USRPN210平臺(tái)結(jié)構(gòu)和使用介紹

USRPN210平臺(tái)結(jié)構(gòu)和使用介紹第一頁，共42頁。介紹內(nèi)容軟件無線電技術(shù)和USRPN210平臺(tái)結(jié)構(gòu)UHD和GNURadio編程和開發(fā)指南應(yīng)用案例（OpenBTS）2第二頁，共42頁。軟件無線電技術(shù)和USRP第三頁，共42頁。軟件無線電FromFCC:“Weviewsoftwareradiosastheresultofanevolutionaryprocessfrompurelyhardware-basedequipmenttofullysoftware-basedequipment.Inthisregard,theprocesscanberoughlydescribedinthreestages1.Hardwaredrivenradios:Transmitfrequencies,modulationtypeandotherradiofrequency(RF)parametersaredeterminedbyhardwareandcannotbechangedwithouthardwarechanges.2.Digitalradios:Adigitalradioperformspartofthesignalprocessingortransmissiondigitally,butisnotprogrammableinthefield3.SoftwareDefinedRadios:.Allfunctions,modesandapplicationscanbeconfiguredandreconfiguredbysoftware.DefinitionFromSDRForum:SWdefinesallwaveformproperties,cryptographyandapplications,isre-programmable,andmaybeupgradedinthefieldwithnewcapabilities4第四頁，共42頁。理想的軟件無線電體系結(jié)構(gòu)天線基帶（軟件部分）ADCDACGPU5第五頁，共42頁。軟件無線電的優(yōu)點(diǎn)-功能方面可配置（Re-configurability）增強(qiáng)可能的潛在應(yīng)用能最優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源便于演進(jìn)到新的標(biāo)準(zhǔn)多功能設(shè)備（Multifunctionaldevices）可工作在多種模式（Multi-mode）可工作在多個(gè)頻段（Multi-band）更短的市場投放時(shí)間（Shortertime-to-market）更快的提供更有針對(duì)性得差異化產(chǎn)品向后的兼容性6第六頁，共42頁。軟件無線電的優(yōu)點(diǎn)-性能方面低硬件成本硬件設(shè)備可以復(fù)用使用更多標(biāo)準(zhǔn)的硬件模塊“靈活”的無線軟件架構(gòu)應(yīng)用復(fù)用應(yīng)用可被移植到不通的硬件平臺(tái)應(yīng)用可根據(jù)需要靈活調(diào)整改善開發(fā)生產(chǎn)效率標(biāo)準(zhǔn)的APIs,開放的體系結(jié)構(gòu)第三方應(yīng)用的即插即用7第七頁，共42頁。應(yīng)用--無線電監(jiān)測對(duì)于傳統(tǒng)的無線電監(jiān)測任務(wù)可以有更靈活的解決方案提供對(duì)新的智能認(rèn)知無線電監(jiān)測的能力。8第八頁，共42頁。應(yīng)用--科學(xué)研究認(rèn)知無線電新的調(diào)制解調(diào)方法新的通信協(xié)議9第九頁，共42頁。應(yīng)用--業(yè)余無線電臺(tái)可配置/可編程多頻段/多模式可聯(lián)網(wǎng)同時(shí)收發(fā)語音、數(shù)據(jù)和視頻10第十頁，共42頁。應(yīng)用--電子戰(zhàn)電子戰(zhàn)的最主要的特點(diǎn)是頻段寬（幾乎復(fù)蓋整個(gè)無線頻段），待處理的信號(hào)種類多，而且是處有被動(dòng)接收的條件下工作。而目前的電子戰(zhàn)系統(tǒng)往往都是已知的，或者在事先假設(shè)的幾種信號(hào)樣式下工作，一旦目標(biāo)信號(hào)的特征或信號(hào)的通信方式發(fā)生變化，該系統(tǒng)就無能為力了，必須研制開發(fā)新的電子戰(zhàn)系統(tǒng)來適應(yīng)變化，這樣必然貽誤戰(zhàn)機(jī)。所以研究開發(fā)一種工作頻段寬，波形適應(yīng)能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性好，既能適應(yīng)通信信號(hào)，又能適應(yīng)雷達(dá)信號(hào)，還能適應(yīng)導(dǎo)航和敵我識(shí)別信號(hào)的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)是現(xiàn)代信息戰(zhàn)的必然要求。軟件無線電正好是解決這一問題的最佳途徑。11第十一頁，共42頁。應(yīng)用--雷達(dá)/聲納目標(biāo)電視塔雷達(dá)的種類繁多，每一種雷達(dá)用于某一種特殊的用途。不同的雷達(dá)其信號(hào)叁數(shù)不一樣，使其功能單一，無法適應(yīng)在不同的環(huán)境下對(duì)不同屬性的目標(biāo)進(jìn)行智能化跟蹤探測的需求。而在軟件無線電基礎(chǔ)上的軟件雷達(dá)恰是解決這問題的途徑12第十二頁，共42頁。軟件定義無線電體系結(jié)構(gòu)頻率振蕩器天線帶通濾波器射頻中頻基帶（軟件部分）ADCDACFPGADSPCPUGPU13第十三頁，共42頁。體系結(jié)構(gòu)-總體SoftwareHardware14第十四頁，共42頁。15User-definedCodeRFFrontendTransmitterUser-definedCodeReceiverDACADCRFFrontendFPGAETHETHFPGAUSRP-N210(motherboard)PC體系結(jié)構(gòu)USRP-N210(motherboard)PCDaughterboardDaughterboard15第十五頁，共42頁。N210平臺(tái)結(jié)構(gòu)第十六頁，共42頁。N210基本情況簡介?Two100MS/s14-bitanalogtodigitalconverters?Two400MS/s16-bitdigitaltoanalogconverters?Digitaldown-converterswithprogrammabledecimationrates?Digitalup-converterswithprogrammableinterpolationrates17第十七頁，共42頁。N210基本情況簡介?GigabitEthernetInterface?Capableofprocessingsignalsupto100MHzwide?Capableofstreamingsignalsupto50MHzwide?ModulararchitecturesupportsawidevarietyofRFdaughterboards18第十八頁，共42頁。N210基本情況簡介?AuxiliaryanaloganddigitalI/OsupportcomplexradiocontrolssuchasRSSIandAGC?Fullycoherentmulti-channelsystems(MIMOcapable)?1MBofon-boardhigh-speedSRAM?TCXOFrequencyReference19第十九頁，共42頁。20User-definedCodeRFFrontendTransmitterUser-definedCodeReceiverDACADCRFFrontendFPGAETHETHFPGAUSRP-N210(motherboard)PC體系結(jié)構(gòu)USRP-N210(motherboard)PCDaughterboardDaughterboard20第二十頁，共42頁。User-definedCodeRFFrontendADCDACETHFPGARX24002.3-2.9GHzTransceiver50mWoutput(17dBm)0-70dBGainDirectconversionarchitectureTransceiverswitch體系結(jié)構(gòu)-硬件21第二十一頁，共42頁。User-definedCodeRFFrontendADCDACETHFPGASpartan-3ADSPFPGAXC3D3400AUHDFPGAFirmwareinflash,loadedinpower-cycleDigitaldownconverters(DDC)implementedwithcascadedintegrator-comb(CIC)filters,decimatorandinterpolator體系結(jié)構(gòu)-硬件22第二十二頁，共42頁。體系結(jié)構(gòu)-硬件射頻子板RXFIFOCORDICTXFIFOPC端接口CIC&HBCICInterp23第二十三頁，共42頁。User-definedCodeRFFrontendADCDACETHFPGASpartan-3ADSPFPGAXC3D3400AUHDFPGAFirmwareinflash,loadedinpower-cycleDigitaldownconverters(DDC)implementedwithcascadedintegrator-comb(CIC)filters,decimatorandinterpolator體系結(jié)構(gòu)-硬件24第二十四頁，共42頁。25Configure（SamplingRate，F(xiàn)requency…）BasedonUHDAPIGR-UHDisavailableinGNURadio3.4.0orhigherGNURadioCompanionCodemaybePython，C++User-definedCodeRFFrontendADCDACETHFPGAPC體系結(jié)構(gòu)-軟件25第二十五頁，共42頁。LED指示A：transmittingB:mimocablelinkC:receivingD:firmwareloadedE:referencelockF:CPLDloaded26第二十六頁，共42頁。UHD和GNURadio第二十七頁，共42頁。SourceCodeC++compilerCMakeBoostPythonCheetahDoxygen（Optional）Docutils（Optional）See：

安裝UHD28第二十八頁，共42頁。GNURadio29第二十九頁，共42頁。ListofGNURadioBlocksSourcesConstantsourceSignalsourceNoisesourceNullsourceVectorsourceRandomsourceAudiosourceTCP/UDPsourceSourcesGLFSRsourceWavMessagesourcePadsourceVirtualsource30第三十頁，共42頁。SignalSinksNullsinksVectorsinksAudiosinkTCP/UDPsinkWavMessagesinkPadsinkVirtualSinkListofGNURadioBlocksOperatorsAddConstAddSubtractMultiplyconstantMultiplierDividerLogfunctionOrRMS…31第三十一頁，共42頁。TypeConversionsComplextoArgComplextoRealComplextoFloatInttoFloatChartoFloatIshorttoComplex...ListofGNURadioBlocksSynchronizersLevelControlsFiltersModulatorsErrorCorrectionGR-UHDWXGUIWidgetsQTGUI

Widgets…32第三十二頁，共42頁。GNURadio結(jié)構(gòu)PYTHONSWIGGNURadioC++API33第三十三頁，共42頁。編程和開發(fā)指南第三十四頁，共42頁。編程開發(fā)方法?GNURadioCompanion?Python?C++35第三十五頁，共42頁。GNURadioCompanion注：需在安裝GNURadio時(shí)成功安裝GR-UHD組件36第三十六頁，共42頁。UHDinPythonPYTHONSWIGUHDC++APIImportmodulesConnect37第三十七頁，共42頁。DoxygenInternetUHDC++API/usr/local/share/doc/uhd