隨著無線通信、雷達探測和電子偵察等技術的發展，多通道信號同步采集的需求日益突出。我司基于8臺USRP-LW N321設備，構建了一套高精度十六路通道信號同步采集系統，該系統通過并行采集與精確時頻對齊，可為空間譜測向和MIMO系統等關鍵應用提供支持。
一、系統描述
十六通道信號同步采集系統基于國產USRP-LW N321平臺搭建，主要由USRP-LW N321、主控機、交換機、時鐘源OctoClock-LW-G、信號發生器組成。
我們在此系統中使用了8臺USRP-LW N321設備（共16通道），所有設備通過萬兆光纖接入交換機，并由OctoClock-LW-G時鐘源提供同步信號；并采用信號發生器輸出的本振信號經功分器分配至各設備，確保16通道相位一致性優于1°；通過百G光纖連接的主控機實現實時監測與數據采集，從而為后續科研分析提供完整的高精度同步信號數據，如高精度空間譜測向或MIMO多發多收系統設計。
二、系統組成
（1）USRP-LW N321：可編程SDR
采用USRP-LW N321作為該方案的射頻前端，覆蓋3MHz到6GHz的頻率范圍。每通道可提供高達200MHz的瞬時帶寬。憑借其高精度同步接口、分布式架構支持及靈活的可編程性，成為構建多通道同步采集系統的理想選擇。
分布式系統支持：基于網絡架構設計，適合大規模、分布式部署，可靈活擴展通道數量，提供高可靠性和容錯能力。
高精度同步能力：支持10MHz時鐘參考和PPS時間參考，確保多臺設備間的時鐘嚴格對齊；提供 外部 TX/RX LO（本振）輸入，實現多通道間的相位相干性。
（2） 主控機
建議采用配備100G加速卡的高性能服務器作為主控機，其強大的處理能力可高效完成射頻前端基帶信號的實時處理，同時確保高速數據傳輸，為復雜系統原型開發和理論驗證提供可靠保障。
（3）OctoClock-LW-G時鐘源
采用OctoClock-LW-G時鐘源，為可編程射頻前端提供10MHz、PPS參考，實現多臺USRP-LW N321間的時鐘和觸發信號的同步。
（4）信號發生器
由信號發生器產生外部本振信號并通過功分器將信號分成八路作為八臺 USRP-LW N321 的本振輸入，保證各 USRP 設備的本振信號源自同一基準，確保本振信號的相位嚴格同步。
（5）交換機
由于系統由8臺USRP-LW N321設備組成，因此使用交換機來連接服務器與USRP設備，實現數據傳輸。交換機通過萬兆光纖連接多臺USRP-LW N321，通過100G光纖連接服務器。
三、系統拓撲及連接
（1）CLK和PPS觸發的連接
LW OctoClock時鐘源為系統提供8路10MHz時鐘信號和8路PPS同步信號。連接時鐘源的10MHz輸出口到USRP-LW N321的REF IN端口；連接時鐘源的PPS OUT口到USRP-LW N321的PPS IN端口。
（2）本振連接
將高穩定度信號源通過1:8功分器分配至八臺USRP-LW N321的LO輸入端口，通過等長電纜布線確保信號傳輸一致性。從而建立全系統頻率/相位/時間三重同步。
（3）數據的連接
來自可編程射頻前端的信號數據通過SFP+萬兆網口傳輸至服務器。
（4）射頻的連接
每臺USRP-LW N321設備支持兩個接收通道和兩個發射通道，各射頻通道通過射頻線纜連接到天線，天線按照一定規律排列成天線矩陣。
四、規格參數
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記錄信號頻率范圍：3MHz -6GHz（非同步）、450M-6GHz（同步）；
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錄制信號帶寬：3dB帶寬最高200MHz、采樣率最高250Msps、支持的采樣率為主時鐘整數倍下分（主時鐘可選頻率為200 MHz, 245.76 MHz, 250 MHz）；
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通道數：標準產品16通道、可根據需求定制更多通道數；
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大存儲空間： 64TB SSD硬盤存儲（在16通道、單通道122.88Msps采樣率條件下的記錄時長2小時）；
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相位同步：支持MIMO 、空間譜測向等需要多通道相位同步的無線電系統（相位一致性：1°以內）；
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可視化分析：實時頻譜圖（最大值，短時平均值，余暉頻譜），瀑布圖等；
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內置GPSDO模塊可精準記錄采集時的地理位置和時間信息；
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純二進制IQ數據文件, 方便 MATLAB或者其他軟件進行分析；
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可長時錄制, 選擇回放所關注的一小段時間的信號。
五、信號采集軟件界面
六、系統擴展性
（1）通道數擴展
系統基于分布式架構設計，可通過增加USRP-LW N321設備數量實現通道數的線性擴展。當前16通道配置（8臺設備）可輕松升級至32通道（16臺設備）或更高，只需相應增加交換機端口和時鐘分配單元即可。
（2）SDR設備升級
系統支持更換不同性能的SDR設備，用戶可根據具體測試需求選擇更高帶寬、多種頻段、更低噪聲系數或更高動態范圍的產品。比如：八通道高性能通用軟件無線電相參設備LW820等。
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