軟件無線電原理與應用（第2版）

第1章 概述 1
1．1 線移動通信簡述 1
1．1．1 模擬線電 1
1．1．2 窄帶數(shù)字線電 3
1．1．3 寬帶數(shù)字線電 4
1．1．4 軟件線電 6
1．2 軟件線電的定義與特點 7
1．2．1 軟件線電的定義 7
1．2．2 軟件線電的特點 8
1．3 軟件線電的發(fā)展歷程 10
1．3．1 軟件線電的提出 11
1．3．2 軟件線電（SDR）論壇 12
1．3．3 軟件線電的先行者：SPEAKeasy 12
1．3．4 軟件線電的推動者：JTRS與SCA 13
1．3．5 軟件線電發(fā)展展望 14
1．4 軟件線電體系框架與本書結構 14
習題與思考題1 15
第2章 軟件線電理論基礎 17
2．1 信號采樣基本理論 17
2．1．1 Nyquist采樣定理 17
2．1．2 帶通信號采樣理論 20
2．2 軟件線電中的信號采樣 24
2．2．1 允許過渡帶混疊時的采樣定理 24
2．2．2 軟件線電中的正交低通采樣 25
2．2．3 軟件線電中的寬帶中頻帶通采樣 26
2．2．4 軟件線電中的射頻直接帶通采樣 28
2．2．5 帶通采樣對采樣頻率的精度要求 33
2．3 多率信號處理（Multirate Signal Processing） 34
2．3．1 采樣信號的等效基帶譜與抽取基本概念 35
2．3．2 低通信號的整數(shù)倍抽取 36
2．3．3 數(shù)字帶通信號的抽取 38
2．3．4 整數(shù)倍內插 44
2．3．5 取樣率的分數(shù)倍變換 46
2．3．6 取樣率變換性質 47
2．3．7 抽取、內插器的多相濾波實現(xiàn) 49
2．3．8 取樣率變換的多級實現(xiàn) 51
2．4 軟件線電中的高效數(shù)字濾波 53
2．4．1 數(shù)字濾波器設計基礎 53
2．4．2 適合于D＝2M倍抽取或內插的半帶濾波器 58
2．4．3 積分梳狀（CIC）濾波器 61
2．5 軟件線電中的正交信號變換 66
2．5．1 正交變換基本概念 66
2．5．2 窄帶信號的正交分解與模擬域實現(xiàn) 68
2．5．3 數(shù)字混頻正交變換 71
2．5．4 基于多相濾波的數(shù)字正交變換 73
2．5．5 基于正交變換的瞬時特征提取：CORDIC算法 76
2．5．6 多信號正交變換 79
習題與思考題2 80
第3章 軟件線電體系結構 84
3．1 軟件線電的三種結構形式 84
3．1．1 低通采樣軟件線電結構 85
3．1．2 射頻直接帶通采樣軟件線電結構 86
3．1．3 寬帶中頻帶通采樣軟件線電結構 87
3．1．4 三種軟件線電結構的等效數(shù)字譜 88
3．2 軟件線電接收機體系結構 90
3．2．1 單通道軟件線電接收機 91
3．2．2 多通道軟件線電接收機 94
3．3 多相濾波信道化接收機體系結構 95
3．3．1 數(shù)字濾波器組與信道化基本概念 96
3．3．2 復信號的多相濾波信道化接收機 99
3．3．3 實信號的多相濾波信道化接收機 100
3．4 軟件線電發(fā)射機體系結構 103
3．4．1 單通道軟件線電發(fā)射機 103
3．4．2 多通道軟件線電發(fā)射機 106
3．5 信道化軟件線電發(fā)射機體系結構 107
3．5．1 信道化發(fā)射機的基本概念 108
3．5．2 復信號輸出的多相濾波信道化發(fā)射機 109
3．5．3 實信號輸出的多相濾波信道化發(fā)射機 111
附錄：8路多相濾波信道化軟件線電發(fā)射機MATLAB仿真程序 114
習題與思考題3 116
第4章 軟件線電硬件平臺設計 118
4．1 軟件線電硬件系統(tǒng)設計 118
4．1．1 軟件線電硬件系統(tǒng)設計原則 118
4．1．2 軟件線電硬件系統(tǒng)結構設計 124
4．2 軟件線電的射頻前端 130
4．2．1 射頻前端的組成結構 130
4．2．2 射頻前端各功能模塊的設計 131
4．2．3 射頻前端的指標 140
4．3 軟件線電中的A/D/A技術 148
4．3．1 A/D轉換器原理與分類 148
4．3．2 A/D轉換器性能指標 152
4．3．3 A/D轉換器的選擇 158
4．3．4 數(shù)據(jù)采集模塊的設計 159
4．3．5 D/A轉換器的基本原理及性能指數(shù) 161
4．4 軟件線電數(shù)字前端 163
4．4．1 軟件線電數(shù)字前端的定義 163
4．4．2 軟件線電中的數(shù)字接收前端（數(shù)字下變頻DDC） 166
4．4．3 軟件線電中的數(shù)字發(fā)射前端（數(shù)字上變頻DUC） 169
4．4．4 軟件線電數(shù)字前端的FPGA實現(xiàn) 170
4．4．5 軟件線電數(shù)字前端的ASIC實現(xiàn) 177
4．5 高速數(shù)字信號處理器 179
4．5．1 軟件線電信號處理的特點 179
4．5．2 數(shù)字信號處理器的選擇技巧 180
4．5．3 數(shù)字信號處理器（DSP）介紹 182
4．5．4 通用處理器（GPP）介紹 184
4．6 高速FPGA設計技術 185
4．6．1 軟件線電中的高速FPGA 185
4．6．2 FPGA基本原理 189
4．6．3 基于高速FPGA的軟件線電系統(tǒng)設計 191
4．7 軟件線電系統(tǒng)設計實例 202
習題與思考題4 205
第5章 軟件線電信號處理算法 207
5．1 軟件線電中的調制算法 207
5．1．1 信號調制通用模型 207
5．1．2 模擬信號調制算法 208
5．1．3 數(shù)字信號調制算法 212
5．2 軟件線電解調算法 218
5．2．1 信號解調通用模型 218
5．2．2 模擬調制信號解調算法 220
5．2．3 數(shù)字調制信號解調算法 222
5．3 軟件線電中的同步算法 227
5．3．1 數(shù)字鎖相環(huán) 228
5．3．2 同步參數(shù)估計 229
5．3．3 軟件線電中的載波同步算法 232
5．3．4 軟件線電中的位同步算法 241
5．3．5 載波和位同步的聯(lián)合最大似然估計算法 245
5．3．6 軟件線電中的幀同步算法 246
5．4 軟件線電的中均衡算法 247
5．4．1 線性均衡算法 247
5．4．2 判決反饋均衡算法 250
5．4．3 自適應均衡算法 251
5．4．4 盲均衡算法 255
5．5 調制樣式自動識別算法 259
5．5．1 模擬調制信號的自動識別 259
5．5．2 數(shù)字調制信號的自動識別 262
5．5．3 模擬數(shù)字調制信號的聯(lián)合自動識別 264
5．5．4 信號調制樣式自動識別中應注意的幾個問題 265
5．5．5 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的調制識別 269
習題與思考題5 271
第6章 信道編譯碼技術 272
6．1 信道編譯碼基礎 272
6．2 信道編碼概述 274
6．2．1 擾碼 274
6．2．2 糾錯碼及交織 276
6．2．3 信道編碼的應用及性能 281
6．3 幾種簡單的檢糾錯碼 283
6．4 RS碼的編譯碼 287
6．4．1 RS碼的編碼 287
6．4．2 RS碼的譯碼 289
6．5 卷積碼的編譯碼 292
6．5．1 卷積碼的編碼 292
6．5．2 Viterbi譯碼法 294
6．5．3 誤碼率檢測 298
6．6 Turbo碼的編譯碼 298
6．6．1 Turbo碼的編碼 298
6．6．2 Turbo碼的譯碼 301
習題與思考題6 302
第7章 軟件通信體系結構（SCA） 304
7．1 SCA規(guī)范介紹 304
7．1．1 SCA的基本概念 304
7．1．2 SCA規(guī)范介紹[1] 306
7．2 SCA系統(tǒng)工作原理 319
7．2．1 SCA系統(tǒng)的運行及管理 319
7．2．2 波形應用的安裝和卸載 321
7．2．3 波形應用的實例化和控制 322
7．3 波形應用開發(fā) 323
7．3．1 波形描述語言（WDL） 323
7．3．2 SCA波形應用的開發(fā)過程 326
7．3．3 基于OSSIE的SCA波形應用開發(fā) 327
習題與思考題7 336
第8章 軟件線電在線工程中的應用 337
8．1 軟件線電在軍事通信中的應用 337
8．1．1 軟件線電的先驅――MBMMR電臺 338
8．1．2 聯(lián)合戰(zhàn)術線電系統(tǒng)（JTRS） 339
8．2 軟件線電在移動通信中的應用 341
8．2．1 軟件線電基站接收分系統(tǒng) 342
8．2．2 軟件線電基站發(fā)射分系統(tǒng) 347
8．2．3 軟件線電基站的技術挑戰(zhàn) 351
8．2．4 軟件線電手持終端（移動手機） 352
8．3 軟件線電在電子戰(zhàn)中的應用 353
8．3．1 軟件線電偵察接收機 354
8．3．2 基于多相濾波的電子戰(zhàn)信道化接收機 358
8．3．3 軟件線電干擾發(fā)射機 361
8．4 軟件線電在雷達中的應用――“軟件雷達” 364
8．4．1 “軟件雷達”的基本概念 365
8．4．2 軟件雷達的實現(xiàn)原理 365
8．4．3 相控陣軟件雷達系統(tǒng) 367
8．5 軟件線電在天基信息系統(tǒng)中的應用――“軟件星” 368
8．5．1 “軟件星”基本概念 369
8．5．2 “軟件星”有效載荷的組成原理 370
8．5．3 基于“軟件星”的綜合一體化天基信息系統(tǒng) 371
習題與思考題8 373
第9章 軟件線電的新發(fā)展――認知線電 375
9．1 認知線電基本概念 375
9．1．1 認知線電的提出背景 375
9．1．2 認知線電的定義及特點 376
9．1．3 認知線電關鍵技術 377
9．2 認知線電的認知循環(huán)過程 377
9．2．1 頻譜感知 378
9．2．2 頻譜分析 378
9．2．3 頻譜決策 379
9．2．4 頻譜會聚 379
9．2．5 頻譜監(jiān)視 380
9．2．6 頻譜切換 380
9．3 頻譜感知技術 380
9．3．1 接收機檢測頻譜感知 381
9．3．2 發(fā)射機檢測頻譜感知 381
9．3．3 協(xié)作頻譜感知 384
9．3．4 多維頻譜感知 384
9．4 IEEE802．22標準 385
9．4．1 物理層接口 385
9．4．2 MAC層接口 386
9．4．3 其他接口要求 387
參考文獻 389