Universal Software Radio Peripheral

软件定义无线电产品系列

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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设备。该产品系列由Matt Ettus领导的团队开发，广泛应用于研究实验室、高校和无线电爱好者。

大多数USRP设备通过高速链接与主机计算机连接，主机软件利用此链接控制USRP硬件，实现数据的发送和接收。部分USRP型号还集成了通用计算机的功能，嵌入式处理器的存在使得USRP设备能够独立工作。

USRP系列旨在提高可用性，许多产品采用开源硬件设计。部分USRP型号的电路原理图可以免费下载；所有USRP产品均可通过开源的UHD驱动程序进行控制，该驱动是免费的开源软件。USRPs通常与GNU Radio软件套件结合使用，以构建复杂的软件定义无线电系统。

硬件设计概述

USRP产品系列包含多种型号，它们采用类似的架构。主电路板提供时钟生成与同步、FPGA、ADC、DAC、主处理器接口及电源管理等子系统。这些组件是信号基带处理所需的基本构件。模块化前端称为扩展板，负责模拟操作如上/下变频、滤波及其他信号调理。这种模块化使得USRP能够应用于频率范围从直流到6 GHz的多种应用。

在标准配置下，FPGA执行若干数字信号处理（DSP）操作，最终将模拟域真实信号转换为数字域中的低速、复杂基带信号。在大多数情况下，这些复杂样本在运行于主处理器的应用程序之间进行传输，主机负责DSP操作。FPGA的代码是开源的，可以修改以实现高速、低延迟的操作。

软件支持

USRP硬件驱动程序（UHD）是Ettus Research为USRP产品系列提供的设备驱动程序。它支持Linux、MacOS和Windows等平台。多个框架如GNU Radio、LabVIEW、MATLAB和Simulink都可使用UHD。UHD提供的功能也可以通过UHD API直接访问，该API为C++提供原生支持。同时，任何可以导入C++函数的语言都可以利用UHD，Python便是一个示例。

UHD确保了USRP产品系列的兼容性，特定USRP型号上开发的应用程序能够支持其他型号，只需正确设置采样率等参数。

产品系列

网络系列

USRP N200和USRP N210是高性能USRP设备，提供比总线系列更高的动态范围和带宽。通过千兆以太网接口，网络系列设备可将复杂基带样本以每秒高达50百万样本的速度传输到主机。该系列配备了双通道、14位、100 MS/s的ADC和双通道、16位、400 MS/s的DAC，并提供MIMO扩展端口，可用于同步两个来自该系列的设备。这是多输入多输出（MIMO）系统的推荐解决方案。

X300和X310则是第三代USRP，具有两个全双工扩展板插槽，完整支持200 MS/s的DAC和ADC。作为网络接口，它们采用10GBase SFP+，允许在全双工操作下，同时支持两个通道的200 MS/s。

N300、N310、N320和N321是当前的双通道型号，支持SFP+连接，提供高达200 MS/s的采样速率，并可选择共享本地振荡器和受信任平台模块，用于可验证的软件部署。

总线系列

Ettus Research的所有Bus系列产品均使用USB 2.0或USB 3.0接口与主机计算机传输样本。

如需更多详细信息，请访问 Highmesh。

嵌入式系列

嵌入式系列结合了其他USRP设备的相同功能和一个OMAP 3嵌入式处理器。E310于11月推出，使用Zynq SoC平台和Analog Devices AD RFIC，形成一个紧凑的嵌入式USRP。该系列设备无需连接到外部PC即可运行，特别适合需要独立操作的应用。

停产型号

USRP2是在USRP之后开发的，并于9月首次发布，现已停止生产，已由USRP N200和USRP N210取代。USRP2并未计划替代原始USRP，后者仍继续并行销售。第一代USRP现也不再公开出售。

E100系列的嵌入式USRPs也已停止销售。

扩展板模块

基本RX和基本TX扩展板

原始USRP、USRP2、USRP E1xx、USRP N2xx和X3xx系列采用模块化架构，具有可互换的扩展板模块，作为RF前端存在。多种扩展板模块类型可供选择：接收器、发射器和收发器。

• 发射扩展板模块可将输出信号调制至更高频率
• 接收扩展板模块可获取RF信号并将其转换为基带信号
• 收发器扩展板模块结合了发射器和接收器的功能。

USRP B2xx和E3xx不支持可更换的扩展板。N3xx系列拥有连接JESD204B的扩展板，配备AD前端，目前尚无其他可交换的扩展板在商业上可用。

相关信息

参考文献

NI和Ettus USRP的区别是什么