基于软件无线电的频谱监测(USRP B210的主要特点)

熟悉软件无线电的朋友肯定熟悉USRP,熟悉USRP的朋友肯定知道USRP通常在Ubuntu下进行开发,主要原因在于Linux的实时性好过Windows。

然而,在操作系统使用习惯上,很多朋友肯定更倾向于Windows。事实上,USRP的UHD驱动是支持Windows的。这篇文章我就以频谱监测为例,介绍一下在Windows系统上用USRP实现的功能。

首先,采用的软件无线电设备为Ettus USRP B210,外观如下:

基于软件无线电的频谱监测

前面板

基于软件无线电的频谱监测

后面板

基于软件无线电的频谱监测

内部板卡

USRP B210的主要特点如下:

  • 射频前端采用AD9361,两收两发,提供70MHz-6GHz范围内连续的频率覆盖,支持最大56MHz实时射频带宽
  • FPGA采用Xilinx Spartan 6 XC6SLX150,通过USB3.0与主机进行连接,最高可达61.44MS/s正交采样,在UHD API支持下可任意设置正交采样率
  • 接收通道支持自动增益控制(AGC)
  • 支持GPSDO
  • 配有外部电源接口(DC 6V)

然后,介绍一下软件开发环境,主要如下:

  • Windows 10 20H2 19042.1415 (64位)
  • Microsoft Visual Studio Enterprise 2019 (Version 16.7.2)
  • Qt 5.12.12
  • UHD 4.1.0.5
  • Boost 1.78.0

最后,系统实现的功能如下:

  • RF A/RF B通道选择
  • 采样率设置
  • 接收频点设置
  • 接收增益设置
  • 接收通道AGC选择
  • FFT点数选择
  • 实时频谱图显示
  • 频率瀑布图显示
  • 频谱平滑显示
  • 频谱最大保持显示
  • 带宽动态调整
  • 功率谱密度观测范围动态调整(幅度范围)

以下给出几个常见信号的频谱观测结果

基于软件无线电的频谱监测

FM信号

基于软件无线电的频谱监测

数字电视信号

基于软件无线电的频谱监测

WiFi信号

基于软件无线电的频谱监测

GSM信号

基于软件无线电的频谱监测

WCDMA信号

基于软件无线电的频谱监测

LTE信号

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