USRP简介

USRP简介

概述

wiki: https://en.wikipedia.org/wiki/Universal_Software_Radio_Peripheral

通用软件无线电外设（USRP）是由Ettus Research及其母公司National Instruments设计和销售的一系列软件定义无线电。 USRP产品系列由Matt Ettus领导的团队开发，旨在成为一个相对便宜的软件无线电硬件平台，并且常用于研究实验室，大学和业余爱好者。

大多数USRP通过高速链路连接到主机，基于主机的软件用它来控制USRP硬件和发送/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，使USRP设备能够以独立的方式运行。

USRP系列专为可访问性而设计，许多产品都是开源硬件。选择的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。 

传统数字通信系统

图是数字通信系统的一般化模型，实际的数字通信系统不一定包括图2中的所有环节，如对保密性要求不高的系统可以不包含加密器和解密器。
　　信息源和受信者：作用与模拟通信系统中信息源和受信者基本相同。

　　编码器和解码器：包含信源编码和信源解码、信道编码与信道解码。

　　(1)信源编码和信源解码

　　信源编码有两个作用，其一，进行模／数转换；其二，数据压缩，即设法降低数字信号的数码率，提高数字信号传输的有效性。信源解码的作用是进行数／模转换。

　　(2)信道编码与信道解码

　　数字信号在信道中传输时，由于噪声影响，会引起差错，信道编码就是要降低传输的差错率，对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分(监督元)，组成所谓“抗干扰编码”。接收端的信道解码器按一定规则进行解码，从解码过程中发现错误或纠正错误，从而提高通信系统抗干扰能力，提高传输可靠性。

　　(3)加密器和解密器

　　在需要实现保密通信的场合，为了保证所传信息的安全，人为将被传输的数字序列扰乱，即加上密码，这种处理过程叫加密。在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列恢复原来信息，这个过程叫做解密。

　　(4)调制器和解调器

　　数字调制的任务是把各种数字基带信号转换成适应于信道传输的数字频带信号。

通信接收机原理

移动通信接收机的主要功能之一是对接收信号实现解调。与发射机相对应，接收机也可以在合适的频率下采用DSP技术实现解调和其他基带处理。由于对不同的调制方式只要在数字信号处理部分采用不同的解调算法，因此具有较强的灵活性。采用DSP技术实现解调的常用方案有两种。

（1）中频加DSP技术方案

这种方案是把接收信号的载频频率转换到一个适合进行A/D变换的中频频率上，然后在中频上进行宽带A/D变换，再送到DSP电路，用数字信号处理方法进行解调和其他基带处理。其原理方框图如图3所示。

 

（2）零中频加DSP技术方案

这种方案是把接收信号经低噪声放大后直接送到混频器或相乘器，而本振频率与接收频率相等，使输出频谱是零频为中心的两个边带接收信号分量。零中频加DSP方案的原理方框图如图4所示。零中频接收技术由于不用中放和中频滤波器，可使电路大大简化，功耗和体积减小，成本降低。

 

 

SDR软件无线电的结构图

 

软件无线电（Software Defined Radio，SDR）是一种实现无线通信的新概念和体制。其中已在硬件被典型地实现的组件（例如混频器，滤波器，放大器，调制器 / 解调器，检测器等），也可以通过软件手段的个人计算机上或代替实施嵌入式系统。一开始应用在军事领域，在21世纪初，由于众多公司的努力，使得它已从军事领域转向民用领域，成为经济的、应用广泛的、全球通信的第三代移动通信系统的战略基础。
基本的SDR系统可以由装备有声卡或其他模数转换器的个人计算机组成，之前是某种形式的RF前端。大量的信号处理被交给通用处理器，而不是在专用硬件（电子电路）中完成。这种设计产生一种无线电装置，它可以仅仅基于所使用的软件来接收和发送广泛不同的无线电协议（有时也称为波形）。

软件无线电对于军事和手机服务具有显着的效用，这两者都必须实时地服务于各种变化的无线电协议。

UHD(USRP Hardware Driver)框图

 

UHD适配

 

 

 USRP内部结构

 

 

 

 

 

 

USRP家族

 

 

 

 

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