软件无线电原理与应用思考题
软件无线电技术在通信领域的应用探讨
软件无线电技术在通信领域的应用探讨1. 引言1.1 软件无线电技术概述软件无线电技术是一种利用软件定义的方式来实现无线电信号处理的技术。
相比传统的硬件无线电技术，软件无线电技术具有灵活性高、成本低、功耗低、易于升级和维护等优势。
通过软件定义无线电，可以实现信号处理和通信协议的灵活配置和改变，从而适应不同的通信需求和环境。
软件无线电技术的发展使得通信设备可以更加智能和多功能化，为通信系统的设计和实现提供了更多可能性。
软件无线电技术的核心是使用软件代替传统的硬件电路来实现无线电功能。
通过数字信号处理器（DSP）、通用处理器（CPU）和可编程逻辑器件（FPGA）等技术实现信号的调制解调、滤波、编解码等功能。
软件无线电技术使得通信系统可以更加灵活地适应不同的频段、带宽、调制方式和多址接入技术，从而提高通信系统的性能和效率。
软件无线电技术是一种创新的无线通信技术，具有重要的应用前景和发展潜力。
随着移动通信、物联网、卫星通信等领域的不断发展，软件无线电技术将在未来发挥越来越重要的作用，推动通信领域的进步和发展。
1.2 软件无线电技术在通信领域的重要性软件无线电技术在通信领域扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断进步，传统的硬件无线电技术已经不能满足日益增长的通信需求，而软件无线电技术的出现填补了这一空白。
软件无线电技术具有灵活性高、可重构性强、易升级等优点，能够适应不同频谱、不同通信标准和不同通信环境的需求，为通信领域带来了巨大的便利。
在当今数字化、信息化的社会中，通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
软件无线电技术的应用不仅可以提高通信的效率和质量，还可以拓展通信的范围和应用领域。
从智能手机到物联网设备，从卫星通信到移动通信，软件无线电技术都在不同的领域展现出其重要性和价值。
通过软件无线电技术，我们可以更加方便快捷地进行通信，实现数字化、智能化的生活方式。
软件无线电技术在通信领域的重要性不可低估。
它的应用为通信领域带来了新的发展机遇，为人们的生活带来了更多便利和可能性。
软件无线电的主要原理及技术
软件无线电的主要原理及技术嘉兆科技本文主要介绍了软件无线电的概念、主要原理、关键技术及在生活中的广泛应用。
它是以开放性、标准化、模块化、通用性、可扩展的硬件为平台，通过加载各种应用软件来实现不同用户，不同应用环境的不同需求，是以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线电通信体系结构，是数字无线电的高级形式。
首先介绍了软件无线电的理论基础，即带通采样理论，多速率处理信号技术，高效信号滤波，数字正交变换理论，这些都是软件无线电实现的理论基础，然后是其关键技术，宽带智能天线技术，A/D转换技术，数字上/下变频技术，数字信号处理部分，这些技术是实现软件无线电的关键和核心所在。
最后，对其应用领域也进行了描述，指出其在个人移动通信，军事通信，电子站，雷达和信息加电中的巨大潜力。
软件无线电这个术语最早是美军为了解决海湾战争中多国部队各军种进行联合作战时遇到的互通互操作问题而提出的新概念。
陆，海，空三军简单就工作频段来分，解决了互不干扰问题，但三军联合作战时互通，互联，互操作问题难以解决，于是1992年提出了软件无线电的最初设想，并于1995年美国国防高级研究计划局提出了SPEAKEASY计划，称之为易通话计划，其最终目的是开发一种能适应联合作战要求的三军统一的多频段，多模式电台，即MBMMR电台。
进而实现联合战术无线电系统（简称JTRS），它是在MBMMR的基础上提出的一种战术通信系统。
软件无线电以开放性，标准化，模块化，通用性，可扩展的硬件为平台，通过加载各种应用软件来实现不同用户，不同应用环境的不同需求，实现各种无线电功能，选用不同软件可实现不同功能，软件可以升级更新，硬件也可像计算机升级换代，可称为超级计算机。
它是以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线电通信体系结构，是数字无线电的高级形式。
理想软件无线电的结构框图：一、软件无线电的理论基础•采样理论：由于软件无线电所覆盖的频率范围一般都要求比较宽，例如从0.1MHZ到2.2GHZ，只有具有这么宽的频段才能具有广泛的适应性。
软件无线电的原理与应用_第二章
带通采样定理
X(t): f∈(fL,fH),若
fS = 2( f L + f H ) 2n + 1
,
n取满足fS≥ 2(fH-fL)的最大正整数 则用fS等间隔采样得到的X(nTs)能准确恢复原信 号X(t).
f + fH f0 = L 2
,
B=fH-fL,
fS =
4 f0 2n + 1
n取满足fS ≥2B的最大正整数
Br f0 B
滤波 30M~500MHz
<
×
滤波
<
<
A/D fS=40MHz
DSP
fL1:1000M~1470MHz 步进10MHz
一个实用的宽带中频数字化接受机组成框图 优点：步进本振,简化了本振源的设计 缺点：天线与A/D间的模拟环节太多
三. 射频直接带通采样原理
一般信号(通信信号,雷达信号,遥测信号等)的瞬时带宽比较窄 例:VHF/UHF战术通信电台信号带宽(间隔)为 50KHz,25KHz,12.5KHz,非常规的扩频信号,带宽也只几 MHz, >100MHz信号很少
X(n) Z-1 I Z-1 D D I=D I I Z-1 I=D Z-1 I I I I Z-1/I Z-1 I
×
×
I Φ(n)
×
Φ(n)
×
I
(3)抽取内插器级联的等价关系
X(n) I X(n) D D1 I1 D=I I=D D2 I2 Y(m) Y(m) X(n) X(n) Y(n)
fS = 2BS (BS为信号带宽)
例: 常规军用VHF/UHF战术电台BS=25KHz, fs=2BS=50KHz, 要求在整个频带(0.1M~2.2GHz)设计具有相同带宽和阻带特 征的抗混叠跟踪滤波器.困难!! 采用超外差接收体制
软件无线电技术与应用
软件无线电技术与应用随着科技的发展，人们对无线电通信的需求也越来越大。
传统的无线电通信技术主要基于硬件，需要大量的专业设备和技术支持。
而软件无线电技术的出现，则极大地简化了无线电通信的操作难度，也为无线电通信的应用带来了更多的可能。
什么是软件无线电技术？软件无线电技术是指利用计算机软件来实现对无线电频谱的管理、分配、监控和控制等功能的一种技术。
与传统的硬件型无线电通信技术不同，在软件无线电技术中，所有的信号处理过程都是通过计算机软件完成的，而无需使用专业的无线电设备。
软件无线电技术的优点相比传统的硬件无线电通信技术，软件无线电技术有以下几个明显的优点。
第一，软件无线电技术具有更高的灵活性。
由于软件可以动态调整和优化，所以软件无线电技术可以更加灵活地应对不同的场景需求。
同时，在无需更换硬件设备的情况下，也可以通过升级软件来实现技术更新和升级。
第二，软件无线电技术具有更高的效率。
由于无需使用专业设备，软件无线电技术的成本大幅降低，也能够更加高效地实现无线通信。
第三，软件无线电技术的应用范围更广。
传统的无线电通信技术主要借助于专业设备，所以其应用范围较为有限。
而软件无线电技术则可以通过计算机软件实现信号处理等功能，其应用范围也因此更加广泛。
软件无线电技术的应用软件无线电技术在无线电通信的应用场景中，也有很多的可能。
第一，软件无线电技术可以用于通信卫星的控制。
通过软件无线电技术，可以对通信卫星的轨道、通讯参数进行实时监控和调整，并能够实现卫星的指令控制。
第二，软件无线电技术可以用于地面通信系统。
通过软件无线电技术，可以实现地面站与卫星之间的数据传输，实现卫星通信的双向交流。
第三，软件无线电技术还可以用于无人机通信。
通过软件无线电技术的应用，可以实现无人机之间的语音和视频通信，并能够实现对无人机的实时监控和控制。
第四，软件无线电技术还可以用于军事通信。
在军事通信中，软件无线电技术可以实现军事通信的保密功能，并能够更加灵活地应对复杂、多变的战场环境。
软件无线电原理与应用思考题
《软件无线电原理与应用》思考题第1章 概述1． 软件无线电的关键思想答：A/D 、D/A 尽量靠近天线a) 用软件来完成尽可能多的功能2． 软件无线电与软件控制的数字无线电的区别答：软件无线电摆脱了硬件的束缚，在结构通用和稳定的情况下具有多功能，便于改进升级、互联和兼容。
而软件控制的数字无线电对硬件是一种依赖关系。
3． 软件无线电的基本结构答：书上第5页第2章 软件无线电理论基础1． 采样频率(fs)、信号中心频率(fo)、处理带宽(B)及信号的最低频率(f L )、最高频率(f H )之间的关系，最低采样频率满足的条件答：带通采样解决信号为（f L ~f H ）上带限信号时，当f H 远远大于信号带宽B 时，若按奈奎斯特采样定理，其采样频率会很高，而采用带通信号则可以解决这一问题，其采样频率12n 4f 12n )f f (2f 0H L s +=++=，n 取能满足2B f S ≥的最大正整数，B 212n f 0+=。
2． 频谱反折在什么情况下发生，盲采样频率的表达式答：带通采样的结果是把位于（nB ，(n+1)B ）不同频带上的信号都用位于（0,B ）上相同的基带信号频谱来表示，在n 为奇数时，其频率对应关系是相对中心频率反折的，即奇数带上的高频分量对应基带上的低频分量，且低频高频对应高频分量。
盲区采样频率的表达式为： S Sm f 12n 22m f ++=m 取0，1，2，3……的盲区，当取n=m+1时，S Sm f )32m 11(f +-= 3． 画出抽取与内插的完整框图，所用滤波器带宽的选取，说明信号处理中为什么要采用抽取与内插，抽取与内插有什么好处答：抽取内插的框图见24页。
其中抽取滤波器带宽D /π，内插滤波器带宽I /π。
图像从软件无线电的要求来看，采样频率越高越好，但采样频率越高后续信号处理的压力就越大，为解决这一矛盾，采取了抽取、内插。
抽取：降低了数据流速率，提高了频域分辨率。
第1章思考题与习题
第1章思考题与习题1-1什么是模拟信号？什么是数字信号？请举例说明。
1-2在日常生活中所见到的通信系统如有线电视、调频广播、短波电台、市内电话、移动通信等都是利用了哪些信道？1-3画出无线通信收发信机的原理框图, 并说出各部分的功用。
1-4无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？ 1-5无线通信为什么要进行调制？常用的模拟调制方式有哪些？1-6无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传播特性和应用情况如何？1-7为什么中波和短波收音机能收到远地电台的广播？用短波收音机接收远地电台广播时，为什么有些时候声音会忽强忽弱？1-8移动通信直放站有哪些典型应用？ 1-9什么是软件无线电？第2章思考题与习题2-1影响通信设备的外部干扰有哪些？简单叙述消除外部干扰的方法。
2-2晶体管和场效应管噪声的主要来源是哪些？为什么场效应管的内部噪声较小？2-3试计算510k Ω电阻的均方值噪声电压，如果将其转换成电流源等效电路，则其均方值噪声电流为多少？若并联接上250k Ω的电阻，总的噪声均方值电压又为多少？设290T K =，510f Hz ∆=。
2-4求习题图2-1所示的无源网络的额定功率及噪声系数。
RSR Su 习题图2-12-5若有两级放大器相连，设它们的额定功率增益和噪声系数分别为1P G 、2P G 、1F N 、2F N ，它们的等效噪声频带各为1f ∆、2f ∆，两级放大器的合成等效噪声频带为f ∆。
试求两级放大器的总的噪声系数表达式。
2-6习题图2-2中，虚线框内为一线性网络，1R 为扩展通频带的阻尼电阻，r 为电感线圈的损耗电阻。
画出其噪声等效电路，并求其噪声系数。
I SR CrLL1R习题图2-22-7有A 、B 、C 放大器 功率增益（dB ） 噪声系数 A 6 1.7 B 12 2.0 C 20 4.0现将三个放大器级联，放大一低电平信号，问此三个放大器应如何连接，才能使总的噪声系数最小，最小值为多少？2-8两部正常工作的接收机功率增益如习题图2-3所示（单位为dB ），其他条件都一样，试问哪一部接收机的灵敏度高？为什么？习题图2-32-9设计一个接收机，要求总的噪声系数为4dB ，输入混频器的噪声系数为8dB ，前置放大器（位置在混频器前）的噪声系数为3dB 。
浅析软件无线电的体系结构及应用
浅析软件无线电的体系结构及应用1. 引言1.1 介绍软件无线电的概念软件无线电是一种基于软件定义的无线电技术，可以通过对信号处理器进行软件编程和配置，改变无线电系统的行为。
相比传统硬件无线电，软件无线电具有灵活性高、可重配置性强、适应性好的特点。
它可以通过软件更新来改变其功能，实现不同频率、调制方式和协议的切换，适应不同应用场景的需求。
软件无线电技术的提出，极大地推动了无线通信的发展，为现代无线通信系统的设计和实现提供了更多的可能性。
在软件无线电中，无线电前端的硬件主要负责信号的变换和放大，而大部分信号处理功能则由软件算法来完成。
软件无线电系统的体系结构包括前端RF模块、中频模块、数字信号处理模块以及控制模块等部分，各部分协同工作，完成信号的接收、解调、解码等操作。
软件无线电的应用场景十分广泛，包括移动通信、卫星通信、物联网、无人机、雷达等多个领域。
在通信领域，软件无线电可以灵活适应不同的通信标准和频段，提高了通信系统的灵活性和效率。
在军事领域，软件无线电技术可以实现无线电干扰、侦察、通信等多种功能，提供了更加灵活和高效的通信保障。
与传统无线电技术相比，软件无线电具有更高的灵活性和可靠性，能够更好地满足现代通信系统的需求。
1.2 引言部分软件无线电是一种基于软件定义的概念，通过对无线电信号进行软件处理和调节，实现无线电通信的技术。
软件无线电的概念在20世纪90年代末开始兴起，随着计算机和通信技术的发展，软件无线电技术得到了广泛的应用和推广。
传统的无线电通信技术需要使用硬件电路来实现不同频段的信号发送和接收，而软件无线电则通过软件程序对可编程硬件进行控制和配置，实现对多种信号的处理和管理。
这种灵活的软件控制方式使得软件无线电技术具有更大的灵活性和可升级性，可以适应不同的通信需求和环境要求。
在软件无线电的体系结构中，主要包括硬件平台、软件定义的接口、信号处理和调制等模块。
通过对这些模块的设计和优化，可以实现更高效、更灵活的无线电通信系统。
浅析软件无线电的体系结构及应用
浅析软件无线电的体系结构及应用软件无线电（Software Defined Radio，简称SDR）是一种通过软件控制硬件进行射频信号处理的无线电通信技术。
它基于微处理器、数字信号处理器和专用的软件，能够实现对无线电信号的调制、解调、滤波、编码、解码等处理过程。
软件无线电的体系结构主要由前端硬件、信号采集模块、信号处理模块和应用软件等组成，并广泛应用于无线通信、雷达、千兆以太网等领域。
软件无线电的体系结构由以下几个主要部分组成：1. 前端硬件：包括天线、射频前端（RF front-end）和模数转换器（ADC）。
天线负责接收或发射无线信号，射频前端进行信号放大、滤波、混频等处理，模数转换器将模拟信号转换为数字信号，为后续的数字信号处理做准备。
2. 信号采集模块：主要由模数转换器、FPGA（Field Programmable Gate Array）和时钟同步电路组成。
模数转换器负责将模拟信号转换为数字信号，FPGA用来对数字信号进行处理和控制，时钟同步电路用于保证各个模块之间的同步性。
3. 信号处理模块：由软件、FPGA和DSP（Digital Signal Processor）组成。
软件用于控制信号处理流程和参数，FPGA和DSP分别负责实现硬件的信号处理算法和信号处理运算。
4. 应用软件：为用户提供图形界面或命令行界面，实现与用户交互和数据展示。
用户可以通过应用软件选择信号处理算法、调节参数等。
软件无线电的应用非常广泛，主要有以下几个方面：1. 无线通信：软件无线电可以实现无线通信中的调制解调、滤波、编码解码等过程，可应用于手机、卫星通信、无线电对讲机等通信设备中。
由于软件无线电的可编程性，可灵活适应不同的通信标准和频谱资源分配，提高通信系统的灵活性和性能。
2. 雷达：软件无线电可以应用于雷达系统中，实现信号处理、目标识别和目标跟踪等功能。
由于雷达系统的复杂性和变化性，软件无线电可以根据需要进行灵活的信号处理和算法调整，提供更强大的雷达能力。
软件无线电.期末考试(二)2024
软件无线电.期末考试（二）引言概述：本文旨在对软件无线电的相关知识进行全面的梳理和总结，以期帮助读者更好地理解软件无线电的基本概念、技术原理及应用。
本文将分为五个大点进行阐述，分别是：软件无线电的基本概念、软件无线电的主要技术原理、软件无线电的应用领域、软件无线电的优势与挑战以及软件无线电的未来发展。
正文内容：1. 软件无线电的基本概念- 软件无线电的定义和发展历程- 软件无线电的基本组成部分- 软件无线电的工作原理2. 软件无线电的主要技术原理- 软件无线电的信号处理技术- 软件无线电的调制与解调技术- 软件无线电的自适应调制技术- 软件无线电的频谱感知技术- 软件无线电的时间与频率同步技术3. 软件无线电的应用领域- 软件无线电在通信领域的应用- 软件无线电在雷达领域的应用- 软件无线电在无线电侦测领域的应用- 软件无线电在智能交通系统中的应用- 软件无线电在卫星通信领域的应用4. 软件无线电的优势与挑战- 软件无线电的灵活性和可重构性优势- 软件无线电的频谱效率优势- 软件无线电的系统复杂度挑战- 软件无线电的安全性挑战- 软件无线电的实时处理挑战5. 软件无线电的未来发展- 软件无线电在5G通信中的应用前景- 软件无线电在物联网中的应用前景- 软件无线电在人工智能中的应用前景- 软件无线电在卫星导航中的应用前景- 软件无线电在军事领域中的应用前景总结：通过本文的阐述，我们对软件无线电的基本概念、技术原理、应用领域、优势与挑战以及未来发展有了更深入的了解。
软件无线电的灵活性和可重构性使其在通信、雷达、侦测等领域有着广泛的应用前景。
然而，软件无线电也面临着系统复杂度和安全性方面的挑战。
随着技术的不断发展，软件无线电将在5G通信、物联网、人工智能、卫星导航和军事领域等方面迎来更加广阔的发展前景。
浅析软件无线电的体系结构及应用
浅析软件无线电的体系结构及应用软件无线电是一种利用软件实现通信的技术。
与传统无线电相比，软件无线电能够提供更加灵活、可定制、互操作性强的通信方式。
本文将从软件无线电的体系结构和应用两个方面进行浅析。
软件无线电的体系结构可分为四个层次：底层硬件层，中间传输层，上层应用层和用户界面层。
底层硬件层主要是指无线电硬件平台，如收发信机、天线等等。
这一层面的发展主要是向着数字化、软件化方向发展的。
通过数字化的方式将传输的信号量化，实现数据的压缩和传输，同时也方便了信号的处理和分析。
中间传输层主要是指数字信号的传输和处理，通过软件完成中间传输层的功能。
在这一层面，主要的任务是对无线电信号进行滤波、解调、编码、解码和加密等处理，同时也要对信号进行频谱分析和信号处理。
上层应用层是指在软件上实现不同的无线电通信协议，如卫星通信、蜂窝通信和无线局域网络通信等。
在这一层面，可以实现数据的传输、存储、处理和管理等功能。
用户界面层主要是指无线电软件应用的用户界面，通过用户界面层可以方便地对无线电通信进行管理和操作。
用户界面上可以显示当前的信道、频率、功率以及信号的质量等参数，同时可以进行无线电通信的设置和控制。
软件无线电的应用极为广泛，主要有三方面：1. 军事应用军方广泛使用软件无线电技术，对信号进行处理和分析，实现对电子情报的收集和分析。
同时，软件无线电还可以用于无线电干扰和防干扰，提高军队的信息战斗力。
2. 通信和广播软件无线电可以实现各种无线电通信协议，如卫星通信、蜂窝通信和无线局域网络通信等。
这种通信方式可以提供更加灵活、可定制、互操作性强的通信方式。
软件无线电还可以用于广播领域，提高广播的质量和覆盖范围。
3. 科研和教育软件无线电的应用还涉及到科研和教育领域。
在科研领域，软件无线电可以用于信号分析、频谱分析等领域。
在教育领域，软件无线电可以用于无线电实验和教学。
通过软件无线电的应用，可以加深对无线电技术的理解和实践，提高人才的水平和素质。
浅析软件无线电的体系结构及应用
浅析软件无线电的体系结构及应用
软件无线电是一种基于软件定义网络技术的无线通信系统，它以软件为中心，实现了
硬件和软件的分离。
在传统的无线通信系统中，硬件和软件是紧密耦合的，而在软件无线
电中，硬件的功能完全由软件控制和定义，从而实现了灵活性和可定制性的提高。
软件无线电的体系结构主要包括三个部分：前端硬件、中间件和后端软件。
前端硬件
指的是与无线信号传输相关的硬件设备，包括射频部分、中频部分和基带部分等。
中间件
是连接前端硬件和后端软件的重要组成部分，它负责对信号进行处理和转换，并将信号传
递给后端软件进行进一步处理。
后端软件是最核心的部分，它负责各种无线协议的实现和
无线信号的处理，包括信号解调、调制、编码解码等。
软件无线电的应用非常广泛，可以用于各种无线通信系统中。
软件无线电可以用于移
动通信系统中，提供高速、高质量的无线通信服务。
软件无线电可以用于卫星通信系统中，实现卫星间的通信和地面与卫星的通信。
软件无线电还可以用于电视广播系统、无线电测
向系统、雷达系统等领域，提供高效的通信和测量服务。
软件无线电还可以用于军事通信
系统中，提供安全、可靠的通信保障。
软件无线电是一种基于软件定义网络技术的无线通信系统，具有灵活性和可定制性的
优势。
它的体系结构包括前端硬件、中间件和后端软件，应用于移动通信、卫星通信、电
视广播、雷达系统、军事通信等领域。
随着软件无线电技术的不断发展，相信它将在未来
的无线通信领域中起到越来越重要的作用。
《软件无线电》作业总结..
第一章1、影响天线效率的因素有哪些（答出至少三条）？答：工作频率，天线长度，天线形状，天线架设的高度等2、语音频率范围是300~3400Hz，当取f=3000Hz时，天线长度为多少时，天线效率最高？3、如何解决最简结构中天线效率低和无法多路传输的问题？答：在其他参数相同的条件下，输入激励电流的频率越高，基本振子天线的电磁波越强，即天线的效率越高。
实际的天线电系统都采用了调制/解调技术，即在发射端用一个可选择的高频率的正弦波信号去调制需要传输的频率较低的调制信号，这个高频正弦波信号成为载波；在接收端采用解调技术再将调制的信号从载波上解出来，从而完成了信号的无线传输过程。
这也是解决不能多路传输的方法。
4、请画出无线电系统的实用结构。
5、常见的收/发双工技术答：时分双工、频分双工和环形器双工6、画出无线数字通信系统框图发射端：接收端：7、画出无线电系统的实用结构图，并指出基带信号、中频信号和射频信号的位置答：同第4题8、简述外差技术和超外差技术的概念，并画出超外差技术的框图：答：外差技术：中频频率fIF固定不变，通过混频器本振频率fL和选频滤波器中心频率f0 = fRF同步改变来实现；超外差技术：当取中频频率fIF低于射频频率fRF且高于信号带宽B时9、软件无线电的特点答：功能的灵活性，结构的开放性，成本的集中性。
多功能、多频带、多模式。
具有可重编程、可重配置能力。
10、画出理想的软件无线电体系结构，并简述结构核心和构造思想结构核心：使模拟信号转换为数字信号的部分尽可能接近天线构造思想：不可能采用数字器件实现的部分放在模拟子系统中其他部分放在数字子系统中，例如载以获得最大程度的软件可编程性。
11、软件无线电的研究热点和难点答：宽带/多频段天线、智能天线；灵活的射频前端设计；高速数模和模数变换器；高速信号处理器；软件无线电的信号处理算法；软件下载和软件重配置技术。
第二章1、模数变换的主要步骤包括哪些？起作用是什么？答：采样：连续时间信号的离散化；量化和编码：采样值的有限精度处理2、画出下面信号经采样后的频谱图（考虑两种情况：失真或非失真）。
软件无线电的原理与应用
4．系统便于实现模块化
利用软件无线电的基本思想，对现行的通信系统均可 实行模块化设计，模块的物理及电气接口性能指标符 合统一、开放的标准。通过更换单一模块，可以维护 或提高系统的性能，也便于系统间复用。
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一方面SDR符合军事上三军协同快速通信的需要；另一方 面在民用领域，由于它可以通过软件编程，保持一种硬件平 台结构的通用性，所以在移动通信领域内，可以对不同体制 进行综合兼容。因此，软件无线电思想及技木的提出与实现 是非常必要的。
通过增加软件模块实现新的功能
具有很强的开放性
采用标准化、模块化结构 硬件可以扩展或更新 软件可以升级
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4.软件无线电的基本思想
1．完全数字化
由于软件无线电的基本思想之一就是力图从通信 系统的基带信号直至中频、射频段进行数字化处理， 因此，它是一种比目前任何一个数字通信系统的数 字化程度都要高得多的全数字化通信系统。
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软件无线电的最终目的就是要使通信系 统摆脱硬件系统结构的束缚，通过软件 实现各种功能。
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软件无线电是一种开放的体系结构。这种开 放性包含：对使用的开放性、对生产的开放 性和对研制的开放性。 这三个开放性将同时给用户、厂家和科研部 门带来好处。
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3. SDR的主要特点
具有很强的灵活性
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1.2 SDR的发展概况与应用
➢ 为克服美军常规作战中通信方面存在的问题， 加速高技术的应用，美国国会于1987年制定 了平衡技术倡议(BTI)。
➢ 1990年8月．美国国防部与Hazeltine公司签 订了430万美元的合同，开始研制SPeakeasy 软件无线电系统的第一阶段工作。
21
➢ 1994年8月，Speakeasy I型样机研制成功 并进行了技术演示，其演示了以下功能：分别 与4种不同的电台通信；同时向两种不同的电 台通信作为网桥网关，连接两个不同的、相互 独立的、具有不同信号形式的无线网，使信号 能透明地传输; 演示包括传输话音和数据。
(完整word版)软件无线电习题
<<软件无线电原理与应用 >> 作业一、调频(FM)信号的解调流程如图 1信号带宽20KHZ ，输入时钟40MHz , CNCO 设置f o =10.7MHz ，载波相位偏移为0;其中：CICF : 2级级联，抽取因子D i =5，增益补偿值为4; HBF : 11阶、4级级联，抽取因子D 2=16;FIRF :采样频率500 KHz ，通带30 KHz ，过渡带20 KHz ，128阶，抽取因子 D 3= 5; 鉴频FIR :采样频率100 KHz ，通带20 KHz ，过渡带10 KHz ，64阶。
1. 给出CICF 、HBF 的传递函数H(z)的结构，频率响应曲线,并分析其性能。
2. 设计FIRF 、鉴频FIR 滤波器，给出其频率响应曲线,并分析其性能。
3. 如果仿真信号为S FM (n) Acos 2 f °n (n) N(n)，其中N(n)为高斯白噪声，瞬时相位 为：(n) 0.7sin 2 f ’nT s6 0.5 sin 2 f z nT s3，f 1 =1000Hz, f 2 =2500Hz, SNR=20dB 。
推导图中每级处理后输出信号的表达式(不考虑噪声) ，并画出每级处理后输出信号的时域波形(AGC=2。
二、现有一雷达系统，工作频率范围为 220〜305MHz ， 化处理以检测有无目标。
1.假定信号的中心频率f 0=262.5MHz ，在欠采样下， 频数字正交化处理的要求； 2.假定回波中包含两个LFM 信号(s(t) cos(2 f °tSNR=10dB ，产生回波信号，并利用信道化处理方法对 带宽 Bs=3MHz )。
要求：(1)给出信道划分示意图，并计算 LFM 信号所处的信道位置; (2) 画出有回波的信道信号及其频谱；(3) 对分离后的回波信号进行脉压，画出脉压结果进行分析。
现需对整个工作带宽内的回波进行信道 A/D 的采样频率f s 应选多大才能满足中 2 t 2))，其参数如下表1所示，信噪比LFM 信号进行检测(每个信道的P (n)D/Aa三、对一圆形阵列的波束形成进行仿真，假设发射信号载频为0.8GHz圆形阵列半径为0.8米,在圆周上均匀布置28个阵元。
《软件无线电原理与技术》实验报告
题目：《软件无线电原理与技术》实验报告FSK调制与解调姓名：学院：信息科学与技术学院系：通信工程系专业：年级：学号：教师：2012 年 7 月 1 日《软件无线电原理与技术》实验报告FSK调制与解调一、实验目的●理解 FSK 调制与解调的原理与意义●掌握 DDS 的用法●练习和熟悉程序的编写与仿真验证●掌握 FSK调制与解调的数字实现过程二、实验原理2.1 FSK调制原理2FSK(二相频移键控)是用两个不同频率的正弦波形来传送码元“0”和“1”。
2FSK 信号的产生方法主要有两种，一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，使其输出两个不同频率的码元如图1(a)所示。
第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出，如图1(b)所示。
图1 2FSK调制原理框图其中，由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续的，如图2 所示；而开关法产生的2FSK 信号由两个独立的频率源构成，所以2FSK 在相邻码元之间的相位不一定是连续的。
图2 2FSK信号波形图实验设计一款 2-FSK 调制器。
●功能要求：要求当信号并行输入时，输出已调信号和输出使能信号。
载波信号由DDS模块生成，输出的使能信号out_fsk_en 经IO1 显示在示波器上，输出的已调信号经DA模块I 路显示在示波器上进行观察。
●时序要求：当输入使能信号in_fsk_en 为高电平时，信号输入2-FSK 调制器；当调制模块输出使能信号out_fsk_en 为高电平时，输出已调信号。
●参考设计：分为五个模块实现（拨码开关输入模块、DDS1 模块、DDS2 模块、FSK 调制模块、DA 输入模块）。
其中拨码开关输入模块实现拨码开关输入的并串转化，并产生输出使能信号。
DDS1 模块由IP 核DDS Compiler v2.1 生成，产生余弦信号,设置为系统时钟40MHz，输出时钟1.25MHz，分辨率为1HZ，输入时钟时能信号ce，输出余弦信号cosine，其他设置为默认。
软件无线电ppt复习题整理
第一章1、理解常见无线电技术中的LNA技术,AGC技术,超外差接收技术和双工技术。
1)接收灵敏度影响因素:外部噪声、内部噪声和电路系统的非线性失真等提高接收灵敏度的方法：在接收机前端增加一个射频放大器,并使其噪声系数尽可能小，一般采用低噪声放大器2）为使接收机输出信号的强度相对稳定，接收机的增益就应随着输入信号强度的大小自动调整,这一技术即为自动增益控制3)超外差技术：通过混频器本振频率fL和选频滤波器中心频率f0= fRF同步改变来实现中频频率fIF固定不变.（中频频率fIF是射频频率和本振频率差拍的结果）4）常见的收/发双工技术：时分双工、频分双工和环形器双工2、无线模拟通信系统、无线数字通信系统、数字无线电技术比较、软件无线电比较。
除调制/解调外，无线数字通信系统与无线模拟通信系统相同无线数字通信系统与无线模拟通信系统的根本区别：（1)信源的数字化;（2）调制/解调：传输信道中其它各环节仍相同，如信道分离、混频和滤波等，但模拟信道技术结构复杂、集成度低、体积功耗大,运用不灵活。
模拟无线电技术中，信号处理大多采用实信号处理技术，而数字无线电则多采用复信号处理技术，即采用正交双通道技术3、实现正交双通道的关键 .实现正交双通道的关键有两个 1）需要产生两个正交本振 2）需要严格保证两通道的幅度平衡，若上述条件无法满足,则会产生镜像信号，造成镜像干扰4、硬件无线电与软件无线电的主要区别。
硬件无线电是指无线电设备的功能由硬件结构确定，系统的工作很少或没有软件参与，在功能上是固定的。
软件无线电技术可以多频带/多模式/多功能工作,具有可重编程、可重配置能力。
模拟无线电和数字无线电都属于硬件无线电；数字无线电+软件无线电和重配置技术构成软件无线电。
5、数字无线电常见结构.据A/D转换在数字无线电系统中所处的位置分类：零中频数字基带的结构:中频频率为零，不存在一般超外差接收机中的镜频干扰问题；超外差式数字基带的结构:中频频率固定;超外差式数字中频的结构:中频频率固定6、软件无线电的定义、特点及软件无线电的中心思想。
软件无线电技术实验报告_实验五
软件无线电技术实验报告_实验五电子科技大学实验报告学生姓名：李志学号：2011019070023 指导教师：沈莹邮箱：634897551@/doc/f81328647.html,一、实验室名称：通信信号处理及传输实验室二、实验项目名称：基带载波解调技术实验三、实验原理：1、基带线性载波解调技术原理数字信号载波调制有三种基本的调制方式：幅度键控（ASK ），频移键控（FSK ）和相移键控（PSK ）。
它们分别是用数字基带信号控制高频载波的参数如振幅、频率和相位，得到数字带通信号。
在接收端运用相干或非相干解调方式，进行解调，还原出原数字基带信号。
解调的最终目的是消除频差项，判决出正确的码元数据。
如果能跟踪相位的变化，并且得出正确的相位估计值0φ为：0002?φπφ+≈n f （5.1）那么消除由于0f 的存在而引入的调相可以通过坐标旋转而获得，即：()()()φφ?sin ?cos n Q n I n I -='（5.2）()()()φφ?sin ?cos n I n Q n Q +=' （5.3）其中，()n I '、()n Q '是()n I 和()n Q 经过旋转φ角而得到的数据输出。
解调器的工作原理就是用估计出的相位φ?对接收数据进行坐标旋转变换，消除()002cos φπ+n f 和()002sin φπ+n f 两个因子，提取出传输的数据，从而完成解调过程。
旋转变化运算中，相位估计φ与解调器性能有很大关系，它的跟踪性能直接关系到解调器性能的优劣。
通常设解调器都采用锁相环，以实现性能较好的相干解调。
（1）二进制相移键控（BPSK ）对于BPSK 调制方式，如果没有信道引入的多径损耗，接收的BPSK 信号可表示为：()()()ch c bb BPSK t f T E t m t S ??π++=02cos 2 ()()?π+=t f T E t mc b b 2cos 2（5.4）其中ch ?对应于信道中时间延迟造成的相移。
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《软件无线电原理与应用》思考题第1章 概述1． 软件无线电的关键思想答：A/D 、D/A 尽量靠近天线a) 用软件来完成尽可能多的功能2． 软件无线电与软件控制的数字无线电的区别答：软件无线电摆脱了硬件的束缚，在结构通用和稳定的情况下具有多功能，便于改进升级、互联和兼容。
而软件控制的数字无线电对硬件是一种依赖关系。
3． 软件无线电的基本结构答：书上第5页第2章 软件无线电理论基础1． 采样频率(fs)、信号中心频率(fo)、处理带宽(B)及信号的最低频率(f L )、最高频率(f H )之间的关系，最低采样频率满足的条件答：带通采样解决信号为（f L ~f H ）上带限信号时，当f H 远远大于信号带宽B 时，若按奈奎斯特采样定理，其采样频率会很高，而采用带通信号则可以解决这一问题，其采样频率12n 4f 12n )f f (2f 0H L s +=++=，n 取能满足2B f S ≥的最大正整数，B 212n f 0+=。
2． 频谱反折在什么情况下发生，盲采样频率的表达式答：带通采样的结果是把位于（nB ，(n+1)B ）不同频带上的信号都用位于（0,B ）上相同的基带信号频谱来表示，在n 为奇数时，其频率对应关系是相对中心频率反折的，即奇数带上的高频分量对应基带上的低频分量，且低频高频对应高频分量。
盲区采样频率的表达式为：S Sm f 12n 22m f ++= m 取0，1，2，3……的盲区，当取n=m+1时，S Sm f )32m 11(f +-= 3． 画出抽取与内插的完整框图，所用滤波器带宽的选取，说明信号处理中为什么要采用抽取与内插，抽取与内插有什么好处答：抽取内插的框图见24页。
其中抽取滤波器带宽D /π，内插滤波器带宽I /π。
图像从软件无线电的要求来看，采样频率越高越好，但采样频率越高后续信号处理的压力就越大，为解决这一矛盾，采取了抽取、内插。
抽取：降低了数据流速率，提高了频域分辨率。
内插：提高了时域分辨率，且提高了输出信号的频率。
4． 多相滤波结构的优点，有代表的多相转换关系式的证明答：多相滤波器的优点：滤波是在降速率之后进行的，这就大大降低了对处理速度的要求，提高了实时处理能力。
另外，每一分支路滤波器的系数)n (e K 由原先的N 个减少为N/D 个，可以减少滤波运算的累积误差，提高计算精度。
其证明过程：见28页5． 滤波器多级实现的好处，每级低通滤波器设计注意的问题答：多级实现解决了当抽取倍数或内插倍数很大时，所需的低通滤波器阶数很大的问题。
每一级滤波器在设计时应注意：a) 每级滤波器的带宽不能小于信号带宽；b) 过渡带是可变的，取决于每一级的抽取倍数，即过渡带的截止频率不能大于该级输出取样率的一半。
6． 画出带通信号的正交抽取结构，通过正交信息计算信号参数的方法答：结构图见33页。
参数计算：34页。
7． FIR 滤波器的最简设计步骤，设计中根据什么参数设计，参数与阶数的关系答：最简单的方法是用一个已知的窗函数)k (ω去截取一个理想滤波器的冲激函数，得到一个实际可用的FIR 滤波器冲激函数。
参数：P δ、S δ、C F 、A F ，C A F F F -=∆如对凯撒窗 1f )f f (36.1495.720lg N S C A +⋅---=δ （P δ=S δ=δ） 8． 半带滤波器为什么可节省计算量，满足什么条件可抗频谱混叠答：半带滤波器的冲激响应除了零点不为零外，在其余偶数点全为零，所以采用半带滤波器来实现采样率变换时只需一半的计算量。
只要半带滤波器满足下图特性，抽取后在其通带0~2C ω仍无混叠。
见42页图b9． CIC 滤波器为什么能节省计算量，是否存在频谱混叠现象答：CIC 抽取滤波器实现起来比较简单，只需加法器和延迟器，不需乘法运算，对提高实时性有重要意义。
有47页图b 可知虚线部分显然对实线部分形成了混叠。
但如果抽取的信号带宽很窄且H(ωj e )在12-D /2ωπωω==处的衰减值足够大时，在其信号带宽内，虚线对实线的混叠就可以忽略不计。
10． 带宽比例因子b 的含义，在CIC 滤波器设计中发挥的作用 答：带宽比例因子D/f B b S = 从带内平坦度考虑，b 不能选得太大，或者说信号带宽不易选得太宽，否则会引起高频失真。
b 值尽可能小，以便获得足够的阻带衰减，降低混频影响。
11． 画出正交变换的结构，说明作用，当本地信号不正交时，会出现什么现象答：结构图见50页，正交变换的作用是从解析信号中获得信号的三个特征参数：瞬时幅度、瞬时相位、瞬时频率。
当本振信号不正交时，会产生虚假信号。
12． 分析正交变换多相结构的意义，画出结构图答：这种结构不仅不需要正交本振，而且后续的数字低通滤波器阶数也很低（只需要8阶），实现起来非常简单。
其结构图见54页13． 多相滤波正交变换的目的，适用的条件答：多相滤波正交变换的目的是在不需要正交本振且后续数字低通滤波器阶数也很低的好处下，轻松的实现正交变换。
适用条件：第3章 软件无线电数学模型1． 软件无线电的三种结构形式，第1种结构为什么不现实，第2种结构为什么难实现，第3种结构主要解决什么问题，与传统超外差接收机的区别答：软件无线电三种结构：射频全宽开低通采样软件无线电结构射频直接带通采样软件无线电结构宽带中频带通采样软件无线电结构第一种结构要求A/D 的采样速率非常高，尤其是当需要采用大动态、多位数就更困难。
一般只适用于工作带宽不是非常宽的场合。
第二种结构要求A/D 有足够高的工作带宽或A/D 中采样保持器及放大器的性能要高，对前置窄带电调滤波器也有较高的要求，另外需要多个采样频率，增加了系统的复杂度。
第三种结构解决了前两种结构采样频率高，工作带宽不够宽的问题，设计简化，信号失真小，具有更好的波形适应性、信号带宽适应性及可扩展性。
与传统超外差接收机的区别是中频带宽不一样。
2． 数字化正交分量的提取有哪两种方法，那种计算量小，为什么答：数字化正交分量的方法：数字混频法；基于多相滤波的正交变换法后一种计算量少，)n (I ' )n (Q '采样率只有A/D 采样率的一半，且省去了两个正交本振，滤波器器的阶数也比第一种少（只有8阶）。
3． 多级滤波器设计的关键是什么，抽取因子分配的原则是什么答：多相滤波器设计的关键是如何分配每一级m D 。
分配原则是使总的运算量最小：}f N {min R min M1m 1)-S(m m Dm M *T Dm M ∑== 4． 半带、CIC 和FIR 滤波器在信号处理中的位置顺序，为什么这样安排答：顺序：CIC —HBF —FIRCIC 滤波器无需乘法运算，可以实现高速滤波，所以放在输入采样率最高的第一级，HBF 只有普通FIR 运算量的一半，所以一般用在中等输入采样率的第二级，经过CIC 和HBF 后，采样率已明显降低，所以用普通FIR 滤波即可。
5． 多相滤波器正交化处理器的特点、优点和不足，该结构采样频率的精度要求与什么参数有关 答：特点：o f 的选取是通过S f 的选取实现的通过多相滤波得到两路I ，Q优点：采样速率减少到一半，省掉两个混频器，滤波器阶数也很低（只有8阶）。
缺点：精度与采样频率有关，对采样振荡器要求较高。
6． 数字滤波器组与信道化的基本概念答：数字滤波器组是指具有一个共同输入，若干个输出端的一组滤波器。
如果这一组滤波器的功能是把宽带信号s(n)均匀分成若干个子频带信号输出，那么就把这种滤波器叫做信道化滤波器。
7． 信道化接收机低通实现中复、实信号处理存在的区别答：复信号滤波器组的本振角频率D2)21D k (K πω⋅--=，滤波后信号带宽为D /2π，进行D 倍抽取。
实信号滤波器组的本振角频率D 2)412D k (K πω⋅--=，滤波后的信号为实信号，带宽为D /π，故进行2D 倍抽取。
8． 多相滤波器组信道化接收机在处理结构上的特点，从那两方面进行了运算量的减少答：9． 数字调制有哪两种调制结构，为什么数字实现强调正交法答：数字调制有数字混频和正交分解两种调制结构。
正交信号容易产生，且由正交信号容易得到调制信号的相位、幅度以及频率信息，所以调制的数字实现主要采用正交法。
10． 频谱搬移前后的内插有什么不同的作用，减少D/A 压力的办法是什么答：基于内插的软件无线电发射机中I1是为了使I(n),Q(n)与后面)n (cos 0ω,)n (sin 0ω的采样速率相匹配。
I2是为了实现数字上变频。
为了减少D/A 的压力，可将零内插移至D/A 之后，通过模拟接零开关来实现。
11． 信道化发射机多相结构的优点答：内插移到滤波器后面，运算量减少了。
a) 滤波器采用多相结构，各个分支运算量减少了。
b) DFT 可采用FFT 来实现快速运算12． 信道化发射机实信号模型与复信号模型在形式上的不同点答：有三方面的不同：a) 内插因子实信号为2I ，复信号为Ib) 移频因子，实信号为)41i (I 2i+=πω，复信号为)21-I i (I 2i -=πω c)对实信号，I 路合成信号y(n)要经取实部后再输出 第4章 软件无线电硬件实现1． 软件无线电平台的组成答：模拟前端，宽带A/D/A ，数字上下变频器，高速信号处理器2． 软无前端的任务、电路组成及与窄带接收机的比较答：前端的主要任务就是把接收到的信号变换至适合D/A 转换器处理的信号频率和电平范围之内，同时把宽带D/A 转换器的输出信号变换至能被其它电台接收的频率和电平范围。
软件无线电的前端由带通滤波器、放大器、混频器、本振、AGC 控制电路组成。
与窄带接收机相比，瞬时处理带宽更宽，动态范围更大，可扩展性更好。
3． 软无前端中滤波器的两个主要参数，放大器的特点、分类和增益带宽积与放大器级数的关系 答：两个主要参数：插损I L 和相对带宽B(%) 10L B I =⨯放大器的特点：宽带、线性放大器的分类：前馈式、反馈式 增益带宽积与级数的关系：B )G ()(G N1N BN = 4． 软无接收机性能的主要指标，这些指标主要由谁决定答：主要指标：灵敏度、动态范围、噪声系数、三阶互调这些指标主要取决于前端放大器和A/D 转换器5． A/D 转换器的工作过程，编码输出格式中哪一种最常用，对应关系是什么答：工作过程：采样—保持--量化—编码—输出编码中最常用的是2的补码，公式为：]a 2a [V V n2i 11n i FS ∑=--= 6． A/D 转换器的SNR 与其位数、信号带宽和采样频率的关系答：76dB .102n .6SNR +=SNR=++10lg[fs/2B]7． 无杂散动态范围（SFDR ）与SNR 的关系答：SFDR 是指在第一Nyquist 区内测得信号幅度的有效值与最大杂散分量有效值之比的分贝数，反映的是在A/D 输入端存在大信号时，能检测出有用小信号的能力。