LimeSDR 入門教程之 (1)介紹

本篇是對(duì) Myriadrf 系列文章 LimeSDR Made Simple 的翻譯(原文鏈接)。



這是在LimeSDR平臺(tái)上發(fā)布的一系列文章中的第一篇,其目的是通過簡(jiǎn)單的例子,揭開SDR的神秘面紗。

什么是SDR?

大多數(shù)已經(jīng)找到這篇文章的人都已經(jīng)知道答案,打個(gè)比方,傳統(tǒng)的解決辦法可能是使用一個(gè)平刃螺絲刀,SDR是一個(gè)完整的工具套裝,有螺絲刀,鋸,套筒等等。


這實(shí)際上并沒有解釋太多,讓我們看下維基百科的定義吧:

軟件無線電(SDR) 是一種無線電通信系統(tǒng),通過軟件實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)無線電在硬件上實(shí)現(xiàn)的組件(如混頻器、濾波器、放大器、調(diào)制器/解調(diào)器、檢測(cè)器等)。

實(shí)際上,SDR還可以實(shí)現(xiàn)更多的功能,無法用一句話來簡(jiǎn)單概括。這個(gè)技術(shù)才剛剛開始,我們還在嘗試它的新應(yīng)用場(chǎng)景。軟件和硬件都是很靈活的,可以修改的不止是軟件,也可以在可編程的硬件上做開發(fā),比如CPLD和FPGA,或者是ASIC實(shí)現(xiàn)。也可以是混合開發(fā),一部分軟件實(shí)現(xiàn)和一部分硬件實(shí)現(xiàn)。它的關(guān)鍵在于靈活。

應(yīng)用場(chǎng)景?

你可能還在想,SDR是下一代的通訊技術(shù),我還沒用聽說有它有什么應(yīng)用場(chǎng)景?,F(xiàn)在已經(jīng)有成千上萬(wàn)的軟件無線電設(shè)備遍布全球,可能在你家的客廳里就有。

我(作者)有著機(jī)頂盒(STB)行業(yè)的背景,觀察到了隨著時(shí)間的推移, “全波段捕獲”前端正在逐漸取代固定的調(diào)諧器/解調(diào)器。大多數(shù)正在開發(fā)的高端機(jī)頂盒都使用了這個(gè)技術(shù)。這有什么關(guān)系呢?從本質(zhì)上講,“全波段/寬帶捕獲”前端就是SDR。傳統(tǒng)的前端集成電路已經(jīng)被ADC和DSP所取代。

LimeSDR

雖然市面上有很多SDR產(chǎn)品,但很少有像LimeSDR那樣性價(jià)比這么高。LimeSDR 支持 100 kHz 到 3.8GHz 頻率范圍,滿足了大部分應(yīng)用場(chǎng)景。

通過它的一些應(yīng)用來了解一下其靈活性:

蜂窩網(wǎng)絡(luò)、WiFi、藍(lán)牙、IoT協(xié)議(LoRa/SigFox等)、導(dǎo)航、氣象信息、航空信息、海事信息、空間通信、還有廣播和電視。這只是LimeSDR應(yīng)用場(chǎng)景的一小部分,你可以應(yīng)用到你能想到的任何領(lǐng)域。

因此,我們知道LimeSDR是一個(gè)低成本、開源、支持應(yīng)用程序的軟件定義無線電(SDR)平臺(tái),可以用來支持幾乎任何類型的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。LimeSDR是完全開源的,所有的硬件和軟件都是完全可供研究和修改的。原理圖、電路布局、BOM和軟件均為 CreativeCommonsApache2.0 許可。


LimeSDR的核心部分是LMS7002芯片,它是可編程的射頻集成電路。簡(jiǎn)單說來,LMS7002是有點(diǎn)像射頻領(lǐng)域的FPGA。這一些列文章后面我們會(huì)進(jìn)一步探索LMS7002,研究它的詳細(xì)功能。

射頻(RF)連接器

LimeSDR有兩對(duì)接收/發(fā)射通道,可以只用于接收或者用于 2x2 MIMO。我們注意到電路板上一共有10個(gè)RF連接器,但I(xiàn)C只支持2個(gè)接收和2個(gè)發(fā)射通道,這是為什么?為低頻段和高頻段收發(fā)(10中的8個(gè))提供了單獨(dú)的通道來提升性能,還有兩個(gè)寬帶寬的接收通道。要把每個(gè)通道的連接器合并為一個(gè)是很困難的,像這樣提供多個(gè)不同頻段的連接器,既保持了靈活性,又保持了性能。

這些連接器對(duì)應(yīng)的具體頻率如下:

TX1_1/TX2_1 = 寬頻段

TX1_2/TX2_2 = 寬頻段

RX1_1/RX2_1 = 低頻段 < 1.5GHz

RX1_2/RX2_2 = 高頻段 > 1.5GHz

RX1_3/RX2_3 = 寬頻段 100kHz to 3.8GHz

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