軟件無(wú)線電課程new

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1、浙江大學(xué)研究生課程教學(xué)大綱課程名稱：軟件無(wú)線電教師姓名：趙民建學(xué)科專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)課程性質(zhì)：專業(yè)選修課所在學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院日期：2004年11月I序隨著無(wú)線通信技術(shù)和服務(wù)需求的飛速發(fā)展，無(wú)論在軍用還是民用無(wú)線通信領(lǐng)域，各個(gè)系統(tǒng)的兼容性、可升級(jí)性、自適應(yīng)性問(wèn)題突出。針對(duì)這些問(wèn)題，J．Mitola提出了的射頻信號(hào)數(shù)字化、軟件化處理的思想，即軟件無(wú)線電技術(shù)，成為解決上述問(wèn)題的有效途徑。軟件無(wú)線電思想經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，目前研究者認(rèn)為，不僅要對(duì)調(diào)制解調(diào)進(jìn)行數(shù)字化、軟件化處理，還需要從系統(tǒng)的角度來(lái)重新構(gòu)建整個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，軟件無(wú)線

2、電系統(tǒng)應(yīng)該具有很強(qiáng)的靈活性，通過(guò)軟件的更新、加載可以增加新的功能、適應(yīng)新的通信模式；同時(shí)具有很強(qiáng)的開(kāi)放性和可擴(kuò)展性，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化軟硬件體系結(jié)構(gòu)。為了達(dá)到通用性、可升級(jí)性和兼容性的目的，軟件無(wú)線電需要解決三類關(guān)鍵技術(shù)：第一，需要研究一個(gè)開(kāi)放式、可擴(kuò)展、標(biāo)準(zhǔn)化的軟件、硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)。第二，需要研究實(shí)現(xiàn)適合于軟件無(wú)線電系統(tǒng)的高性能射頻、數(shù)字信號(hào)處理器件。第三，需要研究適合于軟件無(wú)線電的多波段、多速率、多模式信號(hào)接收理論和實(shí)現(xiàn)方法。盡管軟件無(wú)線電技術(shù)受到了廣泛關(guān)注，但深入而細(xì)致的研究工作并不多，特別是對(duì)上述第三個(gè)問(wèn)題。本文基于作者在調(diào)制解調(diào)技

3、術(shù)研究方面的積累，深入研究了多波段、多速率、多模式軟件無(wú)線電接收技術(shù)，并結(jié)合軟件無(wú)線電開(kāi)放式、通用性軟件、硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的思想，提出和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)多波段、多速率、多模式軟件無(wú)線電的驗(yàn)證系統(tǒng)。本文在闡述軟件無(wú)線電的開(kāi)放式、標(biāo)準(zhǔn)化軟件結(jié)構(gòu)和硬件平臺(tái)，以及關(guān)鍵器件及其特性的基礎(chǔ)上，針對(duì)多波段射頻（或者高中頻）信號(hào)數(shù)字化問(wèn)題，深入分析了采樣理論在軟件無(wú)線電接收機(jī)中的應(yīng)用，提出了實(shí)現(xiàn)多波段（全波段）采樣的方法。從理論上分析了軟件接收機(jī)以正交帶通采樣、一階均勻帶通采樣、高階采樣等方法為基礎(chǔ)，如何計(jì)算、選擇合理的采樣頻率。其次，研究了軟件無(wú)線電系統(tǒng)中十分重

4、要的多速率處理問(wèn)題。多速率處理本質(zhì)上就是采樣率變換的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。文中分析了整數(shù)倍、分?jǐn)?shù)倍和NCO控制的正實(shí)數(shù)倍的采樣率變換方法。從節(jié)省資源的角度出發(fā)，從理論上分析了一般化的采樣率變換高效實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。同時(shí)把NCO控制的插值變換（從高速到低速）方法應(yīng)用到軟件無(wú)線電接收機(jī)中，闡明了其控制原理，指出了控制環(huán)路中內(nèi)插濾器的實(shí)現(xiàn)方法。另外，結(jié)合多速率多相信號(hào)處理和NCO內(nèi)插控制思想，分析了時(shí)變CIC內(nèi)插濾波器的采樣率變換實(shí)現(xiàn)。再次，深入研究了軟件無(wú)線電多模式接收實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。多模式調(diào)制解調(diào)是軟件無(wú)線電的核心技術(shù)之一。本文在軟件無(wú)線電通用硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)下，分析了

5、線性調(diào)制方式、非線性連續(xù)相位調(diào)制方式和多載波調(diào)制的軟件接收機(jī)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，分別以突發(fā)模式MPSK調(diào)制、GMSK調(diào)制、OFDM調(diào)制模式為對(duì)象，給出了具體的多模式接收實(shí)現(xiàn)方法和仿真結(jié)果。深入研究了上述三種突發(fā)調(diào)制模式全軟件接收的突發(fā)信號(hào)檢測(cè)，載波頻率、相位、定時(shí)誤差估計(jì)，同步實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，以及同步跟蹤方法、特點(diǎn)和性能。大多研究結(jié)果已在實(shí)際的演示系統(tǒng)上得到驗(yàn)證。該項(xiàng)工作的深入進(jìn)行對(duì)軟件無(wú)線電技術(shù)從理論模型走向?qū)嶋H應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。最后，結(jié)合前文對(duì)軟件、硬件模型結(jié)構(gòu)、帶通采樣技術(shù)、多模式接收方法的研究分析結(jié)果，和目前最新的信號(hào)處理器件水平，提出并實(shí)

6、現(xiàn)了一個(gè)軟件無(wú)線電實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)和軟件系統(tǒng)構(gòu)架。關(guān)鍵詞：軟件無(wú)線電，帶通采樣，多速率處理，多模式接收，突發(fā)模式解調(diào)，MPSK，GMSK，OFDMII目錄第一章軟件無(wú)線電技術(shù)緒論……………………………………..11．1移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展歷史………………………….……………………………………..11．2軟件無(wú)線電技術(shù)發(fā)展歷史…………………….………………………………………..21．3軟件無(wú)線電的主要技術(shù)……………………….………………………………………..41．3．1一般無(wú)線電接收機(jī)的結(jié)構(gòu)…………….………………………………………51．3．2硬件

7、平臺(tái)結(jié)構(gòu)………………………….………………………………………51．3．3軟件無(wú)線電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)………………….………………………………………71．3．3．1SRA構(gòu)架概述………………….………………………………………91．3．3．2SRA網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架……………….………………………………………..121．3．4相關(guān)器件發(fā)展……………………………….………………………………..141．3．4．1天線…………………………………………….……………………141．3．4．2射頻前端電路和器件…………………………….…………………141．3．4．3數(shù)模/模

8、數(shù)變換器（DAC/ADC）……………….………………….161．3．4．4數(shù)字上/下變頻器（DUC/DDC）…………………….…………….201．3．4．5軟件無(wú)線電中常用的可編程數(shù)字信號(hào)處理