了得網工業技術_軟件無線電原理與應用（第2版）

內容簡介

軟件無線電的基本思想是以開放性、可擴展、可重構的硬件為通用平臺，把盡可能多的功能用可升級、可替換的軟件來實現。現在，軟件無線電已成為無線電工程的現代方法，不僅在無線通信領域獲得了廣泛應用，在其他無線電工程領域也已顯示出廣闊的應用前景。本書全面繫統地介紹了軟件無線電的基本概念、基本理論、實現技術、軟件算法及其在無線電工程領域中的典型應用。全書深入淺出、通俗易懂，理論與實際相結合，實用性強。

作者簡介

樓纔義，中國電子科技集團36研究所，副所長，研究員；中國電學會會員，浙江省信號處理學會理事；負責並完成了多項國防重點科研和預研項目；在信號快速搜索、軟件無線電技術、數字化可重構一體化體繫架構實現等方面取得較大成績。

第1章概述
1.1 線移動通信簡述
1.1.1 模擬線電
1.1.2 窄帶數字線電
1.1.3 寬帶數字線電
1.1.4 軟件線電
1.2 軟件線電的定義與特點
1.2.1 軟件線電的定義
1.2.2 軟件線電的特點
1.3 軟件線電的發展歷程
1.3.1 軟件線電的提出
1.3.2 軟件線電（SDR）論壇
1.3.3 軟件線電的先行者：SPEAKeasy
1.3.4 軟件線電的推動者：JTRS與SCA第1章概述

1.1 線移動通信簡述

1.1.1 模擬線電

1.1.2 窄帶數字線電

1.1.3 寬帶數字線電

1.1.4 軟件線電

1.2 軟件線電的定義與特點

1.2.1 軟件線電的定義

1.2.2 軟件線電的特點

1.3 軟件線電的發展歷程

1.3.1 軟件線電的提出

1.3.2 軟件線電（SDR）論壇

1.3.3 軟件線電的先行者：SPEAKeasy

1.3.4 軟件線電的推動者：JTRS與SCA

1.3.5 軟件線電發展展望

1.4 軟件線電體繫框架與本書結構

習題與思考題1

第2章軟件線電理論基礎

2.1 信號采樣基本理論

2.1.1 Nyquist采樣定理

2.1.2 帶通信號采樣理論

2.2 軟件線電中的信號采樣

2.2.1 允許過渡帶混疊時的采樣定理

2.2.2 軟件線電中的正交低通采樣

2.2.3 軟件線電中的寬帶中頻帶通采樣

2.2.4 軟件線電中的射頻直接帶通采樣

2.2.5 帶通采樣對采樣頻率的精度要求

2.3 多率信號處理（Multirate Signal Processing）

2.3.1 采樣信號的等效基帶譜與抽取基本概念

2.3.2 低通信號的整數倍抽取

2.3.3 數字帶通信號的抽取

2.3.4 整數倍內插

2.3.5 取樣率的分數倍變換

2.3.6 取樣率變換性質

2.3.7 抽取、內插器的多相濾波實現

2.3.8 取樣率變換的多級實現

2.4 軟件線電中的高效數字濾波

2.4.1 數字濾波器設計基礎

2.4.2 適合於D＝2M倍抽取或內插的半帶濾波器

2.4.3 積分梳狀（CIC）濾波器

2.5 軟件線電中的正交信號變換

2.5.1 正交變換基本概念

2.5.2 窄帶信號的正交分解與模擬域實現

2.5.3 數字混頻正交變換

2.5.4 基於多相濾波的數字正交變換

2.5.5 基於正交變換的瞬時特征提取：CORDIC算法

2.5.6 多信號正交變換

習題與思考題2

第3章軟件線電體繫結構

3.1 軟件線電的三種結構形式

3.1.1 低通采樣軟件線電結構

3.1.2 射頻直接帶通采樣軟件線電結構

3.1.3 寬帶中頻帶通采樣軟件線電結構

3.1.4 三種軟件線電結構的等效數字譜

3.2 軟件線電接收機體繫結構

3.2.1 單通道軟件線電接收機

3.2.2 多通道軟件線電接收機

3.3 多相濾波信道化接收機體繫結構

3.3.1 數字濾波器組與信道化基本概念

3.3.2 復信號的多相濾波信道化接收機

3.3.3 實信號的多相濾波信道化接收機

3.4 軟件線電發射機體繫結構

3.4.1 單通道軟件線電發射機

3.4.2 多通道軟件線電發射機

3.5 信道化軟件線電發射機體繫結構

3.5.1 信道化發射機的基本概念

3.5.2 復信號輸出的多相濾波信道化發射機

3.5.3 實信號輸出的多相濾波信道化發射機

附錄：8路多相濾波信道化軟件線電發射機MATLAB仿真程序

習題與思考題3

第4章軟件線電硬件平臺設計

4.1 軟件線電硬件繫統設計

4.1.1 軟件線電硬件繫統設計原則

4.1.2 軟件線電硬件繫統結構設計

4.2 軟件線電的射頻前端

4.2.1 射頻前端的組成結構

4.2.2 射頻前端各功能模塊的設計

4.2.3 射頻前端的指標

4.3 軟件線電中的A/D/A技術

4.3.1 A/D轉換器原理與分類

4.3.2 A/D轉換器性能指標

4.3.3 A/D轉換器的選擇

4.3.4 數據采集模塊的設計

4.3.5 D/A轉換器的基本原理及性能指數

4.4 軟件線電數字前端

4.4.1 軟件線電數字前端的定義

4.4.2 軟件線電中的數字接收前端（數字下變頻DDC）

4.4.3 軟件線電中的數字發射前端（數字上變頻DUC）

4.4.4 軟件線電數字前端的FPGA實現

4.4.5 軟件線電數字前端的ASIC實現

4.5 高速數字信號處理器

4.5.1 軟件線電信號處理的特點

4.5.2 數字信號處理器的選擇技巧

4.5.3 數字信號處理器（DSP）介紹

4.5.4 通用處理器（GPP）介紹

4.6 高速FPGA設計技術

4.6.1 軟件線電中的高速FPGA

4.6.2 FPGA基本原理

4.6.3 基於高速FPGA的軟件線電繫統設計

4.7 軟件線電繫統設計實例

習題與思考題4

第5章軟件線電信號處理算法

5.1 軟件線電中的調制算法

5.1.1 信號調制通用模型

5.1.2 模擬信號調制算法

5.1.3 數字信號調制算法

5.2 軟件線電解調算法

5.2.1 信號解調通用模型

5.2.2 模擬調制信號解調算法

5.2.3 數字調制信號解調算法

5.3 軟件線電中的同步算法

5.3.1 數字鎖相環

5.3.2 同步參數估計

5.3.3 軟件線電中的載波同步算法

5.3.4 軟件線電中的位同步算法

5.3.5 載波和位同步的聯合最大似然估計算法

5.3.6 軟件線電中的幀同步算法

5.4 軟件線電的中均衡算法

5.4.1 線性均衡算法

5.4.2 判決反饋均衡算法

5.4.3 自適應均衡算法

5.4.4 盲均衡算法

5.5 調制樣式自動識別算法

5.5.1 模擬調制信號的自動識別

5.5.2 數字調制信號的自動識別

5.5.3 模擬數字調制信號的聯合自動識別

5.5.4 信號調制樣式自動識別中應注意的幾個問題

5.5.5 基於人工神經網絡的調制識別

習題與思考題5

第6章信道編譯碼技術

6.1 信道編譯碼基礎

6.2 信道編碼概述

6.2.1 擾碼

6.2.2 糾錯碼及交織

6.2.3 信道編碼的應用及性能

6.3 幾種簡單的檢糾錯碼

6.4 RS碼的編譯碼

6.4.1 RS碼的編碼

6.4.2 RS碼的譯碼

6.5 卷積碼的編譯碼

6.5.1 卷積碼的編碼

6.5.2 Viterbi譯碼法

6.5.3 誤碼率檢測

6.6 Turbo碼的編譯碼

6.6.1 Turbo碼的編碼

6.6.2 Turbo碼的譯碼

習題與思考題6

第7章軟件通信體繫結構（SCA）

7.1 SCA規範介紹

7.1.1 SCA的基本概念

7.1.2 SCA規範介紹

7.2 SCA繫統工作原理

7.2.1 SCA繫統的運行及管理

7.2.2 波形應用的安裝和卸載

7.2.3 波形應用的實例化和控制

7.3 波形應用開發

7.3.1 波形描述語言（WDL）

7.3.2 SCA波形應用的開發過程

7.3.3 基於OSSIE的SCA波形應用開發

習題與思考題7

第8章軟件線電在線工程中的應用

8.1 軟件線電在軍事通信中的應用

8.1.1 軟件線電的先驅――MBMMR電臺

8.1.2 聯合戰術線電繫統（JTRS）

8.2 軟件線電在移動通信中的應用

8.2.1 軟件線電基站接收分繫統

8.2.2 軟件線電基站發射分繫統

8.2.3 軟件線電基站的技術挑戰

8.2.4 軟件線電手持終端（移動手機）

8.3 軟件線電在電子戰中的應用

8.3.1 軟件線電偵察接收機

8.3.2 基於多相濾波的電子戰信道化接收機

8.3.3 軟件線電干擾發射機

8.4 軟件線電在雷達中的應用――“軟件雷達”

8.4.1 “軟件雷達”的基本概念

8.4.2 軟件雷達的實現原理

8.4.3 相控陣軟件雷達繫統

8.5 軟件線電在天基信息繫統中的應用――“軟件星”

8.5.1 “軟件星”基本概念

8.5.2 “軟件星”有效載荷的組成原理

8.5.3 基於“軟件星”的綜合一體化天基信息繫統

習題與思考題8

第9章軟件線電的新發展――認知線電

9.1 認知線電基本概念

9.1.1 認知線電的提出背景

9.1.2 認知線電的定義及特點

9.1.3 認知線電關鍵技術

9.2 認知線電的認知循環過程

9.2.1 頻譜感知

9.2.2 頻譜分析

9.2.3 頻譜決策

9.2.4 頻譜會聚

9.2.5 頻譜監視

9.2.6 頻譜切換

9.3 頻譜感知技術

9.3.1 接收機檢測頻譜感知

9.3.2 發射機檢測頻譜感知

9.3.3 協作頻譜感知

9.3.4 多維頻譜感知

9.4 IEEE802.22標準

9.4.1 物理層接口

9.4.2 MAC層接口

9.4.3 其他接口要求

參考文獻

在線試讀

經過20多年的發展，軟件無線電（Software Radio）技術已深入人心，並得到了廣泛應用。軟件無線電已經成為無線電工程的一種通用的現代方法，是無線電工程領域的一種新的設計理念、設計思想。其率先提出的“軟件定義”（Software Defined）更是由電子信息領域的專業技術人員大大擴展了其內涵和外延，擁有了更開闊的應用領域，軟件定義雷達（SDR），軟件定義衛星（SDS），軟件定義網絡（SDN）等新思想、新概念不斷湧現，甚至有人大膽人們提出了“軟件定義一切世界”（Software Defined World，SDW ）”的概念，有理由相信，隨著技術的不斷進步，“軟件定義世界”指日可待。
《軟件無線電原理與應用》一書於2001年出版以來，受到廣大讀者的厚愛，據20123年xxx統計引用檢索，引用次數達43003000次以上。本書中包含了楊小牛院士的許多原創性思想和理論，為推動軟件無線電技術在國內各領域的應用和發展做出了重要貢獻。受電子工業出版社竺南直老師的盛情相邀，根據軟件無線電技術發展，結合作者編著的《軟件無線電技術與應用》（北京理工大學出版社）的部分內容，作者對《軟件無線電原理與應用》（第1版）進行了修訂。與《軟件無線電原理與應用》（第1版）相比，第2版有以下主要變化：
（1）對第1版第4章做了較大調整，刪除了對於器件及其應用方面的描述，增加了軟件無線電可重構——FGPA的介紹內容；
（2）第5章中補充了均衡算法方面的內容；
（3）考慮到智能天線方面的專著很多，為壓縮本書篇幅，刪除第1版中的“第6章基於軟件無線電的智能天線”；
（4）為軟件無線技術討論的完整性，新增“信道編譯碼技術”相關內容，列為第6章；
（5）新增第7章“軟件體繫結構”（SCA），對軟件無線電的軟件架構進行討論；
（6）對第1版中“第7章軟件無線電在電子繫統中的應用”的部分內容進行了調整；
（7）結合無線通信的最新發展，增加了“軟件無線電的新發展——認知無線電”的介紹，列為第9章；
（8）為了方便教學，在每章後面增加了一些習題與思考題。經過20多年的發展，軟件無線電（Software Radio）技術已深入人心，並得到了廣泛應用。軟件無線電已經成為無線電工程的一種通用的現代方法，是無線電工程領域的一種新的設計理念、設計思想。其率先提出的“軟件定義”（Software Defined）更是由電子信息領域的專業技術人員大大擴展了其內涵和外延，擁有了更開闊的應用領域，軟件定義雷達（SDR），軟件定義衛星（SDS），軟件定義網絡（SDN）等新思想、新概念不斷湧現，甚至有人大膽人們提出了“軟件定義一切世界”（Software Defined World，SDW ）”的概念，有理由相信，隨著技術的不斷進步，“軟件定義世界”指日可待。

《軟件無線電原理與應用》一書於2001年出版以來，受到廣大讀者的厚愛，據20123年xxx統計引用檢索，引用次數達43003000次以上。本書中包含了楊小牛院士的許多原創性思想和理論，為推動軟件無線電技術在國內各領域的應用和發展做出了重要貢獻。受電子工業出版社竺南直老師的盛情相邀，根據軟件無線電技術發展，結合作者編著的《軟件無線電技術與應用》（北京理工大學出版社）的部分內容，作者對《軟件無線電原理與應用》（第1版）進行了修訂。與《軟件無線電原理與應用》（第1版）相比，第2版有以下主要變化：

（1）對第1版第4章做了較大調整，刪除了對於器件及其應用方面的描述，增加了軟件無線電可重構——FGPA的介紹內容；

（2）第5章中補充了均衡算法方面的內容；

（3）考慮到智能天線方面的專著很多，為壓縮本書篇幅，刪除第1版中的“第6章基於軟件無線電的智能天線”；

（4）為軟件無線技術討論的完整性，新增“信道編譯碼技術”相關內容，列為第6章；

（5）新增第7章“軟件體繫結構”（SCA），對軟件無線電的軟件架構進行討論；

（6）對第1版中“第7章軟件無線電在電子繫統中的應用”的部分內容進行了調整；

（7）結合無線通信的最新發展，增加了“軟件無線電的新發展——認知無線電”的介紹，列為第9章；

（8）為了方便教學，在每章後面增加了一些習題與思考題。

第2版的編寫工作由楊小牛院士、樓纔義為主完成，楊小牛、徐建良、張永光共同參與完成編寫工作。其中，其中楊小牛院士編寫了第1、2、3、8章和5.5節，樓纔義編寫了4.1、4.2、5.1、5.3、5.4節和第9章，徐建良編寫了4.3、4.4、4.5、4.6、5.2節和第7章，張永光編寫了6章。鄭仕鏈、陳仕川、賈璐、李少偉、張大海、王文勇、李新付、李世傑、王挺、章軍、胡俊傑、俞書峰等同志為本書的完成提供了很多幫助，在此對他們所付出的辛勤工作一並表示衷心的感謝。還要特別感謝電子工業出版社竺南直博士，竺博士在本書第1版、第2版的出版過程中給予了大力支持和幫助。

由於編著者水平有限，技術更新飛速，盡管做了較大的努力，書中肯定還存在許多問題或錯誤，敬請各位讀者批評指正。

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