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LimeSDR Mini轻松上手系列1: 介绍

简介:

本文原文来自LimeSDR中文网:www.limesdr.com.cn 转载请说明出处,谢谢!

原文链接: LimeSDR Mini轻松上手系列1: 介绍 By Jin Wu

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By Jin 2018/6/11  Reference: LimeSDR Made Simple Part1 : Introduction (by Karl Woodward 17th July, 2017)
这是LimeSDR Mini轻松上手系列文章中的第一篇文章,其目的是通过动手设计一些有趣的例子,实践SDR。
那,什么是SDR?

SDR (Software Defined Radio),软件定义的无线电。
我们来听听维基百科的介绍:软件定义无线电(SDR)是一种无线电通信系统,通过软件来实现传统无线电系统中用硬件实现的模块(例如混频器,滤波器,放大器,调制器/解调器,检测器等)。
简单说来 就是以“软”换“硬”,这样可以通过修改软件,灵活配置修改无线电系统。实际上,SDR包含了很多东西,很难用一句话来描述。技术在发展,限制仍被探索。灵活性是SDR追求的核心,灵活性从基带数字处理逐渐延伸到射频前端,比如灵活的硬件(如CPLD或者FPGA),灵活的射频前端混合硬件(FPRF)。

SDR已经在哪些地方应用呢?

你可能会想,SDR是下一代解决方案,但是,我怎么从来没有听说过 – 有人甚至使用它呢?
全世界有数百万软件定义无线电。 现在你的客厅里可能有一个!
在机顶盒(STB)行业,固定调谐器/解调器模式已经逐渐衰落。 正在开发的大多数高端机顶盒将实施“全频带捕捉”前端这样的设备。 这有什么关系? 实质上,“全/宽带捕捉”前端就是SDR。 传统的前端IC已被ADC和DSP替代。

LimeSDR Mini

虽然有许多SDR产品可供选择,但很少有与LimeSDR Mini相媲美且性价比高的产品。 LimeSDR Mini板提供了在10MHz至3.5GHz频率范围内应用所需的大部分功能。
让LimeSDR Mini 来告诉你什么叫做 “灵  活  性 ”,以下是该板能够支持的一些应用:
蜂窝,Wi-Fi,蓝牙,IoT协议(LoRa / SigFox等),导航,气象信息,航空,航海,太空通信等,让我们不要忘记,还有广播电视和广播。这是LimeSDR Mini可配置使用的无线电的一小部分,主要限制是想象力。
所以我们知道LimeSDR Mini是一款低成本,开放源码,软件定义无线电(SDR)应用平台,可用于支持几乎任何类型的无线通信标准。这意味着,因为LimeSDR Mini是完全开源的,所有的硬件和软件都可以完全被研究和修改。原理图,布局,BOM和软件可在Creative Commons和Apache 2.0许可下获得。
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LimeSDR Mini的核心是LMS7002“现场可编程RF IC”。 为了简化对LMS7002的描述:它是一个RF FPGA。 随着这一系列帖子的推出,我们将深入挖掘LMS7002,揭开它的许多功能。

射频连接

LimeSDR Mini支持全双工单通道,1RX,1TX。
LMS7002 IC支持全双工双通道,对于每一个通道RX,分为: RX-L(低带),   RX-H(高带),  RX-W(宽带)三个射频输入通道,TX,分为:TX-1,TX-2两个射频输出通道。
咦?为什么一个射频接收通道RX又分成了三个接收通道呢?因为一个接收通道很难在10KHz~3.8GHz整个宽频带内都做到很好,所以分成了3个通道以匹配不同的频率范围,做到最优。同样,输出TX也分成2个通东以匹配不同的频率范围。
LimeSDR Mini 仅使用了LMS7002通道1的RX1_H, RX1_W射频输入口及TX1_1, TX1_2射频输出口,可以通过射频开关切换选择。
  • TX1_1   射频输出支持 2GHz – 3.5GHz 频率范围
  • TX1_2   射频输出支持 10MHz – 2GHz 频率范围
  • RX1_H  射频输入支持 2GHz – 3.5GHz 频率范围
  • RX1_W 射频输入支持 10MHz – 2GHz 频率范围

这是输入匹配网络的默认设计,它可以被修改。这是一个相对高级的任务,最好在尝试更改之前完全理解这个过程。

USB3.0
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软件通过USB3.0控制器(FTDI USB3.0 FIFO桥接芯片FT601)来控制LimeSDR Mini。USB3.0接口同时为LimeSDR Mini提供电源,保证900mA的电流。
FPGA
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最后一个最重要的器件是Altera MAX10 FPGA。它主要做些数据后端处理及与USB3.9 FTDI接口处理,还有一些控制逻辑等。
FPGA的代码是免费提供的,并且在Apache 2.0许可下提供,并且可以用于在需要的应用程序中生成自定义固件。FPGA代码工程

那么,从哪儿开始呢

如果您还没有LimeSDR Mini,您可以在这里购买Crowd Supply。
按Windows环境搭建指南安装LimeSuite及Pothos等软件。
最后,先体验几个简单的例子,比如LimeSDR mini快速测试指南。

软件支持

与LimeSDR Mini硬件一样,该软件为编程提供了很多灵活性和选项。 这些大致可以分为三类:
  • 初学者 (GUI/simple)
  • 中级 (code API’s)
  • 专家 (low level code API)
对于后者,需要深入了解LMS7002M。 这个系列的目的是通过一系列容易消化的块来达到这个水平。
关于SoapySDR,可以推荐看这篇文章Lime Suite Driver架构。
在本系列的下一篇文章中,我们将更详细地介绍RF输入和LMS7002,以帮助揭开Lime Suite中许多控件的一些神秘面纱。


LimeSDR Mini 轻松上手系列:

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