USRP软件无线电测试解决方案
2024-01-11
一、适用于任意应用场景的软件无线电
艾克赛普 USRP软件无线电测试解决方案(通用软件无线电外设)是一套用户完全可编程的软件无线电(SDR),它集成了通用处理器、现场可编程门阵列(FPGA)和RF前端,可助您快速设计无线系统并对其进行原型验证和部署。NI USRP成本低廉、性能出色、坚固耐用、易于部署且具有多通道,是当前较为常用的多功能SDR。
软件是SDR的核心,无论您是专职LaVEW编程人员,还是开源开发工具偏好者,都可以使用 USRP产品系列快速开始开发您专属的无线应用。NI USRP通过其开源驱动程序USRP Hardware Driver(UHD)来支持广受欢迎的GNU Radio框架。
除了软件灵活性之外,借助 USRP产品系列,您还可以将仿真的在线数字信号处理器(DSP)的代码部署到FPGA上进行实时处理您可以使用基于LabVIEW FPGA与RF片上网络RFNoC)框架预构建的数字基础结构来实现这一点,RFNoC框架功能强大，可以与常用的开源工作流程兼容。
1、硬件特性
（1）RF性能频
率范围为1 MHz至7.2 GHz
高达400 MHz瞬时带宽
每台无线电设备具有多达四个发射通道和四个接收通道
多达128 x 128多通道同步系统
本地振荡器导入/导出同步
GPS驯服振荡器(GPSDO)
（2）数字性能
某些型号提供板载Arm和x86处理器
USB、1千兆以太网、10千兆以太网、100千兆以太网和PCI Express通信接口
2、软件功能
（1）主机开发工具
LabVIEW、开源UHD、GNU Radio、MathWorks MATLAB软件
（2）操作系统支持
Windows、Linux、OS X
（3）FPGA开发工具
LabVIEW FPGA、RFNoC框架
二、快速部署任务关键型应用程序
艾克赛普 USRP软件无线电便携，性能出色，且易于部署。借助完全开放的软件驱动程序和FPGA框架，USRP用户可以快速将想法从概念变为原型并最终在现场部署。USRP的灵活性使其成为无人机防御等新兴国防应用的理想选择。
SkySafe利用NI开源SDR抵御商用无人机威胁
三、可扩展的多通道同步系统
借助 USRP同步功能，您可以扩展RF通道数，从而满足相位同步且大规模的多输入多输出(MIMO)应用需求。许多设备都配有GPSDO，可用于为多通道系统配置共享参考时钟、触发器和GPS同步。许多型号还提供基于White Rabbit标准和以太网的同步?；蛘?，也可使用USRP N320/N321本地振荡器的导出、分配和导入功能，设计更先进的系统来实现真正的相位相干操作。
布里斯托大学的大规模MIMO测试台
四、USRP产品系列
1、开发工具
开源或LabVIEW，任您选择?；赗FNoC框架使用Xilinx Vivado编程FPGA，或利用LabVIEW FPGA的抽象功能。
2、无线电硬件
提供独立运行、主机连接、支持FPGA、小尺寸、轻重量、低功耗(SWAP)以及嵌入式部署等多种选项以供选择。
3、应用
无论是5G新空口就绪、MIMO就绪，还是长期演进、IEEE 802.11、数字调制、雷达、通信或电子战，皆可适用。
USRP设备
NI/Ettus Research USRP产品
五、SDR硬件
SDR的频率范围为直流至7.2 GHz，实时带宽高达400 MHz，具有功能强大的DSP专用FPGA，提供从手持设备到高通道数系统等不同规格的选项，可满足您从设计到部署等不同阶段的需求。
1、B系列/USRP 290x
经济高效的USB SDR，具有宽频率范围、紧凑的外形和高达15 MHz的串流带宽。支持LabVIEW和开源软件。
2、X系列/USRP RIO
性能出色的PCI Express、10千兆以太网设备，具有强大的Kintex-7 FPGA、2x2MIMO收发仪和高达160 MHz的带宽。支持LabVIEW和开源软件。
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带宽。支持LabVIEW和开源软件。
4、E系列
传导散热的便携独立式SDR，具有Zynq 片上系统(SoC)、2x2 MIMO收发仪和56 MHz带宽。仅支持开源软件。
5、N系列
性能出色的独立式SDR，具有Zynq SoC、2x2 MIMO和高达128 x 128相位同步系统。200 MHz带宽。仅支持开源软件。
6、独立式SDR
性能出色的SDR，具有适用于独立应用的板载处理器和FPGA、高达160 MHz的带宽和MIMO功能。支持LabVIEW和开源软件。
六、开发软件
主机编程
USRP产品系列可与市面上各种软件流程搭配使用。您可以选择基于LabVIEW的NI USRP和USRP RIO驱动程序，也可以选择基于GNU Radio、Python或C++的UHD灵活开源工具。
基于LabVIEW编程范例
公共IP，开源，Python/C++/GRC
七、利用FPGA强大的处理能力
1、基于LabVIEW和USRP RIO对FPGA进行编程
NI USRP许多型号都配有大型用户可编程的FPGA，适用于需要采用性能出色的SDR的无线应用。NI USRP可提供多种选项来利用FPGA编程的强大功能进行高速信号处理，例如在线快速傅里叶变换(FFT)或有限脉冲响应滤波?；贚abVIEW，您可以使用LabVIEW FPGA和特定型号的USRP RIO驱动程序对USRP进行编程。
针对FPGA IP集成的LabVIEW FPGA图形化抽象
2、基于GNU Radio、C++和Python实现开源
借助RF片上网络(RFNoC)框架，充分利用您的USRP：RFNoC是基于VHSIC硬件描述语言和Verilog硬件描述语言以及GNU Radio插件预先编写好的框架，为使用FPGA构建SDR应用提供了所需的基础结构，您无需再自行开发数字基础结构
NI USRP RFNoC框架
八、USRP X410：更为先进的商用现成SDR
USRP X410基于Xilinx Zynq UltraScale+射频片上系统(RFSoC)构建，是迄今非常先进的SDR。
NI USRP X410
1、主要特性
拥有的FPGA资源多于其他USRP
四核Arm SoC应用处理器
两个QSFP28（100千兆以太网，Aurora）
PCI Express Gen 3 x8数据接口
内置软判决前向纠错IP核
2、RF规格
频率：1 MHz至7.2 GHz
带宽：400 MHz
通道：4 RX/4 TX
最大发射功率：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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