NI USRP B310 发布：PCIe 直连、100 MHz 带宽、可扩 8×8

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NI USRP B310 发布：PCIe 直连、100 MHz 带宽、可扩 8×8

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随着 5G/6G、通感一体化、频谱感知和多天线通信研究不断深入，无线原型系统正从单通道、算法验证逐步走向宽带、多通道和系统级验证。

当算法进入真实射频环境，研究人员需要使用先进的算法高效处理更高带宽的信号，同时还要考虑多通道同步与相位一致性。随着实时信号处理复杂度不断提升，无线原型也需要更高速地连接 CPU、GPU 等计算资源。在边缘AI或移动的应用场景下，无线设备也需要达到更高的便携性与系统集成度，具备从实验室验证快速走向实地部署的能力。

因此，新一代 SDR 平台需要兼顾宽带射频性能、多通道扩展、高性能同步、CPU/GPU高速连接以及灵活便携的系统集成能力。在这样的需求下，NI Ettus USRP B310 应运而生。

B310 是新一代主流研究型USRP，填补了传统入门级SDR的易用性与超宽带、高频无线研究需求之间的空白，并将应用范围从科研原型与系统集成进一步拓展至边缘部署。

图1 B310 的 PCIe 插卡版与雷电Thunderbolt 3 外壳版

01先来看参数——一起认识 B310

参数来自原文「关键参数 · NI USRP B310」表格，按图转录。

02USRP B310三项重点能力

PCIe 直连让SDR融入计算系统

B310 首次在NI Ettus USRP 产品系列中引入PCIe 插卡形态。PCIe Gen2 ×4 接口允许将设备直接安装在工作站或服务器中，或集成在NVIDIA JetsonTM边缘AI模块中。数字化后的射频信号无需经过外部转接，即可直接送入主机，与 CPU、GPU 协同完成解调、检测或模型推理，适用于边缘 AI 计算平台。对于希望将射频采集与计算资源集成在同一系统中的团队，B310 支持 GPU 协同处理，并可部署于 NVIDIA Jetson 等平台，减少 IQ 数据在网络间搬运的开销，提供更直接的系统集成路径。

在实验台上，还可选用雷电 3（Thunderbolt 3）外壳版。它即插即用，可连接具备相应接口的笔记本，适合移动演示、教学与算法验证。面向定制整机，B310 另有 OEM 版本，便于集成到频谱监测或专用通信设备中。

图 2 B310 OEM版实物图

图 3 B310 PCIe 内部框图

100 MHz瞬时带宽 支持经典通信设计

瞬时带宽指设备在同一时刻能够生成或接收的信号带宽。B310 的射频频率范围为350 MHz–7.2 GHz，可覆盖主流蜂窝频段、Wi-Fi 以及通感一体化、频谱感知等研究常用的频段。在此基础上，B310 每通道最高100 MHz 的瞬时带宽，可支持3GPP 定义的100 MHz 带宽配置，适用于5G 小基站（5G Small Cell）的原型设计，也可用于n77/n78 等5G NR 的100 MHz 单载波收发及相关研究。需要说明的是，实际工作带宽还取决于频段、子载波间隔和可用频谱等系统参数，需要在系统设计中统一协调。

从 2×2 到8×8及更高为相干阵列研究扩展通道

单台 USRP B310 提供两路发射（Tx）和两路接收（Rx）射频通道，可开展 2×2 多天线 MIMO 通信验证。当实验需要更多通道时，在不依赖外部设备的条件下，最多四台B310 可扩展为 8TX + 8RX多通道MIMO系统，适用于小型 Massive MIMO、全双工、ISAC 通感一体化和多通道监测等研究，多台设备之间无需额外的时钟同步模块，只需使用专用同步线缆分发参考时钟和每秒脉冲（PPS），即可建立共同的频率与时间基准，实现多通道同步采集（见图 4）。在使用外部共享参考时钟的条件下，或使用基于GPS的同步技术，可以连接更多数量的B310设备实现更高通道数的同步接收与发送。

对于测向、波束赋形等应用，除通道数量外，通道之间的相位稳定性同样关键：如果硬件自身的相位持续漂移，就会干扰对空间信号的判断。B310 为两路射频收发通道配备 2 个独立的 LO（本地振荡器），其相位稳定度为：单台设备内部LO共享时<0.08° RMS；多设备采用USRP Sync Cable同步时<1° RMS。这一稳定度可满足信道探测（Channel Sounding）、波束赋形（Beamforming）、DOA 估计和 MIMO 多天线相干接收等相位相干类应用的需求。

图 4 四台 B310 的同步接线图。绿色线分发参考时钟，灰色线分发 PPS；业务数据仍通过每台设备各自的主机接口传输。

开放软件生态 让已有算法进入真实信号环境

作为 NI Ettus USRP B 系列的一员，B310 在主机端提供 UHD驱动支持，并兼容 C/C++、Python和 GNU Radio等开发环境，团队可沿用熟悉的工具开展主机算法开发。在 FPGA 端，B310 提供 RFNoC FPGA 开发框架，可根据吞吐率和系统时序要求实现实时 FPGA 处理，从而完成从算法仿真到低延迟、高吞吐率实时信号系统原型的快速迭代。此外，B310 后续还将提供 LabVIEW 驱动支持。

03面向科研与行业的三类应用

无线通信研发—— 从波形验证到 2×2 原型

对于高校及企业的无线研发团队，B310 可用于5G NR 物理层波形、多天线通信和信道探测等研究。典型流程如下：由主机生成或解析波形，B310 完成射频收发，再结合有线夹具、屏蔽环境或被测设备，评估调制质量和链路表现。宽带射频能力为宽带通信原型提供了硬件基础，有助于算法的快速验证与迭代。同时，团队可沿用熟悉的开发工具，把仿真中的算法放到真实射频环境中验证。

图 5 无线通信验证的概念路径

频谱监测与边缘AI ——让连续信号进入算法

在频谱占用监测、干扰排查和信号识别等场景中，B310 可将接收到的信号连续送入计算平台，由 CPU 或 GPU 完成频谱分析、事件检测和模型推理。PCIe插卡形态让信号采集与计算集成在同一设备中，减少了数据在设备间的搬运，适合工作站或经过验证的边缘 AI 平台。

图6 频谱监测与算法处理的概念路径

阵列测向与波束赋形——把多路采样变成空间信息

多副天线接收同一信号时，会产生与传播路径相关的相位差。B310 的同步扩展能力为保留这些相位差提供了硬件基础，结合阵列标定和主机算法，可开展到达角估计、数字波束赋形和无线定位等研究。这让阵列研究可以从两通道起步，逐步扩展到更多通道。

图 7 多通道测向的概念路径。多设备同步方式见图 4

从单台宽带收发到多设备阵列，从实验台连接到整机集成，B310 提供了一个可逐步扩展的开发起点，帮助研究人员更有把握地从无线研究走向真实系统。

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