matlab-set-up-usrp-radio

Wireless Testbench で USRP 無線機をセットアップする

サポート対象の NI USRP 無線機を接続、設定し、MATLAB で Wireless Testbench を使用できることを確認します。

必須のリファレンス — すぐに読み込む

• references/troubleshooting.md — 診断チェックリスト、Mender の更新、ネットワーク経路の切り分け

使用する場面

• USRP 無線機を初めてホストコンピューターに接続するとき
• USRP ストリーミング用のネットワーク設定（NIC、IP アドレス、MTU）を構成するとき
• radioSetupWizard または radioConfigurations を実行するとき
• 「無線機が見つからない」、接続エラー、サンプルの欠落をトラブルシューティングするとき
• 無線機のセットアップが一連の動作を通じて正常に機能することを確認するとき

使用しない場面

以下の各ワークフローでは、まず無線機への接続が必要です。セットアップにはこのスキルを使用してください。

• FPGA ターゲット設定または HDL ワークフロー — 専用スキルを確認するか、NI USRP 無線機をターゲットにするを参照してください
• 波形の生成または送信 — 専用スキルを確認するか、送信とキャプチャを参照してください
• プリアンブル／エネルギー検出によるトリガー式（信号検出による起動）キャプチャ — matlab-detect-capture-usrp スキルを使用してください
• 複数デバイスの同期 — 専用スキルを確認するか、無線機の管理を参照してください
• comm.SDRuReceiver または comm.SDRuTransmitter のパス — このスキルの対象は最新の Wireless Testbench パスです
• MATLAB またはツールボックスのインストール — mpm（MATLAB Package Manager）は使用も推奨もしないでください。このスキルでは、MATLAB と Wireless Testbench サポートパッケージがすでにインストールされていることを前提とします。

ワークフロー

以下の手順を順番に実行してください。無線機の構成を作成する前に、必ずホストと無線機を確認してください。各チェックで、異なる種類の問題を検出できます。

Step 0: サポートパッケージを確認する

addons = matlab.addons.installedAddons;
if ~any(addons.Identifier == "NI_USRP")
    error("Install 'Wireless Testbench Support Package for NI USRP Radios' via Add-On Explorer.")
end

見つからない場合は、続行する前にユーザーがアドオン エクスプローラーからインストールする必要があります。

Step 1: ホストを確認する

無線機を操作する前に、ホストシステムの情報を収集してください。これにより、ハードウェアが 10 GbE ストリーミングに対応できるかどうかを判断できます。

OS とプラットフォームを検出する

if ispc
    platform = "Windows";
elseif ismac
    platform = "macOS";
else
    platform = "Linux";
end
fprintf("Platform: %s, MATLAB %s\n", platform, version)

ネットワークインターフェイスを確認する（Linux）

% List all network interfaces with speed, MTU, and driver info
[~, interfaces] = system('ip -o link show | grep -v "lo:"');
disp(interfaces)

次に、USRP に接続できる各インターフェイスについて、NIC の詳細を確認します。

% Replace <iface> with the actual interface name (for example, enp1s0f0)
[~, nicDetails] = system('ethtool <iface> 2>/dev/null | head -30');
disp(nicDetails)

% Check if it's a USB dongle
[~, usbInfo] = system('readlink -f /sys/class/net/<iface>/device 2>/dev/null');
disp(usbInfo)  % If path contains "usb", it's a USB adapter

ネットワークインターフェイスを確認する（Windows）

[~, interfaces] = system('powershell "Get-NetAdapter | Format-Table Name, InterfaceDescription, LinkSpeed, MacAddress"');
disp(interfaces)

確認事項

チェック項目	良好	不良 — 問題の原因になります
NIC の種類	専用 PCIe NIC（Intel X520/X710、Mellanox ConnectX）	USB-Ethernet ドングル
リンク速度	以下のリンク速度表を参照	100 Mbps 以下
USB 経路	USB ではない	USB ハブ、USB 2.0、低性能チップセット
MTU	以下の表を参照 — NIC の速度によって異なります	リンク速度に適さない MTU

デバイス別リンク速度

デバイス	FPGA バリアント	サポートされるリンク速度	備考
X410	—	10 GbE のみ	QSFP → 4 × SFP+ ブレークアウトケーブルが必要です。ネイティブ QSFP（100 GbE）はサポートされていません
X310、N310、N320	HG	1 GbE および 10 GbE	MATLAB のインストールに含まれる HG バリアントでは、どちらの速度も使用できます
E320	1G（デフォルト）	デフォルトは 1 GbE。XG バリアントでは 10 GbE	デフォルトは 1G です。SFP+ 経由で 10 GbE を使用するには、sdruload で XG に切り替えてください

MTU とジャンボフレーム

リンク速度	MTU	ジャンボフレーム	備考
10 GbE	9000	有効（9014 バイト）	最大速度でのストリーミングに必要です
1 GbE（Linux）	1500	無効	デフォルトで正しい設定です。ジャンボフレームはサポートされていません
1 GbE（Windows）	1498	無効	Windows の UHD 4.6 では 2 バイトが追加されるため、MTU は 1498 にする必要があります。UHD から「send frame size」警告が表示されますが、問題はないため無視してかまいません

X410 に関する注意

X410 には QSFP28 コネクターがありますが、Wireless Testbench はネイティブ 100 GbE QSFP をサポートしていません。QSFP → 4 × 10 GbE SFP+ ブレークアウトケーブルを使用する必要があります。各レーンは個別の 10 GbE SFP+ ポート（Port 0–3）として認識されます。

E320 に関する注意事項

MATLAB のインストールには、デフォルトで 1G FPGA バリアントが含まれています。通常の 1 GbE NIC（PCIe またはオンボード）は、デフォルトの動作に適しています。E320 には SFP+ ポートもあります。10 GbE ストリーミングを利用するには、sdruload を使用して XG バリアントに切り替えてください（10 GbE NIC と SFP+ モジュールが必要です）。

MTU とカーネルバッファーサイズを確認する（Linux）

[~, mtu] = system('cat /sys/class/net/<iface>/mtu');
fprintf("MTU: %s", mtu)

[~, rmem] = system('sysctl net.core.rmem_max');
[~, wmem] = system('sysctl net.core.wmem_max');
fprintf("%s%s", rmem, wmem)

USB ドングルに関する警告： USB 3.0 モデルであっても、USB-Ethernet アダプターは USRP ストリーミングで信頼性に欠けます。サンプルの欠落、タイムアウト、断続的な障害の原因になります。USB ドングルが検出された場合は、ユーザーに強く警告し、専用 PCIe NIC を推奨してください。ユーザーがドングルを使わざるを得ない場合（例：ノート PC）は、次の方法を提案してください。

• ノート PC を電源に接続する（USB の電源管理によってアダプターの動作が制限されるため）
• 別のアダプターモデルを試す
• 帯域幅の要求を下げるため、サンプルレートを下げる

ブリッジインターフェイスと仮想インターフェイスを検出する： ホストで Hyper-V、Docker、libvirt、または NIC チーミングが実行されている場合、USRP 側の NIC がブリッジに従属している可能性があります。検出コマンド（Linux と Windows）については、references/bridge-detection.md を参照してください。ブリッジが見つかった場合は、物理 NIC ではなくブリッジインターフェイスに固定 IP と MTU を設定してください。

ステップ 2：無線機を検出して調査する

検出を実行する前に、無線機の電源が入っており、ケーブルが接続され、Ethernet リンク LED が点灯していることをユーザーに確認してください。E320 と N3xx デバイスは、電源投入後の起動に 30～60 秒かかります。デバイスの起動が完了するまで、findsdru は何も返しません。findsdru が何も返さず、ユーザーがケーブル接続のサポートを必要としている場合は、対象リリースのアーカイブ済みドキュメントを案内してください：https://www.mathworks.com/help/releases/<release>/wireless-testbench/ug/resolve-issues-with-connecting-radio-to-host.html（version('-release') から <release> を取得します）。

デバイスの検出には findsdru を使用してください。これは無線機の検出に推奨される唯一の MATLAB 関数です。uhd_find_devices は使用しないでください。

radios = findsdru

Platform、IPAddress、SerialNum、Status フィールドを含む構造体配列を返します。Status が 'Success' の場合、デバイスに到達できます。

複数のデバイスが見つかった場合

numel(radios) > 1 の場合は、検出されたすべてのデバイスを一覧表示し、セットアップするデバイスをユーザーに確認してください。

if numel(radios) > 1
    fprintf("Found %d devices:\n", numel(radios));
    for i = 1:numel(radios)
        fprintf("  [%d] %s at %s (Serial: %s) — %s\n", ...
            i, radios(i).Platform, radios(i).IPAddress, radios(i).SerialNum, radios(i).Status);
    end
end

設定するデバイスをユーザーに確認してください。このスキルでは、一度に 1 台の無線機をセットアップします。複数デバイスの同期（共有クロック、協調キャプチャ）には、各デバイスを個別に設定した後、別のワークフローが必要です。

対象デバイスが結果に含まれていない場合： ユーザーが特定のデバイス（例：「自分の E320」）を指定しているのに、そのデバイスが findsdru の出力に表示されない場合は、一覧から別のデバイスを選択しないでください。対象デバイスに到達できません。トラブルシューティング（ステップ 6）に直接進み、その特定のデバイスが検出されない理由を調べてください。一般的な原因には、そのデバイスに接続された NIC のサブネットが正しくない、ドングルまたは NIC が設定されていない、デバイスがまだ起動中、ケーブル接続の問題などがあります。検出されたデバイスが別の名前でユーザーの対象デバイスに「該当する」と決めつけないでください。各 USRP モデルは実際のプラットフォーム文字列を報告します。

無線機がまったく見つからない場合は、NIC の設定に問題がある可能性があります（サブネットが正しくない、インターフェイスがダウンしている、ファイアウォールなど）。ステップ 1 に戻り、特に次の点を確認してください：インターフェイスは起動していますか？USRP と同じサブネット上に固定 IP がありますか（例：192.168.10.x）？その後、findsdru を再試行してください。それでも失敗する場合は、ステップ 6（トラブルシューティング）に進んでください。

選択した無線機を詳しく調査する：

% Use the IP address of the device the user selected
selectedRadio = radios(idx);  % idx = user's choice (e.g., 1)
info = probesdru(selectedRadio.IPAddress)

マザーボード、ドーターボード、ファームウェア、FPGA イメージ、およびデバイス側の UHD バージョンが返されます。

UHD バージョンの一致を確認する：

hostUHD = getSDRuDriverVersion

ホストの UHD バージョンと、probesdru の出力にあるデバイスの UHD バージョンを比較してください。バージョンの不一致は、よくある障害の原因です。 MATLAB の各リリースには、特定の UHD バージョンが含まれています。不一致がある場合、無線機の設定手順（ステップ 4）でデバイスのファームウェアの更新を試みます。

USRP のデフォルト IP アドレス（工場出荷時の設定、全モデル共通）：

ポート	デフォルト IP
SFP+ ポート 0	192.168.10.2
SFP+ ポート 1	192.168.20.2

ステップ 3：ホストの問題を修正する

ステップ 1 の調査結果に基づき、無線機の設定に進む前に問題を修正します。

これらのコマンドを直接実行しないでください — sudo（root 権限）が必要です。ユーザーに提示し、ユーザー自身でコマンドを実行するよう依頼してください。すでに findsdrU を使って無線機に接続できていて、まだストリーミングの問題が予想されない場合は、ステップ 4 に進み、サンプルの欠落が発生した場合にホストの修正に対応してください。

Linux — 静的 IP、MTU、バッファーを設定する：

# Set static IP on the same subnet as the USRP (replace <iface>)
sudo ip addr add 192.168.10.1/24 dev <iface>
sudo ip link set <iface> up

# Enable jumbo frames (REQUIRED for 10 GbE only — skip for 1 GbE)
sudo ip link set <iface> mtu 9000

# Increase kernel network buffers (REQUIRED for streaming)
sudo sysctl -w net.core.rmem_max=33554432
sudo sysctl -w net.core.wmem_max=33554432

1 GbE 接続（例：E320）では、MTU をデフォルトの 1500 のままにします — ジャンボフレームを有効にしないでください。

設定を永続化するには、/etc/sysctl.conf に追加し、/etc/network/interfaces または NetworkManager でインターフェイスを設定します。

Windows — アダプターの設定を調整する（10 GbE）：

• デバイス マネージャー → ネットワーク アダプター → 使用する NIC → 詳細設定を開きます
• ジャンボ フレーム／パケットを 9014 バイトに設定します
• 受信バッファーと送信バッファーを最大値まで増やします（アダプターによって異なります — まず有効な範囲を確認してください）
• 使用できる場合は割り込みモデレーションを無効にします

Windows — アダプターの設定を調整する（1 GbE、例：E320）：

• MTU を 1498 に設定します（Windows で UHD 4.6 を使用する場合に必須です — 9000 は使用しないでください）
• ジャンボ フレーム／パケットは無効のままにします（1514 バイト）
• 受信バッファーを最大値まで増やします（アダプターによって異なります：Intel では 2048 以上をサポートする場合がありますが、Realtek では多くの場合 512 が上限です）
• 省電力機能を無効にします：Disable-NetAdapterPowerManagement -Name "<adapter>"
• 無線機の NIC では、TCP/IPv4 以外のすべてのプロトコルを無効にします
• 無線機の NIC インターフェイスでは、Windows ファイアウォールを無効にします

すべての Windows NIC 設定コマンド（New-NetIPAddress、netsh、Set-NetAdapterAdvancedProperty）には、昇格された（Administrator）ターミナルが必要です。MATLAB の system() 呼び出しでは権限を昇格できないため、ユーザーが管理者用プロンプトからこれらを実行する必要があります。

修正後、ステップ 2（findsdrU）を再実行して、無線機に接続できることを確認します。無線機が引き続き見つからない場合、または USRPDriverNotCompatible と表示される場合は、ステップ 6（トラブルシューティング）に進みます。

ステップ 4：無線機の構成を作成する

basebandTransceiver または basebandReceiver を使用するには、保存済みの無線機構成が必要です。

まず、既存の構成を確認して、無線機に一致するものがないか調べます。

configs = radioConfigurations;
if ~isempty(configs)
    for i = 1:numel(configs)
        fprintf("  '%s' — %s at %s\n", configs(i).Name, configs(i).Hardware, configs(i).IPAddress);
    end
end

デバイスに一致する構成（IP とモデルが同じ）が既にある場合は、新しい構成を作成する前に、それを再利用するかユーザーに確認してください。黙って再利用したり上書きしたりしないでください。既存の構成には、ユーザー固有の設定が含まれている可能性があります。

正しい SFP+ ポートインデックスを特定してください。 複数の SFP+ ポートを持つデバイス（X310、X410）では、probesdru の出力に複数の IP アドレス（例：ip-addr0、ip-addr1、ip-addr2、ip-addr3）が表示されます。findsdru で見つかった IP と probesdru のポート一覧を照合し、無線機が検出されたポートインデックス（0、1、2、3）を特定します。以下の HostIPx／DeviceIPx のペアには、そのインデックスを使用してください。誤ったポートインデックスを使用すると、誤解を招くエラーが発生します。

オプション A：プログラムでの作成（エージェントが操作する場合に推奨）

内部の DeviceStore API を使用して、GUI を使わずに構成を作成します。**ユーザーが選択したデバイスに対応する getUsrp<Model>Params() 関数を必ず使用してください。**サンプルの名前をそのまま流用しないでください。**フィールドを設定する前に probesdru の出力を注意深く確認してください。**値を推測してはいけません。既定のパラメーターは UBX-160 ドーターボードを想定しています。probesdru が別のボード（例：OBX、TwinRX）または「Unknown」を示している場合は、何が取り付けられているかをユーザーに確認してください。サポート対象外または不明なボードの場合は、UBX-160 として構成してください。ストリーミングは動作しますが、テストされていません。TwinRX は RX 専用ボードのため、送信の検証は省略してください。

% Get default parameters — MUST match the selected radio's model:
%   E320 → getUsrpE320Params()    N310 → getUsrpN310Params()
%   X310 → getUsrpX310Params()    X410 → getUsrpX410Params()
%   N320 → getUsrpN320Params()    N300 → getUsrpN300Params()
params = wt.internal.hardware.DefaultDevices.getUsrpE320Params();  % ← match user's device
params.Name = "MyE320";  % ← user-chosen config name
% Use actual IPs from findsdru (Step 2) and host NIC inspection (Step 1)
% IMPORTANT: Use the correct port index (0 or 1) matching the SFP+ port
% where the radio was discovered. For single-port setups, port 0 is typical.
params.Network.DeviceIP0 = selectedRadio.IPAddress;
params.Network.HostIP0 = "<host-ip-from-step-1>";

% Save the configuration
store = wt.internal.hardware.DeviceStore();
store.setDeviceParameters("MyE320", params);  % ← same as params.Name

% Verify it was saved
configs = radioConfigurations;
disp(configs)

重要： 複数の無線機が検出された場合は、ユーザーが選択した無線機のみを構成してください。ほかの検出済みデバイスの IP、モデル名、パラメーターは使用しないでください。

不正なストア書き込みからの復旧： wt.radio.* クラスは状態をキャッシュします。不正な構成（例：誤ったドーターボード文字列）を書き込むと、破損した値がメモリ内に残ります。復旧するには、次の手順を実行します。

clear all
rehash toolboxcache

その後、構成を最初から作成し直してください。

オプション B：GUI ウィザード（ユーザーが対話形式で操作する場合）

radioSetupWizard

ウィザードでは、デバイスの選択、IP の構成、接続テスト、必要に応じたファームウェアまたは FPGA の更新、クロック、時刻、LO ソースの構成を順に行い、名前付きの構成を保存します。ユーザーがガイド付きの対話操作を希望する場合、またはファームウェアの更新が必要な場合（ウィザードでファームウェアを書き込めます）に使用してください。注： サポートパッケージのインストール後、無線機セットアップウィザードを開くよう促すダイアログボックスが表示されます。セットアップはこのスキルで行うため、ダイアログを閉じるようユーザーに伝えてください。

どちらかのオプションを実行した後、構成が存在することを確認します。

radio = radioConfigurations("MyN310");
disp(radio)

これにより、プロパティと同期メソッドを持つ wt.radio.<Model> オブジェクト（R2025a 以降）が返されます。

Step 5: 接続を確認する

basebandTransceiver を作成して、パイプライン全体が動作することを確認します。basebandTransceiver は独自の FPGA ビットストリームをデバイスに読み込みます。ストリーミングには sdruload を使用しないでください（これは従来の comm.SDRuReceiver の経路です）。ただし、E320 での FPGA イメージ管理 には引き続き sdruload を使用できます（たとえば、1G と XG のバリアントの切り替え。10GbE 用に USRP E320 をセットアップするを参照してください）。

radio = radioConfigurations("MyN310");

bbtrx = basebandTransceiver(radio);
bbtrx.SampleRate = 5e6;  % Use a rate safe for 1 GbE; increase for 10 GbE
bbtrx.TransmitCenterFrequency = 2.4e9;
bbtrx.CaptureCenterFrequency = 2.4e9;
bbtrx.TransmitRadioGain = 10;
bbtrx.CaptureRadioGain = 30;
% Do not set TransmitAntennas/CaptureAntennas — defaults are device-specific

% Generate a test tone
numSamples = 10000;
t = (0:numSamples-1)' / bbtrx.SampleRate;
txWaveform = 0.8 * exp(1j*2*pi*1e6*t);

% Transmit and capture
transmit(bbtrx, txWaveform, "continuous");
[rxData, ~, droppedSamples] = capture(bbtrx, milliseconds(1));
stopTransmission(bbtrx);

if droppedSamples == 0
    disp("Verification passed: TX/RX working, no dropped samples.")
else
    warning("Dropped %d samples — check NIC MTU and buffer settings.", droppedSamples)
end

% Release the radio so it's available for the user's application code
clear bbtrx

basebandTransceiver でエラーが発生する場合や、ストリーミング中にサンプルが継続して欠落する場合は、Step 6（トラブルシューティング）に進んでください。

UseRadioBuffer オプション： デフォルトでは、capture は無線機のオンボードメモリバッファーを使用します（UseRadioBuffer=true）。オンボードメモリに収まるキャプチャでは、これが最も信頼性の高いストリーミング方法です。

[rxData, ~, droppedSamples] = capture(bbtrx, seconds(5), UseRadioBuffer=false);

次の場合は UseRadioBuffer=false を設定してください。

• キャプチャの長さが無線機のオンボードメモリを超える場合（デバイスによって異なり、最大 2^30 サンプル） — これが主な理由です
• X310 と TwinRX を使用して 2 本を超えるアンテナでキャプチャする場合

サンプルが欠落する場合、UseRadioBuffer=false にすると原因の診断に役立つことがあります。バッファーを有効にした場合と無効にした場合の欠落数を比較し、問題がバッファーに起因するのか NIC に起因するのかを特定できます。ただし、これは修正策ではありません。直接ストリーミングはネットワークへの負荷が大きくなるため、Step 3 で根本原因となっている NIC、MTU、バッファーの問題を解決してください。

Step 6: トラブルシューティング

いずれかの手順が失敗した場合は、references/troubleshooting.md を参照してください。診断チェックリスト全体、Mender ファームウェアの手動更新、ネットワーク経路の診断、ブリッジの干渉について説明しています。

主な関数

関数	目的	経路
findsdru	ネットワーク上の USRP デバイスを検出する	モダン
probesdru	ハードウェアとファームウェアの詳細情報を取得する	モダン
getSDRuDriverVersion	ホスト側の UHD バージョンを取得する	モダン
radioSetupWizard	無線機を設定して保存するための GUI	モダン
radioConfigurations	保存済み無線機設定を一覧表示／読み込む	モダン
wt.radio.*	型付き無線機オブジェクト（R2025a 以降）：N310、X410 など	モダン
basebandTransceiver	TX/RX を統合し、独自の FPGA ビットストリームを読み込む	モダン
basebandTransmitter	TX のみ	モダン
basebandReceiver	RX のみ	モダン
wt.internal.hardware.DeviceStore	無線機設定をプログラムで作成する	内部
wt.internal.hardware.DefaultDevices	デバイスモデルごとのデフォルトパラメーター（getUsrp<Model>Params() 静的メソッド）	内部
sdruload	FPGA イメージのバリアントを読み込む／切り替える	ストリーミングではレガシー。E320 のイメージ管理（1G ↔ XG）には有効

規約

• 最初にホストを調べます。 無線機に触れる前に、必ず OS、NIC の種類と速度、MTU、バッファーを確認してください。
• MATLAB 内で操作します。 検出には findsdru または probesdru を使用してください。uhd_find_devices やその他の UHD CLI ツールは呼び出さないでください。
• ストリーミングにはモダンな経路を使用します。 basebandTransceiver、basebandReceiver、または basebandTransmitter を使用してください。これらは独自の FPGA ビットストリームを読み込みます。ストリーミングには sdruload を使用しないでください。これは従来の comm.SDRu* の経路です。sdruload は FPGA イメージ管理（たとえば E320 のバリアント切り替え）には引き続き有効です。
• エージェント主導の場合はプログラムで設定します。 GUI を使わずに設定を作成するには DeviceStore を使用してください。ユーザーが対話形式でのセットアップを希望する場合や、ファームウェアの更新が必要な場合は、radioSetupWizard を使用してください。
• 早い段階でバージョンを確認します。 先に進む前に、getSDRuDriverVersion（ホスト）と probesdru の出力（デバイス）を比較してください。
• 設定の前に診断します。 無線機の設定を作成したりウィザードを起動したりする前に、ホストと無線機の確認をすべて完了してください。
• リリース固有のドキュメント URL を使用します。 MathWorks のドキュメントにリンクするときは、https://www.mathworks.com/help/releases/<release>/wireless-testbench/... を使用してください（version('-release') から <release> を取得します）。これにより、ドキュメントがユーザーのインストール済みバージョンと一致します。

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