usrp的基本結(jié)構(gòu)和功能

1、USRP 即 Universal Software Radio Periphehal 的縮寫，軟件無線電外設。其設計宗旨是使 普通計算機能像高帶寬的軟件無線電外設一樣工作。從本質(zhì)上講，它充當一個無線通信系統(tǒng) 的數(shù)字基帶和中頻部分。 USRP 背后的設計理念是在主機 CPU 上完成所有波形相關方面的 處理，比如調(diào)制和解調(diào)。所有諸如數(shù)字上下變頻、抽樣和內(nèi)插等高速通用操作都在USRP上 的 FPGA 上完成。USRP 由母版，覆蓋不同帶寬的子板以及相應的天線組成。 USRP 有四路12 位高速模數(shù) 轉(zhuǎn)換(ADCs)采樣速率可達64MSsamples/sec,4路14位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DACs),采樣速率

2、可達128 MSsamples/sec,轉(zhuǎn)換器(DACs),采樣速度可達128MSamples/sec。這些4入4出通道同Altera 公司的Cyclone EP1 C12 FPGA相連。FPGA相應地同Cypress公司的USB2接口芯片F(xiàn)X2相連， 然后連接至計算機。USRP同計算機通過高速的USB2接口相連，不能用于USB1.1接口。因此，理論上，當采樣信號時，系統(tǒng)具有4路輸入4路輸出。但是，現(xiàn)實中csiji復合的 (IQ)信號時，它只提供更多的靈活性(和帶寬)。因此把它們成對，便可形成兩對復合輸入兩 對復合輸出?；赨SRP的成功經(jīng)驗,USRP2以更高速度和更高的精度(100MHz)

3、14位ADCs和400MHz 16 位DACs )，允許使用更寬波段的信號，增加了信號的動態(tài)范圍。針對DSP應用優(yōu)化了的大型 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)可以在高采樣率下處理復雜波形。千兆以太網(wǎng)絡接口，使應用程序 可以使用USRP2同時發(fā)送或接受50MHz的射頻帶寬。在USRP2中，F(xiàn)PGA出現(xiàn)了諸如數(shù)字 上變頻器和下變頻器等高速采樣處理器。較低采樣率的操作可在主機電腦上，甚至可以在具 有32位RISC微處理器和有很大用戶設計自由空間的FPGA上。USRP2的配置和固件被存儲在一個SD閃存卡里，無需特別的硬件就可以輕松編程。基于 USRP, USRP2 增加以下特點:.千兆級以太網(wǎng)接口;.25

4、 MHz的瞬時射頻(RF)帶寬；.Xilinx Spartan 3-2000 FPGA;.兩路 100 MHz 14位 ADCs；.兩路 400 MHz 16位 DACs；.1 MByte 的高速 SRAM;.鎖定到1 OMHz的外部參考時鐘；.1 PPS(每秒一個脈沖)的輸入；.配置存儲在標準的 SD 卡;.能夠把多個系統(tǒng)鎖定在一起用于MIM0;.同 USRP 的子板兼容。子板是用來承載射頻(RF)接收機、調(diào)制解調(diào)器和射頻(RF)發(fā)射機。發(fā)送和接收子板包 括 Basic RX, Basic TX, LFRX, LFTX, TVRX, DBSRX等，收發(fā)子板包括 WBX, RFX400, RFX900, RFX1200, RFX1800, RFX2200, RFX2400,XCVR2450等。FR轉(zhuǎn)換模塊包括變頻、濾波、功率放大。假設兩個節(jié)點A與B之間進行通信，每個節(jié)點都是連接在PC上的usrp N210,每個節(jié)點 在通信過程中地位都是等價的，即既可以作為發(fā)送端，又可以作為接收端。每個節(jié)點有三種狀態(tài)，分別是空閑、發(fā)送和接收，三種狀態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)換。初始每個節(jié)點處于空閑狀態(tài)， 當節(jié)點收到數(shù)據(jù)報之后，由空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)入發(fā)送狀態(tài)，進行數(shù)據(jù)發(fā)送，當發(fā)送完畢后，馬上轉(zhuǎn) 入接收狀態(tài)，等待B節(jié)點的ack報文，如果超出一定的時限，還未收到B節(jié)點的ack,則重 新