Linux下GNU Radio平台的搭建以及该如何使用NI USRP设备

[color=rgb(51, 51, 51) !important]2.2 安装UHD驱动
UHD驱动是以源码形式提供的。在命令行中输入
git clone https://github.com/EttusResearch/uhd回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]会将uhd源码拷贝到HOME路径下，转到该路径并新建build目录
cd uhd回车
cd host回车
mkdir build回车
cd build回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]输入
cmake ../回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]产生Makefile，输入
make回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]编译源码，大约需要10-30min时间，可以通过开启多线程编译可大大缩短编译时间，用make -j4 代替make即可，就会启用4个线程同时编译，但也不是越多越好，一般和计算机CPU线程数或虚拟机CPU线程数一致即可。如编译中途死机（虚拟机可能会出现、由于内存不足），重新来过时会接着之前的编译进度继续。之后安装编译成功的库，输入
make test回车
sudo make install回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]更新共享库和环境变量
sudo ldconfig回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]此时UHD驱动已经安装完毕，可通过输入
uhd_find_devices回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]查看驱动的版本，若在同一子网中已有USRP设备，可看到USRP设备的信息，如图4

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图4 验证UHD安装情况

[color=rgb(51, 51, 51) !important]一个小技巧：在输入上条命令时输入uhd_fin之后按Tab键看看会发生什么……自动填充！对于输一些比较长的命令时可以通过自动填充功能降低拼写错误，省时省力。

[color=rgb(51, 51, 51) !important]在找到设备的情况下，可运行以下程序查看CDMA移动电话的上行频谱
uhd_fft -a addr=10.144.97.123 -f 835M -s 10M回车

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图5 UHD FFT测试程序

[color=rgb(51, 51, 51) !important]注意，若USRP中的镜像和UHD版本不匹配的话，无法直接运行上述测试程序，可以通过更新firmware image 和 FPGA image使之匹配。更新方法见第3节。

[color=rgb(51, 51, 51) !important]2.3 安装GNU Radio
安装GNU Radio与安装UHD驱动的步骤类似。
首先回到home路径
cd $HOME回车
之后下载GNU Radio源码
git clone --recursive https://github.com/gnuradio/gnuradio回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]下载完成后新建build目录
cd gnuradio回车
mkdir build回车
cd build回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]生成Makefile并编译安装
cmake ../ 回车
make回车
make test回车
sudo make install回车
sudo ldconfig回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]完成后，可以测试安装是否正确，输入
gnuradio-companion回车
GNU Radio 开发环境应当可以正确打开。至此，环境搭建完成[3] 。

[color=rgb(51, 51, 51) !important]3.1 修改USRP IP地址并连接
这里使用的是USRP-2922，USRP设备使用固定IP，默认IP是192.168.10.2 。首先将USRP设备通过网线直连至PC，设置PC的ip为192.168.10.1，子网掩码255.255.255.0，在Windows下可通过NI-USRP Configuration Utility软件修改USRP设备的IP。在本次验证中，使用了超过1台的USRP，需要通过交换机和上位机通信，在处于同一个子网的PC上查看PC的IP地址：windows徽标键+R -> 输入cmd回车 -> 输入ipconfig回车，找到自己的本地网卡的IPv4地址，如10.144.97.17，将两台USRP的IP设置到同一个子网下，如10.144.97.123和10.144.97.124 。

[color=rgb(51, 51, 51) !important]在Linux下可通过以下方法修改设备IP [4] ，cd 到/usr/local/lib/uhd/utils目录下，运行
sudo ./usrp2_recovery.py --ifc=eth0 --new-ip=10.144.97.123回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]以上方法需要防火墙允许UDP广播。需要注意的是，在虚拟机中运行Linux的话，需要将虚拟机的网卡配置为直连或者与主机共用IP。

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图6 虚拟机网卡配置

[color=rgb(51, 51, 51) !important]设置IP后，可以ping一下USRP，命令行输入：
ping 10.144.97.123回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]此时应当看到ping通的信息，按Ctrl + Z可以退出ping的状态。

[color=rgb(51, 51, 51) !important]3.2 更新firmware image和FPGA image
如开篇所述，这两个镜像在Windows和Linux下是通用的，只要版本和驱动版本一致即可。NI-USRP 15.5提供的镜像和UHD 3.11.0提供的镜像是一致的。如果你的USRP在Windows下更新过镜像，可以跳过这一步。

[color=rgb(51, 51, 51) !important]在Ubuntu命令行中输入：
sudo uhd_images_downloader回车

[color=rgb(51, 51, 51) !important]这样可以自动地将网络上合适的镜像下载到本地计算机中。

[color=rgb(51, 51, 51) !important]再输入
uhd_image_loader --args="type=usrp2,addr=,reset"回车
将镜像下载到USRP设备中并重启设备，这里的镜像是自动选择版本的。

[color=rgb(51, 51, 51) !important]3.3在GNU Radio中编程
首先，在命令行中输入
gnuradio-companion回车
运行GNU Radio开发环境，该环境也是使用图形化模块编程的，详细使用教程可以在网络上搜索。这里可以编写一个程序，在两台USRP-2922之间传文件。使用随机自带的天线，工作在915M ISM频段上。也可通过衰减器将两个USRP的TX/RX接口直连。注意：使用USRP发射无线电信号需遵守当地相关法律法规。

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图7 一个GRC程序

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图8 程序运行界面

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图9 程序运行结果