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運(yùn)用NI USRP打造出經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的8x8 MIMO測(cè)試臺(tái)

作者: 時(shí)間:2016-12-27 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
此技術(shù)文章說(shuō)明了LabVIEW 與USRP 平臺(tái)的使用方式,進(jìn)而打造出相位同調(diào)(Phase Coherent) 的MIMO 測(cè)試臺(tái),可以從2x2 擴(kuò)充為8x8 天線設(shè)定,并且用來(lái)測(cè)試多種MIMO 與多用戶的通信研究項(xiàng)目。

1. 8x8 MIMO簡(jiǎn)介

本文引用地址:http://www.bjwjmy.cn/article/201612/334284.htm

現(xiàn)在Single-Link 單連結(jié)MIMO (多重輸入與多重輸出) 通信的概念可說(shuō)是非常普遍[1],新的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)也陸續(xù)采用此技術(shù)。 比如說(shuō)LTE Advanced 標(biāo)準(zhǔn),其中結(jié)合了高達(dá)4x4 MIMO 上行與8x8 MIMO 下行[2]。 隨著各式標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)提高數(shù)據(jù)傳輸率、用戶人數(shù)與穩(wěn)定的鏈接數(shù)量,工程師也必須開發(fā)新并仿真的算法,并且在實(shí)際情況下加以檢驗(yàn)。 而且各機(jī)構(gòu)也開始大量投資MIMO 應(yīng)用,包含多使用者的MIMO (MU-MIMO)、合作式MIMO 與協(xié)作多點(diǎn)(CoMP) 等項(xiàng)目。 研究基金的競(jìng)爭(zhēng)狀況越來(lái)越激烈,同時(shí)因?yàn)樵椭谱鳑Q定了新算法的實(shí)用性,重要性更甚于仿真通道,因此讓整個(gè)情況更具挑戰(zhàn)性。 如要發(fā)表全新的研究結(jié)果,必須建置原型,而且研究結(jié)果還要具有充分的重復(fù)使用率。 可擴(kuò)充的現(xiàn)成軟件定義無(wú)線電(Software Defined Radio,SDR) 解決方案可在研究員制作算法原型時(shí)提供關(guān)鍵優(yōu)勢(shì),因其兼具了開發(fā)客制化無(wú)線電的低成本彈性,以及高成本傳統(tǒng)儀器的可重復(fù)使用效能。

圖1.NI USRP-2920 設(shè)備

通用軟件無(wú)線電外圍設(shè)備(USRP,見(jiàn)圖1) 可說(shuō)是最方便好用也最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的現(xiàn)成軟件定義無(wú)線電系統(tǒng),非常適合更高階次的MIMO 應(yīng)用。 此技術(shù)文章說(shuō)明了LabVIEW (圖2) 與USRP 平臺(tái)的使用方式,進(jìn)而打造出相位同調(diào)(Phase Coherent) 的MIMO 測(cè)試臺(tái),可以從2x2 擴(kuò)充為8x8 天線設(shè)定,并且用來(lái)測(cè)試多種MIMO 與多用戶的通信研究項(xiàng)目。

圖2. 8x8 MIMO LabVIEW 人機(jī)界面

2. USRP硬件概述

USRP 平臺(tái)是一款RF 軟件設(shè)定的無(wú)線電收發(fā)器,可用于無(wú)線通信研究。 將USRP 連接至主計(jì)算機(jī)后,即可做為軟件定義的無(wú)線電,提供主機(jī)架構(gòu)的數(shù)字信號(hào)處理功能。 每個(gè)USRP 設(shè)備都會(huì)提供獨(dú)立的傳送與接收通道,可針對(duì)特定的硬件配置提供全雙工作業(yè)效能。

USRP 設(shè)備會(huì)通過(guò)GB ETHERNET 端口連接至主計(jì)算機(jī),此端口需要Standard 1 Gigabit Ethernet (GbE) 連接功能。 同時(shí)以6 伏特DC 運(yùn)作,最高耗電量為18 瓦特。 請(qǐng)參閱USRP 系統(tǒng)方塊圖(圖3),傳送與接收鏈分別獨(dú)立運(yùn)作,但會(huì)共享一個(gè)通用的內(nèi)接10-MHz TCXO 參考頻率,局部震蕩器(LO) 便是來(lái)自此頻率。

圖3. NI USRP-2920 系統(tǒng)方塊圖

Rx信號(hào)路徑

就接收端而言(圖3 下方),所接收的模擬RF 信號(hào)會(huì)通過(guò)RX 1 或RX 2 接頭進(jìn)入,這會(huì)由可設(shè)定的切換開關(guān)來(lái)決定,并且經(jīng)過(guò)可調(diào)整的(0-30dB) 增益階段到達(dá)混合器,進(jìn)而將LO RF 頻率直接轉(zhuǎn)換為基帶IQ 組件。100MS/s、14 位的雙信道ADC 會(huì)過(guò)濾基帶I/Q 模擬信號(hào)并取得其樣本。 經(jīng)過(guò)數(shù)字化的I/Q 數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過(guò)平行的內(nèi)建信號(hào)處理(OSP) 程序,此程序會(huì)套用DC 偏移修正作業(yè)、采用CORDIC 執(zhí)行數(shù)字降轉(zhuǎn)換以修正次要的頻率偏移并達(dá)到所需的RF 中央頻率,過(guò)濾并抽取100M S/sec 的輸入信號(hào)至用戶所指定的IQ 速率。 經(jīng)過(guò)降轉(zhuǎn)換的樣本接著會(huì)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的GbE 連接功能傳送至主計(jì)算機(jī),如果是16 位模式的話基帶IQ 速率最高可達(dá)25 MS/s,如果是8 位模式的話則是50 MS/s。

Tx信號(hào)路徑

就傳送端而言(圖3 上方),主計(jì)算機(jī)會(huì)合成基帶IQ 信號(hào),接著通過(guò)GbE 連接功能把合成過(guò)的I/Q 信號(hào)樣本傳送至USRP,如果是16 位模式的話最高可達(dá)25 MS/s,如果是8 位模式的話則是50 MS/s。USRP 硬件OSP 會(huì)采用數(shù)字升轉(zhuǎn)換程序來(lái)插入合成信號(hào)并且升轉(zhuǎn)換至400MS/s,根據(jù)所需的RF 中央頻率套用CORDIC 以便修正次要的頻率偏移,接著通過(guò)16 位的雙信道DAC 將信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。 再來(lái)會(huì)通過(guò)直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)來(lái)過(guò)濾并調(diào)變此模擬信號(hào)以達(dá)到指定的RF 頻率,進(jìn)一步混合LO 與模擬基帶IQ 信號(hào)。 可調(diào)整的(0-30dB) 增益階段會(huì)放大信號(hào),以便通過(guò)外接的TX 1 端口來(lái)傳送信號(hào)。

時(shí)序與頻率

有了MIMO 擴(kuò)充埠即可同步化2 個(gè)USRP 的時(shí)序與頻率,此外也可做為以太網(wǎng)絡(luò)開關(guān),一組USRP 就能夠共享單一GbE 連接。USRP 前端設(shè)備具有REF IN (10-MHz 參考頻率) 與PPS (每秒脈沖) SMA 連接,可提供外部頻率參考與時(shí)序的同步化功能,以便補(bǔ)足內(nèi)接的TCXO 以提高頻率準(zhǔn)確度,也可針對(duì)大量設(shè)備提供同步化功能。

NI-USRP驅(qū)動(dòng)程序

至于軟件方面,LabVIEW 開發(fā)系統(tǒng)提供方便的強(qiáng)大接口,可搭配USRP 硬件,以便快速制作通信算法原型。NI-USRP 軟件驅(qū)動(dòng)程序提供直覺(jué)性的函式、VI (LabVIEW 虛擬儀器,可直接對(duì)應(yīng)至硬件配置以便設(shè)定時(shí)序與同步狀態(tài))、開啟/關(guān)閉階段,還能執(zhí)行讀寫作業(yè)。 通過(guò)簡(jiǎn)易的Rx 作業(yè)即可從LabVIEW 程序方塊圖呼叫驅(qū)動(dòng)函式(圖4)。 第一個(gè)Tx 或Rx 應(yīng)用一定會(huì)包含下列6 個(gè)參數(shù):

Device Names:受控USRP 的專屬IP 地址。 新的USRP 硬件默認(rèn)的IP 地址是192.168.10.2
IQ Rate:基帶IQ 波形的取樣率決定了擷取或合成作業(yè)的實(shí)時(shí)帶寬
Carrier Frequency:重點(diǎn)頻譜的中點(diǎn)。 轉(zhuǎn)換至基帶IQ 后載波頻率就會(huì)成為中心或DC 組件
Gain:套用至模擬RF 信號(hào)的可調(diào)整增益(通常為0 ~ 30dB)
Active Antenna:切換設(shè)定,可決定以RX 或TX SMA 埠來(lái)進(jìn)行擷取或傳輸作業(yè)
Number of Samples:每次驅(qū)動(dòng)程序呼叫元從設(shè)備擷取或傳送到Fetch Rx 或Write Tx VI 的取樣數(shù)量

圖4.使用NI-USRP 驅(qū)動(dòng)程序的LabVIEW 程序方塊圖

3.可擴(kuò)充的8x8 MIMO硬件系統(tǒng)架構(gòu)

多個(gè)USRP 設(shè)備可整合為單一個(gè)相位同調(diào)天線數(shù)組,以便傳送/接收信號(hào)。 本文所探討的MIMO 測(cè)試臺(tái)可從2x2 擴(kuò)充為8x8 天線設(shè)定(最多有8 個(gè)傳輸器和8 個(gè)接收器)。 建置測(cè)試臺(tái)時(shí)必須考慮到的硬件組件與優(yōu)缺點(diǎn),包含了頻率與時(shí)序同步,以及數(shù)據(jù)總線帶寬。

頻率與時(shí)序同步化

就標(biāo)準(zhǔn)的MIMO 通信測(cè)試臺(tái)而言,所有的Rx 或Tx 通道必須做為單一接收器或傳輸器運(yùn)作,同時(shí)搭配頻率與時(shí)序同步化功能以及一個(gè)相位同調(diào)的局部震蕩器(LO)。8x8 MIMO 測(cè)試臺(tái)的8 個(gè)USRP 設(shè)備都會(huì)采用相同的10MHz 參考頻率與PPS 時(shí)序基礎(chǔ),借此達(dá)到同步化效能。 根據(jù)8x8 MIMO 系統(tǒng)方塊圖(圖5),4 個(gè)USRP 設(shè)備會(huì)直接連接至每個(gè)參考信號(hào),接著另外4 個(gè)USRP 設(shè)備會(huì)通過(guò)MIMO Data 與Synchronization 接線共享此信號(hào)。 這樣一來(lái)即可同步化所有8 個(gè)USRP 設(shè)備的頻率與時(shí)序,同時(shí)單一10-MHz 參考頻率還會(huì)衍生出相位同調(diào)的LO。 用來(lái)產(chǎn)生頻率的硬件則是OCXO (Oven Controlled Oscillator 恒溫震蕩器),此硬件采用Trimble 公司的Thunderbolt® GPS 授時(shí)頻率,可提供10 MHz 的參考頻率輸出與數(shù)字PPS 輸出[4]。OCXO 的頻率來(lái)源非常準(zhǔn)確,不必安裝GPS 天線即可運(yùn)作。 安裝GPS 天線則可以改善GPS 授時(shí)的同步化效能,提供一致的時(shí)序概念。

圖5. 8x8 MIMO 系統(tǒng)方塊圖

此外10 MHz 與PPS 參考信號(hào)的功率準(zhǔn)位也是相當(dāng)重要的考慮,因?yàn)轭l率信號(hào)會(huì)分配至所有的無(wú)線電。 在此應(yīng)用中,通用的同軸BNC「T」連接會(huì)劃分信號(hào)兩次,以便同步化前4 個(gè)USRP 設(shè)備。Tunderbolt 可提供大約7dBm 的10MHz 參考,以及2.4 V 的數(shù)字PPS 信號(hào)。 二度劃分信號(hào)(也就是以傘狀分散至4 個(gè)設(shè)備) 就會(huì)變成1dBm 與0.6V 參考,接近推薦的USRP Ref In 與PPS 輸入準(zhǔn)位(0dBm 與3.3V LVTTL 相容)。 如果必須進(jìn)一步劃分參考信號(hào)以確保適當(dāng)?shù)耐交埽琋I 建議將10MHz 與PPS 信號(hào)放大至建議的功率準(zhǔn)位。

8x8 MIMO 零件列表(表1) 包含了用來(lái)建置8x8 MIMO 測(cè)試臺(tái)的組件。 所有組件都是標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成零件。

數(shù)量零件數(shù)量零件
16SMA 連接的磁性天線83 向的公-母-公BNC「T」
16NI USRP-2920 套件16公BNC 至公SMA 的接線
8USRP MIMO 同步化與數(shù)據(jù)接線110 端口的Gigabit 以太網(wǎng)絡(luò)切換器
2Trimble Thunderbolt (Ref + PPS)1桌面計(jì)算機(jī)(Dell 計(jì)算機(jī)搭載Intel Xenon 處理器)
9Cat 5 以太網(wǎng)絡(luò)接線1PCIe Gigabit 以太網(wǎng)絡(luò)卡(Intel 芯片組)
40.3 公尺的BNC 轉(zhuǎn)BNC 接線1顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)
43 向的母BNC「T」

表1. 8x8 MIMO 零件列表

數(shù)據(jù)總線帶寬

GbE 連接功能可在USRP 設(shè)備與主計(jì)算機(jī)之間提供專屬連結(jié),讓USRP 以高達(dá)25MS/s 的全雙工模式運(yùn)作。 就MIMO 測(cè)試臺(tái)而言,16 個(gè)USRP 能有效共享同一個(gè)以太網(wǎng)絡(luò)鏈接,并且在所有通道間有效分配帶寬。 首先,計(jì)算單一USRP 全速運(yùn)作的數(shù)據(jù)傳輸率為何(等式1),我們發(fā)現(xiàn)在不考慮任何通信處理時(shí)間的前提下,會(huì)用到80% 的1Gb 以太網(wǎng)絡(luò)帶寬。

等式1:1 GbE 的單一信道IQ 速率最大理想值

文字框: 圖5。8 通道同步化Rx 方塊圖(Part I)。測(cè)試臺(tái)內(nèi)的整個(gè)Tx 與Rx 系統(tǒng)會(huì)共享單一1 GbE 連接,并且回傳至主計(jì)算機(jī)(已連接未受管理的標(biāo)準(zhǔn)1 GbE 切換器)。IQ 速率最大值會(huì)除以共享相同以太網(wǎng)絡(luò)鏈接的USRP 設(shè)備數(shù)量,此外還有額外的處理時(shí)間可用來(lái)同時(shí)管理多個(gè)設(shè)備。至于8x8 MIMO,IQ 速率的最大理想值為25MS/s IQ 速率除以8 (等式2),因此每個(gè)傳送器與接收器的3MHz 基帶頻寬皆可分配到3MS/s 左右。只要在同一個(gè)主計(jì)算機(jī)內(nèi)加入專屬的1 GbE 控制器,即可提高最大理想值;不過(guò)內(nèi)存與處理器瓶頸仍可能影響效能。

等式2:共享l GbE 連接的8 個(gè)天線IQ 速率最大理想值

就目前的測(cè)試臺(tái)狀態(tài)而言,每個(gè)不同的天線(共8 個(gè)) 都有1MS/s 的IQ 速率。

4. MIMO系統(tǒng)軟件架構(gòu)

就LabVIEW 來(lái)說(shuō),MIMO 系統(tǒng)軟件架構(gòu)可分為2 個(gè)部分:

1.NI-USRP 硬件驅(qū)動(dòng)程序
2.主機(jī)架構(gòu)的通信程序代碼

NI-USRP 硬件驅(qū)動(dòng)程序可讓所有的USRP 設(shè)備執(zhí)行傳送或接收作業(yè),而且只要通過(guò)一組驅(qū)動(dòng)程序呼叫組件即可加以設(shè)定并控制。硬件驅(qū)動(dòng)程序與主機(jī)之間的接口采用主機(jī)架構(gòu)的通信程序代碼,屬于基帶IQ 數(shù)據(jù)的二維數(shù)組,每一列(row) 都代表了單一天線的復(fù)雜時(shí)域IQ 數(shù)據(jù)。 接著可藉由LabVIEW 環(huán)境內(nèi)多個(gè)運(yùn)算模型來(lái)執(zhí)行主機(jī)架構(gòu)的信號(hào)處理功能,其中包含圖形化LabVIEW 架構(gòu)的算法、LabVIEW MathScript RT 內(nèi)的.m 檔案腳本,或是可通過(guò)LabVIEW Call Library Node 存取的C 函式。

MIMO搭配NI-USRP驅(qū)動(dòng)程序

所有8 個(gè)傳送器都會(huì)在單一傳送階段內(nèi)進(jìn)行設(shè)定,而所有8 個(gè)接收器都會(huì)在單一接收階段內(nèi)進(jìn)行設(shè)定(圖6)。

圖6.8 信道同步化的Rx LabVIEW 程序方塊圖(Part I)

以MIMO 系統(tǒng)的Rx 端為例,設(shè)定與同步化流程包含6 個(gè)步驟:

1.在逗點(diǎn)分隔表中指定每個(gè)USRP 的IP 地址,以便開啟Rx Session。
2.設(shè)定Start Trigger Time (單位為整數(shù)秒或分?jǐn)?shù)秒),代表所有USRP 設(shè)備開始擷取數(shù)據(jù)的時(shí)間。
3.設(shè)定所有8 個(gè)設(shè)備共享的參數(shù)。
4.指定哪些設(shè)備會(huì)使用外接參考或MIMO 接線。
5.將時(shí)基設(shè)為0 (僅限于PPS 頻率信號(hào)下個(gè)升緣具有外部PPS 連接的USRP 設(shè)備)。注意: 信道表說(shuō)明了需要此設(shè)定的設(shè)備。
6.使用單一驅(qū)動(dòng)呼叫元來(lái)擷取數(shù)據(jù),并以復(fù)雜樣本的二維數(shù)組送回,其中每一列都包含了單一天線的復(fù)雜IQ 波形。

一旦啟動(dòng)會(huì)話之后,系統(tǒng)就會(huì)開始從所有的USRP 設(shè)備擷取時(shí)序同步化的連續(xù)樣本,并且做為二維數(shù)組通過(guò)NI-USRP Fetch 指令回傳至LabVIEW,數(shù)組中的每一列都是一個(gè)獨(dú)立通道。 接著樣本輸入數(shù)量會(huì)指定每次Fetch 操作需要擷取的樣本數(shù)量。 在此情況下(圖6),我們會(huì)記錄每一列,再將每個(gè)信道的I/Q 信號(hào)配置到各自的圖形中。
8x8 MIMO 主機(jī)架構(gòu)的通信作業(yè)

圖6.8 信道同步化的Rx LabVIEW 程序方塊圖(Part II)

位于美國(guó)奧斯汀的德州大學(xué)設(shè)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與通信團(tuán)體(Wireless Networking and Communications Group,WNCG),Robert Heath 教授與研究生Jackson Massey 采用此硬件與驅(qū)動(dòng)軟件框架,打造出使用QPSK 符號(hào)的LabVIEW 架構(gòu)MIMO-ODFM 鏈接(圖2)。 這種可擴(kuò)充的程序代碼可讓MIMO 設(shè)定從2x2 擴(kuò)充至8x8,只要開啟或關(guān)閉USRP 設(shè)備就行了。 隨機(jī)數(shù)據(jù)位會(huì)對(duì)應(yīng)至QPSK 符號(hào),接著這些符號(hào)會(huì)通過(guò)62.5-kHz 帶寬對(duì)應(yīng)至128 OFDM 子載波(其中有些通道無(wú)效,有些則是用于培訓(xùn))。 循環(huán)式的前置區(qū)段(Cyclic Prefix) 會(huì)插入內(nèi)含20 個(gè)OFDM 符號(hào)的組合,并且建立Preamble。 最終的IQ 波形會(huì)分為平行串流,接著以系數(shù)16 進(jìn)行升取樣。最后會(huì)以1 MS/s 的速度產(chǎn)生IQ 樣本的二維數(shù)組,而且每個(gè)USRP 設(shè)備(共8 個(gè)) 都會(huì)采用NI-USRP Write 函式來(lái)傳送特殊符號(hào)。

至于接收端,來(lái)自NI USRP 驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)擷取率為1MS/s,接著進(jìn)行分析以偵測(cè)OFDM 框架位置。 抽出框架后,LabVIEW 架構(gòu)的軟件就會(huì)估計(jì)頻率偏移并加以修正。 接著信號(hào)會(huì)區(qū)分為與FFT 尺寸相同的區(qū)塊,同時(shí)加上循環(huán)式前置區(qū)段,F(xiàn)FT 再套用至每個(gè)區(qū)塊。 無(wú)效音調(diào)(Null Tone) 會(huì)遭到移除,通信培訓(xùn)信息可用來(lái)估計(jì)并修正多路徑干擾現(xiàn)象, 而引導(dǎo)音調(diào)(Pilot Tone) 則是用來(lái)估計(jì)并修正每個(gè)子載波的增益與相位移轉(zhuǎn)。 最終的QPSK 星座圖則會(huì)針對(duì)每個(gè)通道(共8 個(gè)) 進(jìn)行配置。

LabVIEW 可混合不同的運(yùn)算模型,以便快速制作OFDM 系統(tǒng)原型。OFDM 連結(jié)有許多面向都已在客制化的.m 檔案腳本中實(shí)作。 模擬環(huán)境內(nèi)的.m 檔案腳本可通過(guò)MathScript RT Node (圖7) 直接整合至LabVIEW 以便立即執(zhí)行,只需要小幅度的修改即可。

圖7. 使用LabVIEW MathScript RT Node整合.m 檔案腳本

5.評(píng)估系統(tǒng)

使用USRP 來(lái)設(shè)計(jì)專屬的MIMO 測(cè)試臺(tái)時(shí),請(qǐng)務(wù)必考慮到實(shí)時(shí)執(zhí)行、相位校正vs. 相位同調(diào)、運(yùn)用以太網(wǎng)絡(luò)卡達(dá)到最高的數(shù)據(jù)傳輸率等事項(xiàng)。

實(shí)時(shí)執(zhí)行與延遲時(shí)間

系統(tǒng)與NI-USRP 驅(qū)動(dòng)程序可納入共8 個(gè)傳送器與8 個(gè)接收器,以超過(guò)2MS/s 的速度串流復(fù)雜的基帶IQ 信號(hào),并且實(shí)時(shí)處理信號(hào)。 但因?yàn)樘幚頃r(shí)間的關(guān)系,傳輸率會(huì)降低為每200 毫秒(ms) 1 個(gè)OFDM 框架,才能確保在Windows 系統(tǒng)內(nèi)實(shí)時(shí)執(zhí)行。OFDM 范例程序代碼的約略數(shù)據(jù)傳輸率計(jì)算方式如下:


等式3: 攜帶數(shù)據(jù)的OFDM 子信道

等式4:OFDM 測(cè)試臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸率

最終的數(shù)據(jù)傳輸率為122.8Kb/s (62.5Khz 帶寬的通道)。 此設(shè)定可達(dá)到1.9648 位/秒/Hz 的數(shù)據(jù)傳輸率,這是相當(dāng)可觀的數(shù)字。

請(qǐng)注意,此配置尚未經(jīng)過(guò)效能優(yōu)化處理,而是直接采用之前僅用于仿真的算法。 如果再進(jìn)一步優(yōu)化可能會(huì)大幅提高效能。

相位校正vs.相位同調(diào)

所有USRP 皆共享通用的10-MHz 參考后,相位同調(diào)局部震蕩器(LO) 即可通過(guò)分?jǐn)?shù)N 頻率的方式來(lái)處理合成作業(yè)。 在合成過(guò)程中,參考頻率會(huì)被劃分,此外升緣與降緣的相位可能會(huì)鎖定,針對(duì)每個(gè)通道產(chǎn)生固定的任意相位偏移。 就MIMO 通信而言,負(fù)責(zé)執(zhí)行多路徑評(píng)估與修正的算法也會(huì)一并修正這些固定的任意相位偏移現(xiàn)象。

不過(guò)波束賦形應(yīng)用則需要LO 的相位校正,所以會(huì)通過(guò)基帶I/Q 來(lái)控制并擷取此相位。此外也有更有效的方式,那就是使用已知的參考信號(hào)來(lái)偵測(cè)USRP 的相位偏移,并且針對(duì)方向?qū)ふ遗c波束賦形等研究將修正項(xiàng)目套用至接收到的信號(hào)。

達(dá)到完整的1 Gigabit以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸率

如要達(dá)到完整的1 Gigibit 以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸率,就會(huì)需要最佳設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)卡,以及順暢整合網(wǎng)絡(luò)卡/內(nèi)存/處理器的計(jì)算機(jī)。 一般來(lái)說(shuō)最理想的組合就是桌面計(jì)算機(jī)搭配Intel 的以太網(wǎng)絡(luò)控制器芯片組,同時(shí)還具備較新的驅(qū)動(dòng)功能,例如要關(guān)閉「Energy Efficient Ethernet」,計(jì)算機(jī)的「Power Options」則得設(shè)為「High Performance」。

6.結(jié)論

隨著MIMO 通信研究日漸普遍,NI USRP 硬件與LabVIEW 軟件則提供了理想的平臺(tái),可快速制作新的算法原型并加以檢驗(yàn)。 這樣的組合可提供優(yōu)異的彈性與效能,有助于建置簡(jiǎn)便的2x2 MIMO 系統(tǒng),而且還可擴(kuò)充為進(jìn)階的8x8 MIMO OFDM 測(cè)試臺(tái)。 有了現(xiàn)成的NI USRP SDR 硬件,研究人員即可迅速建立測(cè)試臺(tái),評(píng)估算法,分享可復(fù)制的研究結(jié)果。 如果將LabVIEW 用于開發(fā)作業(yè),就可以整合現(xiàn)有的IP (例如.m 檔案腳本),同時(shí)根據(jù)個(gè)人需求輕松運(yùn)用各種SDR 硬件平臺(tái),無(wú)論是主機(jī)架構(gòu)的USRP 原型制作流程,還是PXI 架構(gòu)的儀器質(zhì)量MIMO 都沒(méi)問(wèn)題。 如要開始準(zhǔn)備這類應(yīng)用,請(qǐng)先前往ni.com/usrp/zht/取得更多USRP 軟件定義無(wú)線電的相關(guān)信息。



關(guān)鍵詞: NIUSRP8x8MIMO測(cè)試

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