NI USRP​硬件​介绍

概览

NI​通用​软件​无线​电​外​设​(USRP)​收​发​器​是在​软件​定义​无线​电​发展​过程​中​使用​的​计算​机​设备。 NI USRP​收​发​器​可以​发送​和​接收​高​频​信号,​用于​通信、​教育​与​研究​等​一系列​应用。 NI USRP​收​发​器​与​LabVIEW​软件​匹配,​提供​相关​的​RF​和​通信​学习​的​动手​实验​室,​教学​方案​价格​适​中,​给​学生​提供​了​接触​真实​信号​的​机会。

内容

软件​定义​无线电

NI USRP​硬件​和​LabVIEW​软件​具有​灵活、​功能​强大​且​价格​适​中的​特点,​为​软件​定义​无线​电​提供​了​一个​理想​的​原型​化​平台,​用以​教学​实验​室​和​物理​层​通信​研究。

LabVIEW  在​千​兆​以太​网​连接​的​主机​上​运行,​​为​在​NI USRP​硬件​中​调制​和​解调​的​信号​提供​了​信号​处理​引擎。  LabVIEW​软件​中的​工具​包​则为​许多​常用​模拟​和​数字​调制​技术​以及​优​化​真实​无线​电信​号​的​处理​算法​提供​了​功能​性​模​块。

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图​1.  NI USRP​硬件​与​LabVIEW​软件​连接,​访问​软件​定义​无线​电。

常见​应用

NI USRP​硬件、​LabVIEW​软件​和​相关​课​件​为​动手​实验​室​学习​提供​了​一个​理想​的​解决​方案。  在​通信​课程​介绍​中,​这个​平台​为​学生​提供​机会​接触​真实​信号,​以​获得​对​整个​通信​系统​高层​次​的​理解。  当​接触到​更​高阶​的​数字​通信​课题​时,​学生​通过​在​LabVIEW​或​由​LabVIEW MathScript RT​模​块​支持​的​m.​文件​语法​中​亲手​实施​各个​算法,​可以​实现​和​优​化​通信​系统​中的​组​件。  这种​方法​直接​根据​研究​领域​进行​扩展,​包括​动态​频​谱​接​入、​空格、​物理​层​和​MAC​层​研究。 NI USRP​平台​也​可​用于​构​建​自​定义​协议​或​将​频​谱​计​入​磁盘​中的​简单​发送​或​接受​应用。

硬件​概览

NI USRP​硬件​拥有​一种​常见​的​软件​定义​无线​电​架构,​运行​直接​通信​模拟​前端​和​高速​模数​转换​器​(ADC)​与​数​模​转换​器​(DAC),​且​配备​具有​固有​属性​的​FPGA,​用于​实现​数字​下​变频​(DDC)​和​数字​上​变频​(DUC)​的​步骤。 接收​器​链​从​高度​敏感、​可​接受​微小​信号​的​模拟​前端​开始,,​然后​使用​直接​下​变频​将​它们​数字​化​为​同相​(I)​和​正交​(Q)​基​带​信号。 下​变频​后​有​高速​模数​转换​器​和​一个​DDC,​用以​降低​采样​率​并​将​I​和​Q​打包​传输​到​主机,​再​使用​千​兆​以太​网​做​进一步​处理。  发射​器​链​从​主机​开始,​生成​I​和​Q​并​通过​以太​网​电缆​传输​到​NI USRP​硬件。  DUC​为​DAC​准备​信号,​然后​I-​Q​进行​混合,​直接​上​变频​信号​以​产生​一个​RF​频率​信号,​然后​进行​信号​放大​与​传输。

 

 

图​2. NI USRP 2920​系统​层​级​框​图。

软件​概览

LabVIEW​是​一种​图形​化​数据​流​编​程​语言,​非常​适合​设​​计​和​实施​通信​算法。  在​最​基本​的​层面​上,​LabVIEW​软件​使用​NI-​USRP​驱动​程序​来​配置​NI USRP​硬件,​发送​和​接收​格式​正确​的​基​带​I/​Q​数据。  LabVIEW​调制​工具​包​和​LabVIEW MathScript RT​模​块​为​LabVIEW​提供​额外​的​通信​特有​功能​和​本​机​的.m​文件​脚本​支持。  信道​编码、​脉冲​整形、​模拟​信道​损害、​建立​可​视​化​等​更多​模​块​使得​LabVIEW​调制​工具​包​对于​许多​应用​来说​都​非常​重要。  内含​示例​提供​了​多种​调制​方式​用以​实现​通信​链​接,​打开​后​即可​使用。  LabVIEW MathScript RT​模​块​支持.m​文件​语法,​实现​最大​程度​的​代码​可​移植​与​复​用。  你​可以​使用.m​文件​语法​更​快速​地​将​模拟​构造​融入​基于​硬件​的​系统,​从而​进行​验证。  每​个​NI USRP​硬件​套​件​中​都​含有​LabVIEW​调制​工具​包​和​LabVIEW MathScript​的​RT​模​块。

 

 

图​3. NI LabVIEW​调制​工具​包​提供​更多​的​通信​专用​功能

为什么​选择​NI?

NI​提供​NI USRP​硬件​的​技术​支持​以及​为期​1​年​的​延长​保​修​期。  NI​致力​于​为​客户​提供​一个​完全​组​装​和​测试​的​软​硬件​平台​与​CE(欧洲​认证)​认证。  这些​工具​一步步​指示​罗列​清晰,​从​您​打开​盒子​的​那​一刻​到​传输、​接受​第一​条​信号​都能​为​你​提供​帮助。  NI USRP​硬件​与​LabVIEW​以及​应用​程序​特定​的​课​件​匹配,​为​RF​和​通信​教学​研究​提供​了​完整、​易​访问​的​解决​方案。