【USRP】产品型号、参数、架构全解析系列 4：N200 / N210

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、N 系列、以太网接口（NI-2920、NI-2930）

上文介绍了USB系列，这期就来介绍以太网系列，也就是Ettus的N系列。这是我用过的最好用的电台之一，如果您的应用场景是教学，那一定要用N210系列，千万不要听销售胡说用X310来教学，推X310这个产品是因为利润多。

USRP N 系列提供高带宽、高动态范围处理能力。 USRP N 系列的千兆以太网接口可实现双向高达 50 MS/s 的高速流传输能力（8 位样本）。 这些功能与即插即用 MIMO 功能相结合，使 USRP N系列成为软件定义无线电系统的理想选择。

三、产品参数

3.1 N210

3.1.1 产品包装

包含有：

• N210 硬件
• 各个国家标准的电源插头
• 电源适配器
• 一根以太网线
• 两根 sma线
  

3.1.2 N210 PCB 板子

纯粹的是一个N210的底座，还没有添加射频子板，有了子板之后，才具备射频的能力。

3.1.3 N210 + 射频子板

底座本身就是一个ADC和DAC、用来采集基带信号，而负责把信号从基带搬移到射频，再从射频搬移到基带的就是射频子板，子板的能力，直接决定了大部分指标参数。

3.1.3.1 射频子板

射频子板列表：

3.1.3.1 射频子板如何安装到N210里面

如何将射频子板安装到N210里面呢，请按照以下的步骤进行安装：

1、 准备好所有的物品

• N200/N210
• 电源线
• 一根千兆网线
• 2根sma线 (SMA to MCX)
• 一块wbx板子
• 六颗螺丝
• 静电手环
• 绝缘手套
• 扳手灯工具

2、 拆开上盖子

拧下 USRP 背面的 2 颗螺丝，然后拆下顶盖。（盖子前部有凸缘，向上提起约15度并向后摆动）

3、 外壳接地、安装螺栓

将子板上 8 个螺丝孔中的 6 个与 USRP 主板支架对齐（它们仅向一个方向移动）。WBX 将仅使用 6 个安装点。

4、 安装射频子板

正确对齐子板后，您可以将子板按到其下方的连接器上（您会感觉到它们卡入到位）。

孔位对齐

按压下去

5、 安装六颗螺丝

6、 安装sma线

首先拿出馈线。

建议一次连接一根隔板电缆以避免混淆。请注意将子板的每个连接器安装到哪个前面板点（RF1、RF2）（TX/RX、RX2）。

拧紧

完成之后

内部是这样的

整体来看是

7、 安装盖子，拧紧螺丝

8、 连接网线和电源线

9、 连接天线

9、 配置电脑IP

在您计划用于连接到 USRP 的计算机（主机）上，将以太网适配器设置为 IP 地址 192.168.10.1，子网掩码为 255.255.255.0。将千兆位以太网电缆的另一端连接到您的计算机。注意：N200/N210 仅支持 1 GigE 以太网速度。

10、打开 USRP 电源

11、从主机 Ping 设备

ping设备的指令

$ping 192.168.10.2
1

示例输出：

   $ ping 192.168.10.2
   PING 192.168.10.2 (192.168.10.2) 56(84) bytes of data.
   64 bytes from 192.168.10.2: icmp_seq=1 ttl=32 time=0.994 ms
   64 bytes from 192.168.10.2: icmp_seq=2 ttl=32 time=1.35 ms
   64 bytes from 192.168.10.2: icmp_seq=3 ttl=32 time=1.06 ms
   64 bytes from 192.168.10.2: icmp_seq=4 ttl=32 time=1.33 ms
   ^C
   --- 192.168.10.2 ping statistics ---
   4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3004ms
   rtt min/avg/max/mdev = 0.994/1.187/1.354/0.166 ms
1
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12、打印设备信息（包含射频子板的信息）

假设您已正确安装 UHD 驱动程序，您现在可以在终端/命令窗口中运行此命令：

  $ uhd_usrp_probe
1

显示的信息如下：

   $ uhd_usrp_probe 
   linux; GNU C++ version 4.8.4; Boost_105400; UHD_003.010.git-156-g2d68f228
   
   -- Opening a USRP2/N-Series device...
   -- Current recv frame size: 1472 bytes
   -- Current send frame size: 1472 bytes
   -- Detecting internal GPSDO.... No GPSDO found
     _____________________________________________________
    /
   |       Device: USRP2 / N-Series Device
   |     _____________________________________________________
   |    /
   |   |       Mboard: N210r4
   |   |   hardware: 2577
   |   |   mac-addr: 00:00:00:00:00:00
   |   |   ip-addr: 192.168.10.2
   |   |   subnet: 255.255.255.255
   |   |   gateway: 255.255.255.255
   |   |   gpsdo: none
   |   |   serial: xxxxxxx
   |   |   FW Version: 12.4
   |   |   FPGA Version: 11.1
   |   |   
   |   |   Time sources: none, external, _external_, mimo
   |   |   Clock sources: internal, external, mimo
   |   |   Sensors: mimo_locked, ref_locked
   |   |     _____________________________________________________
   |   |    /
   |   |   |       RX DSP: 0
   |   |   |   Freq range: -50.000 to 50.000 MHz
   |   |     _____________________________________________________
   |   |    /
   |   |   |       RX DSP: 1
   |   |   |   Freq range: -50.000 to 50.000 MHz
   |   |     _____________________________________________________
   |   |    /
   |   |   |       RX Dboard: A
   |   |   |   ID: WBX, WBX + Simple GDB (0x0053)
   |   |   |   Serial: xxxxxxxx
   |   |   |     _____________________________________________________
   |   |   |    /
   |   |   |   |       RX Frontend: 0
   |   |   |   |   Name: WBXv2 RX+GDB
   |   |   |   |   Antennas: TX/RX, RX2, CAL
   |   |   |   |   Sensors: lo_locked
   |   |   |   |   Freq range: 68.750 to 2200.000 MHz
   |   |   |   |   Gain range PGA0: 0.0 to 31.5 step 0.5 dB
   |   |   |   |   Bandwidth range: 40000000.0 to 40000000.0 step 0.0 Hz
   |   |   |   |   Connection Type: IQ
   |   |   |   |   Uses LO offset: No
   |   |   |     _____________________________________________________
   |   |   |    /
   |   |   |   |       RX Codec: A
   |   |   |   |   Name: xxxxxxxx
   |   |   |   |   Gain range digital: 0.0 to 6.0 step 0.5 dB
   |   |   |   |   Gain range fine: 0.0 to 0.5 step 0.1 dB
   |   |     _____________________________________________________
   |   |    /
   |   |   |       TX DSP: 0
   |   |   |   Freq range: -50.000 to 50.000 MHz
   |   |     _____________________________________________________
   |   |    /
   |   |   |       TX Dboard: A
   |   |   |   ID: WBX (0x0052)
   |   |   |   Serial: xxxxxxxx
   |   |   |     _____________________________________________________
   |   |   |    /
   |   |   |   |       TX Frontend: 0
   |   |   |   |   Name: WBXv2 TX+GDB
   |   |   |   |   Antennas: TX/RX, CAL
   |   |   |   |   Sensors: lo_locked
   |   |   |   |   Freq range: 68.750 to 2200.000 MHz
   |   |   |   |   Gain range PGA0: 0.0 to 25.0 step 0.1 dB
   |   |   |   |   Bandwidth range: 40000000.0 to 40000000.0 step 0.0 Hz
   |   |   |   |   Connection Type: IQ
   |   |   |   |   Uses LO offset: No
   |   |   |     _____________________________________________________
   |   |   |    /
   |   |   |   |       TX Codec: A
   |   |   |   |   Name: xxxxxxxx
   |   |   |   |   Gain Elements: None
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在打印输出的信息中，是可以得到硬件的所有信息。

13、运行 频谱监测

尝试 GNU Radio 附带的 UHD_FFT 演示。

1. 将天线连接至 TX/RX
2. 从终端运行以下命令。 该命令将启动 uhd_fft 并使用具有 10 dB 增益和 10 MS/s 采样率的 TX/RX 天线将 USRP 调整至 100 MHz。

$ uhd_fft --args "addr=192.168.10.2" -A TX/RX -s 10e6 -g 10 -f 100e6 
1

恭喜！ 您已成功设置并验证了新的 USRP N200/N210。 继续往下阅读。

3.1.4 N210 性能指标参数（写招标文件的可以直接抄这段）

3.1.4.1 型号参数

3.1.4.2 射频性能参数

RF Performance Data (with WBX)

• SSB/LO Suppression -35/50 dBc
• Phase Noise 1.8 GHz 10kHz -80 dBc/Hz
• Phase Noise 1.8 GHz 100kHz -100 dBc/Hz
• Phase Noise 1.8 GHz 1MHz -137 dBc/Hz
• Power Output 15 dBm
• IIP3 (@ typ NF) 0 dBm
• Typical Noise Figure 5 dB

3.1.4.3 物理尺寸

• 22 x 16 x 5 cm
• 1.2 kg

3.1.4.4 PCB的结构尺寸图

3.1.4.5 外壳的结构尺寸图

3.1.4.6 硬件的原理图

3.1.5 核心芯片的参考地址和数据表

3.2.6 收发的功率

功率和射频子板有关系的，所以需要根据不同的射频子板，来说明不同的输出功率。

3.2.7 LED 的含义

3.2.8 ISE FPGA编程

使用下载器就可以进行下载bit文件了。

3.2.8 系统架构图

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