C++和Python實現開源
借助RF片上網絡(RFNoC)框架，充分利用您的USRP：RFNoC是基于VHSIC硬件描述語言和Verilog硬件描述語言以及GNU Radio插件預先編寫好的框架，為使用FPGA構建SDR應用提供了所需的基礎結構，您無需再自行開發數字基礎結構
NI USRP RFNoC框架
八、USRP X410：更為先進的商用現成SDR
USRP X410基于Xilinx Zynq UltraScale+射頻片上系統(RFSoC)構建，是迄今非常先進的SDR。
NI USRP X410
1、主要特性
擁有的FPGA資源多于其他USRP
四核Arm SoC應用處理器
兩個QSFP28（100千兆以太網，Aurora）
PCI Express Gen 3 x8數據接口
內置軟判決前向糾錯IP核
2、RF規格
頻率：1 MHz至7.2 GHz
帶寬：400 MHz
通道：4 RX/4 TX
最大發射功率：22 dBm
最大接收功率：0 dBm
NI USRP X410前面板
NI USRP X410后面板
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