1、产品描述
USRP4120平台是彬鸿科技公司推出的以XILINX XC7Z020 SOC处理器为核心，搭配ADI AD9361射频集成芯片，针对无线通信系统科研与教学实验场景的一款通用软件无线电平台。产品频率范围70MHz~6GHz，模拟带宽200KHz~56MHz，支持基于MATLAB&SIMULINK、VIVADO的通信系统设计与开发。它既可以作为通用的射频采集、存储、回放、收发一体化设备，与主机通过USB3.0或千兆网口进行交互，也可以作为独立的嵌入式软件无线电设备独立使用。
2、系统框图
3、指标特性
SOC主处理器：XC7Z020-2CLG484I |
RFIC处理器：AD9361BBCZ |
射频通路：2收2发 |
信号带宽：200KHz~56MHz |
支持频段：70MHz~6GHz |
发射频率误差：±1ppm |
发射功率： TX1功率 @6GHz @TX Gain 0dB : -0.3dBm TX2功率 @6GHz @TX Gain 0dB : -0.2dBm |
本振泄露： TX1&TX2 @6GHz 衰减20dB : -50 dBm RX1&RX2 @6GHz : -60dBFs |
隔离度： TX1&RX1 @6GHz @TX/RX Gain 0dB : -60dB TX1&RX2 @6GHz@TX/RX Gain 0dB : -58dB |
镜像抑制： TX1&TX2 @6GHz : -45dB RX1&RX2 @6GHz : -45dB |
高速ADC：12bit，双通道，122.88MSPS |
高速DAC：12bit，双通道，122.88MSPS |
时钟稳定度：±0.1ppm |
发射EVM：＜2% |
数据接口： 1*USB3.0、1*TF卡、1*千兆网 1*USB-UART/JTAG、1*Audio |
存储空间： PS侧DDR 1GB、256Mb Flash、EEPROM 2Kb |
同步接口：支持参考时钟输入 |
功耗：＜15W |
供电：DC 5V或USB3.0供电 |
尺寸：140mm * 100mm * 40mm |
工作温度：-40℃～60℃ |
工作湿度：2%～95%（25℃），无凝结 |
4、整机功能指标
项目 |
功能描述 |
|
通道数量 |
2路接收，2路发送，支持多通道相位同步功能 |
|
工作模式 |
FDD/TDD模式 |
|
通信带宽 |
200kHz ~ 56MHz |
|
本振配置频率范围 |
70M-6GHz |
|
外参考 |
支持外部参考时钟输入 |
|
增益控制 |
支持AGC和MGC RX增益控制范围：0dB ~ 71dB，步进1dB TX衰减控制范围：0dB ~ -89.75dB，步进0.25dB |
|
信号采集 |
支持1-2个任意通道数据采集上传，搭配bhSDR Studio软件 |
|
接收采样率 |
支持动态采样率配置 范围：208.33kHz ~ 61.44MHz，步进1Hz |
|
回放采样率 |
支持动态采样率配置 范围：208.33kHz ~ 61.44MHz，步进1Hz |
|
信号回放 |
支持1-2个任意通道数据回放，搭配bhSDR Studio软件 |
|
信号源 |
支持产生单音、多音、AM、FM、BPSK、QPSK、QAM等多种信号发送，需配合bhSDR VSG软件 |
|
频谱分析 |
支持简易频谱分析显示, 配合bhSDR Studio软件 |
|
数据存储 |
支持1-2通道数据采集并存储，搭配bhSDR Studio软件 |
|
通信仿真 |
支持Matlab通信仿真，具备单音、典型波形收发案例 |
|
数据通信 接口 |
千兆网 |
一路10/100/1000Mbps自适应以太网接口 |
USB |
一路USB3.0接口 |
|
5、 功能特点
5.1、支持MATLAB&SIMULINK进行无线系统仿真
MATLAB是一种用于算法开发、数据分析、可视化和数值计算的程序设计环境。使用 MATLAB，可以较使用传统的编程语言（如 C、C++ 和 Fortran）更快地解决技术计算问题。Simulink是一个用于对动态系统进行多域建模和模型设计的平台。它提供了一个交互式图形环境，以及一个自定义模块库，并可针对特定应用加以扩展。它提供了一个交互式图形环境和一组可自定义的模块库，可用来设计、仿真、实现以及测试各种时变系统，包括通信、控制、信号处理、视频处理和图像处理。
MATLAB和Simulink可通过USB3.0接口，连接USRP4120软无平台产品，提供无线电回路设计和建模仿真环境，在该支持套件下（通信系统工具箱和USRP无线电），用MALLAB和Simulink可以设计和验证实际的SDR系统。
5.2、日常的低成本矢量信号源使用
USRP4120基于软件无线电技术提供了便携式的矢量信号源功能，可以产生单音信号，也可以产生的调制信号，包括：AM、FM、Pulse、Multi Tone、AWGN、数字调制（BPSK、QPSK、QAM16、QAM64）、OFDM等可编程调制方式。
5.3、支持射频数据采集与回放
在科研与验证中，往往需要将基带IQ数据上传或下载到通用射频终端。基于SDR Studio软件，除了实现对射频器件的配置、查看时频域波形，还可以对IQ数据按所配置的采样率，按文件进行存储或由上位机API接口调用获取，也可以对数据进行下发与回放等操作。
5.4、支持ADI官方IIO SCOPE进行RFIC测试
IIO SCOPE是ADI公司官方提供的一款跨平台GUI应用程序，可以用于多种ADI零中频架构芯片的测试。该应用程序支持绘制采集到的数据的时域、频谱、星座和互相关等图形，可以查看和配置射频器件的多个设置，包括频率、带宽、采样率及增益等。
6、bhSDR系列硬件选型表
产品系列 |
USRP4120 |
UCRP4320 |
USRP6330 |
USRP7440 |
|
板载处理器 |
ZC7020 |
ZU19EG |
ZU15EG |
XCZU47DR |
|
射频收发器 |
AD9361 |
2*ADRV9009 |
2*ADRV9026 |
XCZU47DR |
|
射频带宽 （Hz） |
接收 |
200K~56M |
200M |
200M |
2G |
发射 |
200K~56M |
450M |
450M |
6G |
|
射频通路 |
接收 |
2 |
4 |
8 |
8 |
发射 |
2 |
4 |
8 |
8 |
|
主机接口 |
PCIe电缆 |
● |
|||
USB3.0 |
● |
●(2) |
● |
||
1G以太网 |
● |
● |
● |
● |
|
10G SFP+ |
●(4) |
● |
|||
40G QSFP |
● |
●(2) |
|||
100G QSFP |
|||||
外设接口 |
GPIO |
●(12) |
●(12) |
||
GPSBD |
○ |
○ |
○ |
||
GPU |
○ |
||||
TF卡 |
● |
● |
● |
||
TRIG IN |
● |
● |
|||
TRIG OUT |
● |
● |
|||
REFIN |
● |
● |
|||
REFOUT |
● |
||||
HDMI |
○ |
||||
UART |
● |
● |
● |
● |
|
注：○ 表示选配
bhSDR系列产品不仅提供通用化的硬件平台，还提供系列软件产品：
● bhSDR Studio：用于软件无线电系统调测以及射频直采和回放、观测
● bhSDR VSG：矢量信号源生成软件，可替代大部分中低端信号源功能
● bhSDR Driver：提供开源的bhSDR通信与控制接口，用户可进行二次开发
● bhSDR Matlab：连接bhSDR系列硬件与Matlab软件进行直观实时仿真
● bhSDR Ai：提供了基于AI的信号处理框架与软件
同时，面向5G、6G、雷达、卫星通道、毫米波通信、高清图传等领域，bhSDR也提供完整的软件解决方案，以加速用户产品的快速成型。
http://www.binhong-tech.com/