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软件无线电Gnuradio

简介   开源软件无线电(Gnuradio)或 开源软件定义无线电 是一个对学习,构建和部署软件定义无线电系统的免费软件工具包。发起于2001年,Gnuradio[1] 现在成为 GNU 的正式项目之一。慈善家 John Gilmore 发起并捐助 $320,000.00 (US) 给 Eric Blossom 用来构建代码和维护。   Gnuradio [1]是一个无线电信号处理方案,它遵循 GNU 的 GPL [2]的条款分发。它的目的是给普通的软件编制者提供探索电磁波的机会,并激发他们聪明的利用射频电波的能力。   正如所有软件定义无线电系统的定义, 可重构性是其最重要的功能。再也不需购买一大堆发射接收设备,只要一台可以装载信号处理软件(这里:Gnuradio[1])通用的设备。目前它虽然只定义几个有限的无线电功能,但是只要理解无线发射系统的机理(算法),你便可以任意的配置去接受它。   Gnuradio[1] 起源于美国的麻省理工学院的 SpectrumWare 项目小组开发的 Pspectra 代码的分支。2004年被完全重写。所以今天的 Gnuradio 已不包含原 Pspectra 任何代码。另外值得一提的是 Pspectra 已被用作创立商业化的 Vanu Software Radio.   Gnuradio [1]开发了通用软件无线电外设 (USRP[3]),它是一个包含4个64 MS/s 的12位 ADC,4 个 128 MS/s 的 14 位的 DAC,以及其它支持线路包括高速的 USB 2.0 接口。该USRP能够处理的信号频率高达16 MHz宽。一些发射器和接收器的插件子板,可覆盖0至5.9MHz 频段。 它是Ettus[4] 研发的。 组成   GNU Radio[1] 是免费的软件开发工具套件。它提供信号运行和处理模块,用它可以在易制作的低成本的射频(RF)硬件和通用微处理器上实现软件定义无线电。这套套件广泛用于业余爱好者,学术机构和商业机构用来研究和构建无线通信系统。   GNU Radio 的应用主要是用 Python 编程语言来编写的。但是其核心信号处理模块是C++在带浮点运算的微处理器上构建的。因此,开发者能够简单快速的构建一个实时、高容量的无线通信系统。   尽管其主要功用不是仿真器,GNU Radio 在没有射频 RF 硬件部件的境况下支持对预先存储和(信号发生器)生成的数据进行信号处理的算法的研究。 USRP 通用软件无线电外设   通用软件无线电外设 USRP[3] - Universal Software Radio Peripheral 。Gnuradio 项目创造了通用软件无线电外设(USRP[3] 和 USRP2[5]). 其设计旨在使普通计算机能像高带宽的软件无线电设备一样工作。从本质上讲,它充当一个无线电通讯系统的数字基带和中频部分。USRP[3]背后的基本设计理念是在主机CPU上完成所有波形相关方面的处理,比如调制和解调 。所有诸如数字上下变频、抽样和内插等高速通用操作都在USRP[3]的 FPGA 上完成。 USRP2 增强型通用软件无线电外设   基于 USRP[3] 的成功经验,USRP2 [5]以更高速度和更高的精度(100 MHz 14 位)ADCs 和(400 MHz 16 位)DACs 在允许使用更宽波段的信号,增加了信号的动态范围。针对 DSP 应用优化了的大型现场可编程门阵列(FPGA)可以在高采样率下处理复杂波形。千兆以太网络接口,使应用程序可以使用 USRP2[5] 同时发送或接受 50 MHz 的射频带宽。在 USRP2[5] 中,FPGA 出现了诸如数字上变频器和下变频器等高速采样处理器。较低采样率的操作可在主机电脑上,甚至可以在具有 32 位 RISC 微处理器和有很大用户设计自由空间的 FPGA 上做。USRP2[5] 的配置和固件被存储在一个 SD 闪存卡里,无需特别的硬件就可以轻松编程。 通用软件无线电外设子板   发送和接收子板   Basic RX   Basic TX   LFRX   LFTX   TVRX   DBSRX   收发子板   RFX400   RFX900   RFX1200   RFX1800   RFX2200   RFX2400   XCVR2450   WBX 意义   软件无线电 GNURadio[1] 的真正价值是它能使工程师和设计师以低预算和最少的精力进行创造。为数不少的开发者和用户贡献了大量的代码库,并为软件和硬件提供了许多实际应用。灵活的硬件、开源的软件和拥有经验丰富用户社区群的强强联合,使它成为您软件无线电开发的理想外设。
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