USRP の DC offset キャリブレーションを行なう

USRP の DC オフセットとキャリブレーション

USRP はFPGA内でDC offsetを除去する回路が含まれており、送受信時にLO Leakageを除去してくれます。で実際には各RFドーターボード(WBX や CBX)毎に個性があるので、各ボード毎にキャリブレーションを行なう必要があります。

※引用元 http://www.ni.com/white-paper/14311/en/
USRPのキャリブレーションの仕組みは、

1. 以下の、各キャリブレーションツールを実行すると、補正値が記述されたテーブル(CSV)がユーザフォルダに各ドーターボード毎保存されます。
2. ファイルは c:\users\username\AppData\Roaming\.uhd\cal に保存されます。
3. 各ドーターボードの中心周波数(LO)を設定する際に、各補正値がUSRP FPGA内に適用されます。
4. この適用は、USRPドライバがユーザフォルダにテーブルファイルがあれば自動的にUSRPに補正値を送るので、ユーザは特に何もする必要はありません。
5. 必要であれば補正値ファイルをコピーしておきます。
6. キャリブレーション中は、USRPのRFポートは何も接続しません。

キャリブレーションのツールは、スタートメニュー→National Instruments→NI-USRP→utilities に入っているものを使います。

送信DCオフセット	uhd_cal_tx_dc_offset.exe
送信IQインバランス補正	uhd_cal_tx_iq_balance.exe
受信IQインバランス補正	uhd_cal_rx_iq_balance.exe

詳しくは UHD - Calibration Application Notes を参照。
 

キャリブレーションを行なう

各ツールが保存されているフォルダ

まずUSRPを認識できる状態にしておいて、USRPのRFコネクタをすべて外しておきます。次に、コマンドプロンプトを起動してキャリブレーションツールを実行します。
送信DCオフセットのキャリブレーションをする場合は、
>uhd_cal_tx_dc_offset.exe
を実行します。
キャリブレーションはドーターボードがサポートしている周波数帯すべてに対して行ないますので、時間が10～20分程度かかります。
もしキャリブレーションする範囲を決める場合は、キャリブレーション開始、終了周波数をコマンドオプションで指定します。
例)

開始周波数	2420MHz
終了周波数	2490MHz
周波数ステップ	1M

コマンドライン
c:\> uhd_cal_tx_dc_offset.exe --start_freq 2420000000 --freq_stop 2490000000 --freq_step 1000000
以下は、送信 IQインバランスを補正するキャリブレーション中です。

キャリブレーションの成果

ではキャリブレーションの成果はどの程度あるのでしょうか？
USRP2 ＋ CBX で 2473MHz で試しました。
こちらがDCオフセットキャリブレーション前。
-56.99dBm 程出てしまっています。

こちらがキャリブレーション後。かなり目立ちますが、-63.75dBmにまで下がりました。
以上