USRPN210平台结构和使用介绍

Sources


Sources


Constant source Signal source Noise source Null source Vector source Random source File source Audio source TCP/UDP source
4
理想的软件无线电体系结构
天线
基带（软件部分）
ADC DAC
GPU
5
软件无线电的优点-功能方面



可配置（Re-configurability） 增强可能的潜在应用 能最优化网络资源 便于演进到新的标准 多功能设备（Multifunctional devices） 可工作在多种模式（Multi-mode） 可工作在多个频段（Multi-band） 更短的市场投放时间（Shorter time-to-market） 更快的提供更有针对性得差异化产品 向后的兼容性
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体系结构-软件
User-defined Code PC


ETH
FPGA
ADC DAC
RF Front end
Configure （Sampling Rate，Frequency…） Based on UHD API GR-UHD is available in GNU Radio 3.4.0 or higher GNU Radio Companion Code may be Python，C++


Add Const Add Subtract Multiply constant Multiplier Divider Log function Or RMS …
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List of GNU Radio Blocks

Type Conversions

Daughter board
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USRP-N210 (mother board)
体系结构-硬件
User-defined Code ETH FPGA ADC DAC
RF Front end

RX2400 2.3-2.9 GHz Transceiver 50mW output (17dBm) 0-70dB Gain Direct conversion architecture Transceiver switch
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体系结构-硬件
CIC & HB RX FIFO
射频子板
CORDIC
TX FIFO CIC Interp
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PC端接口
体系结构-硬件
User-defined Code ETH FPGA ADC DAC
RF Front end

Spartan-3A DSP FPGA XC3D3400A UHD FPGA Firmware in flash, loaded in power-cycle Digital down converters (DDC) implemented with cascaded integrator-comb (CIC) filters, decimator and interpolator
Receiver
User-defined Code PC ETH FPGA ADC
RF Front end
Daughter board
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USRP-N210 (mother board)
N210平台结构
N210基本情况简介
• Two 100 MS/s 14-bit analog to digital converters • Two 400 MS/s 16-bit digital to analog converters • Digital down-converters with programmable decimation rates • Digital up-converters with programmable interpolation rates
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N210基本情况简介
• Auxiliary analog and digital I/O support complex radio controls such as RSSI and AGC • Fully coherent multi-channel systems (MIMO capable) • 1 MB of on-board high-speed SRAM • TCXO Frequency Reference
See： http://files.ettus.com/uhd_docs/manual/html/build.html
http://code.ettus.com/redmine/ettus/projects/uhd/wiki
28
GNU Radio
29
List of GNU Radio Blocks

ຫໍສະໝຸດ Baidu


1. Hardware driven radios: Transmit frequencies, modulation type and other radio frequency (RF) parameters are determined by hardware and cannot be changed without hardware changes. 2. Digital radios: A digital radio performs part of the signal processing or transmission digitally, but is not programmable in the field 3. Software Defined Radios:. All functions, modes and applications can be configured and reconfigured by software.
编程和开发指南

应用案例（OpenBTS）
2
软件无线电技术和USRP
软件无线电

From FCC : “We view software radios as the result of an evolutionary process from purely hardware-based equipment to fully software-based equipment. In this regard, the process can be roughly described in three stages
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体系结构-硬件
User-defined Code ETH FPGA ADC DAC
RF Front end

Spartan-3A DSP FPGA XC3D3400A UHD FPGA Firmware in flash, loaded in power-cycle Digital down converters (DDC) implemented with cascaded integrator-comb (CIC) filters, decimator and interpolator


GLFSR source Wav File source Message source Pad source Virtual source
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List of GNU Radio Blocks

Signal Sinks


Operators

Null sinks Vector sinks File sinks Audio sink TCP/UDP sink Wav File sink Message sink Pad sink Virtual Sink

对于传统的无线电监测任务可以有更灵活的解决方案 提供对新的智能认知无线电监测的能力。
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应用--科学研究

认知无线电 新的调制解调方法 新的通信协议
9
应用--业余无线电台


可配置/可编程 多频段/多模式 可联网 同时收发语音、数据 和视频
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应用--电子战



电子战的最主要的特点是频段宽（几乎复盖整个无线 频段），待处理的信号种类多，而且是处有被动接收 的条件下工作。 而目前的电子战系统往往都是已知的，或者在事先假 设的几种信号样式下工作，一旦目标信号的特征或信 号的通信方式发生变化，该系统就无能为力了，必须 研制开发新的电子战系统来适应变化，这样必然贻误 战机。 所以研究开发一种工作频段宽，波形适应能力强，可 扩展性好，既能适应通信信号，又能适应雷达信号， 还能适应导航和敌我识别信号的综合电子战系统是现 代信息战的必然要求。软件无线电正好是解决这一问 题的最佳途径。
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N210基本情况简介
• Gigabit Ethernet Interface • Capable of processing signals up to 100 MHz wide • Capable of streaming signals up to 50 MHz wide • Modular architecture supports a wide variety of RF daughter boards
ADC DAC FPGA DSP CPU GPU
带通滤波器
频率振荡器
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体系结构-总体
Hardware
Software
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体系结构
Transmitter
User-defined Code PC ETH FPGA DAC RF Front end Daughter board
USRP-N210 (mother board)

Definition From SDR Forum:

SW defines all waveform properties, cryptography and applications, is re-programmable, and may be upgraded in the field with new capabilities
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体系结构
Transmitter
User-defined Code PC ETH FPGA DAC RF Front end Daughter board
USRP-N210 (mother board)
Receiver
User-defined Code PC ETH FPGA ADC
RF Front end
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LED指示
A：transmitting C: receiving E: reference lock
B: mimo cable link D: firmware loaded F: CPLD loaded
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UHD和GNU Radio
安装 UHD

Source Code C++ compiler CMake Boost Python Cheetah Doxygen （Optional） Docutils （Optional）
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软件无线电的优点-性能方面



低硬件成本 硬件设备可以复用 使用更多标准的硬件模块 “灵活”的无线软件架构 应用复用 应用可被移植到不通的硬件平台 应用可根据需要灵活调整 改善开发生产效率 标准的APIs, 开放的体系结构 第三方应用的即插即用
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应用--无线电监测
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应用--雷达/声纳

雷达的种类繁多，每一种雷达用于某一种特殊的用途。不同的雷达其信 号叁数不一样，使其功能单一，无法适应在不同的环境下对不同属性的 目标进行智能化跟踪探测的需求。而在软件无线电基础上的软件雷达恰 是解决这问题的途径
目标 电视 塔
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软件定义无线电体系结构
天线
射频
中频
基带（软件部分）
USRP-N210平台结构和使用介绍
北京海曼无限信息技术有限公司
Beijing Highmesh Info. Tech. Corp. Ltd. http://www.open-mesh.com.cn 2012年5月5日
介绍内容

软件无线电技术和USRP
N210 平台结构
UHD和GNU Radio
Complex to Arg Complex to Real Complex to Float Int to Float Char to Float Ishort to Complex...