Softwarově definovaná rádia

Softwarově definované rádio - SDR

NI USRP 2954

Systém se sestává ze samotného softwarově definovaného rádia NI USRP 2954 a řídicí jednotky v podobě výkonného osobního počítače s periferiemi. SDR je připojeno prostřednictvím sběrnice PCle x4 Gen 1, která umožňuje vysokorychlostní přenos dat mezi SDR a ovládacím PC. Samotné PC je vybaveno rychlým PCle diskem, který umožňuje záznam dat dle zadaných parametrů. Samotné ovládání systému je řízeno pomocí softwaru vyvinutého v grafickém vývojovém prostředí LabVIEW. LabVIEW je grafické vývojové prostředí, optimalizované pro vývoj aplikací v oblasti měření a řízení, které také umožňuje vytvářet i všeobecně použitelné aplikace. LabVIEW poskytuje inženýrům možnosti, jak jednoduše vyvinout systémy splňující i ty nejnáročnější úlohy. LabVIEW nabízí špičkovou integraci s měřícími zařízeními různých výrobců. Svojí otevřeností umožňuje různé přístupy návrhářů, jelikož je možné přímo integrovat kód vyvinutý v jiných prostředích, jako je třeba jazyk C.

Modul LabVIEW Communications je navržený přímo pro práci se softwarově definovanými rádii a obsahuje podpůrné funkce pro návrh aplikací pro procesor PC, programovatelné hradlové pole FPGA a správu připojených zařízení.

Přístrojové vybavení má následující parametry:

• Počet kanálů pro současné vysílání: 4
• Počet kanálů pro současné přijímání: 4
• Frekvenční rozsah v pásmu minimálně 10 MHz až 6 GHz
• Okamžitá šířka pásma zpracovávaných signálů 84 MHz na kanál ve frekvenčním pásmu alespoň 50 MHz až 800 MHz
• Okamžitá šířka pásma zpracovávaných signálů 160 MHz na kanál ve frekvenčním pásmu alespoň 800 MHz až 5 GHz
• Frekvenční krok: ≤ 1 kHz
• Zesílení na straně vysílače v rozsahu 0 dB až +31,5 dB pro každý kanál zvlášť
• Zesílení na straně přijímače v rozsahu 0 dB až +31,5 dB pro každý kanál zvlášť
• Krok nastavení zesílení na straně vysílače: ≤0,5 dB
• Krok nastavení zesílení na straně přijímače: ≤0,5 dB
• I/Q vzorkovací rychlost: ≥200 MS/s na kanál pro zpracování na FPGA platformě
• Kontinuální záznam dat na disk při I/Q vzorkovací rychlosti ≥ 50 MS/s na kanál pro ≥ 2 kanály s šířkou pásma minimálně 40MHz a délkou záznamu signálu ≥ 30 minut
• Analogově digitální převodník pro přijímač s rozlišením 14 bitů
• Digitálně analogový převodník pro vysílání s rozlišením 14 bitů
• Přístroj musí být schopen zpracování přijatých signálů v reálném čase s využitím platformy FPGA v celém frekvenčním pásmu
• Synchronizace místního oscilátoru přes vestavěný přijímač GPS, přesnost synchronizace při použití synchronizace lokálního oscilátoru s GPS ≤ 5 ppb
• SDR je připojeno k výkonné ovládací jednotce pomocí sběrnice PCIe Gen1x4. Přenosová rychlost sběrnice umožňuje záznam signálu s I/Q vzorkovací rychlostí ≥ 50MS/s na kanál, pro ≥ 2 kanály, s šířkou pásma alespoň 40MHz

​

Přijímač náhodných signálů (2 ks)

USRP X310

• Minimální počet kanálů pro současné vysílání: 2
• Minimální počet kanálů pro současné přijímání: 2
• Frekvenční rozsah: ≥ 400 MHz až 4,4 GHz
• Okamžitá šířka pásma vysílaných signálů 120 MHz na kanál v celém frekvenčním pásmu
• Okamžitá šířka pásma přijímaných signálů 120 MHz na kanál v celém frekvenčním pásmu
• Frekvenční krok: ≤ 10 kHz
• Zesílení na straně vysílače alespoň v rozsahu: ≥ 0 dB až +32 dB pro každý kanál zvlášť
• Zesílení na straně přijímače alespoň v rozsahu: ≥ 0 dB až +37 dB pro každý kanál zvlášť
• Krok nastavení zesílení na straně vysílače: 0,5 dB
• Krok nastavení zesílení na straně přijímače: 0,5 dB
• I/Q vzorkovací rychlost: ≥200 MS/s na kanál pro zpracování na FPGA platformě
• Analogově digitální převodník pro přijímač s rozlišením ≥ 14 bitů
• Digitálně analogový převodník pro vysílání s rozlišením ≥ 16 bitů
• Přístroj umožňuje zpracování přijatých signálů v reálném čase s využitím platformy FPGA v celém frekvenčním pásmu
• Programovatelné hradlové pole FPGA lze programovat grafickým vývojovým prostředím shodným s prostředím pro procesor ovládací jednotky a stejným jako koherentní přijímač
• PCIe-MXI Express Interface kit for USRP RIO
• Příslušenství:
  • 2ks ohebných, fázově stabilních kabelů s konektory 3,5 mm (male) a 3,5 mm (male) a délkou ≥ 350 mm
  • 2ks fixní atenuátor s útlumem 30 dB

Koherentní přijímač 4kanálový (2 ks)

NI USRP-2945

• Minimální počet kanálů pro současné přijímání: 4
• Frekvenční rozsah: ≥ 10 MHz až 6 GHz
• Okamžitá šířka pásma zpracovávaných signálů 80 MHz na kanál v celém frekvenčním rozsahu
• Frekvenční krok: ≤ 1 kHz
• Zesílení přijímače v rozsahu: ≥ 0 dB až +95 dB pro každý kanál zvlášť
• Krok nastavení zesílení přijímače: ≤1 dB
• I/Q vzorkovací rychlost: ≥100 MS/s na kanál pro zpracování na FPGA platformě
• Analogově digitální převodník pro přijímač s rozlišením ≥ 14 bitů
• Přístroj musí umožňuje zpracování přijatých signálů v reálném čase s využitím platformy FPGA v celém frekvenčním pásmu
• Šumové číslo <8 dB na celém frekvenčním rozsahu
• Hodnota amplitudového zvlnění lepší než 3 dB
• Přesnost frekvence oscilátoru lepší než 2,5 ppm
• Sdílení lokálního oscilátoru mezi všemi kanály přijímače
• Krátkodobá i dlouhodobá stabilita zpoždění přijímaných signálů na všech kanálech ≤ 500 ps
• Fázový šum ≥ -82 dBc/Hz na celém frekvenčním rozsahu
• Programovatelné hradlové pole FPGA lze programovat grafickým vývojovým prostředím stejným jako prostředí pro procesor ovládací jednotky (FPGA)
• PCIe-MXI Express Interface kit for USRP RIO

Příslušenství k SDR

• 8ks antén (vertikální všesměrová) pro příjem signálů v pásmech mobilních sítí 900MHz a 1800MHz
• Kabeláž:
  • 4ks ohebných, fázově stabilních kabelů s konektory 3,5 mm (male) a 3,5 mm (male) a délkou ≥ 350 mm
  • 4ks atenuátor s fixním útlumem 30 dB

8 kanálový digitizér

PXIe-1085

PXIe-8384

• 8 kanálový digitizér postavený na platformě PXle
• Rozlišení: 10bitů
• Šířka pásma 500 MHz při vstupní impedanci 50 Ω
• Všechny kanály jsou simultánně vzorkované
• Vzorkovací kmitočet 2,5 GS/s při použití 1 nebo 2 kanálů
• Vzorkovací kmitočet 1,25 GS/s při použití 3 a více kanálů
• Připojení triggerovacích signálů:
  • Analogový trigger připojitelný na všech 8-mi kanálech osciloskopu
  • Vstup pro digitální triggerovací signál použitelný pro zastavení a spuštění měření

• Softwarové vybavení digitizéru:
  • Akademická licence pro výzkumné účely pro 30 souběžně pracujících uživatelů
  • Ovladače digitizéru pro vývojová prostředí běžně používaná zadavatelem (Matlab, LabVIEW a Visual Studio C/C++)
  • Aplikaci pro konfiguraci parametrů digitizéru a následné měření a zpracování naměřených dat
  • Grafické vývojové prostředí obsahuje:
    • Ovládání přístroje a zpracování dat v reálném čase, načítání dat ze souboru a offline zpracování
    • Tvorbu uživatelských rozhraní umožňujících vizualizaci zpracovaných dat
    • Zpracování signálu prostřednictvím knihoven funkcí zahrnující (výpočet statistických veličin, zpracování signálu – převzorkování, prahování, filtrace signálů)
    • Ukládání změřených i zpracovaných dat do formátů binární datový soubor ve vlastním uživatelském formátu, CSV a XML
    • Automatizovanou tvorbu protokolů z měření obsahujících tabulky, text a grafy umožňující editaci v běžných tabulkových nebo textových editorech

Ettus X410 (2 ks)

Ettus USRP X410

Ettus USRP X410 je vysoce výkonné, vícekanálové softwarově definované rádio. SDR je navrženo pro frekvence od 1 MHz do 7,2 GHz, laditelné až do 8 GHz a je vybaveno dvoustupňovou superheterodynní architekturou se 4 nezávislými kanály TX a RX, z nichž každý může mít okamžitou šířku pásma 400 MHz.  Digitální rozhraní pro vykládání dat a řízení zahrnují dvě rozhraní QSFP28 s kapacitou 100 GbE, rozhraní PCIe Gen3 x8 [1] a také standardní příkazová, řídicí a ladicí rozhraní: USB-C JTAG, konzola USB-C, Ethernet 10/100/1000. USRP X410 je univerzální zařízení postavené na čipu Xilinx Zynq Ultrascale+ ZU28DR RF System on Chip (RFSoC) s vestavěnou digitální vzestupnou a sestupnou konverzí a integrovaným protokolem SD-FEC.

• Frekvenční rozsah 1 MHz až 7,2 GHz (laditelný až do 8 GHz)
• Okamžitá šířka pásma až 400 MHz na kanál
• Počet vysílacích a přijímacích kanálů 4 RX, 4 TX
• Xilinx Zynq-Ultrascale+ ZU28DR RFSoC
• 12bitový ADC, 14bitový D/A převodník
• Vzorkovací frekvence IQ až 500 MS/s
• Vestavěný SD-FEC, DDC, DUC
• Čtyřjádrový procesor ARM Cortex-A53 s frekvencí až 1,2 GHz
• Dvoujádrový procesor ARM Cortex-A5 MPCore až 500 MHz
• Dva porty QSFP28 (10 Gigabit Ethernet, 100 Gigabit Ethernet, Aurora)
• Dvě rozhraní iPass+™ zHD® (PCIe Gen3 x 8)
• Časová reference PPS
• Rozhraní Trig In/Out
• Vestavěné GPSDO 
• Dvě programovatelná rozhraní GPIO FPGA (HDMI)
• Open-source software API USRP Hardware Driver™ (UHD) verze 4.1.0 nebo novější
• RF Network on Chip (RFNoC™) FPGA vývojový rámec
• Podpora GNU Radio je udržována společností Ettus Research™ prostřednictvím GR-UHD, rozhraní pro UHD distribuované společností GNU Radio.

USRP E320 (1 ks)

USRP E320

USRP E320 je výkonné softwarově dfinované rádio, které přináší vylepšení v oblasti streamingu, synchronizace, integrace a možnosti vzdálené správy. Tento v terénu nasaditelný SDR nadále využívá flexibilní 2×2 MIMO transceiver AD9361 od společnosti Analog Devices, který pokrývá frekvence od 70 MHz do 6 GHz a poskytuje až 56 MHz okamžité šířky pásma.

• Pasivní chlazení
• Možnost vzdálené správy
• Samostatný (vestavěný) nebo hostitelský (síťový streaming) provoz
• Frekvenční rozsah: 70 MHz až 6 GHz
• Okamžitá šířka pásma až 56 MHz
• Banka filtrů RX, TX
• Xilinx Zynq-7045 SoC
• Dvoujádrový procesor ARM Cortex-A9 800 MHz s 1 GB DDR3 RAM
• FPGA řady 7 s 2 GB DDR3 RAM
• 1 port SFP+ (1 Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, Aurora)
• 1 port RJ45 (1 GbE)
• Časová reference PPS
• Vestavěný GPSDO 
• 1 hostitelský port USB typu A 
• 1 port micro-USB (sériová konzola, JTAG) 
• OpenEmbedded Linux
• Open-source software API USRP Hardware Driver™ (UHD) verze 3.14.0 nebo novější
• RF Network on Chip (RFNoC™) vývojový rámec FPGA
• Podpora GNU Radio udržovaná společností Ettus Research™ prostřednictvím GR-UHD, rozhraní pro UHD distribuova