无线电前端 论坛-无线网络连接上但电脑上不了网

4.1 NI-USRP简介 一、SDR简介

软件定义无线电 (SDR) 是一种无线电通信系统，其中传统上在硬件中实现的组件（如混频器、滤波器、放大器、调制器/解调器、检测器等）通过个人计算机或嵌入式系统上的软件实现。 [1] 虽然 SDR 的概念并不新鲜，但数字电子技术的快速发展已经使许多曾经只在理论上可行的过程变得可行。

一个基本的 SDR 系统可能包括一台配备声卡或其他模数转换器的个人电脑，前面是某种形式的 RF 前端。 许多信号处理被卸载到通用处理器，而不是在专用硬件（电子电路）中完成。 这样的设计导致无线电可以仅基于所使用的软件接收和传输广泛不同的无线电协议（有时称为波形）。

软件定义无线电对军事和手机服务具有重要意义，这两者都必须实时服务于各种不断变化的无线电协议。 从长远来看，无线创新论坛等支持者预计软件无线电将成为无线通信领域的主导技术。 SDR 和软件定义天线是认知无线电的推动者。

软件定义的无线电可以足够灵活，以一种或多种方式避免以前类型无线电的设计者的“有限频谱”假设，包括：

扩频和超宽带技术允许多个发射机在同一位置以相同频率进行传输，干扰极小，通常结合一种或多种错误检测和纠正技术来修复由该干扰引起的任何错误。 软件定义的天线自适应地“锁定”定向信号，以便接收器可以更好地抑制来自其他方向的干扰，从而使其能够检测到较弱的传输。 认知无线电技术：每个无线电测量正在使用的频谱，并将此信息传达给其他合作无线电，以便发射机可以通过选择未使用的频率来避免相互干扰。 或者，每个无线电都连接到地理定位数据库，以获取有关其所在位置频谱占用的信息，并灵活调整其工作频率和/或发射功率，以免干扰其他无线服务。 基于从接收器传递的信息，动态发射器功率调整将发射功率降至最低，减少远近问题和对他人的干扰，并延长便携式设备的电池寿命。 一种无线网状网络，其中每个添加的无线电都会增加整体容量并降低任何一个节点所需的功率。 [4] 每个节点仅使用消息跳到该方向上最近的节点所需的足够功率进行传输，从而减少远近问题并减少对其他节点的干扰。

工作准则

超外差式接收器使用变频振荡器、混频器和滤波器将所需信号调谐到公共中频或基带。 通常在 SDR 中，此信号然后由模数转换器采样。 然而，在某些应用中，不是将信号调谐到 IF，而是通过模数转换器直接采样（放大后）RF 信号。

真正的模数转换器缺乏动态范围来接收亚微伏、纳瓦功率的无线电信号。 因此，必须在转换步骤之前安装一个低噪声放大器，并且该设备存在其自身的问题。 例如，如果存在寄生信号（这是典型的），它们将在放大器的动态范围内与所需信号竞争。 它们可能会在所需信号中引入失真，或者它们可能会完全阻止它们。 标准的解决方案是在天线和放大器之间放置一个带通滤波器，但这降低了无线电的灵活性。 真正的软件定义无线电通常有两个或三个具有不同带宽的模拟信道滤波器，可以切换进出。

资料来源：en.wikipedia.org/wiki/Software-defined_radio

2. USRP简介

USRP（Universal Software Radio Peripheral，通用软件无线电外设）是由Ettus Research及其母公司National Instruments设计和销售的一系列软件无线电。 USRP 产品线由 Matt Ettus 领导的团队开发，供研究实验室、大学和爱好者使用。 旨在使普通计算机像高带宽软件无线电一样工作。 本质上，USRP 充当无线电通信系统的数字基带和中频部分。

大多数 USRP 通过高速链路连接到主机，基于主机的软件使用高速链路来控制 USRP 硬件和传输/接收数据。 一些 USRP 型号还将主机的一般功能与嵌入式处理器集成在一起，允许 USRP 设备以独立方式运行。

USRP 系列专为可访问性而设计，许多产品都是开源硬件。 部分 USRP 型号的电路板原理图可免费下载； 所有 USRP 产品均由开源 UHD 驱动程序控制，该驱动程序是免费的开源软件。 USRP 通常与 GNU Radio 软件套件一起使用，以创建复杂的软件定义无线电系统。

设计

USRP 产品线包括几个使用类似架构的模型。 主板提供以下子系统：时钟生成和同步、FPGA、ADC、DAC、主机处理器接口和电源调节。 这些是信号基带处理所需的基本组件。 称为子板的模块化前端用于模拟操作，例如上/下转换、滤波和其他信号调节。 这种模块化允许 USRP 服务于 DC 和 6 GHz 之间运行的应用程序。

在库存配置中，FPGA 执行多个 DSP 操作，最终提供从模拟域中的真实信号到数字域中较低速率的复杂基带信号的转换。 在大多数用例中，这些复杂的样本被传输到/从运行在主机处理器上的应用程序传输，这些应用程序执行 DSP 操作。 FPGA 的代码是开源的，可以修改以允许在 FPGA 中进行高速、低延迟操作。

软件

USRP Hardware Driver (UHD) 是 Ettus Research 为 USRP 产品系列提供的设备驱动程序。 [3] 支持 Linux、MacOS 和 Windows 平台。 包括 GNU Radio、LabVIEW、MATLAB 和 Simulink 在内的多个框架都使用 UHD。 UHD 提供的功能也可以通过 UHD API 直接访问，它为 C++ 提供本机支持。 任何其他可以导入 C++ 函数的语言也可以使用 UHD。 例如，这是在 Python 中使用 SWIG 完成的。

UHD 提供跨 USRP 产品线的可移植性。 如果适当考虑采样率和其他参数，为特定 USRP 模型开发的应用程序将支持其他 USRP 模型。

几个软件框架支持 UHD：

GNU Radio 是一个免费/自由的工具包，用于开发软件定义的无线电。 该框架结合使用 C++ 和 Python 来优化 DSP 性能，同时提供易于使用的应用程序编程环境。 GNU Radio Companion 是 GNU Radio 提供的图形化编程环境。

National Instruments 销售 NI USRP 292x 系列，其功能等同于 Ettus Research USRP N210。 National Instruments 还通过 NI-USRP 驱动程序为该设备提供 LabVIEW 支持。

MATLAB 和 Simulink 支持 USRP N210 和 USRP2。 该软件包包括适用于这两种设备的插件和几个示例。

OpenLTE 是作为 SDR 的 3GPP LTE 规范的开源实现。

许多用户使用自己的自定义框架进行开发。 在这种情况下，可以使用 UHD API 访问 USRP 设备。 UHD 还提供了一些示例来展示如何使用 API。

来源：en.wikipedia.org/wiki/Universal_Software_Radio_Peripheral

3. NI 和 Ettus

你

美国国家仪器公司（National Instruments, Inc.无线电前端 论坛，简称NI）成立于1976年，总部位于得克萨斯州首府奥斯汀。 50多家分支机构和多家系统联盟成员。

30 多年来，National Instruments (NI) 一直帮助测试、控制和设计工程师和科学家解决他们在设计、原型和发布过程中遇到的挑战。 通过LabVIEW等即用型软件和高性价比的模块化硬件，NI帮助各个领域的工程师不断创新，有效降低开发成本，同时缩短上市时间。 如今，NI 为全球 30,000 家不同的客户提供了多种应用选择。 NI总部位于美国得克萨斯州奥斯汀，在40个国家设有分支机构，员工超过5200人。 在过去的十二年中，《财富》杂志连续将 NI 选为美国 100 家最适合工作的公司之一。 作为最大的海外分支机构之一，NI中国拥有完善的产品销售、技术支持、售后服务和强大的研发团队。

来源：baike.baidu.com/item/NI/4037934?fr=aladdin

埃图斯

Ettus Research 自 2010 年起成为 NI 品牌，是全球领先的软件定义无线电平台供应商，包括通用软件定义无线电外设 (USRP) 产品系列。 凭借支持广泛的高性能 RF 硬件组合的各种开发环境，USRP 平台是全球数以千计的工程师、科学家和学生的 SDR 选择，用于各种应用的下一代无线技术的算法开发、探索、原型设计和开发。

USRP 系列产品专为 DC 至 6 GHz 的射频应用而设计，包括多天线 (MIMO) 系统。 示例应用领域包括白色空间、手机、公共安全、频谱监测、无线电网络、认知无线电、卫星导航和业余无线电。

NI 通过 ETTES 研究品牌提供优质的软件无线电产品组合，结合了易用性和强大的开源软件社区。 利用 USRP 硬件驱动程序 (UHD) 的强大功能，工程师可以访问从开源到图形系统设计的软件选项生态系统。

开源 GNU Radio 软件代码存储库可帮助工程师与数百名活跃成员和不断增长的支持其他用户的代码库进行交互。

通过这个开源社区，GNU Radio 软件不断发展并解决更多应用，包括 RF 和通信系统设计，包括 MAC 和 PHY 研究、频谱监控和信号智能无线电前端 论坛，以及无线传感器和跟踪。

在其他软件选项中，工程师可以使用 NI LabVIEW 软件使用图形化系统设计方法进行编程。 使用 NI 和 ETTES 软件无线电硬件和 LabVIEW，他们能够更快地制作原型并显着缩短他们的结果。 NI 和 ETTES 提供了完整的平台，可选择重用现有软件工具以从设计扩展到部署，从而在统一设计流程中简化编程。