USRP型号对比与挑选

魏兴光

2017年2月14日星期二

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SDR外设介绍

近期在整理SDR外设相关的资料，遂与分享一些关于USRP相关的知识。

基于GPP的SDR系统一般包含两部分，即GPP与RF外设。GPP负责执行处理基带数据的程序，RF外设主要负责基带数据的上变频/下变频，DAC/ADC，信号的收发等。RF外设的种类有很多，如BladeRF，HackRF，USRP，RTLSDR等，其中USRP是应用最为广泛的RF外设。

USRP是Ettus公司设计的软件无线电外设，后来Ettus被NI收购了，所以Ettus USRP和NI USRP本质上来说是一个东西。下面我们就简单介绍USRP各个系列之间的差异，为大家挑选USRP型号时提供一个参考。

USRP系数对比

USRP一共有B系列，N系列，E系列和X系列等4个系列。下表简单概括了这4个系列的一些特征。（图片看不清楚的话可以直接将图片下载到本地观看）

B系列

B系列为Bus Series。B系列最主要的特点是轻巧，便携。B200/210只有一个巴掌大小，而B200/205 mini 更是只有一张名片大小。B系列把所有的外设功能都集中在一个板卡上面，不需要再外接子板，而且都采用USB 3.0供电，连接上电脑后便可以直接使用。

B210比B200贵了大约$450，其主要的区别在于B200是1TX&1RX，而B210支持2TX&2RX，即支持MIMO。而且，B210采用的FPGA为Xilinx Spartan 6 XC6SLX150，性能比B200采用的Xilinx Spartan 6 XC6SLX75提升了一个档次，为用户在USRP上基于FPGA开发一些特定的功能提供了更大的灵活性。

B200/205 mini系列相比B200最主要的特征是体积变小了，Mini系列只有一张名片大小，而且都只支持1TX&1RX。Mini系列的USRP都大约$700，三个产品主要的区别在于采用的FPGA不同。B200 mini-i和B205 mini-i都是采用工业级的FPGA芯片(-I 表示 industrial-grade)，所以价格比B200 mini贵。

N系列

N系列，即Network series，指USRP与GPP采用的是Ethernet接口。N系列包含N200和N210两个系列。N系列的USRP都需要外接一个子板，而且都只支持1TX&1RX。此外，N系列还需要外接电源。N210与N200的差别也主要在FPGA芯片上。

E系列

E系列，即Embedded series，指RF外设与嵌入式ARM内核嵌入在同一个盒子里面。即E系列的USRP可以直接在ARM里面运行SDR程序，而无需再连接GPP。这极大的提高了USRP的灵活性。E系列都支持2TX&2RX。E系列一共有三个型号，其中E310约$2787，E312约$2990，E313约$3750。E312在E310的基础上添加了电池供电的功能，非常适合户外测试。E313在E310的基础上添加了抗击极端天气的功能，如抗雷电等，适合在户外长期测试。

X系列

X系列是Ettus面向5G而设计开发的产品，也是USRP4个系列里面最贵的。单个X系列的USRP价格在$4000-$5000之间，大约是国内一辆QQ轿车的价格。其单个channel的带宽高达160MHz。X系列最多可以接两个子板（Daughterboard），即最多可以支持2TX&2RX。此外，X系列支持PCIE接口，ExpressCard接口，以及1Gbit 和10Gbit Ethernet 接口，为USRP与GPP之间提供了高速接口。

USRP挑选

因为USRP型号较多，用户初次购买时很容易迷茫，简单给大家总结了以下几点小建议：

1.      如果经费有限，或者对外设体积有严格限制，则选择USRP B系列产品；

2.      如果希望USRP不连接GPP，或者更多的想做户外测试，则选择E系列产品；

3.      如果RF外设与GPP相距较远，则需要选择有网络接口的N系列或者X系列；

4.      如果SDR系统吞吐量较高，则选择X系列；

5.      具体的选择还应该根据项目具体的需求以及经费来挑选。如果经费不够购买USRP，也可挑选其他的性价比更高的SDR外设，如BladeRF和HackRF。