NI Ettus USRP — программно-определяемые радиосистемы

Содержание

Программно-определяемые радиосистемы USRP

Актуальный портфель включает семейства USRP X4xx, X3xx, N3xx, E320, B2xxmini, а также NI USRP-2900 (Ettus USRP B200), NI USRP-2901 (Ettus USRP B210), USRP-2944/2945, USRP-2954/2955 и USRP-2974. Снятые с производства модели вынесены в отдельный раздел внизу документа.

Актуальное аппаратное обеспечение

В основной таблице перечислены только серийно выпускаемые модели и актуальные NI-конфигурации.

Примечание для поставок в Россию. Для USRP N310, N320, N321 и E320 существуют TPM / non-TPM исполнения; для поставок в Россию следует выбирать non-TPM вариант. USRP N300 является non-TPM.

Серия X4

NI Ettus USRP X440

Высококанальная широкополосная модель семейства X4. Диапазон — 30 МГц–4 ГГц; перестройка до 1 МГц. USRP X440 поддерживает до 8 TX и 8 RX. Полоса — до 1,6 ГГц на канал при работе двух каналов; до 400 МГц на канал при одновременной работе восьми каналов. Платформа построена на AMD/Xilinx Zynq UltraScale+ ZU28DR-2 RFSoC.

NI Ettus USRP X420

USRP X420 — 2 TX / 2 RX SDR с диапазоном 10 МГц–20 ГГц и мгновенной полосой до 1 ГГц на канал. Платформа построена на AMD Zynq UltraScale+ RFSoC ZU28DR-2 и поддерживает совместное использование LO для многоканальных фазово-когерентных систем.

NI Ettus USRP X410

USRP X410 имеет основной специфицированный диапазон 1 МГц–7,2 ГГц с перестройкой до 8 ГГц, поддерживает 4 TX / 4 RX и полосу 400 МГц. Для высокоскоростной передачи используются 2 × QSFP28 и 2 × iPass+ zHD (PCIe Gen3 x8); также предусмотрен RJ45 management. Встроенный GPSDO, 10 МГц и PPS используются для frequency/time synchronization. Multi-radio phase-aligned / phase-coherent режим между отдельными X410 не заявляется, поскольку устройство не имеет LO import/export.

Серия X3

NI Ettus USRP X300

USRP X300 — конфигурируемая SDR-платформа с двумя слотами RF daughterboard; рабочий RF-диапазон определяется установленными RF-модулями. Платформа поддерживает до 160 МГц baseband bandwidth на канал и использует FPGA Xilinx Kintex-7 XC7K325T.

NI Ettus USRP X310

USRP X310 остаётся самостоятельной конфигурируемой SDR-платформой и не объединяется с NI USRP-2944/2945/2954/2955. Устройство имеет два слота RF daughterboard, поддерживает до 160 МГц полосы на канал и использует FPGA Xilinx Kintex-7 XC7K410T.

NI USRP-2944 (Ettus USRP X310 + 2× UBX)

Готовая X310-конфигурация с UBX: 10 МГц–6 ГГц, 160 МГц, 2 TX / 2 RX.

NI USRP-2945 (Ettus USRP X310 + 2× TwinRX)

Готовая X310-конфигурация с TwinRX: 10 МГц–6 ГГц, 80 МГц, 4 RX.

NI USRP-2954 (Ettus USRP X310 + 2× UBX + GPSDO)

Готовая X310-конфигурация с UBX и GPSDO: 10 МГц–6 ГГц, 160 МГц, 2 TX / 2 RX.

NI USRP-2955 (Ettus USRP X310 + 2× TwinRX + GPSDO)

Готовая X310-конфигурация с TwinRX и GPSDO: 10 МГц–6 ГГц, 80 МГц, 4 RX.

Серия N3

Модели N300, N310, N320 и N321 имеют разные конфигурации RF-каналов и полосы; их нельзя описывать одной общей формулой «2×2, 200 МГц».

NI Ettus USRP N300

2 TX / 2 RX, 10 МГц–6 ГГц, мгновенная полоса 100 МГц. Процессорная платформа — Xilinx Zynq-7035 SoC. Поддерживается Ethernet-based synchronization по White Rabbit.

NI Ettus USRP N310

4 TX / 4 RX, 10 МГц–6 ГГц, мгновенная полоса 100 МГц. Процессорная платформа — Xilinx Zynq-7100 SoC. Поддерживается Ethernet-based synchronization по White Rabbit.

NI Ettus USRP N320

2 TX / 2 RX, 3 МГц–6 ГГц, мгновенная полоса 200 МГц. Поддерживается Ethernet-based synchronization по White Rabbit.

NI Ettus USRP N321

2 TX / 2 RX, 3 МГц–6 ГГц, мгновенная полоса 200 МГц. Ключевое отличие N321 — LO Distribution для построения фазово-когерентных многоканальных систем; импорт и распределение LO применяются в поддерживаемом диапазоне частот выше 450 МГц. Поддерживается Ethernet-based synchronization по White Rabbit.

NI Ettus USRP E320

Актуальная модель E-Series: 2×2 MIMO, диапазон 70 МГц–6 ГГц, мгновенная полоса до 56 МГц и SoC Xilinx Zynq-7045. Серийное enclosure использует пассивное охлаждение.

Серия B / NI USRP-290x

Для B200/B210, NI USRP-2900/2901 и mini-серии RF-полоса составляет до 56 МГц. Реальная потоковая полоса на хост-компьютер зависит от интерфейса, формата отсчётов и конфигурации, поэтому её не следует смешивать с RF instantaneous bandwidth.

NI USRP-2900 (Ettus USRP B200)

Физически эквивалентные варианты одной модели: 1 TX / 1 RX, 70 МГц–6 ГГц, RF-полоса до 56 МГц, USB 3.0.

NI USRP-2901 (Ettus USRP B210)

Физически эквивалентные варианты одной модели: 2 TX / 2 RX, 70 МГц–6 ГГц, RF-полоса до 56 МГц, USB 3.0.

NI Ettus USRP B206mini-i

Компактная 1×1 SDR-модель: 70 МГц–6 ГГц, мгновенная полоса до 56 МГц, RF-трансивер AD9364 и FPGA Spartan-6 XC6SLX150. Используется USB 3.0 Type-C; предусмотрены GPIO, JTAG и вход синхронизации 10 МГц / PPS.

USRP B200mini Series

B200mini, B200mini-i и B205mini-i остаются отдельными SKU внутри одного семейства. Все используют AD9364, работают в диапазоне 70 МГц–6 ГГц, имеют 1 TX / 1 RX и мгновенную полосу до 56 МГц.

NI USRP-2974

Актуальное автономное NI USRP с диапазоном 10 МГц–6 ГГц, полосой 160 МГц и 2 TX / 2 RX. Встроенный Intel Core i7 работает под NI Linux Real-Time; предусмотрен GPS-disciplined OCXO.

Ключевые особенности и синхронизация

Масштабируемые многоканальные системы и синхронизация

Распределение общих сигналов 10 МГц и PPS обеспечивает общую частотную и временную синхронизацию нескольких USRP, но само по себе не гарантирует RF phase coherence. Для фазово-когерентной работы необходимо учитывать архитектуру конкретной модели, калибровку и наличие аппаратного LO sharing / LO distribution.

CDA-2990 распределяет внешний 10 МГц и PPS на несколько устройств и может каскадироваться для систем с большим числом каналов. Для аппаратного распределения LO следует использовать модели, где эта функция предусмотрена, например USRP N321.

Высокая портативность и простота развёртывания

Семейство включает портативные USB-модели, встраиваемые системы и высокопроизводительные сетевые SDR. Конкретный программный и FPGA workflow зависит от модели.

Широкие диапазоны частот и полосы

Портфель охватывает компактные 56-МГц USB/embedded SDR, 100/200-МГц N3, 400-МГц X410, 1-ГГц X420 и многоканальный X440. X420 расширяет рабочий диапазон до 20 ГГц, а X440 ориентирован на высокую плотность каналов и широкополосную обработку в диапазоне до 4 ГГц.

Использование возможностей FPGA

FPGA-workflow зависит от модели. В open-source экосистеме используются UHD и RFNoC; для поддерживаемых NI-моделей доступны NI-USRP / LabVIEW и LabVIEW FPGA. Нельзя переносить утверждение о поддержке LabVIEW FPGA автоматически на всю линейку USRP.

RFNoC предоставляет готовую FPGA-инфраструктуру для построения потоковых SDR-приложений на совместимых моделях USRP без самостоятельной реализации всей транспортной логики.

Обзор программного обеспечения

Программная поддержка определяется конкретной моделью. Open-source workflow базируется на UHD и поддерживает Windows, Linux и macOS. Возможности NI-USRP, LabVIEW и LabVIEW FPGA следует проверять для конкретной модели и конфигурации.

Снятые с производства

Ниже приведены снятые с производства модели и их эквивалентные обозначения NI и Ettus. Документация и техническая поддержка для части устройств могут сохраняться.