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美國(guó)NI通用軟件無(wú)線電設(shè)備（USRP）硬件介紹
2020-11-17
簡(jiǎn)介
NI通用軟件無(wú)線電外設(shè)（USRP）收發(fā)器是在軟件定義無(wú)線電發(fā)展過程中使用的計(jì)算機(jī)設(shè)備。 NI USRP收發(fā)器可以發(fā)送和接收高頻信號(hào)，用于通信、教育與研究等一系列應(yīng)用。 NI USRP收發(fā)器與LabVIEW軟件匹配，提供相關(guān)的RF和通信學(xué)習(xí)的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)室，教學(xué)方案價(jià)格適中，給學(xué)生提供了接觸真實(shí)信號(hào)的機(jī)會(huì)。
軟件定義無(wú)線電
NI USRP硬件和LabVIEW軟件具有靈活、功能強(qiáng)大且價(jià)格適中的特點(diǎn)，為軟件定義無(wú)線電提供了一個(gè)理想的原型化平臺(tái)，用以教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和物理層通信研究。
LabVIEW 在千兆以太網(wǎng)連接的主機(jī)上運(yùn)行，為在NI USRP硬件中調(diào)制和解調(diào)的信號(hào)提供了信號(hào)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(shí)無(wú)線電信號(hào)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(wú)線電
常見應(yīng)用
NI USRP硬件、LabVIEW軟件和相關(guān)課件為動(dòng)手實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)提供了一個(gè)理想的解決方案。 在通信課程介紹中，這個(gè)平臺(tái)為學(xué)生提供機(jī)會(huì)接觸真實(shí)信號(hào)，以獲得對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)高層次的理解。 當(dāng)接觸到更高階的數(shù)字通信課題時(shí)，學(xué)生通過在LabVIEW或由LabVIEW MathScript RT模塊支持的m.文件語(yǔ)法中親手實(shí)施各個(gè)算法，可以實(shí)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(lǐng)域進(jìn)行擴(kuò)展，包括動(dòng)態(tài)頻譜接入、空格、物理層和MAC層研究。 NI USRP平臺(tái)也可用于構(gòu)建自定義協(xié)議或將頻譜計(jì)入磁盤中的簡(jiǎn)單發(fā)送或接受應(yīng)用。
硬件概覽
NI USRP硬件擁有一種常見的軟件定義無(wú)線電架構(gòu)，運(yùn)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(shí)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(hào)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(hào)。 下變頻后有高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個(gè)DDC，用以降低采樣率并將I和Q打包傳輸到主機(jī)，再使用千兆以太網(wǎng)做進(jìn)一步處理。 發(fā)射器鏈從主機(jī)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(zhǔn)備信號(hào)，然后I-Q進(jìn)行混合，直接上變頻信號(hào)以產(chǎn)生一個(gè)RF頻率信號(hào)，然后進(jìn)行信號(hào)放大與傳輸。
NI USRP 2920系統(tǒng)層級(jí)框圖
軟件概覽
LabVIEW是一種圖形化數(shù)據(jù)流編程語(yǔ)言，非常適合設(shè)計(jì)和實(shí)施通信算法。 在最基本的層面上，LabVIEW軟件使用NI-USRP驅(qū)動(dòng)程序來(lái)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(jī)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(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說都非常重要。 內(nèi)含示例提供了多種調(diào)制方式用以實(shí)現(xiàn)通信鏈接，打開后即可使用。 LabVIEW MathScript RT模塊支持.m文件語(yǔ)法，實(shí)現(xiàn)最大程度的代碼可移植與復(fù)用。 你可以使用.m文件語(yǔ)法更快速地將模擬構(gòu)造融入基于硬件的系統(tǒng)，從而進(jìn)行驗(yàn)證。 每個(gè)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(zhǎng)保修期。 NI致力于為客戶提供一個(gè)完全組裝和測(cè)試的軟硬件平臺(tái)與CE（歐洲認(rèn)證）認(rèn)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(hào)都能為你提供幫助。 NI USRP硬件與LabVIEW以及應(yīng)用程序特定的課件匹配，為RF和通信教學(xué)研究提供了完整、易訪問的解決方案。
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