4．3 USRP的原理

主板上共有4個(gè)子板接口，可支持兩路并行的發(fā)送或接收。整套USRP的原理如圖1所示。

5、GNU Radio安裝

同多數(shù)基于Linux的軟件一樣，GNU Radio需要在將其源代碼編譯、安裝之后方可運(yùn)行。源代碼可從網(wǎng)站http://gnuradio．org／trac／wiki 獲得，GNURadio采用SubVersion工具管理全球各地志愿者對(duì)代碼更新和擴(kuò)充，用戶利用客戶端工具SVll可隨時(shí)從網(wǎng)站上下載GNU Radio代碼的最新版本。在編譯安裝GNU Radio之前，必須首先安裝一些所依賴的軟件庫(kù)， 主要有SWIG、FFTW、cppunit、numarray、Numric和wxPytholl。分別為GNU Radio提供C++與Python互操作性、快速算法和圖形界面等方面的支持。這些軟件同樣也是開源的，可分別從互聯(lián)網(wǎng)上下載安裝。GNU Radio的網(wǎng)站上有詳細(xì)的軟件編譯安裝方法，此處不再贅述。

USRP的安裝須要在軟件安裝完畢后進(jìn)行。首先在主板上插上所需子板，然后按順序接駁穩(wěn)壓電源、直流輸入和USB 2．0連接線，接著就可利用GNU Radio軟件包中自帶的實(shí)例程序初步體驗(yàn)GNU Radio了。GNU Radio提供了豐富的例程可供嘗試，其中包括FM、AM 廣播接收、信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)頻譜和波形顯示，GMSK ／QPSK／BPSK信號(hào)收發(fā)、USB 2．0接口測(cè)速等等。其中usrp_fR．PY是一個(gè)可顯示出指定頻率附近信號(hào)頻譜的腳本。

6、GNU Radio的應(yīng)用舉例

這一部分將對(duì)基于GNU Ra dio已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)或者正在開發(fā)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹，以期使讀者對(duì)GNU Radio的功能有一個(gè)更直觀的認(rèn)識(shí)。

1)MIMO(Multi—In Muti—Out)

USRP已經(jīng)為多天線應(yīng)用做好了準(zhǔn)備。一套USRP即可實(shí)現(xiàn)雙天線的發(fā)送或接收，如果要進(jìn)一步增加天線數(shù)量，可通過(guò)將多套USRP同步起來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。此時(shí)需要對(duì)電路做一些改動(dòng)(改變幾個(gè)電阻和電容的位置)使多塊主板和子板之間達(dá)到時(shí)鐘同步和相位相關(guān)。

2)數(shù)字高清電視接收

用一塊MCA020 AD卡采集數(shù)字高清電視的信號(hào)，在PC上進(jìn)行解調(diào)、解碼和播放。受PC機(jī)的運(yùn)算能力所限，目前還不能實(shí)時(shí)的收看，因此先將原始信號(hào)采集并保存在硬盤上，待采集完畢后再進(jìn)行解調(diào)和解碼，生成可播放的視頻文件。

3)TDMA和TDD

目前的GNU Radio和USRP尚不支持TDMA多址方式和TDD的雙工方式。Eric Blossom 和Matt Ettus以及BBN Technology公司正在對(duì)GNU Radio軟件體系以及USRP中的FPGA代碼進(jìn)行改進(jìn)和增強(qiáng)，通過(guò)為采樣數(shù)據(jù)加上時(shí)間戳，可以對(duì)采樣流進(jìn)行更精確的時(shí)間控制，從而實(shí)現(xiàn)TDMA 和TDD。

7、結(jié)束語(yǔ)

GNU Radio可以被理解為開源軟件的自由精神在無(wú)線領(lǐng)域的延伸，開放性和低成本是其最大的優(yōu)勢(shì)。低成本使得技術(shù)人員以及資金不那么充裕的研究機(jī)構(gòu)可以像購(gòu)買PC機(jī)一樣擁有一套能自由進(jìn)入頻譜空間的軟硬件系統(tǒng)，從而為更廣泛的技術(shù)創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。在GNU Radio的郵件討論組中每天都有來(lái)自世界各地的用戶對(duì)各種相關(guān)技術(shù)問(wèn)題的討論，這些用戶包括學(xué)生、大學(xué)教師、軟硬件工程師、無(wú)線工程師、業(yè)余無(wú)線電愛好者，而這些人正是推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主力。

GNU Radio的開放特性也是其具有廣泛吸引力的重要因素，同時(shí)也是其生命力的源泉。由于代碼和技術(shù)資料完全開放，人們可以了解到其運(yùn)作的所有細(xì)節(jié)，并可自由地對(duì)其進(jìn)行修改和開發(fā)。在這種開放的氛圍之下，人們?nèi)〉玫闹R(shí)、成果可以得到充分的交流共享，更有益于創(chuàng)新。

自組織網(wǎng)絡(luò)、頻譜自由動(dòng)態(tài)分配、可重配置智能終端是目前無(wú)線通信領(lǐng)域幾大熱點(diǎn)，不難看出，基于GNU Radio和USRP可以快速地設(shè)計(jì)出終端原型，因而在這些領(lǐng)域的研究中具有相當(dāng)?shù)臐摿?。盡管目前GNU Radio在最大頻帶寬度、PC處理能力以及軟件的易用性方面受到一定限制，但相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，G 7 Radio必將在無(wú)線領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新中扮演更加重要的角色。

關(guān)鍵詞： GNURadio 軟件無(wú)線電 USRP