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LW-X410 PLUS(相参版)四通道软件无线电平台
1 MHz–7.2 GHz(可扩展至 8 GHz) · 4 通道独立收发 · 每通道 400 MHz 瞬时带宽 · 12 位 ADC / 14 位 DAC · 相位一致性优于 1° · Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC ZU28DR
产品简介
LW-X410 PLUS 是武汉珞光电子为高阶相参应用设计的新一代四通道软件无线电平台。基于 Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC 架构,集成四核 ARM 处理器及高精度 12 位 ADC / 14 位 DAC,具备 1 MHz–7.2 GHz(可调谐至 8 GHz) 宽频段覆盖能力,并采用 4 通道独立收发、每通道 400 MHz 瞬时带宽设计。
该平台是 LW-X410 的相位相参进阶版本,其核心突破在于采用本振共享技术(LO Sharing),结合原有的两级超外差架构,实现多通道间相位一致性优于 1°。这一设计使其能够直接支持相控阵雷达、大规模 MIMO 系统、波束成形及相干接收等对相位一致性要求严苛的应用场景。
在接口与系统支持方面,LW-X410 PLUS 延续了双 100 GbE QSFP28 高速数据接口,并配备完整的调试与同步功能,兼容 LabVIEW、GNU Radio 等开发环境,为雷达、电子战、先进通信系统等领域的研发与测试提供兼具大带宽、多通道与高相位一致性的硬件平台。
核心参数
• 通道配置:4 通道独立收发,每个通道支持 1 MHz–7.2 GHz 独立频点设置
• 频率范围:1 MHz–7.2 GHz,可调谐至 8 GHz,频率步进 < 1 Hz
• 瞬时带宽:每通道 400 MHz
• IQ 采样率:高达 500 MS/s
• ADC/DAC 分辨率:12 bits ADC / 14 bits DAC(RF-ADC 12 位 4 GSPS、RF-DAC 14 位 6.5 GSPS)
• 相位相参:支持相位同步,单机内部通道/多机间相位稳定性 < 1° RMS
• 主芯片:Xilinx Zynq UltraScale+ ZU28DR RFSoC,内置四核 ARM 处理器
• 数据接口:2 个 QSFP28(10/100 GbE)+ 1 个 PCIe Gen3 x8 + 1 个千兆以太网电口
• 同步方式:支持外接时钟参考和 PPS 时间参考(内置 GPSDO),并支持外部 TX / RX 本振信号(LO)输入
• 开发框架:RFNoC FPGA 开发框架,兼容 LabVIEW、GNU Radio 等开发环境
• 整机形态:28.5 × 22.2 × 4.4 cm,供电 12 V DC / 最大 16 A
架构与特性
LO Sharing 本振共享设计
• LW-X410 PLUS 采用 LO Sharing 设计,通过自主设计的发射端本振共享同步板和接收端本振共享同步板为四路射频通道提供共享本振信号,实现通道间的相位同步。
• 同时支持外部 TX 和 RX 本振信号的输入和输出,以实现多设备间的相位相干同步,单机内部通道/多机间相位稳定性优于 1° RMS。
• 分布式部署优势:通过创新的本振共享架构实现多设备间精确的相位同步,可构建超大规模分布式 MIMO 系统,支持 5G/6G、雷达等复杂无线系统的开发验证与测试应用。
• 16 × 16 MIMO 本振分配:由四台 LW-X410 PLUS 设备级联,本振分配使全部 Tx 和 Rx 同步到同一本振,由第一台设备作为本振分配根设备,为其它设备提供 TX LO 和 RX LO 参考输入,物料链路上保证十六通道相位相干同步。
高性能射频
• 宽频段覆盖:频率范围从 1 MHz–7.2 GHz(可调谐至 8 GHz),这一宽广的覆盖范围使设备能够支持从低频到高频的多种无线通信标准和应用场景。
• 大瞬时带宽:每个通道高达 400 MHz 的瞬时带宽,能够处理大量数据流,适合于宽带信号处理;用户可利用更宽的通道实现通道绑定和载波聚合,获得更高的数据吞吐量。
• 高精度 ADC/DAC:XCZU28DR 内部集成 4 个 RF-ADC 和 RF-DAC 子系统,其中 RF-ADC 为 12 位 4 GSPS 采样率的高精度高速 ADC,RF-DAC 为 14 位 6.5 GSPS 采样率的高精度 DAC。
• 超外差架构:射频前端架构采用 3 GHz 以下的超外差两级转换(提高信号质量)和 3 GHz 以上的单级转换(优化高频性能),配合滤波和功率电平控制,提供高保真信号发射和接收。
高性能基带
• 基于 Xilinx Zynq UltraScale+ ZU28DR RFSoC 芯片构建,采用异构处理架构,集成 ARM Cortex-A53 四核处理器和 Cortex-R5 双核实时处理器,搭配 UltraScale+ 可编程逻辑资源,能实现高效多线程处理与定制化功能。
• 配备三组 DDR4 内存模块:板载 PS DDR4 为 4 GB 64 bit,PL DDR4 为 2 × 4 GB 64 bit,工作速率 2400 MT/s,充分满足高带宽、低延迟的数据吞吐需求。
• FPGA 资源:系统逻辑单元 930k、可编程逻辑单元(LUTs)425,280、DSP 切片 4,272、Block RAM 38 Mb、UltraRAM 22.5 Mb、分布式 RAM 13.0 Mb。
全独立多通道设计
• 独立调谐能力:具有 4 个独立的 TX 和 RX 通道,每个通道支持 1 MHz–7.2 GHz 独立频点设置,各通道可同时工作在完全不同的频段,实现频分双工(FDD)应用或同时模拟多个信号。
• 多通道并行收发:借助 GNU Radio 和 UHD 等开源工具链,用户可通过软件设置每个通道的中心频率、带宽、增益等参数,灵活控制各通道的信号发射和接收,在电子战、频谱监测等场景中具有显著优势。
• 通道数扩展:对于通道数更多并需要精确时间对齐的应用(例如大规模 MIMO),可以使用 GPSDO、PPS 生成、外部参考时钟同步来同步多个设备。
高速数据传输与同步
• 大数据传输能力:提供两个支持 100 GbE 的 QSFP28 接口,通过它们实现高速数据流传输。
• 丰富的调试接口:包括 GPIO 接口、JTAG、1GbE 以太网口和 Type C USB to PS 主机接口。
• 同步与时钟:具有灵活的同步架构,支持 10 MHz 时钟参考、PPS 时间参考、外部 TX 和 RX 本振信号(LO)输入以及 GPSDO,可实现相位相干 MIMO 测试平台。
• 支持频率扩展:可配合深度定制的毫米波扩展模块,将中频信号升频到毫米波频段,帮助用户快速组建毫米波系统,支持面向未来 6G 标准的技术探索与验证。
正面板接口定义
• DB 0 / DB 1 射频接口:RF 0 与 RF 1 各提供 TX/RX 0(发射/接收通道)和 RX 1(接收通道),均为 50 Ω 阻抗的 SMA(母头)接口
• TX LO1 / TX LO2:发射本振组,其中 OUT0、OUT1、OUT2、OUT3 为发射本振输出接口;IN0、IN1 为发射本振输入端口
• RX LO1 / RX LO2:接收本振组,其中 OUT0、OUT1、OUT2、OUT3 为接收本振输出接口;IN0、IN1 为接收本振输入端口
• GPIO 0 / GPIO 1:采用 HDMI 接口,每个接口可独立配置 1.8 V(默认)/ 2.5 V / 3.3 V 输出电压
背面板接口定义
• iPass + zHD:PCIe Gen3 x8 接口,提供与主机 PC 的 PCIe 连接,该接口仅支持二次开发
• QSFP28:2 个 QSFP28 接口(10/100 GbE)
• SMA 接口:GPS ANT(GPS 天线接口)、REF IN(参考时钟输入端口,最大输入功率 15 dBm)、PPS IN(PPS 输入端口)、TRIG IN/OUT(触发输入/输出端口)
• POWER:外部直流电源接口,支持 12 V、16 A 输入
• CONSOLE JTAG:USB Type-C 接口,用于连接主机与设备 FPGA 进行开发和调试
• USB to PS:USB Type-C 2.0 接口,可将外设(如 USB 大容量存储设备)连接至处理系统(PS)
• ETHERNET:10/100/1000M RJ45 以太网接口,与板载 PS 系统连接,支持 SSH 方式连接 PS
• 指示灯:LED 0(处理器运行状态)、LED 1(FPGA 程序加载状态)、LED 2(存储活动状态)和 PWR 电源指示灯(含正常/错误/待机三种供电状态)
典型应用
• 5G/6G 通信研究:Massive MIMO 原型验证;5G FR2 频段研究 —— 配合毫米波扩展模块可扩展至 5G FR2 频段
• 雷达与电子战系统:相控阵雷达 —— 多通道的相位一致性,提高目标检测分辨率;电子侦察与干扰 —— 多通道协同干扰或信号侦测
• 分布式无线测试平台:多设备级联同步 —— 多台 LW-X410 PLUS 可通过 LO 级联构建超大规模射频系统,适用于 5G OTA 测试、信道仿真等场景;6G 通信感知一体化 —— 相位相干性可提升环境感知精度
• 频谱监测与流盘:宽频段实时频谱分析 —— 1 MHz–7.2 GHz 覆盖(可扩展至 44 GHz);数据流盘 —— 通过两个可配置的 QSFP28 端口实现高吞吐率数据交换和数据流盘回放
• MIMO 测试:相参多通道采集与波束成形验证
资源下载
本页技术指标整理自上述官方资料,实际配置以厂商最新规格书为准。
详细指标请见 LW-X410 PLUS 详细指标页。
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