Programmierbare Digitalhardware für Ausbildung im Bereich HF- und Nachrichtentechnik

02. März 2012 – National Instruments stellt mit der programmierbaren Digitalhardware NI USRP-2920 und NI USRP-2921 eine neue Plattform für eine praxisorientierte Ausbildung mit realen Signalen im Bereich der HF- und Nachrichtentechnik vor. Bislang wurde die Theorie an Hochschulen etwa mithilfe computerbasierter Simulationen gefestigt. Die neue Plattform besteht aus der Hardware NI Universal Software Radio Peripheral (USRP™), der Software NI LabVIEW und Kursmaterial für Laborversuche.

„USRP ist in den letzten Jahren an Universitäten als Werkzeug für die Forschung auf den Gebieten Software-Defined Radio und Cognitive Radio immer populärer geworden“, berichtet Thad Welch, PhD, Professor an der Boise State University. „Durch LabVIEW und kursspezifisches Labormaterial trägt NI USRP dazu bei, das theoretische Wissen der Studenten über HF- und Nachrichtentechnik durch praktische Experimente zu verbessern.“

Mithilfe dieser Plattform können Studenten sich jetzt eingehend mit der Verbindung zwischen abstrakter mathematischer Theorie und praxisnaher Implementierung befassen sowie dazu praktische Experimente mit einem funktionierenden Kommunikationssystem durchführen. Die NI-USRP-Module verfügen über ein über Software einstellbares Front-End, das Frequenzen im Bereich der ISM-Bänder von 50 MHz bis 2,2 GHz bzw. von 2,4 bis 5,8 GHz bietet. Die Hardware integriert auch einen über Software rekonfigurierbaren HF-Transceiver mit High-Speed-A/D- und -D/A-Wandlern. Dadurch können die Basisbandsignale I und Q über Gigabit Ethernet mit bis zu 20 MS/s an einen Host-PC übertragen werden, um in Echtzeit auf das Spektrum zugreifen zu können.

NI-USRP-Technologie hat sich bereits als ideal für den Einsatz im Labor erwiesen, wo sie von Studenten der Stanford University als Bestandteil eines Pilotkurses im Fachbereich Elektrotechnik genutzt wurde. Im Frühjahr 2011 wurden in diesem Rahmen technische Konzepte anhand von praktischen Projekten beleuchtet, in denen die Studenten ein vollständiges Kommunikationssystem entwarfen.

„Wir möchten, dass Studenten möglichst frühzeitig mit realen Signalen arbeiten“, so Sachin Katti, Dozent für Elektrotechnik und Informatik an der Stanford University. „Mit NI USRP und LabVIEW schaffen wir dies nun erstmals bereits in Einführungskursen zur HF- und Nachrichtentechnik, so dass sowohl das Vermitteln als auch das Erlernen theoretischer Konzepte mehr Tiefe erhalten.“

Lehrende können die NI-USRP-Plattform in Kursen sowie zur Vermittlung von Themen wie digitale Informationsübertragung, Entwurf von Kommunikationssystemen, Antennentheorie, digitale Modulation, Drahtloskommunikation, Software-Defined Radio, Digitalsignalverarbeitung und Informationstheorie nutzen. Des Weiteren dient die neue USRP-Plattform für Ausbildung und Lehre als erweiterbare Lösung für Kommunikationsexperimente, Forschung und Rapid Prototyping.