LW-X310
产品信息
一、产品简介
LW-X310 是一款性能卓越、定位于高端的下一代软件定义无线电设备。其数字处理核心采用 Xilinx Kintex-7 410T FPGA（406K 逻辑单元 / 1,540 乘法器），提供包括射频前端、DDR3 内存及主机接口在内的高速互连。FPGA 通过 UHD 框架预置了数字上下变频（DDC/DUC）、精细频率调谐等 DSP 模块，用户可利用富余的 FPGA 资源结合 RFNoC 开发框架实现自定义实时信号处理。
LW-X310 支持插入两块独立射频子板，实现 2 发 2 收全双工 MIMO，频率覆盖 DC 至 6GHz（最高可扩展至 44GHz），单通道瞬时带宽可达 160MHz。设备提供 PCIe x4、双 SFP+ 万兆网口等丰富的高速接口，本机支持 200MSps（16-bit）全双工数据流传输，是 5G/6G 通信研究、频谱监测、MIMO 测向等高端应用的优先选择平台。
二、产品优势
旗舰级 Kintex-7 FPGA：采用 Xilinx Kintex-7 XC7K410T，406K 逻辑单元、28,620Kb Block RAM、1,540 个乘法器，200MHz 系统时钟，FPGA 资源为 N210 的 7.7 倍，数据流带宽 200MSps 为 N210 的 8 倍。
模块化射频子板：双独立子板插槽，支持 LFRX/LFTX-LW（DC~30MHz）、UBX-LW 40/160（10MHz~6GHz）、TwinRX-LW（双通道超外差接收）等多种子板，覆盖 DC~44GHz 全频段，灵活适配不同应用场景。
160MHz 超大瞬时带宽：单通道最大 160MHz 瞬时带宽，14-bit 200MSps ADC + 16-bit 800MSps DAC，满足宽带信号实时采集与回放需求。
三路 200MSps 高速接口：标配 PCIe x4（延迟约 10μs） + 双 SFP+ 万兆以太网端口，均支持 200MSps 全双工 16-bit 数据流，兼顾低延迟与高带宽网络传输。
自定义任意采样率：珞光自主研发 FPGA 重采样模块，突破 UHD 原生采样率限制，支持主时钟小数倍分频，显著提升系统配置灵活性。
精密时钟同步体系：内置 GPSDO（锁定精度优于 50ns 全局定时对齐），支持 10MHz REF IN/OUT 及 PPS/TRIG IN/OUT，满足多设备 MIMO 阵列和分布式系统的纳秒级同步。
GPIO 扩展与 JTAG 调试：前面板 GPIO 接口支持控制外部放大器、开关等组件，USB JTAG 接口提供 FPGA 编程、硬件调试和排查能力，加速开发进程。
大规模 MIMO 能力：搭配两张 TwinRX-LW 子板可实现 4 路高精度相位同步接收通道（每通道 80MHz），与 UBX-LW 子板配合可支持全双工 2×2 MIMO 及测向应用。
国产化替代兼容 UHD 生态：无缝适配开源 UHD 代码库和 RFNoC 开发框架，兼容 GNU Radio、MATLAB、LabVIEW，支持 Windows / Linux / macOS 跨平台开发。
重构 N210 性能基准：相比上一代 N210 平台，逻辑单元 7.7×、BRAM 12.6×、乘法器 12.2×、数据流带宽 8×，全面升级至高端研究级水准。
三、规格参数
1. 型号总览
型号 | FPGA | 逻辑单元 | 乘法器 | Block RAM | 通道 | 母板频率 | 最大带宽 |
LW-X310 | XC7K410T | 406K | 1,540 | 28,620Kb | 2T2R（子板定义） | DC~6GHz（可扩至44GHz） | 160MHz/通道 |
2. 转换模块参数
参数 | 指标 |
ADC 采样速率（最大） | 200MSps |
ADC 分辨率 | 14 bits |
DAC 采样速率 | 800MSps |
DAC 分辨率 | 16 bits |
与主机最大速率（16b） | 200MSps |
本振精度 | 2.5ppm |
未锁定 GPSDO 精度 | 20ppb |
3. 搭配 UBX-LW 160 子板时射频性能
参数 | 指标 |
单边带镜像/本振抑制 | -35 / 50dBc |
1GHz @10kHz 相位噪声 | -108dBc/Hz |
3.6GHz @10kHz 相位噪声 | -102dBc/Hz |
1GHz 输出功率 | 20dBm |
2.4GHz 输出功率 | 20dBm |
5.8GHz 输出功率 | 7dBm |
输入三阶截取点（IIP3） | 0dB |
噪声系数 | 8dB |
4. 可选射频子板
子板型号 | 频率范围 | 最大带宽 | 通道 | 特点 |
LFRX-LW | DC ~ 30MHz | 30MHz | 2Rx | 低成本，ADC 直通，实/正交信号 |
LFTX-LW | DC ~ 30MHz | 30MHz | 2Tx | 高速运放，可独立或 I/Q 对输出 |
UBX-LW 40 | 10MHz ~ 6GHz | 40MHz | 1Tx+1Rx | 全双工，相干相位对齐，适用 MIMO |
UBX-LW 160 | 10MHz ~ 6GHz | 160MHz | 1Tx+1Rx | 超大带宽，全双工，适用 MIMO/测向 |
TwinRX-LW | 10MHz ~ 6GHz | 80MHz/通道 | 2Rx | 超外差接收，高端相位同步，适用频谱监测/测向 |
5. FPGA 性能对比（vs N210）
参数 | LW-X310（Kintex-7 410T） | LW-N210（Spartan-3A 3400A） | 提升倍数 |
逻辑单元 | 406K | 53K | 7.7× |
存储单元（BRAM） | 28,620Kb | 2,268Kb | 12.6× |
乘法器数量 | 1,540 | 126 | 12.2× |
时钟速率 | 200MHz | 100MHz | 2× |
数据流带宽（16-bit） | 200MS/s | 25MS/s | 8× |
6. 接口与连接
接口名称 | 类型 | 说明 |
SFP+ 端口 0 | 1G ETH | 千兆以太网，25MS/s 全双工 |
SFP+ 端口 1 | 10G ETH | 万兆以太网，200MS/s 全双工 |
PCIe x4 | 有线 PCIe | 200MS/s 全双工，延迟约 10μs |
REF IN / REF OUT | SMA | 10MHz 参考时钟输入/输出 |
PPS / TRIG IN | SMA | 外部 PPS 信号 / 触发信号输入 |
PPS / TRIG OUT | SMA | PPS 信号 / 触发信号输出 |
GPS ANT | SMA | GPS 天线，3.3V DC |
GPIO（AUX I/O） | 前面板连接器 | 通用数字 I/O，控制外部组件 |
JTAG | USB | USB-JTAG 编程器，FPGA 编程/调试 |
RF A / RF B | SMA ×4 | 每通道 TX/RX + RX2 |
7. 供电与物理参数
参数 | 指标 |
直流电压输入 | 12V DC |
功率消耗 | 45W |
整机尺寸 | 218 × 267 × 42mm（不含子板） |
整机重量 | 约 2.6kg |
工作温度 | 0°C ~ 45°C（典型） |
8. 软件开发环境
类别 | 说明 |
驱动框架 | UHD（USRP Hardware Driver） |
FPGA 开发框架 | RFNoC（射频片上网络） |
FPGA 开发工具 | Xilinx Vivado |
自定义采样率 | 珞光自主研发重采样模块，支持小分数倍分频 |
开发语言 | GNU Radio / MATLAB / LabVIEW / Python / C/C++ / C# |
操作系统支持 | Windows / Linux / macOS |
四、应用领域
无线通信研究：5G/6G 物理层协议验证（毫米波通信）、LTE/Wi-Fi 协议开发测试、OAI/OpenBTS/srsRAN 等开源基站项目研究。
MIMO 与测向：大规模 MIMO 系统实验，搭配两张 TwinRX 子板实现 4 通道高精度测向，利用精密相位同步实现到达角（AoA）估计。
宽带频谱监测：160MHz 带宽实时频谱扫描，万兆 SFP+ 高速 IQ 回传，适用于信号情报、干扰检测定位、军事/民用频谱管理。
GNSS 仿真与反欺骗：与 SKYDEL 等仿真软件集成，实现 GNSS 信号干扰与欺骗攻击模拟及防御验证。
反无人机系统：双通道相位干涉仪测向，实时侦察分析敌方无人机通信信号，提供目标指示。
射频记录与回放：200MSps 全双工实时录制/回放 RF 信号，构建可控无线电磁环境，用于算法验证和系统测试。
高校科研教学：高端 SDR 实验平台，覆盖 FPGA 数字信号处理、MIMO、通信协议、射频电路等研究生/博士生科研课题。
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