USRP Nシリーズで外部トリガに同期して送受信タイミングを合わせる

1台のUSRP Nシリーズで送受信を同時に開始するために、USRPのPPSINにOctoclockのPPSOUTを入れて、同時に開始できるか確認します。

実験環境

USRP	NI USRP-2922
LabVIEW	2015 SP1 32bit
トリガソース	Octoclock

USRPのTX/RXポートとRX2をSMAでループバック接続。
スタートトリガ発信源は、Function Generatorでも何でも良いと思われますが、今回はOctoclock PPS Outを使用します。
OctoClockはInternal Clockで動作させ、OctoclockのPPSOUTとUSRP PPSINをSMAケーブルで接続します。

ソフトウェア

ソースコードはこちら。

動作内容は、USRP RXを初期化した後USRP TXを初期化し、それぞれにスタートトリガの時間とPPS OUTを設定します。その後、送受信を開始し、受信したデータをグラフ表示します。

実行イメージ

送受信結果

以下画像の、グラフ上段が送信データ。グラフ下段が受信データです。

IQ Rate	1MS/s
中心周波数	1GHz
送信データ	CW信号(1KHz) 10000サンプル分＝10ms (分かりやすいように、CW信号の後半は振幅半分)
受信サイズ	20000サンプル = 20ms (CW前後の波形も見られるように20000サンプルを受信するように設定)

きっちり10000サンプルが送受信されているので、送受信タイミングは同期して居ることが分かります。
何度か実行しても開始位置はずれることなく実行できたので、PPSで同期して開始していると思われます。

送信タイミングを500us遅くする

送信開始時の瞬間が分かるように、送信タイミングを500us遅くしました。
正しく送信波形が送られているようです。

受信波形の右肩上がりの原因は？

受信波形を見るとCW信号が右肩上がりになっています。これは一体なんでしょうか？

まず送信側と受信側のどちらが原因か？を切り分けます。
送信信号を分配して、リファレンスクロックで同期したNI VSTで受信した波形が以下の画像です。(Octoclock 10MHz RefをUSRPとVSTに入れて同期させている)
送信データとほぼ同じ安定した波形を受信している事が分かります。よって送信側は問題なさそうです。

受信側が悪そうです。
ではどの程度で受信側は安定するのでしょうか？先ほどの10倍である100msをUSRP同士で送受信してみました。

すると以下の画像の用になりました。
幅は100msなので、安定するまで35～40ms程度掛かっているようです。厳密に計測する場合、立ち上がり40ms程度のデータは使用しない方が良さそうです。

ちなみに高精度RFモジュールの NI PXIe-5646Rは、3us程で立ち上がってますので桁が違いますね。

  

異常

以下は、中心周波数915Mで実行した場合の波形です。
1回目と2回目の実行時で波形が異なっています。
どうも915Mや901Mのように中途半端な中心周波数の場合、理由は不明だが初期位相が毎回異なってしまうようです。
1Gや2G、900Mなどぴったりの中心周波数は平気ですが・・・

1回目

2回目

以上、ドルフィンシステム福島でした。