軟件無線電設(shè)備是利用現(xiàn)代化軟件來操縱、控制傳統(tǒng)的“純硬件電路”的無線電設(shè)備，在雷達(dá)、通信、對抗前沿應(yīng)用研究中常常用到。

NI (美國國家儀器)?公司近日發(fā)布了新一代軟件無線電平臺NI ?Ettus USRP X410，將這類平臺的性能和功能推向了新的高度。USRP X410基于Xilinx Zynq UltraScale RFSoC芯片構(gòu)建，同時集成了ARM^?處理器、ADC/DAC和 FPGA。USRP X410配備多個RF發(fā)送和接收通道，同時支持LabVIEW與開源開發(fā)平臺，無論在雷達(dá)領(lǐng)域或通信領(lǐng)域，都為研發(fā)者的創(chuàng)新提供了一個理想化的原型構(gòu)建平臺。

關(guān)鍵特性

• 4組獨(dú)立的Tx和Rx通道，每個通道具有400MHz的瞬時帶寬；
  

• 1MHz~7.2GHz的頻率范圍，最高可調(diào)諧至8GHz；

• 最高發(fā)送功率及接收功率：22dBm，0dBm；

• 超外差兩級變頻（<3ghz）和單級變頻（>3GHz）；

• FPGA邏輯單元數(shù)量：930k (X310 USRP：407k）；

• 內(nèi)置4核ARM^?處理器，允許獨(dú)立操作（嵌入式模式）或由外部主機(jī)來進(jìn)行控制；

• 板載IP核：SD-FEC（軟判決前向糾錯）、DUC/DDC（數(shù)字上/下變頻）；

• 同步：10MHz參考時鐘、PPS(秒脈沖)接口、GPSDO（GPS馴服時鐘）；

• 豐富的設(shè)備控制和數(shù)據(jù)傳輸接口：
  a) 兩個支持10/40/100GbE的QSFP28接口；
  b) 一個PCIe Gen3 x8 接口；
  c) 標(biāo)準(zhǔn)命令、控制和調(diào)試接口：USB-C JTAG、USB-C 控制臺、以太網(wǎng) 10/100 /1000M。

●為什么選擇USRP X410？●

高性能與高集成度的完美融合

Xilinx Zynq UltraScale FPGA的可編程邏輯資源比其他USRP產(chǎn)品多兩倍以上，可提供高吞吐量數(shù)字信號處理(DSP)，并進(jìn)一步強(qiáng)化了IP核，例如板載軟決策前向糾錯(SD-FEC)IP核和數(shù)字上/下變頻(DUC/DDC)內(nèi)核。在僅由FPGA實現(xiàn)的設(shè)計中，SD-FEC邏輯將需要多個大型Virtex-7 FPGA來實現(xiàn)。因此，將其作為預(yù)先構(gòu)建的內(nèi)核集成到芯片中可以節(jié)省大量FPGA資源和開發(fā)工作。

除了系統(tǒng)的FPGA架構(gòu)部分，Xilinx UltraScale RFSoC還配備了四個板載應(yīng)用處理單元(APU)和兩個實時處理單元(RPU)，適用于需要獨(dú)立操作的板載嵌入式操作系統(tǒng)。

更寬的頻率范圍和瞬時帶寬

NI Ettus USRP X410的頻率范圍涵蓋1MHz至7.2GHz，最高可調(diào)諧至8GHz，非常適合于L、S、C波段的雷達(dá)原型研究以及試驗。NI Ettus USRP X410也提供400MHz的瞬時帶寬，因此可以利用更寬的信道實現(xiàn)信道綁定和載波聚合，從而獲得更高的數(shù)據(jù)吞吐量。此外，射頻前端架構(gòu)采用3GHz以下的超外差兩級變頻和3GHz以上的單級變頻，配合濾波和功率電平的控制，提供高保真信號的發(fā)射和接收。

輕松構(gòu)建多輻射源環(huán)境仿真系統(tǒng)

USRP的多個通道都可以鎖相至內(nèi)部恒溫晶體振蕩器(OCXO)，獲得小于50ppb的時鐘抖動。內(nèi)建的GPS馴服時鐘(GPSDO)可以實現(xiàn)采樣時間戳、10 MHz參考時鐘、以及秒脈沖(PPS)生成。對于通道數(shù)更多并需要精確同步的應(yīng)用（例如多輻射源環(huán)境仿真系統(tǒng)），可以使用PPS生成、外部參考時鐘同步和LO/NCO相位重置來同步多個設(shè)備。

可實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的傳輸

隨著雷達(dá)電子戰(zhàn)設(shè)備帶寬和通道的增加，其仿真驗證平臺的大量數(shù)據(jù)傳輸成為了一個挑戰(zhàn)，為了解決這個問題，NI Ettus USRP X410具有兩個可配置的QSFP接口，可以實現(xiàn)雙100/40/10GbE光纖網(wǎng)口或2組4路并行的25Gb/s Aurora傳輸協(xié)議。此外，該仿真驗證平臺還包括一個PCIe Gen3 x8端口，實現(xiàn)高達(dá) 8 GB/s的傳輸速率（需要LabVIEW開發(fā)工具鏈）。通過這些高速傳輸協(xié)議和接口，NI Ettus USRP X410可以實現(xiàn)4通道400MHz帶寬信號的實時傳輸和連續(xù)流盤。

更加便攜的結(jié)構(gòu)設(shè)計

NI Ettus USRP X410將四個發(fā)射通道和四個接收通道整合到一個緊湊的1U高、1/2機(jī)架寬的外殼中，重量僅為2.5kg，如此便攜的結(jié)構(gòu)設(shè)計使其易于運(yùn)輸和攜帶，方便現(xiàn)場測試和操作。同時，X410每個通道互相獨(dú)立，這意味著每個通道可以調(diào)諧到不同的頻率，適用于多輻射源仿真、頻譜拼接、多通道數(shù)字化接收機(jī)以及多通道雷達(dá)發(fā)射機(jī)等技術(shù)研究與實現(xiàn)。

NI?Ettus?USRP?X410的強(qiáng)大性能提供了一個理想的平臺來為研究者的創(chuàng)新助力，搭配立思方提供的弦豐^?軟件套件，無論是在雷達(dá)還是通信領(lǐng)域，NI Ettus USRP X410都可以幫助加速研發(fā)設(shè)計和系統(tǒng)部署。

●弦豐^?軟件套件●

立思方作為NI在國內(nèi)的最主要的伙伴，專門為NI USRP和Ettus USRP量身定制了一套弦豐^?軟件套件，讓用戶無需進(jìn)行復(fù)雜的二次開發(fā)，就可以利用USRP實現(xiàn)專業(yè)儀器的功能特性。

弦豐^?雷達(dá)信號生成與分析軟件

弦豐^?雷達(dá)信號生成與分析軟件協(xié)同USRP X410?，能夠生成用于雷達(dá)功能和原理驗證測試的全頻段的各種類型的雷達(dá)信號，并且可以全面的測試、分析雷達(dá)信號，具體功能如下：

• 支持生成多種調(diào)頻連續(xù)波信號和調(diào)頻脈沖信號（線性調(diào)頻、非線性調(diào)頻、步進(jìn)頻、頻移鍵控），調(diào)相信號（相位碼、巴克碼、弗蘭克多相碼）以及多種脈寬/重頻模式的脈沖信號（突變、滑變、步進(jìn)、參差）等；

• 支持雷達(dá)信號實時分析、脈沖參數(shù)測量分析，同時也提供頻域、時頻波形分析；

• 提供高至40GHz的頻率擴(kuò)展方案，可以將4路Tx和Rx通道均擴(kuò)展至Ka波段。

弦豐^?實時頻譜分析軟件

弦豐^?實時頻譜分析（RTSA）軟件，作為弦豐^?軟件平臺系列中面向?qū)拵盘枌崟r分析的重要組件，能夠?qū)⒁惶坠P記本電腦與USRP變身為“便攜式實時頻譜分析儀”，可以實時查看、捕獲并分析瞬變、復(fù)雜的射頻信號，將為USRP在無線通信領(lǐng)域的多元化應(yīng)用創(chuàng)造更多可能。

NI Ettus USRP X410作為新一代的SDR平臺，搭載弦豐^?實時頻譜分析軟件，可以實現(xiàn)：

• 高至400MHz的實時分析帶寬和7.2GHz的頻率范圍，可調(diào)諧至8GHz；

• 以100%截獲概率（POI）偵測到持續(xù)時間短至0.766μs的瞬變信號；

• 提供頻率模板觸發(fā)（FMT）技術(shù)來識別和記錄瞬時或間歇性信號；

• 提供高速流盤回放功能，與實時頻譜分析功能配合，長時間地記錄和分析瞬變、間隙性信號。

• 提供高至40GHz的頻率擴(kuò)展方案，可以將4路Tx和Rx通道均擴(kuò)展至Ka波段。

●頻率擴(kuò)展●

立思方為USRP X410提供了一套頻率擴(kuò)展設(shè)備，可以輕易將USRP X410 1MHz~7.2GHz的頻率范圍擴(kuò)展到Ka波段。一個手提箱大小的頻率擴(kuò)展機(jī)箱，即可為USRP X410的4個接收通道和4個發(fā)射通道同時提供高至40GHz的頻率擴(kuò)展能力。具體特性包括：

• 單機(jī)箱支持4個頻率擴(kuò)展模塊，每個模塊支持：2 Rx、2 Tx，或 1 Rx/1 Tx模式；

• 每通道400MHz瞬時帶寬，同時可選支持1GHz瞬時帶寬；

• 支持X波段至Ka波段頻率范圍；

• 所有通道支持同步和相參；

• 頻率擴(kuò)展模塊支持脫離機(jī)箱獨(dú)立供電工作。

產(chǎn)品詳細(xì)信息和報價咨詢

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成都立思方（IntelliCube）是NI在國內(nèi)最主要的合作伙伴，致力于提供基于NI射頻測試產(chǎn)品的專業(yè)解決方案和增值服務(wù)。

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