USRPを開発しているEttus Researchは2010年にNational Instrumentsに買収され，
NIからもNI-USRPとして同じデバイスが販売されています．
NI-USRPのコミュニティーを探してみると，ぴったりのトピックが見つかりました．
NI Community: RF Record and Playback with NI USRP
GPS信号の記録と再生についても取り上げられており，セットアップについても
いくつかヒントがありました．
1. GPS信号のband-pass filterは必要．
2. 16dBのアクティブアンテナに加えて，30dBのアンプも追加．
3. GPSDOなど，より安定した外部クロックを入力．
4. Txのレベルは0dBのゲイン設定で-15dBm．
5. GPS信号のレベルにするには，十分なattenuationが必要．
別の実験で使用したフィルタ付きのLNAが手元にあったので，
1と2はこれで解決．
外部入力に使えそうなクロックはないので，3はあきらめます．
USRP N210は，2.5ppmのTCXOを搭載しているので，短時間での
安定性は，そこまで問題にならないように思えます．
このセットアップで，前回同様にGPS信号をファイルに記録します．
データレートは，GPS L1信号の帯域に合わせて，2.5MHzにしました．
$ ./rx_samples_to_file --file gps.bin --type short --nsamp 250000000 --rate 2500000 --freq 1575420000 --gain 30
LNAを追加したため，14ビットのADCのレンジを有効に使っています．
（クリックで拡大）
BPFのおかげで，ノイズフロアも安定しています．
（クリックで拡大）
（クリックで拡大）
さて，次はファイルに記録されたデータをGPS L1信号の周波数で送信します．
仕様上，地上でのGPS信号の受信レベルは，-130dBmとされています．
オープンスカイであれば，+20dB程度の信号が観測されるので，
Txのレベルが-110dBmになるようにattenuatorを挿入します．
これをubloxのGPS受信機に接続し，送信開始．
$ ./tx_samples_from_file --file gps.bin --type short --rate 2500000 --freq 1575420000 --gain 0
linux; GNU C++ version 4.8.2; Boost_105400; UHD_003.008.000-14-ga90a6af0
Creating the usrp device with: ...
-- Opening a USRP2/N-Series device...
-- Current recv frame size: 1472 bytes
-- Current send frame size: 1472 bytes
Using Device: Single USRP:
Device: USRP2 / N-Series Device
Mboard 0: N210r4
RX Channel: 0
RX DSP: 0
RX Dboard: A
RX Subdev: WBXv3 RX+GDB
TX Channel: 0
TX DSP: 0
TX Dboard: A
TX Subdev: WBXv3 TX+GDB
Setting TX Rate: 2.500000 Msps...
Actual TX Rate: 2.500000 Msps...
Setting TX Freq: 1575.420000 MHz...
-- Tune Request: 1575.420000 MHz
-- The RF LO does not support the requested frequency:
-- Requested LO Frequency: 1575.420000 MHz
-- RF LO Result: 1575.421245 MHz
-- Attempted to use the DSP to reach the requested frequency:
-- Desired DSP Frequency: -0.001245 MHz
-- DSP Result: -0.001245 MHz
-- Successfully tuned to 1575.420000 MHz
--
Actual TX Freq: 1575.420000 MHz...
Setting TX Gain: 0.000000 dB...
Actual TX Gain: 0.000000 dB...
Checking TX: LO: locked ...
Done!
u-centerで受信を確認してみると，見事に測位しています！
（クリックで拡大）
これでGNSS信号シミュレータに一歩近づきました．
次は，ベースバンド信号を数値的に生成して送信できるようにしよう．
【追記】メモ
NI Community: GPS Simulation with NI USRP and LabVIEW
NI White Paper: GPS Receiver Testing
NIからもNI-USRPとして同じデバイスが販売されています．
NI-USRPのコミュニティーを探してみると，ぴったりのトピックが見つかりました．
NI Community: RF Record and Playback with NI USRP
GPS信号の記録と再生についても取り上げられており，セットアップについても
いくつかヒントがありました．
1. GPS信号のband-pass filterは必要．
2. 16dBのアクティブアンテナに加えて，30dBのアンプも追加．
3. GPSDOなど，より安定した外部クロックを入力．
4. Txのレベルは0dBのゲイン設定で-15dBm．
5. GPS信号のレベルにするには，十分なattenuationが必要．
別の実験で使用したフィルタ付きのLNAが手元にあったので，
1と2はこれで解決．
外部入力に使えそうなクロックはないので，3はあきらめます．
USRP N210は，2.5ppmのTCXOを搭載しているので，短時間での
安定性は，そこまで問題にならないように思えます．
このセットアップで，前回同様にGPS信号をファイルに記録します．
データレートは，GPS L1信号の帯域に合わせて，2.5MHzにしました．
$ ./rx_samples_to_file --file gps.bin --type short --nsamp 250000000 --rate 2500000 --freq 1575420000 --gain 30
LNAを追加したため，14ビットのADCのレンジを有効に使っています．
（クリックで拡大）BPFのおかげで，ノイズフロアも安定しています．
（クリックで拡大）
（クリックで拡大）さて，次はファイルに記録されたデータをGPS L1信号の周波数で送信します．
仕様上，地上でのGPS信号の受信レベルは，-130dBmとされています．
オープンスカイであれば，+20dB程度の信号が観測されるので，
Txのレベルが-110dBmになるようにattenuatorを挿入します．
これをubloxのGPS受信機に接続し，送信開始．
$ ./tx_samples_from_file --file gps.bin --type short --rate 2500000 --freq 1575420000 --gain 0
linux; GNU C++ version 4.8.2; Boost_105400; UHD_003.008.000-14-ga90a6af0
Creating the usrp device with: ...
-- Opening a USRP2/N-Series device...
-- Current recv frame size: 1472 bytes
-- Current send frame size: 1472 bytes
Using Device: Single USRP:
Device: USRP2 / N-Series Device
Mboard 0: N210r4
RX Channel: 0
RX DSP: 0
RX Dboard: A
RX Subdev: WBXv3 RX+GDB
TX Channel: 0
TX DSP: 0
TX Dboard: A
TX Subdev: WBXv3 TX+GDB
Setting TX Rate: 2.500000 Msps...
Actual TX Rate: 2.500000 Msps...
Setting TX Freq: 1575.420000 MHz...
-- Tune Request: 1575.420000 MHz
-- The RF LO does not support the requested frequency:
-- Requested LO Frequency: 1575.420000 MHz
-- RF LO Result: 1575.421245 MHz
-- Attempted to use the DSP to reach the requested frequency:
-- Desired DSP Frequency: -0.001245 MHz
-- DSP Result: -0.001245 MHz
-- Successfully tuned to 1575.420000 MHz
--
Actual TX Freq: 1575.420000 MHz...
Setting TX Gain: 0.000000 dB...
Actual TX Gain: 0.000000 dB...
Checking TX: LO: locked ...
Done!
u-centerで受信を確認してみると，見事に測位しています！
（クリックで拡大）これでGNSS信号シミュレータに一歩近づきました．
次は，ベースバンド信号を数値的に生成して送信できるようにしよう．
【追記】メモ
NI Community: GPS Simulation with NI USRP and LabVIEW
NI White Paper: GPS Receiver Testing
