USRP

GNU Radio 是一個開源的軟件定義無線電（SDR）平台。它有一個世界範圍內的開發者和用户社區為其貢獻了堅實的基礎代碼，並提供了許多軟件和硬件的實際應用。它提供了一個完整的開發環境，以創建您自己的無線電，為您處理所有的硬件接口、多線程、可移植性的問題。GNU Radio提供所有通用軟件無線電需要的庫，包括各種調製方式（GMSK、PSK、QAM、OFDM 等）、糾錯碼（R‐S 碼、維特比碼、Turbo 碼）、信號處理模塊（最優濾波器、FFT、均衡器、定時恢復）和調度。它是一個很靈活的系統，允許用户使用C++ 或者 Python 開發應用程序。

USRP背後的基本設計理念是在主機 CPU 上使用諸如 GNURadio完成所有波形相關方面的處理，比如調製和解調 。所有諸如數字上下變頻、抽樣和內插等高速通用操作都在 FPGA 上。USRP的真正價值是它能使工程師和設計師以低預算和最少的精力進行創造。為數不少的開發者和用户貢獻了大量的代碼庫，併為軟件和硬件提供了許多實際應用。靈活的硬件、開源的軟件和擁有經驗豐富用户社區羣的強強聯合，使它成為您軟件無線電開發的理想外設。

USRP由 USRP母板、連同各種子板以及相應的天線組成。一個典型的 USRP 產品系列包括兩部分：一個帶有高速信號處理的 FPGA 母板，和一個或者多個覆蓋不同頻率範圍的可調換的子板。它們共同實現把比特流數據從天線傳到主機電腦（即接收），或者從主機電腦傳送到天線（即發送）。在各種子板中，USRP 系列涵蓋從直流到 5.9GHz 的整個範圍，這包括了從調幅廣播到超過 Wi‐Fi 的所有頻率。

2.1.1、USRP1 母板是一種低成本的軟件無線電設備。它通過 USB2.0（480Mb/s）連接到主機電腦，能在最多 16MHz 的射頻帶寬內雙向發送。它包含一個可重複編程的 FPGA、4 個高速模數轉換器（ADC）、4 個高速數模轉換器（DAC）和許多的輔助模數 IO，這使它可以輕易集成到較大的系統中。它可以容納最多兩個收發機子板，這使它很容易能實現2x2 MIMO。

USRP1 母板的性能指標：

採樣的量化精度為 8 bit 情況下射頻帶寬（RF bandwidth）為 16 MHz

採樣的量化精度為 16 bit 情況下射頻帶寬（RF bandwidth）為 8 MHz

USB 2.0 高速連接

低成本解決方案

MIMO 可構建性 - USRP 母板上的兩路收發使得單個USRP 可以構建MIMO

FPGA：Altera Cyclone

ADCs: 12-位64 MS/s

DACs: 14-位128 MS/s

2.1.2、USRP N 系列母板（包括已經停產的過渡產品 USRP2）是在 USRP成功的基礎上，提供更高的性能和更大的靈活性。USRP N 系列通過千兆以太網連接到主機計算機，可在高達 50MHz 射頻帶寬內同步收發。它包括了一個更大的 FPGA 以至於可以在沒有主機電腦的情況下獨立操作設備（USRP E 系列）。它有更高速度和更高精確度的 ADC 和 DAC，只能容納單個收發機的子板，而多個USRP N 系列可以連接起來形成更寬範圍的 MIMO 系統（最多到8x8）。

採樣的量化精度為 8bit 情況下射頻帶寬（RF bandwidth）為 50 MHz

採樣的量化精度為 16bit 情況下射頻帶寬（RF bandwidth）為 25 MHz

千兆級以太網連接

MIMO capable - Requires two or more USRP2 devices as motherboard has one daughterboard slot (1 RX + 1 TX connectors)

板上 FPGA 處理 - Onboard FPGA processing

FPGA: Xilinx Spartan XC3S2000

ADCs: 14-位 100 MS/s

DACs: 16-位 400 MS/s

能夠鎖定一個外部 5 或 10 MHz 的參考時鐘

Basic RX

Basic TX

LFRX

LFTX

TVRX

TVRX2

DBSRX

DBSRX2

SBX

WBX

XCVR2450

RFX2400

RFX2200

RFX1800

RFX1200

RFX900

RFX400

30 MHz收發帶寬

全同步設計，支持MIMO

所有功能可由軟件或FPGA控制

接收機和發射機的獨立本地振盪器 LO

小於200微秒鎖相環鎖定時間，可用於跳頻PLL（Phase Lock Loop，鎖相環）

內置收/發開關

發射機和接收機使用同一連接器或使用輔助接收機端口

16個數字I / O線來控制外部設備比如天線開關等

內置的模擬RSSI（Received Signal Strength Indication接收信號強度指示）測量

70分貝的AGC範圍

可調發射功率