ドルフィンシステムは、多様な実験や開発ニーズに対応するRFキャプチャ・レコーダー用の収録再生アプリを開発しています。
このガイドでは、お客様のRFキャプチャ・レコーダーの要件に最適なUSRPソフトウェア無線機の選択と構成について、11の主要パターンを紹介します。
このガイドを参考に、お客様の具体的なニーズに合わせて最適なRFキャプチャ・レコーダーシステム構成を選択できます。現在検討中のシステム構成がある場合、下記のパターンと照らし合わせることで、より効率的なソリューションを見つけられる可能性があります。
RFキャプチャ・レコーダーシステム構成の主要11パターン
1. 1チャンネルRF連続収録（最大40MHz帯域幅）
– ノートPC対応
– USRP B200またはB200miniを使用
2. 位相同期2チャンネルRF連続収録（最大20MHz帯域幅/チャンネル）
– ノートPC対応
– USRP B210を使用
3. 最大2チャンネルRF連続収録（最大80または160MHz帯域幅/チャンネル）
– 高速収録対応PC必要
– USRP-2954を使用
4. 2チャンネル以上のRF連続収録（最大80または160MHz帯域幅/チャンネル）
– 高速収録対応PC必要
– 複数のUSRP-2954を使用
5. 4チャンネルRF連続収録（最大400MHz帯域幅/チャンネル）
– 高速収録対応PC必要
– USRP X410を使用
6. 【位相同期】2チャンネル以上のRF連続収録（最大100MHz帯域幅/チャンネル）
– 高速収録対応PC必要
– 複数のUSRP N310を使用
7. 【位相同期】2チャンネル以上のRF連続収録（最大200MHz帯域幅/チャンネル）
– 高速収録対応PC必要
– USRP N321、N320を組み合わせて使用
8. 1～複数チャンネルRF間欠収録（最大160MHz帯域幅/チャンネル）
– ノートPC対応
9. 1～複数チャンネルRF間欠収録（最大200MHz帯域幅/チャンネル）
– ノートPC対応
10. 【位相同期】1～複数チャンネルRF間欠収録（最大100MHz帯域幅/チャンネル）
– ノートPC対応
11. 【位相同期】1～複数チャンネルRF間欠収録（最大200MHz帯域幅/チャンネル）
– ノートPC対応
RFキャプチャ・レコーダーシステム選択のポイント
チャンネル数 : 必要なRF信号の同時収録チャンネル数
帯域幅 : 各チャンネルで必要な最大帯域幅
収録方式 : 連続（ストリーミング）か間欠（バースト）か
位相同期 : MIMOやビームフォーミングなどの用途で必要か
携帯性 : ノートPCで運用可能か、固定設置型か
【ノートPC可】1chのRFを連続収録したい (max. 40MHz BW/ch)
1chのRFを収録する場合は、弊社の収録再生アプリと以下のハードウェア構成で可能です。
USRP B200もしくはB200miniはUSB接続のソフトウェア無線機であるため、コンパクトな収録再生環境が構築できます。
収録は、連続収録(ストリーミング)および間欠収録(バースト)が可能です。
ハードウェア構成
LinuxをセットアップしたノートPCと、USRP B200もしくはB200miniを使用します。
帯域幅
最大40MHz BW程度の連続収録が可能です。
※ Windowsを使用する場合、OSの制限によって最大16MHz BW/ch程度になります。
間欠収録に関して
このUSRPはバッファリング機構がないため、間欠収録はソフトウェアで制御を行います。
同期
外部トリガ入力はありませんので、複数のUSRPを外部トリガに同期して一斉に収録を開始することは出来ません。
B210の場合GPSモジュールを搭載すればGPSの1PPSに同期した収録開始も可能です。
B200miniはGPSが搭載できません。
【ノートPC可】位相同期した2chのRFを連続収録したい(max. 20MHz BW/ch)
位相同期した2chのRFを収録する場合は、弊社の収録再生アプリと以下のハードウェア構成で可能です。
USRP B210はUSB接続のソフトウェア無線機であるため、コンパクトな収録再生環境が構築できます。
収録は、連続収録(ストリーミング)および間欠収録(バースト)が可能です。
ハードウェア構成
LinuxをセットアップしたノートPCと、USRP B210を使用します。
帯域幅
USBケーブルに2ch分のデータを流すため、1ch時と比べるとチャネルあたりの帯域幅は半分になります。
1ch時は約40MHz BW, 2ch時は約20MHz BWとなります。
※ Windowsを使用する場合、OSの制限によって最大16MHz BW程度になります。
間欠収録に関して
このUSRPはバッファリング機構がないため、間欠収録はソフトウェアで制御を行います。
同期
外部トリガ入力はありませんので、複数のUSRPを外部トリガに同期して一斉に収録を開始することは出来ません。
B210の場合GPSモジュールを搭載すればGPSの1PPSに同期した収録開始も可能です。
位相同期
B210は2chの受信チャネルをもっており、その2chの間は位相同期しています。
最大2chのRFを連続収録したい (max. 80 or 160MHz BW/ch)
高速収録に対応したPC、USRP-2954と弊社の収録再生アプリを使用することで、最大160MHz BW @ 1ch, 最大 80MHz BW @ 2chの連続収録が可能です。
ハードウェア構成
Windowsをセットアップした高速収録対応PCと、USRP-2954を使用します。
PCとUSRPは高速安定接続が可能なPCI Express(PXIe)で接続します。
帯域幅
- 1chの場合、最大160MHz BW
- 2chの場合、最大80MHz BW
の連続収録が可能です。
連続収録に関して
受信したRF信号をストレージに対して連続収録します。
同期
外部トリガ入力がありますので、外部トリガに同期して収録を開始することが可能です。外部トリガ入力は5vpp 方形波であれば入力可能ですが、OctoClock-Gをおすすめします。
GPSモジュールを搭載しているので、GPSの1PPSに同期した収録開始も可能です。
位相同期
各チャネルの位相は揃っておりませんので、複数ch収録でMIMOやビームフォーミング等の用途の場合は、位相同期可能な収録構成を選択して下さい。
2ch以上のRFを連続収録したい (max. 80 or 160MHz BW/ch)
高速収録に対応したPC、複数台のUSRP-2954と弊社の収録再生アプリを使用することで、複数チャネルの連続収録が可能です。
ハードウェア構成
Windowsをセットアップした高速収録対応PCと、USRP-2954を使用します。
帯域幅
例えば、3台の USRP-2954を使用することで
- 160MHz BW を 3ch
もしくは
- 80MHz BW を 6ch
収録可能です。
ただしPC性能により接続可能台数と収録可能帯域幅、収録可能チャネル数に上限がありますので実機動作確認が必要です。
連続収録に関して
受信したRF信号をストレージに対して連続収録します。
同期
外部トリガ入力がありますので、複数のUSRPを外部トリガに同期して一斉に収録を開始することが可能です。外部トリガ入力は5vpp 方形波であれば入力可能ですが、OctoClock-Gをおすすめします。
外部トリガを使用しない場合は、各USRPに対しソフトウェアの実行タイミングで収録開始を行いますので各USRPの収録開始タイミングにずれが生じます。
GPSモジュールを搭載しているので、GPSの1PPSに同期した収録開始も可能です。
位相同期
各チャネルの位相は揃っておりませんので、複数ch収録でMIMOやビームフォーミング等の用途の場合は、位相同期可能な収録構成を選択して下さい。
4chのRFを連続収録したい (max. 400MHz BW/ch)
高速収録に対応したPC、USRP X410と弊社の収録再生アプリを使用することで、複数チャネルの連続収録が可能です。
ハードウェア構成
Windowsをセットアップした高速収録対応PCと、USRP X410を使用します。
帯域幅
PC性能により接続可能台数と収録可能帯域幅、収録可能チャネル数に上限がありますので実機動作確認が必要です。
連続収録に関して
受信したRF信号をストレージに対して連続収録します。
同期
外部トリガ入力があり、複数のUSRPを外部トリガに同期して一斉に収録を開始することが可能です。外部トリガ入力は5vpp 方形波であれば入力可能ですが、OctoClock-Gをおすすめします。
外部トリガを使用しない場合は、各USRPに対しソフトウェアの実行タイミングで収録開始を行いますので各USRPの収録開始タイミングにずれが生じます。
GPSモジュールを搭載しているので、GPSの1PPSに同期した収録開始も可能です。
位相同期
各チャネルの位相は揃っておりませんので、複数ch収録でMIMOやビームフォーミング等の用途の場合は、位相同期可能な収録構成を選択して下さい。
位相同期した2ch以上のRFを連続収録したい (max. 100MHz BW/ch)
高速収録に対応したPCと複数台のUSRP N310を使用することで、位相同期した複数チャネルの連続収録が可能です。
ハードウェア構成
Linuxをセットアップした高速収録対応PCと、USRP N310を使用します。
帯域幅
例えば、3台の USRP N310を使用することで12chの収録可能です。
弊社で動作確認した所、25MHz BW 12chの連続収録は可能でした。
PC性能により接続可能台数と収録可能帯域幅、収録可能チャネル数に上限がありますので実機動作確認が必要です。
連続収録に関して
受信したRF信号をストレージに対して連続収録します。
同期
外部トリガ入力があり、複数のUSRPを外部トリガに同期して一斉に収録を開始することが可能です。外部トリガ入力は5vpp 方形波であれば入力可能ですが、OctoClock-Gをおすすめします。
GPSモジュールを搭載しているので、GPSの1PPSに同期した収録開始も可能です。
位相同期
N310は、外部からLO信号を入力すれば、各チャネルの位相同期をすることが可能です。
ただし出力周波数の倍の周波数を入力する必要があります。
例えば中心周波数を2GHzにする場合、外部から4GHzのRF信号(正弦波)を入力します(入力レベル0～+6dB)。LO 4ch分入力する必要があります。
位相同期した2ch以上のRFを連続収録したい (max. 200MHz BW/ch)
高速収録に対応したPC、複数台のUSRP N321, N320と弊社の収録再生アプリを使用することで、位相同期した複数チャネルの連続収録が可能です。
ハードウェア構成
Linuxをセットアップした高速収録対応PCと、USRP N321, N320を使用します。
帯域幅
例えば、USRP N321 2台, N320 2台、合計4台を使用することで8chの収録可能です。
PC性能により接続可能台数と収録可能帯域幅、収録可能チャネル数に上限がありますので実機動作確認が必要です。
連続収録に関して
受信したRF信号をストレージに対して連続収録します。
同期
外部トリガ入力があり、複数のUSRPを外部トリガに同期して一斉に収録を開始することが可能です。外部トリガ入力は5vpp 方形波であれば入力可能ですが、OctoClock-Gをおすすめします。
外部トリガを使用しない場合は、各USRPに対しソフトウェアの実行タイミングで収録開始を行いますので各USRPの収録開始タイミングにずれが生じます。
GPSモジュールを搭載しているので、GPSの1PPSに同期した収録開始も可能です。
位相同期
USRP N321はLOソースおよび分配器を搭載しており、N320はLO入力のみ搭載しています。このN321のLOソースと分配器を使用して、N320のツリーを作成することで全台数の全chの位相同期を行うことが可能です。
【ノートPC可】1ch～複数chのRFを間欠収録したい (max. 160MHz BW/ch)
1ch～複数chのRFを間欠収録したい場合は、弊社の収録再生アプリと以下のハードウェア構成で可能です。
USRP-2954の場合、最大160MHz BWの信号を間欠的に受信しノートPCに保存することが出来ます。
USRPに搭載されているDRAMにバッファリングを行うことで、間欠的な収録を連続して行うことが出来ます。
PCから各USRPに収録開始を指示し、USRPは受信したRF信号をIQデータに変換しDRAMにバッファリングします。バッファリングしたIQデータをPCに吸い上げてファイルに保存します。吸い上げが完了したらUSRPは再度RF信号をIQデータに変換しDRAMにバッファリングし、ユーザが停止するまで繰り返します。
ハードウェア構成
LinuxをセットアップしたノートPCと、USRP 2954を1台(もしくは複数台)並べ、それぞれをイーサネットで接続します。
帯域幅
各チャネル毎に最大160MHz BWのデータを間欠収録が可能です。
間欠収録に関して
間欠収録可能な時間は以下の通りです(搭載DRAM 1GBの場合)。
160MHz BW @ 1ch : 6.25秒
80MHz BW @ 2ch : 6.25秒
収録可能な時間間隔(何秒毎に間欠収録が可能か？)については、ネットワーク速度、ホストPCの性能などに依存しますので実機動作確認が必要です。
同期
外部トリガ入力があり、複数のUSRPを外部トリガに同期して一斉に収録を開始することが可能です。外部トリガ入力は5vpp 方形波であれば入力可能ですが、OctoClock-Gをおすすめします。
GPSモジュールを搭載しているので、GPSの1PPSに同期した収録開始も可能です。
位相同期
各チャネルの位相は揃っておりませんので、複数ch収録でMIMOやビームフォーミング等の用途の場合は、位相同期可能な収録構成を選択して下さい。
【ノートPC可】1ch～複数chのRFを間欠収録したい (max. 200MHz BW/ch)
1ch～複数chのRFを間欠収録したい場合は、弊社の収録再生アプリと以下のハードウェア構成で可能です。
USRP X410の場合、最大200MHz BWの信号を間欠的に受信しノートPCに保存することが出来ます。
USRPに搭載されているDRAMにバッファリングを行うことで、間欠的な収録を行うことが出来ます。
PCから各USRPに収録開始を指示し、USRPは受信したRF信号をIQデータに変換しDRAMにバッファリングします。バッファリングしたIQデータをPCに吸い上げてファイルに保存します。吸い上げが完了したらUSRPは再度RF信号をIQデータに変換しDRAMにバッファリングし、ユーザが停止するまで繰り返します。
ハードウェア構成
LinuxをセットアップしたノートPCと、USRP X410を1台(もしくは複数台)並べ、それぞれをイーサネットで接続します。
帯域幅
各チャネル毎に最大200MHz BWのデータを間欠収録が可能です。
間欠収録に関して
間欠収録可能な時間は以下の通りです(搭載DRAM 4GBの場合)。
200MHz BW @ 1ch : 20秒
200MHz BW @ 4ch : 5秒
収録可能な時間間隔(何秒毎に間欠収録が可能か？)については、ネットワーク速度、ホストPCの性能などに依存しますので実機動作確認が必要です。
同期
外部トリガ入力があり、複数のUSRPを外部トリガに同期して一斉に収録を開始することが可能です。外部トリガ入力は5vpp 方形波であれば入力可能ですが、OctoClock-Gをおすすめします。
GPSモジュールを搭載しているので、GPSの1PPSに同期した収録開始も可能です。
位相同期
各チャネルの位相は揃っておりませんので、複数ch収録でMIMOやビームフォーミング等の用途の場合は、位相同期可能な収録構成を選択して下さい。
【ノートPC可】位相同期した1ch～複数chのRFを間欠収録したい (max. 100MHz BW/ch)
USRP N310の場合、最大100MHz BWの信号を間欠的に受信しノートPCに保存することが出来ます。
USRPに搭載されているDRAMにバッファリングを行うことで、間欠的な収録を行うことが出来ます。
PCから各USRPに収録開始を指示し、USRPは受信したRF信号をIQデータに変換しDRAMにバッファリングします。バッファリングしたIQデータをPCに吸い上げてファイルに保存します。吸い上げが完了したらUSRPは再度RF信号をIQデータに変換しDRAMにバッファリングし、ユーザが停止するまで繰り返します。
ハードウェア構成
LinuxをセットアップしたノートPCと、USRP N310を1台(もしくは複数台)並べ、それぞれをイーサネットで接続します。
帯域幅
各チャネル毎に最大100MHz BWのデータを間欠収録が可能です。
間欠収録に関して
間欠収録可能な時間は以下の通りです。
100MHz BW @ 1ch : 10秒
100MHz BW @ 4ch : 2.5秒
収録可能な時間間隔(何秒毎に間欠収録が可能か？)については、ネットワーク速度、ホストPCの性能などに依存しますので実機動作確認が必要です。
同期
外部トリガ入力があり、複数のUSRPを外部トリガに同期して一斉に収録を開始することが可能です。外部トリガ入力は5vpp 方形波であれば入力可能ですが、OctoClock-Gをおすすめします。
GPSモジュールを搭載しているので、GPSの1PPSに同期した収録開始も可能です。
位相同期
N310は、外部からLO信号を入力すれば、各チャネルの位相同期をすることが可能です。ただし出力周波数の倍の周波数を入力する必要があります。
例えば中心周波数を2GHzにする場合、外部から4GHzのRF信号(正弦波)を入力します(入力レベル0～+6dB)。
LO 4ch分入力する必要があります。
【ノートPC可】位相同期した1ch～複数chのRFを間欠収録したい (max. 200MHz BW/ch)
USRP N321, N320の場合、最大200MHz BWの信号を間欠的に受信しノートPCに保存することが出来ます。
USRPに搭載されているDRAMにバッファリングを行うことで、間欠的な収録を行うことが出来ます。
PCから各USRPに収録開始を指示し、USRPは受信したRF信号をIQデータに変換しDRAMにバッファリングします。バッファリングしたIQデータをPCに吸い上げてファイルに保存します。吸い上げが完了したらUSRPは再度RF信号をIQデータに変換しDRAMにバッファリングし、ユーザが停止するまで繰り返します。
ハードウェア構成
LinuxをセットアップしたノートPCと、USRP N321, N320を1台(もしくは複数台)並べ、それぞれをイーサネットで接続します。
帯域幅
各チャネル毎に最大200MHz BWのデータを間欠収録が可能です。
間欠収録に関して
間欠収録可能な時間は以下の通りです。
200MHz BW @ 1ch : 5秒
200MHz BW @ 4ch : 1.25秒
収録可能な時間間隔(何秒毎に間欠収録が可能か？)については、ネットワーク速度、ホストPCの性能などに依存しますので実機動作確認が必要です。
同期
外部トリガ入力があり、複数のUSRPを外部トリガに同期して一斉に収録を開始することが可能です。外部トリガ入力は5vpp 方形波であれば入力可能ですが、OctoClock-Gをおすすめします。
GPSモジュールを搭載しているので、GPSの1PPSに同期した収録開始も可能です。
位相同期
USRP N321はLOソースおよび分配器を搭載しており、N320はLO入力のみ搭載しています。このN321のLOソースと分配器を使用して、N320のツリーを作成することで全台数の全chの位相同期を行うことが可能です。
間欠的な収録とは
間欠的な収録は、USRPのDRAMに収録データを一時保存し、次にホストPCに転送し、ホストPCがストレージに保存します。
ホストに転送している間は受信データは破棄するので、その間の受信は出来ません。
まとめ
このガイドを参考に、お客様の具体的なニーズに合わせて最適なシステム構成を選択できます。現在検討中のシステム構成がある場合、上記のパターンと照らし合わせることで、より効率的なソリューションを見つけられる可能性があります。
詳細な構成や性能に関する疑問がある場合は、ドルフィンシステムにお問い合わせください。経験豊富なスタッフが、お客様の要件に最適なシステム構築をサポートいたします。
