usrp的基本结构和功能.doc

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1、USRP即UniversalSoftwareRadioPeriphehal的缩写，软件无线电外设。其设计宗旨是使普通计算机能像高带宽的软件无线电外设一样工作。从本质上讲，它充当一个无线通信系统的数字基带和中频部分。USRP背后的设计理念是在主机CPU上完成所有波形相关方面的处理，比如调制和解调。所有诸如数字上下变频、抽样和内插等高速通用操作都在USRP上的FPGA上完成。USRP由母版，覆盖不同带宽的子板以及相应的天线组成。USRP有四路12位高速模数转换(ADCs)采样速率可达64MSsamples/sec,4路14位数模转换器（DACs），采样速率可达128MSsamp

2、les/sec，转换器(DACs)，采样速度可达128MSamples/sec。这些4入4出通道同Altera公司的CycloneEP1C12FPGA相连。FPGA相应地同Cypress公司的USB2接口芯片FX2相连，然后连接至计算机。USRP同计算机通过高速的USB2接口相连，不能用于USB1.1接口。因此，理论上，当采样信号时，系统具有4路输入4路输出。但是，现实中csiji复合的(IQ)信号时，它只提供更多的灵活性(和带宽)。因此把它们成对，便可形成两对复合输入两对复合输出。基于USRP的成功经验，USRP2以更高速度和更高的精度(100MHz)14位ADCs和40

3、0MHz16位DACs)，允许使用更宽波段的信号，增加了信号的动态范围。针对DSP应用优化了的大型现场可编程门阵列(FPGA)可以在高采样率下处理复杂波形。千兆以太网络接口，使应用程序可以使用USRP2同时发送或接受50MHz的射频带宽。在USRP2中，FPGA出现了诸如数字上变频器和下变频器等高速采样处理器。较低采样率的操作可在主机电脑上，甚至可以在具有32位RISC微处理器和有很大用户设计自由空间的FPGA上。USRP2的配置和固件被存储在一个SD闪存卡里，无需特别的硬件就可以轻松编程。基于USRP,USRP2增加以下特点:.千兆级以太网接口;.25MHz的瞬时射频(R

4、F)带宽;.XilinxSpartan3-2000FPGA;.两路100MHz14位ADCs;.两路400MHz16位DACs;.1MByte的高速SRAM;.锁定到1OMHz的外部参考时钟;.1PPS(每秒一个脉冲)的输入;.配置存储在标准的SD卡;.能够把多个系统锁定在一起用于MIMO;.同USRP的子板兼容。子板是用来承载射频(RF)接收机、调制解调器和射频(RF)发射机。发送和接收子板包括BasicRX,BasicTX,LFRX,LFTX,TVRX,DBSRX等，收发子板包括WBX,RFX400,RFX900,RFX1200,RFX1800,RFX2200,RFX2

5、400,XCVR2450等。FR转换模块包括变频、滤波、功率放大。假设两个节点A与B之间进行通信，每个节点都是连接在PC上的usrpN210，每个节点在通信过程中地位都是等价的，即既可以作为发送端，又可以作为接收端。每个节点有三种状态，分别是空闲、发送和接收，三种状态之间可以相互转换。初始每个节点处于空闲状态，当节点收到数据报之后，由空闲状态转入发送状态，进行数据发送，当发送完毕后，马上转入接收状态，等待B节点的ack报文，如果超出一定的时限，还未收到B节点的ack，则重新发送。而B节点检测到有数据信息后，进行报文识别，看是否是发给自己的，如果是，则转入接收状态，当接收完毕

6、后，转入发送状态，给发送方（即节点A）发送ack。接收发送空闲