GNU Radio：開放的軟件無線電平臺

4．3 USRP的原理

主板上共有4個子板接口，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代碼更新和擴充，用戶利用客戶端工具SVll可隨時從網(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， 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軟件包中自帶的實例程序初步體驗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、信號發(fā)生器、信號頻譜和波形顯示，GMSK ／QPSK／BPSK信號收發(fā)、USB 2．0接口測速等等。其中usrp_fR．PY是一個可顯示出指定頻率附近信號頻譜的腳本。

6、GNU Radio的應用舉例

這一部分將對基于GNU Ra dio已經(jīng)成功實現(xiàn)或者正在開發(fā)中的應用進行介紹，以期使讀者對GNU Radio的功能有一個更直觀的認識。

1)MIMO(Multi—In Muti—Out)

USRP已經(jīng)為多天線應用做好了準備。一套USRP即可實現(xiàn)雙天線的發(fā)送或接收，如果要進一步增加天線數(shù)量，可通過將多套USRP同步起來加以實現(xiàn)。此時需要對電路做一些改動(改變幾個電阻和電容的位置)使多塊主板和子板之間達到時鐘同步和相位相關。

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，在PC上進行解調、解碼和播放。受PC機的運算能力所限，目前還不能實時的收看，因此先將原始信號采集并保存在硬盤上，待采集完畢后再進行解調和解碼，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GNU Radio軟件體系以及USRP中的FPGA代碼進行改進和增強，通過為采樣數(shù)據(jù)加上時間戳，可以對采樣流進行更精確的時間控制，從而實現(xiàn)TDMA 和TDD。

7、結束語

GNU Radio可以被理解為開源軟件的自由精神在無線領域的延伸，開放性和低成本是其最大的優(yōu)勢。低成本使得技術人員以及資金不那么充裕的研究機構可以像購買PC機一樣擁有一套能自由進入頻譜空間的軟硬件系統(tǒng)，從而為更廣泛的技術創(chuàng)新打下基礎。在GNU Radio的郵件討論組中每天都有來自世界各地的用戶對各種相關技術問題的討論，這些用戶包括學生、大學教師、軟硬件工程師、無線工程師、業(yè)余無線電愛好者，而這些人正是推動技術進步的主力。

GNU Radio的開放特性也是其具有廣泛吸引力的重要因素，同時也是其生命力的源泉。由于代碼和技術資料完全開放，人們可以了解到其運作的所有細節(jié)，并可自由地對其進行修改和開發(fā)。在這種開放的氛圍之下，人們取得的知識、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、頻譜自由動態(tài)分配、可重配置智能終端是目前無線通信領域幾大熱點，不難看出，基于GNU Radio和USRP可以快速地設計出終端原型，因而在這些領域的研究中具有相當?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，但相信隨著技術的進步，G 7 Radio必將在無線領域的技術創(chuàng)新中扮演更加重要的角色。