美國NI通用軟件無線電設備（USRP）硬件介紹
2020-11-17
簡介
NI通用軟件無線電外設（USRP）收發(fā)器是在軟件定義無線電發(fā)展過程中使用的計算機設備。 NI USRP收發(fā)器可以發(fā)送和接收高頻信號，用于通信、教育與研究等一系列應用。 NI USRP收發(fā)器與LabVIEW軟件匹配，提供相關(guān)的RF和通信學習的動手實驗室，教學方案價格適中，給學生提供了接觸真實信號的機會。
軟件定義無線電
NI USRP硬件和LabVIEW軟件具有靈活、功能強大且價格適中的特點，為軟件定義無線電提供了一個理想的原型化平臺，用以教學實驗室和物理層通信研究。
LabVIEW 在千兆以太網(wǎng)連接的主機上運行，為在NI USRP硬件中調(diào)制和解調(diào)的信號提供了信號處理引擎。 LabVIEW軟件中的工具包則為許多常用模擬和數(shù)字調(diào)制技術(shù)以及優(yōu)化真實無線電信號的處理算法提供了功能性模塊。
NI USRP硬件與LabVIEW軟件連接，訪問軟件定義無線電
常見應用
NI USRP硬件、LabVIEW軟件和相關(guān)課件為動手實驗室學習提供了一個理想的解決方案。 在通信課程介紹中，這個平臺為學生提供機會接觸真實信號，以獲得對整個通信系統(tǒng)高層次的理解。 當接觸到更高階的數(shù)字通信課題時，學生通過在LabVIEW或由LabVIEW MathScript RT模塊支持的m.文件語法中親手實施各個算法，可以實現(xiàn)和優(yōu)化通信系統(tǒng)中的組件。 這種方法直接根據(jù)研究領域進行擴展，包括動態(tài)頻譜接入、空格、物理層和MAC層研究。 NI USRP平臺也可用于構(gòu)建自定義協(xié)議或將頻譜計入磁盤中的簡單發(fā)送或接受應用。
硬件概覽
NI USRP硬件擁有一種常見的軟件定義無線電架構(gòu)，運行直接通信模擬前端和高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）與數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），且配備具有固有屬性的FPGA，用于實現(xiàn)數(shù)字下變頻（DDC）和數(shù)字上變頻（DUC）的步驟。 接收器鏈從高度敏感、可接受微小信號的模擬前端開始，，然后使用直接下變頻將它們數(shù)字化為同相（I）和正交（Q）基帶信號。 下變頻后有高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個DDC，用以降低采樣率并將I和Q打包傳輸到主機，再使用千兆以太網(wǎng)做進一步處理。 發(fā)射器鏈從主機開始，生成I和Q并通過以太網(wǎng)電纜傳輸到NI USRP硬件。 DUC為DAC準備信號，然后I-Q進行混合，直接上變頻信號以產(chǎn)生一個RF頻率信號，然后進行信號放大與傳輸。
NI USRP 2920系統(tǒng)層級框圖
軟件概覽
LabVIEW是一種圖形化數(shù)據(jù)流編程語言，非常適合設計和實施通信算法。 在最基本的層面上，LabVIEW軟件使用NI-USRP驅(qū)動程序來配置NI USRP硬件，發(fā)送和接收格式正確的基帶I/Q數(shù)據(jù)。 LabVIEW調(diào)制工具包和LabVIEW MathScript RT模塊為LabVIEW提供額外的通信特有功能和本機的.m文件腳本支持。 信道編碼、脈沖整形、模擬信道損害、建立可視化等更多模塊使得LabVIEW調(diào)制工具包對于許多應用來說都非常重要。 內(nèi)含示例提供了多種調(diào)制方式用以實現(xiàn)通信鏈接，打開后即可使用。 LabVIEW MathScript RT模塊支持.m文件語法，實現(xiàn)最大程度的代碼可移植與復用。 你可以使用.m文件語法更快速地將模擬構(gòu)造融入基于硬件的系統(tǒng)，從而進行驗證。 每個NI USRP硬件套件中都含有LabVIEW調(diào)制工具包和LabVIEW MathScript的RT模塊。
NI LabVIEW調(diào)制工具包提供更多的通信專用功能
NI提供NI USRP硬件的技術(shù)支持以及為期1年的延長保修期。 NI致力于為客戶提供一個完全組裝和測試的軟硬件平臺與CE（歐洲認證）認證。 這些工具一步步指示羅列清晰，從您打開盒子的那一刻到傳輸、接受第一條信號都能為你提供幫助。 NI USRP硬件與LabVIEW以及應用程序特定的課件匹配，為RF和通信教學研究提供了完整、易訪問的解決方案。
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