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Verwenden von Open-Source-Tools mit USRP-Hardware für SDR-Anwendungen Kursübersicht

Dieser Lernpfad richtet sich an Ingenieure, die bereits mit den Konzepten der softwaredefinierten Funksysteme (SDR) und der digitalen Signalverarbeitung (DSP) vertraut sind und eine praxisorientierte Schulung mit Open-Source-Tools an einem USRP absolvieren möchten. Der Kurs beinhaltet drei Programmier-Toolchain-Optionen: GNU Radio, C++ und/oder Python. Nach Abschluss des Lernpfads sind die Teilnehmer in der Lage, ein neues SDR-Entwicklungssystem mit den Werkzeugen einzurichten, die für die Erstellung einer grundlegenden drahtlosen SDR-Anwendung mit einem USRP und Open-Source-Werkzeugen erforderlich sind.

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Verfügbare Formate

 

Auf Anforderung

Informationen zu Schulungsformaten

 

Für diesen Kurs ist keine virtuelle Schulung verfügbar

 

Für diesen Kurs ist keine Präsenzschulung verfügbar

 

Für diesen Kurs ist kein Privatunterricht verfügbar

Kursziele

  • USRP-Hardware-Treiber (UHD) aus dem Quellcode kompilieren und installieren, um die Entwicklung von SDR-Anwendungen vorzubereiten

  • Ihr USRP über die USB-Schnittstelle oder Ethernet anschließen, bestätigen, dass die Kommunikation mit Ihrem USRP einwandfrei funktioniert, und die Grundfunktionen überprüfen, um sicherzustellen, dass Ihre Installation erfolgreich war

  • GNU Radio auf Ihrem SDR-System einrichten, indem Sie das GitHub-Repository replizieren und GNU Radio aus dem Quellcode kompilieren und auf Ihrem SDR-Entwicklungscomputer installieren

  • Die Bestandteile des GNU Radio Framework, des GNU Radio Companion und der wichtigsten Bausteine der GNU-Radio-Optionen erklären

  • Ihr erstes Programm in GNU Radio erstellen, angefangen bei Drosselblöcken bis hin zum Senden, Empfangen und Demodulieren modulierter Signale

Kursdetails

Dauer

  • On-Demand-Schulung: 4 Stunden

Zielgruppe

  • USRP-Anwender aus dem Kundenkreis der Luft- und Raumfahrt und Verteidigung (ADG)

  • Forschung und Lehre

  • Open-Source-RF-Entwickler

Kursvoraussetzungen

  • Grundkenntnisse in RF

  • Erfahrung in Linux, Github und der Erstellung von Quellcode

  • Erfahrung in Python und/oder C++

  • Grundkenntnisse in FPGA (nur RFNoC)

Verwendete NI-Produkte

Wenn Sie den On-Demand-Kurs absolvieren:

  • UHD-, C++-API, Python-API

  • Xilinx Vivado Design Suite

  • GNU Radio, RFNoC

  • Satz von Laptops (1 pro Benutzer) mit vorinstalliertem Linux oder Windows

  • Satz von USRPs (1 pro Benutzer), derzeit X310 mit Erweiterungskarten

  • Netzwerkkabel und Adapter

  • Hochfrequenzkabel und Adapter

Schulungsmaterialien

  • On-Demand-Schulungen umfassen digitale Kursmaterialien, die über den Lernbereich von NI bereitgestellt werden und für die Dauer Ihres Abonnements verfügbar sind.

Using Open-Source Tools with USRP-Hardware for SDR Applications – Kursübersicht

LektionÜbersichtThemen

Einrichten und Optimieren von SDR-Streaming-Anwendungen

Am Ende dieses Moduls sollten Sie die Fähigkeiten und das Vertrauen besitzen, UHD auf Ihrem System zu synchronisieren, zu bauen und zu installieren.

  • Kennenlernen der Installationsoptionen für den USRP Hardware-Treiber
  • Einrichten von Open-Source-Hardware-Treibern auf Ihrem SDR-System
  • Klonen des UHD-Repositorys und Kompilieren aus dem Quellcode

Kommunikation mit Ihrem über USB verbundenen USRP

Am Ende dieses Moduls sollten Sie die Möglichkeiten verstehen, UHD zu verwenden, um Ihren USB-USRP zu identifizieren und mit ihm zu kommunizieren.

  • Kennenlernen unterschiedlicher Methoden, um ein USRP zu identifizieren
  • Konfigurieren Ihres USB-USRP
  • Kommunikation mit Ihrem USB-USRP

Einrichten von GNU Radio auf Ihrem SDR-System

Am Ende dieses Moduls sollten Sie die Fähigkeiten und das Vertrauen besitzen, das aktuelle GNU Radio Framework auf Ihrem System zu synchronisieren, zu bauen und zu installieren.

  • Einführung in GNU Radio
  • Wo Sie Ressourcen finden
  • Klonen des GNU Radio-Repositorys und Kompilieren aus dem Quellcode

Überprüfen Ihrer Installation von GNU Radio

Am Ende dieses Moduls sollten Sie ein grundlegendes Verständnis der GNU Radio-Installation besitzen und ein einfaches FM-Radio-Beispiel auf Ihrem System ausführen können.

  • Durchsuchen der GNU Radio-Ordner
  • Ausführen eines einfachen FM-Radio-Empfänger-Beispiels

GNU Radio aus der Kommandozeile verwenden

Am Ende dieses Moduls sollten Sie vertraut sein mit der Verwendung von UHD über die Linux-Kommandozeile.

  • Installation von GNU Radio
  • Kennenlernen der Beispielprogramme
  • Veranschaulichen von Wählton- und UHD-FFT-Programmen über die Kommandozeile

Einführung in die Schlüsselelemente des GNU Radio Frameworks

Am Ende dieses Moduls sollten Sie ein grundlegendes Verständnis von GNU Radio besitzen und die Komponenten der Umgebung identifizieren können.

  • GNU Radio unter der Haube verstehen?
  • Identifizieren der Komponenten der GNU Radio-Umgebung

GNU Radio-Umgebung – Terminologie und wichtige Blöcke

Am Ende dieses Moduls werden Sie verstehen, wie GNU Radio-Daten durch den Flussgraphen leitet und wie Sie den Optionsblock für Ihre Anwendung einstellen.

  • Kennenlernen des Optionsblocks in GNU Radio
  • Verstehen des Unterschieds zwischen "samp_rate" und der Sample-Rate der Hardware

Drosselblöcke und Datentypen

Am Ende dieses Moduls sollten Sie verstehen, wie GNU Radio-Daten durch den Flussgraphen leitet und wie sowie wann ein Throttle-Block mit und ohne Hardware verwendet wird.

  • Verwenden des GNU Radio-Throttle-Blocks
  • Verstehen des Datenflusses und der Darstellung der Datentypen in GNU Radio
  • Schreiben Ihres ersten Flussdiagramms

Unmodulierte Übertragung

Am Ende dieses Moduls sollten Sie die Fähigkeiten besitzen, ein einfaches Flussdiagramm mit einem USRP als Sender zu erstellen.

  • Suchen und Verbinden von Blöcken
  • Bauen eines einfachen unmodulierten Senders mit UHD Sink und Ihrem USRP

Erzeugung von Python-Code

Am Ende dieses Moduls sollten Sie in der Lage sein, Python-Code aus GNU Radio zu generieren.

  • Erzeugen von Python-Code aus GNU Radio
  • Kennenlernen des generierten Python-Codes

Unmodulierter Loopback

Am Ende dieses Moduls sollten Sie die Fähigkeiten besitzen, einen drahtlosen Loopback mit Ihrem USRP durchzuführen.

  • UHD Source und Sink in GNU Radio
  • Drahtloser Loopback mit USRP

Visualisierung und Benutzeroberfläche

Am Ende dieses Moduls sollten Sie in der Lage sein, ein Flussdiagramm zu erstellen, das einen USRP im Loopback-Modus mit GUI-Bedienelementen steuert.

  • Kennenlernen verschiedener Signalvisualisierungs- und Steuerelemente mit vorinstallierten QT-Blöcken in GNU Radio
  • Veranschaulichen von Signalvisualisierungswerkzeugen (Zeit, Frequenz, IQ, Wasserfall)

Modulierte Übertragung

Am Ende dieses Moduls sollten Sie in der Lage sein, Beispielcode zu finden und zu verwenden, um eine modulierte Übertragung zu erstellen.

  • Hinzufügen eines QAM-Decoders/Empfängers zum Flussgraphen im vorherigen Modul
  • Erstellen eines modulierten Loopback-Kommunikationssystems

Modulierter Loopback

Am Ende dieses Moduls sollten Sie in der Lage sein, ein einfaches unidirektionales Kommunikationssystem im Loopback mit Ihrem USRP und GNU Radio zu erstellen.

  • Erstellen eines Einfrequenzsenders
  • Übertragen einfacher modulierter Signale (QPSK und QAM)

 

Suchen und Verwenden von IP

Am Ende dieses Moduls können Sie GNU Radio Out-Of-Tree Module finden.

  • Suchen nützlicher GNU Radio Out-Of-Tree Module
  • Synchronisieren von Gr-RDS mit Ihrem lokalen Rechner von GitHub

Erstellen eines FM-Senders

Am Ende dieses Moduls sollten Sie die Fähigkeiten besitzen, OOT-Module zu finden und ein Beispiel zu laden.

  • Erstellen und Installieren von GNU Radio Out-Of-Tree Modulen
  • Erstellen des gr-rds-Moduls aus dem Quellcode und Installieren auf Ihrem SDR-System

Erstellen eines FM-Empfängers

Am Ende dieses Moduls werden Sie gr-rds mit und ohne Hardware verwenden können.

  • Erstellen eines FM-Empfängers mit dem gr-rds Out-Of-Tree Modul

Erstellen benutzerdefinierter Blöcke

Am Ende dieses Moduls werden Sie in der Lage sein, ein OOT-Modul mit Python zu erstellen.

  • Erstellen eigener GNU Radio Out-Of-Tree Module

Programmieren Ihres USRP mit C++

Am Ende dieses Moduls werden Sie in der Lage sein, C++-Beispiele für Ihren USRP zu finden.

  • Kennenlernen der UHD C++-API
  • Ausführen eines C++-Programmbeispiels für Ihren USRP

Erstellen Ihres ersten USRP-Programms mit C++

Am Ende dieses Moduls werden Sie in der Lage sein, ein einfaches C++-Programm für Ihren USRP zu erstellen.

  • Erstellen und Kompilieren eines UHD-Programms

Programmieren Ihres USRP mit Python

Am Ende dieses Moduls sollten Sie in der Lage sein, Python-Beispielprogramme für Ihren USRP zu finden.

  • Überblick über die UHD/GNU Radio Python-API
  • Generieren von Python aus GNU Radio
  • Ausführen eines Python-Beispielprogramms

Erstellen Ihres ersten USRP-Programms mit Python

Am Ende dieses Moduls werden Sie in der Lage sein, ein einfaches Python-Programm für Ihren USRP zu modifizieren.

  • Ausgangspunkte
  • Vergleich der Methodiken

Verstehen und Konfigurieren von Parametern auf Ihrem USRP

Am Ende dieses Moduls können Sie die Bandbreite Ihres USRP-Systems berechnen sowie die passende Streaming-Schnittstelle, Verstärkung und Antenneneinstellungen für Ihren USRP auswählen. Sie können geräteeigene Informationen Ihres USRP über die Kommandozeile abrufen.

  • Verstehen von Sample-Raten und Bandbreiten auf Ihrem USRP
  • Konfigurieren von Sample-Raten und Bandbreiten auf Ihrem USRP
  • Verstehen der Datenübertragungsraten auf Ihrem USRP
  • Konfigurieren der Datenübertragungsraten auf Ihrem USRP
  • Verstehen der Verstärkungseinstellungen an Ihrem USRP
  • Konfigurieren der Verstärkungseinstellungen an Ihrem USRP
  • Verstehen der Antenneneinstellungen an Ihrem USRP
  • Konfigurieren der Antenneneinstellungen an Ihrem USRP
  • Zugriff auf Geräteinformationen über den geräteeigenen Speicher

Einrichten und Optimieren von SDR-Streaming-Anwendungen

Am Ende dieses Moduls können Sie die Anforderungen für eine leistungsstarke Streaming-Anwendung bestimmen.

  • Konfigurieren des Host-Systems
  • Leistungsoptimierung

Wann und warum Sie über Leistungsoptimierung nachdenken sollten

Am Ende dieses Moduls werden Sie ein tieferes Verständnis der Leistungsoptimierung besitzen.

  • Erkennen der Engpässe
  • Bestimmen, wo sich Ihr Engpass befindet

Arten der Leistungsoptimierung sowie verfügbare Dokumentationen und Tipps

Am Ende dieses Moduls können Sie Ressourcen finden, um Ihr System leistungsoptimiert einzustellen. Am Ende dieses Moduls können Sie Ressourcen finden, um Ihr System leistungsoptimiert einzustellen.

  • Leistungsoptimierung des Betriebssystems (OS)
  • Überwachen und Optimieren physikalischer Schnittstellen
  • Verwenden des Data Plane Development Kits (DPDK)
  • Ressourcen suchen

Fehlersuche in Ihrer SDR-Streaming-Anwendung

Am Ende dieses Moduls können Sie einfache Probleme in Ihrer SDR-Streaming-Anwendung beheben und wissen, wo Sie Hilfe finden. Am Ende dieses Moduls können Sie Ressourcen finden, um Ihr System leistungsoptimiert einzustellen.

  • Ablaufsteuerungsfehler
  • Installieren des Wireshark-Dissektors
  • Verwenden von Wireshark zur Anzeige des USRP-Datenverkehrs

Wiederherstellen eines defekten USRP

Am Ende dieses Moduls sollten Sie in der Lage sein, einen defekten USRP wiederherzustellen. Am Ende dieses Moduls können Sie Ressourcen finden, um Ihr System leistungsoptimiert einzustellen.

  • Feststellen, ob Ihr USRP unbrauchbar geworden ist
  • Wiederherstellen eines defekten USRP
  • Suchen von Ressourcen

 

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