一、USRP 简介
通用软件无线电外设( USRP ) 是由 Ettus Research 及其母公司National Instruments设计和销售的一系列软件定义无线电。USRP 产品系列由Matt Ettus领导的团队开发，被研究实验室、大学和业余爱好者广泛使用。
大多数 USRP 通过以太网线连接到主机，基于主机的软件使用该链路来控制 USRP 硬件并传输/接收数据。一些 USRP 型号还将主机的一般功能与嵌入式处理器集成在一起，允许 USRP 设备以独立方式运行。
USRP 系列专为易操作性而设计，并且许多产品都是开源硬件。部分 USRP 型号的电路板、原理图、元器件的BOM表都是可以免费下载的；
所有USRP产品均由开源UHD驱动程序控制，该驱动程序是免费的而且是开源软件。USRP 通常与GNU Radio软件套件一起使用来创建复杂的软件定义无线电系统。
官网链接：
Ettus Research
National Instruments
软件无线电是RF收发仪，支持先进无线应用的快速原型验证和部署。SDR可用于无线通信、部署信号智能系统或作为多通道测试台的构建块。
USRP支持的开发工具链：
- LabVIEW
- MATLAB
- Simulink
- GNU Radio
- Python
- C & Cpp
二、N320/321 系列
上文介绍了N210 系列的产品，这期继续介绍N系列的产品，那就是N320，这是一款性能非常强悍的产品，它是可以独立进行部署的，这样就可以脱离上位机而单独运行。因为通道很多，可实现相位相干 MIMO 测试台。
三、产品参数
3.1 N320
3.1.1 产品包装
包含有：
- N320 硬件
- 各个国家标准的电源插头
- 电源适配器
- 一根以太网线
- 一块万兆网光模块
- 一块microSD
- 一根usb线
3.1.2 N320 前面板和后面板
3.1.3 N320 母版的 原理图
3.1.4 N320 射频子板的 原理图
3.1.5 N320 性能指标参数（写招标文件的可以直接抄这段）
3.1.5.1 型号参数
| 项目 | 指标 | 备注 |
|---|---|---|
| 频率范围 | 3 MHz – 6 GHz | 一体机 |
| 收发通道 | 2 X 2 | 一体机 |
| 带宽范围 | 200M | 每通道 |
| 是否支持GPSDO | 内部已经包含有GPSDO了 | 时钟精度更加准确 |
| 主控芯片型号 | Xilinx Zynq-7100 FPGA SoC | 很强 |
| 射频前端 ADC | 14位 | 100 MS/s |
| 射频前端 DAC | 16位 | 400 MS/s |
| 可配置的主时钟频率 | 200, 245.76, 250 MS/s | 三个 |
| FPGA编程是否支持 | 用 Vivado 进行编程，LabVIEW FPGA不支持的哦 | |
| 支持外部时钟源 | PPS参考信号 和 10Mhz时钟信号 | 用CDA-2990 就可以让多台 时钟同步的、本身也可以输出源 |
| 10 MHz 参考时钟 | 输入 0 to 10 dBm | 注意范围 |
| PPS信号 | 输入 3.3 to 5Vpp | 注意范围 |
| 供电 | 12V-7A 60 - 75W | 电源 |
3.1.5.2 物理尺寸 外壳详细指南
| 项目 | 范围 |
|---|---|
| 长宽高 | 35.71 cm × 21.11 cm × 4.37 cm |
| 重量 | 3.13 kg |
3.1.5.3 环境要求
| 操作 | 温度 |
|---|---|
| 操作温度范围 | 0 to 50 °C |
| 贮存温度范围 | -40 to 70 °C |
| 湿度范围 | 10% to 90% |
3.1.6 N320 LED&端口 说明
3.1.6.1 N320 LED&端口 前面板
| LED灯 | 说明 |
|---|---|
| PWR | 电源指示灯 |
| RF 0：TX/RX SMA/LED | 说明数据正在传输中 |
| RF 0：RX2 SMA/LED | 说明数据正在传输中 |
| RF 1：TX/RX SMA/LED | 说明数据正在传输中 |
| RF 1：RX2 SMA/LED | 说明数据正在传输中 |
| LO IN：TX | TX LO 的输入端口。 支持的 LO 频率范围为 450 MHz 至 6 GHz。 不支持低于 450 MHz 的外部 LO 输入。 LO 输入信号电平应为 +5 dBm，但也可以在 +3 dBm 和 +7 dBm 之间。 |
| LO IN：RX | 子板 0 的 RX LO 输入端口。支持的 LO 频率范围为 450 MHz 至 6 GHz。 不支持低于 450 MHz 的外部 LO 输入。 LO 输入信号电平应为 +5 dBm，但也可以在 +3 dBm 和 +7 dBm 之间。 |
| GPIO | DB15 GPIO 接口。 |
GPIO
| 引脚 | 说明 |
|---|---|
| Pin 1 | +3.3V |
| Pin 2 | Data[0] |
| Pin 3 | Data[1] |
| Pin 4 | Data[2] |
| Pin 5 | Data[3] |
| Pin 6 | Data[4] |
| Pin 7 | Data[5] |
| Pin 8 | Data[6] |
| Pin 9 | Data[7] |
| Pin 10 | Data[8] |
| Pin 11 | Data[9] |
| Pin 12 | Data[10] |
| Pin 13 | Data[11] |
| Pin 14 | 0V |
| Pin 15 | 0V |
3.1.6.2 N320 LED&端口 后面板
| LED灯 | 说明 |
|---|---|
| GPS ANT | GPS 天线连接 |
| REF IN | 参考时钟输入，使用外部 10 MHz 参考时钟，方波将提供最佳相位噪声性能，但正弦波也是可以接受的。 参考时钟的功率电平不能超过+10 dBm。 |
| PPS/TRIG IN | PPS信号输入端口，使用PPS信号进行时间戳同步需要具有以下5Vpp幅度的方波信号。 |
| TRIG OUT | 导出参考时钟的输出端口 |
| PWR | USRP N320 系列电源连接器 |
| RESET | 重置设备的输入按钮 |
| MicroSD | 用于 OE Linux 文件系统的 MicroSD 卡 |
| 控制台 JTAG | Micro USB 连接器，用于板载 USB-JTAG 编程器以及 TTY 登录控制台 |
| USB 2.0 | 连接 ARM CPU 的主机 USB 连接器 |
| SFP+ | 用于以太网接口的 1/10Gb SFP+ 端口 |
| QSFP+ | 用于以太网接口的 QSFP+ 端口（2 个 10Gb 通道） |
| 10/1000/1000 | 连接 ARM CPU 的 10/100/1000 Mb 以太网接口 |
3.1. N320 系统架构图
3.2 N321
3.2.1 产品包装
包含有：
- N320 硬件
- 各个国家标准的电源插头
- 电源适配器
- 一根以太网线
- 一块万兆网光模块
- 一块microSD
- 一根usb线
3.2.2 N321 性能指标参数（写招标文件的可以直接抄这段）
3.2.2.1 型号参数
| 项目 | 指标 | 备注 |
|---|---|---|
| 频率范围 | 3 MHz – 6 GHz | 一体机 |
| 收发通道 | 2 X 2 | 一体机 |
| 带宽范围 | 200M | 每通道 |
| 是否支持GPSDO | 内部已经包含有GPSDO了 | 时钟精度更加准确 |
| 主控芯片型号 | Xilinx Zynq-7100 FPGA SoC | 很强 |
| 射频前端 ADC | 14位 | 100 MS/s |
| 射频前端 DAC | 16位 | 400 MS/s |
| 可配置的主时钟频率 | 200, 245.76, 250 MS/s | 三个 |
| FPGA编程是否支持 | 用 Vivado 进行编程，LabVIEW FPGA不支持的哦 | |
| 支持外部时钟源 | PPS参考信号 和 10Mhz时钟信号 | 用CDA-2990 就可以让多台 时钟同步的、本身也可以输出源 |
| 10 MHz 参考时钟 | 输入 0 to 10 dBm | 注意范围 |
| PPS信号 | 输入 3.3 to 5Vpp | 注意范围 |
| 供电 | 12V-7A 60 - 75W | 电源 |
3.2.2.2 物理尺寸 外壳详细指南
| 项目 | 范围 |
|---|---|
| 长宽高 | 35.71 cm × 21.11 cm × 4.37 cm |
| 重量 | 3.13 kg |
3.2.3 N321 LED&端口 说明
| LED灯 | 说明 |
|---|---|
| PWR | 电源指示灯 |
| RF 0：TX/RX SMA/LED | 说明数据正在传输中 |
| RF 0：RX2 SMA/LED | 说明数据正在传输中 |
| RF 1：TX/RX SMA/LED | 说明数据正在传输中 |
| RF 1：RX2 SMA/LED | 说明数据正在传输中 |
| TX LO：IN0 | TX LO 输入端口。 支持的 LO 频率范围为 450 MHz 至 6 GHz。 不支持低于 450 MHz 的外部 LO 输入。 LO 输入信号电平应为 +5 dBm，但也可以在 +3 dBm 和 +7 dBm 之间。 |
| TX LO：IN1 | TX LO 输入端口。 支持的 LO 频率范围为 450 MHz 至 6 GHz。 不支持低于 450 MHz 的外部 LO 输入。 LO 输入信号电平应为 +5 dBm，但也可以在 +3 dBm 和 +7 dBm 之间。 |
| TX LO：OUT0-3 | 1:4 分配器的 TX LO 输出 |
| RX LO：IN0 | 子板 0 的 RX LO 输入端口。支持的 LO 频率范围为 450 MHz 至 6 GHz。 不支持低于 450 MHz 的外部 LO 输入。 LO 输入信号电平应为 +5 dBm，但也可以在 +3 dBm 和 +7 dBm 之间。 |
| RX LO：IN1 | 子板 0 的 RX LO 输入端口。支持的 LO 频率范围为 450 MHz 至 6 GHz。 不支持低于 450 MHz 的外部 LO 输入。 LO 输入信号电平应为 +5 dBm，但也可以在 +3 dBm 和 +7 dBm 之间。 |
| RX LO：OUT0-3 | 1:4 分配器的 RX LO 输出 |
| LED灯 | 说明 |
|---|---|
| GPS ANT | GPS 天线连接 |
| REF IN | 参考时钟输入，使用外部 10 MHz 参考时钟，方波将提供最佳相位噪声性能，但正弦波也是可以接受的。 参考时钟的功率电平不能超过+10 dBm。 |
| PPS/TRIG IN | PPS信号输入端口，使用PPS信号进行时间戳同步需要具有以下5Vpp幅度的方波信号。 |
| TRIG OUT | 导出参考时钟的输出端口 |
| PWR | USRP N320 系列电源连接器 |
| RESET | 重置设备的输入按钮 |
| MicroSD | 用于 OE Linux 文件系统的 MicroSD 卡 |
| 控制台 JTAG | Micro USB 连接器，用于板载 USB-JTAG 编程器以及 TTY 登录控制台 |
| USB 2.0 | 连接 ARM CPU 的主机 USB 连接器 |
| SFP+ | 用于以太网接口的 1/10Gb SFP+ 端口 |
| QSFP+ | 用于以太网接口的 QSFP+ 端口（2 个 10Gb 通道） |
| 10/1000/1000 | 连接 ARM CPU 的 10/100/1000 Mb 以太网接口 |
3.2.4 N321 多台级联 多通道同步
许多应用需要具有不同同步级别的多输入多输出(MIMO)配置。一些MIMO系统只需要共享时钟来用于ADC和DAC；而其他系统则需要每个通道被锁定到一个通用时钟和本地振荡器以实现全相位相干运行。
常见的MIMO应用适用于使用空间多路复用的通信。因为这只需要时钟同步，大多数USRP有一个外部的10 MHz参考时钟就足够了。 有一款这样的系统是由布里斯托大学和隆德大学合作打造的，他们使用基于SDR的大规模MIMO系统打破了无线频谱效率的世界纪录。 在此应用中使用的大规模MIMO原型验证系统是由使用板载FPGA的NI USRP软件无线电设备组成的。
当需要全相位相干运行时，您有两种可以考虑的选择。如果您需要最多四个通道的仅接收操作，具有两个TwinRx子板的Ettus Research USRP X310可以设置为共享LO并以相位相干的方式运行。如果需要超过四个通道，则可以考虑一下图7中所示的Ettus Research USRP N320和N321。USRP N321配备了内置LO分布硬件，允许最高128 x 128相位相干运行：图8显示了一个32 x 32配置示例。
全系列 检索列表
【USRP】产品型号、参数、架构全解析系列 1：B200 / B210 / B200mini / B205mini
【USRP】产品型号、参数、架构全解析系列 2：E310 / E312 / E313
【USRP】产品型号、参数、架构全解析系列 3：E320
【USRP】产品型号、参数、架构全解析系列 4：N200 / N210
【USRP】产品型号、参数、架构全解析系列 5：N300 / N310
【USRP】产品型号、参数、架构全解析系列 6：N320 / N321
【USRP】产品型号、参数、架构全解析系列 7：X300 / X310
【USRP】产品型号、参数、架构全解析系列 8：USRP-2974
【USRP】产品型号、参数、架构全解析系列 9：X410
【USRP】产品型号、参数、架构全解析系列 10：X440
USRP 调制解调系列连载
【USRP】调制解调系列1：AM、FM解调
【USRP】调制解调系列2：2ASK、4ASK，基于labview的实现
【USRP】调制解调系列3：2FSK、4FSK、8FSK，基于labview的实现
【USRP】调制解调系列4：BPSK、QPSK、8PSK、OQPSK、Pi/4DQPSK，基于labview的实现
【USRP】调制解调系列5：16QAM、32QAM、64QAM、256QAM、1024QAM、基于labview的实现
【USRP】调制解调系列6：16APSK、32APSK 、基于labview的实现
【USRP】调制解调系列7：GMSK、MSK、基于labview的实现
USRP 仪器 连载系列
【USRP】集成化仪器系列1 ：信号源，基于labview实现
【USRP】集成化仪器系列2 ：示波器，基于labview实现
【USRP】集成化仪器系列3 ：频谱仪，基于labview实现
