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）收發器是在軟件定義無線電發展過程中使用的計算機設備。 NI USRP收發器可以發送和接收高頻信號，用于通信、教育與研究等一系列應用。 NI USRP收發器與LabVIEW軟件匹配，提供相關的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 在千兆以太網連接的主機上運行，為在NI USRP硬件中調制和解調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字調制技術以及優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高層次的理解。 當接觸到更高階的數字通信課題時，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，可以實現和優化通信系統中的組件。 這種方法直接根據研究領域進行擴展，包括動態頻譜接入、空格、物理層和MAC層研究。 NI USRP平臺也可用于構建自定義協議或將頻譜計入磁盤中的簡單發送或接受應用。
硬件概覽
NI USRP硬件擁有一種常見的軟件定義無線電架構，運行直接通信模擬前端和高速模數轉換器（ADC）與數模轉換器（DAC），且配備具有固有屬性的FPGA，用于實現數字下變頻（DDC）和數字上變頻（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字化為同相（I）和正交（Q）基帶信號。 下變頻后有高速模數轉換器和一個DDC，用以降低采樣率并將I和Q打包傳輸到主機，再使用千兆以太網做進一步處理。 發射器鏈從主機開始，生成I和Q并通過以太網電纜傳輸到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生一個RF頻率信號，然后進行信號放大與傳輸。
NI USRP 2920系統層級框圖
軟件概覽
LabVIEW是一種圖形化數據流編程語言，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驅動程序來配置NI USRP硬件，發送和接收格式正確的基帶I/Q數據。 LabVIEW調制工具包和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調制工具包對于許多應用來說都非常重要。 內含示例提供了多種調制方式用以實現通信鏈接，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造融入基于硬件的系統，從而進行驗證。 每個NI USRP硬件套件中都含有LabVIEW調制工具包和LabVIEW MathScript的RT模塊。
NI LabVIEW調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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