`nearlink_sdr.phy.usrp`¶

USRP E310 硬件接口层。

封装 UHD Python API, 提供针对 SparkLink SLE 标准优化的 USRP 设备管理、 TX/RX 流接口以及与现有 PHY 模块的集成 Pipeline。

硬件参数 (USRP E310 / AD9361):

频率范围: 70 MHz - 6 GHz
最大带宽: 56 MHz
ADC/DAC: 12-bit
RX 增益范围: 0 - 76 dB
TX 增益范围: 0 - 89.75 dB
天线端口: TX/RX, RX2

Module Contents¶

Classes¶

`RXStream`	USRP 接收流接口。
`SLETransceiver`	SparkLink SLE 实时收发 Pipeline。
`TXStream`	USRP 发射流接口。
`USRPConfig`	USRP 设备配置参数。
`USRPDevice`	USRP E310 设备管理。

Functions¶

uhd_available

检查当前环境是否安装了 UHD 驱动。

Data¶

`DEFAULT_CPU_FORMAT`
`DEFAULT_WIRE_FORMAT`
`E310_ADC_BITS`
`E310_BW_MAX_HZ`
`E310_FREQ_MAX_HZ`
`E310_FREQ_MIN_HZ`
`E310_RX_GAIN_MAX`
`E310_RX_GAIN_MIN`
`E310_TX_GAIN_MAX`
`E310_TX_GAIN_MIN`
`SLE_BANDWIDTHS_MHZ`

API¶

nearlink_sdr.phy.usrp.DEFAULT_CPU_FORMAT¶: 'fc32'

nearlink_sdr.phy.usrp.DEFAULT_WIRE_FORMAT¶: 'sc16'

nearlink_sdr.phy.usrp.E310_ADC_BITS¶: 12

nearlink_sdr.phy.usrp.E310_BW_MAX_HZ¶: 56000000.0

nearlink_sdr.phy.usrp.E310_FREQ_MAX_HZ¶: 6000000000.0

nearlink_sdr.phy.usrp.E310_FREQ_MIN_HZ¶: 70000000.0

nearlink_sdr.phy.usrp.E310_RX_GAIN_MAX¶: 76.0

nearlink_sdr.phy.usrp.E310_RX_GAIN_MIN¶: 0.0

nearlink_sdr.phy.usrp.E310_TX_GAIN_MAX¶: 89.75

nearlink_sdr.phy.usrp.E310_TX_GAIN_MIN¶: 0.0

nearlink_sdr.phy.usrp.SLE_BANDWIDTHS_MHZ¶: (1.0, 2.0, 4.0)

class nearlink_sdr.phy.usrp.RXStream(device: nearlink_sdr.phy.usrp.USRPDevice)[源代码]¶

USRP 接收流接口。

管理 RX streamer 的生命周期, 提供定量接收和连续接收方法。

Initialization

open(samps_per_buffer: int = 1000)[源代码]¶

创建 RX streamer 并分配接收缓冲区。

参数:: samps_per_buffer -- 每次 recv 调用的缓冲区大小。

recv_num_samps(num_samps: int) → numpy.ndarray[源代码]¶

接收指定数量的样本。

参数:: num_samps -- 要接收的样本数。
返回:: 复基带样本数组, shape (num_samps,), dtype=complex64。

start_continuous()[源代码]¶: 启动连续接收模式。

recv_once() → numpy.ndarray[源代码]¶

在连续模式下接收一个缓冲区的样本。

返回:: 接收到的样本, 长度可能小于缓冲区大小。

stop_continuous()[源代码]¶: 停止连续接收。

close()[源代码]¶: 关闭 RX streamer。

class nearlink_sdr.phy.usrp.SLETransceiver(device: nearlink_sdr.phy.usrp.USRPDevice)[源代码]¶

SparkLink SLE 实时收发 Pipeline。

将 USRP 设备与 PHY 调制/解调模块集成, 提供帧级收发功能。支持跳频操作。

Initialization

open(rx_buf_size: int = 1000)[源代码]¶: 初始化收发流。

transmit_iq(iq_samples: numpy.ndarray) → int[源代码]¶

发射预调制的 IQ 样本。

参数:: iq_samples -- 复基带信号。
返回:: 实际发射的样本数。

receive_iq(num_samps: int) → numpy.ndarray[源代码]¶

接收指定数量的 IQ 样本。

参数:: num_samps -- 要接收的样本数。
返回:: 接收到的复基带信号。

transmit_frame(frame_bits: numpy.ndarray, modulate_fn: collections.abc.Callable[[numpy.ndarray], numpy.ndarray]) → int[源代码]¶

调制并发射一帧。

参数:

frame_bits -- 帧比特序列。
modulate_fn -- 调制函数, 接收比特数组, 返回 IQ 样本。

返回:

实际发射的样本数。

receive_frame(num_samps: int, demodulate_fn: collections.abc.Callable[[numpy.ndarray], numpy.ndarray]) → numpy.ndarray[源代码]¶

接收并解调一帧。

参数:

num_samps -- 接收样本数。
demodulate_fn -- 解调函数, 接收 IQ 样本, 返回比特数组。

返回:

解调后的比特序列。

hop_and_transmit(channel_num: int, iq_samples: numpy.ndarray, band: str | None = None) → int[源代码]¶

跳频后发射。

参数:

channel_num -- 目标信道号。
iq_samples -- 要发射的 IQ 样本。
band -- 频段标识, None 沿用当前配置。

返回:

实际发射的样本数。

hop_and_receive(channel_num: int, num_samps: int, band: str | None = None) → numpy.ndarray[源代码]¶

跳频后接收。

参数:

channel_num -- 目标信道号。
num_samps -- 接收样本数。
band -- 频段标识, None 沿用当前配置。

返回:

接收到的 IQ 样本。

close()[源代码]¶: 关闭所有收发流。

property device: nearlink_sdr.phy.usrp.USRPDevice¶

property is_open: bool¶

class nearlink_sdr.phy.usrp.TXStream(device: nearlink_sdr.phy.usrp.USRPDevice)[源代码]¶

USRP 发射流接口。

管理 TX streamer 的生命周期, 提供帧级发射方法。

Initialization

open()[源代码]¶: 创建 TX streamer。

send(samples: numpy.ndarray) → int[源代码]¶

发射一帧 IQ 样本。

参数:: samples -- 复基带样本, dtype=complex64, shape (N,)。
返回:: 实际发射的样本数。

send_continuous(samples: numpy.ndarray, num_repeats: int = 1) → int[源代码]¶

连续发射, 重复指定次数。

参数:

samples -- 单帧 IQ 样本。
num_repeats -- 重复次数。

返回:

总发射样本数。

close()[源代码]¶: 关闭 TX streamer。

class nearlink_sdr.phy.usrp.USRPConfig[源代码]¶

USRP 设备配置参数。

变量:

device_args -- UHD 设备地址参数, 空字符串表示自动发现。
channel_num -- SLE 射频信道号。
band -- 频段标识 ("2400" / "5100" / "5800")。
sample_rate_hz -- 采样率 (Hz)。
rx_gain_db -- 接收增益 (dB)。
tx_gain_db -- 发射增益 (dB)。
bandwidth_hz -- 前端模拟滤波器带宽 (Hz), 0 表示不设置。
rx_antenna -- 接收天线端口名称。
tx_antenna -- 发射天线端口名称。
clock_source -- 参考时钟源。
time_source -- PPS 时间源。
cpu_format -- 主机端样本格式。
wire_format -- 线缆端样本格式。
num_recv_frames -- 接收缓冲区帧数, 增大可减少溢出。
stream_timeout_s -- 流操作超时时间 (秒)。

device_args: str = <Multiline-String>¶

channel_num: int¶: 0

band: str¶: None

sample_rate_hz: float¶: 1000000.0

rx_gain_db: float¶: 30.0

tx_gain_db: float¶: 20.0

bandwidth_hz: float¶: 0.0

rx_antenna: str¶: 'RX2'

tx_antenna: str¶: 'TX/RX'

clock_source: str¶: 'internal'

time_source: str¶: 'internal'

cpu_format: str¶: None

wire_format: str¶: None

num_recv_frames: int¶: 512

stream_timeout_s: float¶: 3.0

validate()[源代码]¶: 校验配置参数有效性。

property center_freq_hz: float¶: 根据信道号和频段计算中心频率 (Hz)。

property bandwidth_mhz: float¶: 带宽 (MHz)。

class nearlink_sdr.phy.usrp.USRPDevice(config: nearlink_sdr.phy.usrp.USRPConfig | None = None, use_mock: bool = False, loopback: nearlink_sdr.phy.usrp.LoopbackBuffer | None = None)[源代码]¶

USRP E310 设备管理。

封装 UHD MultiUSRP 对象, 提供 SLE 标准所需的设备配置和控制接口。无硬件时自动使用 MockUSRP。

Initialization

初始化 USRP 设备。

参数:

config -- 设备配置, None 时使用默认配置。
use_mock -- 强制使用 MockUSRP。
loopback -- 环回缓冲区, 仅 Mock 模式有效。

tune_channel(channel_num: int, band: str | None = None)[源代码]¶

切换到指定 SLE 射频信道。

参数:

channel_num -- 射频信道号。
band -- 频段标识, None 沿用当前配置。

set_rx_gain(gain_db: float)[源代码]¶: 设置 RX 增益。

set_tx_gain(gain_db: float)[源代码]¶: 设置 TX 增益。

set_sample_rate(rate_hz: float)[源代码]¶: 设置收发采样率。

property config: nearlink_sdr.phy.usrp.USRPConfig¶

property usrp¶: 获取底层 UHD/Mock 设备对象。

property is_mock: bool¶

status_string() → str[源代码]¶: 返回可读的设备状态摘要。

nearlink_sdr.phy.usrp.uhd_available() → bool[源代码]¶: 检查当前环境是否安装了 UHD 驱动。

nearlink_sdr.phy.usrp¶

Module Contents¶

Classes¶

Functions¶

Data¶

API¶

`nearlink_sdr.phy.usrp`¶