С.А. Милованов
Локальная сеть GSM на основе OpenBTS
Часть 2. Выбор аппаратного обеспечения сети (USRP)
Как упоминалось в предыдущей статье, в качестве трансивера, реализующего радиоинтерфейс проектируемой BTS, используется USRP (Universal Software Radio Peripheral) – устройство для работы с компьютерными радио-программами. USRP разработаны и поставляются фирмой «Ettus Research, LLC» и её управляющей компанией «National Instruments». Семейство продуктов USRP предназначено для сравнительно недорогих аппаратных платформ радио-программ, и обычно используется в исследовательских лабораториях, университетах, а так же радиолюбителями.
USRP подключается к компьютеру через высокоскоростной USB или Gigabit Ethernet порт, который используется разработчиком для контроля оборудования USRP и приёма/передачи данных. Некоторые модели USRP (серии «Embedded Series») также включают в себя основные функциональные возможности компьютера со встроенным процессором, который позволяет USRP работать в автономном режиме.
Семейство продуктов USRP было разработано с учетом доступности, и многие продукты имеют открытый исходный код. Описания схем для некоторых моделей USRP находятся в свободном доступе для скачивания по адресу «http://code.ettus.com/redmine/ettus/projects/public/documents». USRP обычно используются в совокупности с программным пакетом GNU Radio для создания сложных SDR-радиосистем [1]. При использовании SDR (Software Defined Radio) практически весь объем работ по обработке сигнала перекладывается на программное обеспечение, которое запускается на персональном компьютере или управляет работой некоторых конкретных специализированных микропроцессорных устройств, предназначенных для обработки сигнала. Цель такого подхода — создать систему, которая может принимать и передавать практически любые радиосигналы с помощью программного обеспечения, которое априори является гибким и адаптивным [2].
В нашем распоряжении имеется USRP1 фирмы «Ettus Research, LLC». Внешний вид устройства представлен на рисунке 1.
Рисунок 1. Внешний вид USRP1
USRP1 является оригинальным оборудованием семейства USRP, которое позволяет инженерам быстро проектировать и реализовывать мощные, гибкие программы радиосистем. USRP1 представляет низкоуровневую платформу со встроенным MIMO расширением и модульной архитектурой, позволяющей оборудованию работать от постоянного тока до 6 ГГц. Архитектура включает Altera FPGA Cyclone, двойной АЦП (64 Мсимв/с), сдвоенный ЦАП (128 Мсимв/с) и интерфейс USB 2.0 для подключения. USRP1 включает две дочерние платы, что позволяет реализовать две полных цепи приема/передачи. Эта особенность делает USRP1 идеально подходящим для приложений, требующих высокой изоляции между передающим и приемным трактами, или двухдиапазонных операций приемо-передачи, как в нашем случае. Драйвер оборудования USRP1 поддерживает Linux, Mac OSX и Windows [3].
В таблице 1 представлены технические характеристики USRP1.
Таблица 1. Технические характеристики USRP1
Структурная схема USRP1 представлена на рисунке 2.
Рисунок 2. Структурная схема USRP1
В качестве трансивера проектируемой сети можно использовать и другие продукты фирмы «Ettus Research, LLC», такие как:
1. USRP Bus Series: USRP B100;
2. USRP Networked Series: USRP N200, USRP N210;
3. USRP Embedded Series: USRP E100, USRP E110.
Данные продукты по многим техническим параметрам превосходят USRP1, подробную информацию о них можно получить на сайте компании по адресу «https://www.ettus.com/product».
Еще одним оборудованием, подходящим для реализации трансивера в проектируемой сети, является устройство UmTRX фирмы «Fairwaves» - это двухканальный широкополосный SDR трансивер с 1 GbE соединением. Он специально разработан для использования в качестве приемопередатчика для OpenBTS и OsmoBTS базовых станций GSM, но из-за его SDR природы он может быть использован для множества других приложений [4]. Подробную информацию о UmTRX можно получить на сайте проекта по адресу «https://code.google.com/p/umtrx».
Использованная литература:
1. Сайт проекта «Wikipedia» [Электронный ресурс]. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Universal_Software_Radio_Peripheral (дата обращения: 03.03.2013);
2. Сайт радиолюбителей г. Новоукраинка [Электронный ресурс]. URL: http://us7vf.miyclub.com/tehotdel/sdr/55-chto-takoe-sdr.html (дата обращения: 03.03.2013);
3. Сайт компании «Ettus Research» [Электронный ресурс]. URL: https://www.ettus.com/content/files/07495_Ettus_USRP1_DS_Flyer_HR.pdf (дата обращения: 03.03.2013);
4. Сайт компании «Fairwawes» [Электронный ресурс]. URL: http://shop.fairwaves.ru/UmTRX%20transceiver%20for%20OpenBTS%20and%20OpenBSC-OsmoBTS (дата обращения: 05.03.2013);