《软件无线电》作业总结

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移动通信结课论文软件无线电

现代无线通信技术——软件无线电姓名：***学院：电子信息工程学院专业：电子信息工程学号：************随着移动通信的发展，一种基于软件定义而非通过硬连线实现的无线通信协议——软件无线电越来越受到人们的重视。

软件无线电采用开放式总线结构，以高速度的可编程器件为依托，使用宽带/多频段天线、宽带A/D转换等关键技术，通过软件编程来代替复杂的物理设备，实现多种通信制式下的相互通信，在第三代移动通信系统中得到了广泛的应用，具有很好的发展前景。

关键词：软件无线电总线结构关键技术软件编程应用发展前景随着移动通信的发展，从20世纪90年代初开始，软件无线电（Software Radio，SWR）的概念开始广泛流行起来。

由于多种数字无线通信标准共存，如GSM、CDMA－IS95等，每一种制式对其手机都有不同的要求，不同制式间的手机无法互连互通。

为了解决这个问题，软件无线电方案提出将2MHz～2000MHz的空中信号全部收下来进行抽样、量化，转化成数字信号用软件处理。

换句话说，就是把空中所有可能存在的无线通信信号全部收下来进行数字化处理，从而与任何一种无线通信标准的基站进行通信。

从理论上说，使用软件无线电技术的手机与任何一种无线通信制式都兼容。

虽然在理论上软件无线电有良好的应用前景，但在实际应用时，它需要极高速的软、硬件处理能力。

由于硬件工艺水平的限制，直到今天，纯粹的软件无线电概念也没有在实际产品中得到广泛的应用。

但一种基于软件无线电概念基础上的软件定义无线电技术却越来越受到人们的重视。

软件定义的无线电(Software Defined Radio，SDR) 是一种无线电广播通信技术，它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。

换言之，频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级，而不用完全更换硬件。

SDR 针对构建多模式、多频和多功能无线通信设备的问题提供有效而安全的解决方案。

在2001年10月份举行的ITU－8F会议上，软件定义无线电（SDR）被推荐为今后无线通信发展极有可能的方向。

软件无线电要点

理想的软件无线电
然而理想的软件无线电台在现有的实际工程设计中还难以实现。这是由于目前的DSP芯片、A/D/A转换芯片的处理能力还未达到理想软件无线电要求从系统的射频段数字化的处理能力，因此在目前的实用软件无线电结构中，采取了一种折中的方案，即实用的软件无线电系统结构。 h
实际的软件无线电结构
采用制式不同：各种电台按相应要求设计，必然造成信源编码与解码、
信道调制与解调，加、解密、网络协议、通信组网等方式的不同。
现有无线电系统的问题
因此，在现有的无线电通信系统中多种体制并存，形成各种体制互联困难；由于无线电频带越来越拥挤，又造成相邻频道间的干扰越来越严重，从而也要求通信系统的抗干扰能力增强。
理想的软件无线电
理想软件无线电系统的A/D/A转换器已相当接近天线，从而可对高频信号进行数字化处理，这也是它与常用的数字通信系统的根本区别所在。显然，它的硬件平台相对简单而且通用，且可用不同软件来定义无线电系统的各种功能。这些就是软件无线电台的主要特征。
此外，软件无线电台的可编程性较宽，它包括可编程的 RF频段、信道访问模式及信道调制解调方式等。目前要求该系统覆盖2M~2GHZ分人频带宽。
九十年代软件无线电开始进入民用通信系统, 例如Vanu的软件无线电基站。
软件无线电论坛（SDR Forum），给出的软件无线电的定义： “一个无线电系统中，天线以后就数字化，对信号的所有的必要的处理都由存放在高速数字信号处理器中的软件来完成”。
现有无线电系统的问题
无线电通信系统也得到了更大的发展。然而它仍存在着一些较大缺陷，主演表现在以下几个方面：
钓鱼岛是中国的关键技术之
---软件无线电
组员：张彪章鹏前杨耀贵董智敏靳庆琛赖俊林

软件无线电大作业

西安电子科技大学软件无线电论文作业通信工程学院黄涤摘要继模拟到数字、固定通信到移动通信之后，软件无线电技术是第三次通信技术领域的革命。

多采样率转换技术是实现软件无线电通信系统对各种通信标准兼容的关键。

多采样率数字滤波器广泛应用于软件无线电中，它能降低信号处理的复杂度，增加应用的灵活性。

本文首先分析了软件无线电中带通采样、内插和抽取等多采样率数字信号处理技术，从最大限度降低系统运算速度要求和减少系统存储空间出发，将软件无线电采样率转换过程分为整数倍转换和非整数倍转换两个步骤来实现。

其次对软件无线电中多采样率数字滤波器的特性进行了介绍。

关键词；软件无线电；采样率；抽取；内插：滤波器ABSTRACTsoftware Radio Technology (SWR) has been recognized as the third transform in the telecommunication field after the analog communication to digital communication，fixed communication to mobile communication．The multi-sample rate conversion(SRC)technique plays an essential part in enabling the SWR system to match multi-communication standards．Multi-sample-rate digital filter, which reduces the complexity in handling signals and enhances the flexibility of implication function，is widely used in the field of SWR．This essay firstly makes a research on band pass sampling applied in SWR system，interpolation and decimation in multi-sample rate network and，on the basis of reducing the requirement on calculation speed to the minimum and memory space，divides the SRC system into two parts：decimation system for integral factor and for fractional or irrational factor and further discusses in detail the conversion of fractional factor.Secondly, the essay makes a further a11aIysis on the characteristics of various multi-sample-rate filters widely used in SWR.Key words：software radio，sample rate，decimation，interpolation，filter目录一、概述： (3)二、多采样数字滤波器在软件无线电中的重要性 (4)三、软件无线电中的多采样率信号处理技术 (5)3.1信号采样理论 (6)3.2采样率变换技术 (9)3.3 过采样技术 (15)四、多抽样率频率抽样FIR 数字滤波器 (17)4.1FIR数字滤波器的数学模型和相位 (17)4.2 适合于D=2M倍抽取或内插的半带滤波器 (20)五、结束语 (24)六、参考文献 (24)一、概述：继模拟通信到数字通信、固定通信到移动通信之后，软件无线电是第三次世界通信技术领域的革命。

软件无线电技术实验报告_实验三

D、按照软件无线电实验平台软件界面的提示进行后续操作；
E、将示波器分别观测实验平台TXI和TXQ端口，通过示波器观察输出波形和频谱。
根据示波器上产生波形的频谱图，观察并记录发送波形经上变频后的频谱特征：
2．数字上/下变频扩展实验
A、在ISE中编译uc_dc工程，然后通过JTAG仿真口将比特文件下载到FPGA中；
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@
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：数字上下变频
三、实验原理：
1、数字上/下变频的理论基础
通常的无线通信都是通过载波调制信号来实现。这意味着产生了数字基带信号后，需要将信号通过数模（DA）转换，由射频端调制到某个载波频段进行发送。这个将基带信号调制到高频载波频段的过程就称为上变频。反之，在接收机端将模数（AD）转换后的高速率高频带数字信号转换为低速率的基带信号，即将中频或者高频信号搬移到基带或者低频波段的过程就称为下变频。
1.数字上/下变频基础实验
通过实验平台的菜单窗口提示，利用键盘选择菜单内容，逐级进入该实验操作界面，根据操作步骤的提示，利用示波器在指定接口进行输出信号波形观察。具体步骤如下：
检查实验平台左上方和右下方的Power Switch是否处于关闭（OFF）状态；
检查实验平台的电源线是否连接正确，若连接正确，实验平台右下方的Power Ready指示灯会亮起；
因此，上变频和下变频的概念分别是指把信号搬移到更高或更低的频率上。这可以通过信号与一个复旋转向量相乘得到，结果为：
（3.1）
其中，代表搬移的频率，通常称为载波频率。
复数信号的实部和虚部也可以分别称做同相分量或正交分量。

软件无线电

软件无线电软件无线电技术是指利用计算机软件技术实现无线电设备的控制、信号处理和通讯操作。

它的出现对无线电通讯技术的发展起到了重大的推动作用，使得无线电通讯技术向着数字化、智能化、高效化的方向不断发展。

软件无线电技术的起源可以追溯到20世纪80年代，当时计算机技术的发展以及数字信号处理技术的进步为软件无线电技术的兴起提供了技术基础。

1983年，美国开发了第一套软件无线电系统——软件电台（Software Radio），该系统通过DSP芯片实现了数字信号的采集、处理和发送。

这套系统的出现标志着软件无线电技术进入了实用化阶段。

软件无线电技术的主要特点是可编程性、可重构性和灵活性。

这些特点使得软件无线电可以符合不同的使用场景和应用需求。

比如，可以根据不同的频段、不同的调制方式以及不同的传输速率进行定制，实现智能化控制和自适应调整。

软件无线电技术的应用领域非常广泛，其中最主要的包括：航空航天、国防军事、广播电视、移动通信等。

在航空航天领域，软件无线电技术可以用于卫星通信、飞行控制、导航等方面，提高了通信的可靠性和精度；在国防军事领域，软件无线电技术可以用于军事通信、雷达和电子战等方面，提高了作战效率和战场指挥的精度；在广播电视领域，软件无线电技术可以用于数字电视、数字音频广播等方面，提高了广播电视的质量和体验；在移动通信领域，软件无线电技术可以用于3G、4G、5G等无线通信标准，提高了通信速率和网络容量。

软件无线电技术的发展趋势主要是数字化、网络化和智能化。

数字化是指数字信号处理技术的不断发展，使得传输速率和信道利用率不断提高；网络化是指软件无线电技术不断向网络化方向发展，构建起基于IP网络的无线电通信系统；智能化是指软件无线电技术逐步引入人工智能和机器学习技术，实现了更智能的调制方式、自适应调整和故障预测等功能。

当然，在软件无线电技术发展的过程中也会遇到很多挑战，如信号干扰、频谱管理问题、网络安全和隐私问题等。

软件无线电重点

1、软件无线电的核心思想：可重配置性。

采用开放的、标准化的通用平台构造无线电系统，使宽带ADC/DAC尽可能的靠近天线，用软件实现尽可能多的无线电功能，并通过软件实现功能的设定和升级，使通信系统具有多频带、多模式的通信能力。

2、软件无线电的定义：（1）、软件无线电是多频带无线电，它具有宽带的天线、射频转换、模/数和数/模转换，能够支持多个空中接口和协议，在理想状态下，所有方面（包括物理空中接口）都可以通过软件定义。

（2）软件无线电是一种新型的无线体系结构，它通过硬件与软件的结合使无线网络和用户终端具有可重配置能力。

软件无线电提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效而且相当经济的解决方案，可以通过软件的升级实现功能提高。

软件无线电可以使整个系统（包括用户终端和网络）采用动态的软件编程对设备特性进行重配置。

3、软件无线电的特点：（1）、可多频带/多模式/多功能工作。

（2）、具有可重配置、可重编程能力。

4、硬件体系结构的分类：1按照物理介质划分：第一种是以通用处理器GPP为基础的结构。

第二种是以DSP为基础进行数字信号处理的体系结构。

第三种是以FPGA为基础进行数字信号处理的体系结构。

2按照系统中各功能模块的连接方式划分的硬件体系结构：1流水式结构2总线式结构3交换式结构4基于计算机和网络式结构5、比较DSP和FPGA的性能：1硬件结构，DSP采用哈佛结构 FPGA器件由大量的逻辑宏单元组成 2 灵活性 DSP处理器软件更易改变，而硬件个管脚是固定的.FPGA则需通过改变FPGA中构成DSO系统的硬件结构来改变硬件功能。

3 适用场合 DSP适用于状态复杂的操作 FPGA适用于简单重复的操作和需要并行处理的操作。

4处理能力 DSP处理速度慢 FPGA 处理速度快 5开发流程 DSP的仿真必须有合适的硬件平台 FPGA有多个层次的仿真测试和硬件调试环节 6开发技术标准化不同的DSP处理器结构有较大区别，需选择不同的汇编语言机仿真开发工具和编码软件 FPGA则采用开发技术的标准化和规范化。

软件无线电知识综合

软件无线电的采样结构基本上可以分为三种：射频全宽带低通采样结构：这种结构的软件无线电，结构简洁，把模拟电路的数量减少到最低程度。

优缺点优点：对射频信号直接采样，符合软件无线电概念的定义。

缺点：（1）需要的采样频率太高，特别还要求采用大动态、多位数的A/D/A 时，显然目前的器件水平无法实现。

（2）前端超宽的接收模式会对整个结构的动态范围有很高的要求，工程实现极为困难。

所以这种结构只实用于工作带宽不太宽的场合。

射频直接带通采样结构：射频带通采样结构的软件无线电可以较好地解决上述射频低通采样软件无线电结构对A/D 转换器、高速DSP 等要求过高，以致无法实现的问题。

优点：与射频全宽带低通采样结构相比最大的不同就是采用的前置滤波器的差异；另外还有A/D 的采样速率不同；最后就是对DSP 的处理速度要求不同。

实现可行性较强。

缺点：前置窄带电调滤波器和高工作带宽的A/D （高性能采样保持放大器）实现起来还是有相当的难度。

另外，本结构需要多个采样频率，增加了系统实现复杂度。

宽带中频带通采样结构：的软件无线电结构与目前的中频数字化接收机的结构是类似的，都采用了多次混频体制或叫超外差体制。

这种宽带中频带通采样软件无线电结构的主要特点是中频带宽更宽（比如20MHz ），所有调制解调等功能全部由软件加以实现。

中频带宽更宽是这种软件无线电与普通超外差中频数字化接收机的本质区别。

本结构类似于超外差无线电台，但常规电台的中频带宽为窄带结构，而本结构为宽带中频结构。

本结构使前端电路设计得以简化，信号经过接收通道后的失真也小，而且通过后续的数字化处理，本结构具有更好的波形适应，信号带宽适应性以及可扩展性。

本结构的射频前端比较复杂，它的功能是将射频信号转换为适合于A/D 采样的宽带中频或把D/A 输出的宽带中频信号变换为射频信号。

数控振荡器(NCO )相乘实现数字混频，NCO 的频率为所需通道的中心频率，使信号的中心频率移至零频，信号由中频变换到基带，并作低通滤波和抽取，从而实现对实值带通信号的复包络正交采样。

软件无线电实验报告

软件无线电实验报告软件无线电实验报告引言：软件无线电（Software Defined Radio，简称SDR）是一种新兴的无线通信技术，它通过软件来实现无线电信号的处理和调制解调。

相比传统的硬件无线电，SDR具有更高的灵活性和可配置性。

本实验旨在通过搭建一个简单的SDR系统，探索其原理和应用。

一、实验目的本实验的目的是搭建一个基于SDR的无线通信系统，并通过实际操作来了解SDR的工作原理和应用场景。

具体实验目标如下：1. 理解SDR的基本原理；2. 学习使用SDR平台进行信号处理和调制解调；3. 实现简单的无线通信功能。

二、实验环境和工具1. 硬件设备：电脑、SDR硬件平台（如RTL-SDR等）；2. 软件工具：SDR软件平台（如GNU Radio等）。

三、实验步骤1. 搭建SDR硬件平台：将SDR硬件连接至电脑，确保硬件设备正常工作；2. 安装SDR软件平台：根据硬件平台的要求，下载并安装相应的SDR软件平台；3. 配置SDR软件平台：根据实验需求，设置SDR软件平台的参数，如采样率、中心频率等；4. 实现信号接收：使用SDR软件平台接收无线电信号，并通过可视化界面展示信号的频谱特征；5. 实现信号处理：使用SDR软件平台对接收到的信号进行处理，如滤波、解调等；6. 实现信号发送：使用SDR软件平台将处理后的信号发送出去，构建一个简单的无线通信链路；7. 进一步实验：根据实际需求，深入研究SDR的其他应用领域，如无线电频谱监测、无线电定位等。

四、实验结果与分析通过搭建SDR系统并进行实验操作，我们成功实现了无线信号的接收、处理和发送。

在信号接收方面，我们能够准确地捕获无线电信号，并通过频谱分析工具展示信号的频谱特征。

在信号处理方面，我们可以使用SDR软件平台提供的各种信号处理模块对接收到的信号进行滤波、解调等操作。

在信号发送方面，我们可以将处理后的信号通过SDR软件平台发送出去，实现简单的无线通信功能。

软件无线电作业

软件无线电大作业1 数字下变频及抽取技术研究软件无线电是将无线电发信机的数字化点(A/D，D/A)尽可能靠近天线，理想情况是在天线的后端进行射频采样，数字化后，所有的处理都可用具有软件定义的无线通信功能模块来完成。

由于受ADC器件的限制，无法直接对射频信号进行采样。

因此，目前的方案是在中频进行数字化，即把射频信号经过一次或者多次混频后，将信号搬移到几十MHz的中频段，再进行ADC的带通采样。

但是，带通采样后的数据量仍然极大，这对数据进行后处理的DSP器件或FPGA器件不堪重负。

软件无线电接收机在中频接收的是系统的整个频段，但对单个用户来说却只占用其中一个很窄的信道，因此数字下变频部分要完成的任务：(1)将包含所有信道的宽带信号进行信道分离，分别提取需要的窄带信道；(2)对于分离后的窄带信号，降低对其的采样频率，从而降低此信道的数据量，以减轻基带处理部分对DsP或FPGA的计算要求的压力。

当抽取率尺较大时，若要一次完成抽取，则要求抗混叠滤波器的通带带宽非常窄，过渡带非常陡，则滤波器的阶数必然要求达到几百甚至几千阶，如此大的运算量是DSP 或FPGA器件无法实时处理完成的。

因此，当抽取率很高时，通常采用多级抽取技术，这样做比单级抽取所需的计算量小得多。

多级抽取实现的途径一般采用以抽取率为2的抽取器为基本单元，若抽取率R=R1×2k，则在第一级采用运算简单的级联积分梳状抽取(Cascaded Integrator-Comb，CIC)滤波器，其抽取率为RI；其后，为K个半带滤波器和2倍抽取器。

2 级联积分梳状滤波器原理级联积分梳状抽取滤波器的基本结构的主要组成部分为抽取器(抽取因子为R)。

在抽取器左边是由N个采样频率为fs的级联积分器组成。

每一级积分器都是单极点，反馈系数为1的滤波器，它的传输函数为HI (z)=1/(1一z-1)；而在右边是由N个采样频率为fs/R的级联微分器组成。

每一级微分器可以延时从此延时参数M滤波器的设计参数，可用来控制滤波器的频率响应，在CIG滤波器设计中，它的值严格限制为1或2。

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。

软件无线电实验报告

软件无线电实验报告姓名：学号：班级：同组人：指导教师：院系：电子与信息工程学院2 0 1 2 年11 月实验一 Matlab 语言与SDR 采样理论一、实验名称Matlab 语言与SDR 采样理论二、实验内容(1)、SDR 低通采样理论用Matlab 软件编写程序验证奈奎斯特采样理论。

Nyquist 采样定理的大概意思是：如果对某一时间连续信号（模拟信号）进行采样，当采样速率达到一定数值时，根据这些采样值就能准确地确定原信号。

更进一步说，当采样频率fs 大于等于原始信号最大频率的2倍时，就能不失真的恢复原信号。

(2)、SDR 带通采样理论用Matlab 软件编写程序验证带通信号采样理论。

Nyquist 采样定理只讨论了频谱分布在（0，H f ）上的基带信号采样问题。

当信号的频率分布在某一有限的频带(L f ,H f )时，就需要带通采样理论来设定采样频率fs 。

带通中心频率为o f ，频带宽度为B,则采样频率为124f s +=n f o。

三、实验步骤 (1)、SDR 低通采样理论1）、设置信号的频率为f=5e3Hz ，采样频率为fs=5e4Hz ，这里保证了fs 是f 的2倍以上。

2）、设置采样点的个数，N=1024。

3）、画出信号的时域图像。

4）、画出采样后信号的频域图像。

(2)、SDR 带通采样理论1）、设置基带信号的频率为f=1.3e3Hz 。

2）、设置载波信号的频率为fo=100e6Hz 。

3）、采样点个数N=1024。

4）、设置采样频率fs=4000Hz 。

5）、画出带通信号的时域图像，采样后的时域图像以及频域图像。

四、实验结果(1)、SDR 低通采样理论由时域图像可知，t=n/fs 可知当n=1024时，t=1024/5000=0.2048 与图像吻合。

由频域图像可知，峰点恰好为5kHz 与之前设置的f=5e3 吻合。

由于fs=10f所以满足低通采样定理，在频域图像上没有混叠现象出现，因此可以不失真的完全恢复出原始图像。

软件无线电技术综述

软件无线电技术综述一、概述随着信息技术的飞速发展，无线通信技术在现代社会中扮演着越来越重要的角色。

传统的硬件主导的无线通信系统由于其固有的局限性，已无法满足日益增长的多样化、个性化通信需求。

在这一背景下，软件无线电技术应运而生，以其独特的优势引领着无线通信领域的新一轮变革。

软件无线电技术是一种基于数字信号处理（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）等先进技术的无线通信体系。

它的核心理念在于构建一个通用的硬件平台，通过加载不同的软件来实现各种无线通信功能。

这种技术范式不仅使得硬件平台能够兼容多种无线标准，如GSM、CDMA、WLAN等，还显著提高了系统的灵活性和可扩展性。

软件无线电技术的核心原理在于将模拟信号进行数字化处理，并在数字域上执行信号处理操作。

具体实现过程中，需要构建可编程的数字信号处理器（DSP）和FPGA等硬件平台，并开发相应的数字信号处理算法和软件模块。

通过这些技术和手段，软件无线电技术能够实现无线信号的收发和处理，从而满足不同的无线通信标准和功能需求。

软件无线电技术的应用领域广泛，涵盖了军事、移动通信、无线传感器网络、广播通信等多个领域。

在军事领域，软件无线电技术有助于构建灵活的军事通信系统，提高作战指挥效率和协同能力。

在移动通信方面，该技术能够实现多模多频的通信功能，支持多种无线标准，提升移动设备的通信能力和互联互通性。

在无线传感器网络和广播通信等领域，软件无线电技术也发挥着重要作用，推动着这些领域的持续创新和发展。

软件无线电技术以其独特的优势在无线通信领域展现出了广阔的应用前景。

本文将对软件无线电技术的定义、原理、发展历程、应用领域以及未来发展趋势进行全面综述，以期为相关研究和应用提供参考。

1. 软件无线电技术的定义软件无线电技术，是一种引领无线通信领域的技术革新。

它的核心理念在于利用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”，打破了传统通信设备仅仅依赖硬件来实现通信功能的局限。

软件无线电(个人整理)

1. 软件无线电是什么无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置，几乎任何领域都使用无线通信，包括有商业、气象、金融、军事、工业、民用等。

我们可从通信系统、调制方式、多址方式等几方面可看到无线通信系统种类的繁多。

类别通信系统调制方式多址方式种类卫星通信系统、蜂窝移动通信系统、无线寻呼系统、短波通信系统、微波通信系统等 AM、FM、LSB、USB、ISB、FSK、PSK、MSK、GMSK、QAM 等时分多址（TDMA）、频分多址（ FDMA）和码分多址（CDMA）等各种通信系统由于自身的特点而适用于各种特定的场合，例如：短波电台适合远距离，其所需的发射功率不大，传输的“中继系统” —电离层不会被摧毁；卫星通信能传播高质量的信息，所能提供的频带很宽微波通信抗干扰能力强，适合大量的数据传输，但只能在点与点之间传输，传输距离又有一定的限制由于无线通信的设备简单、便于携带、易于操作、架设方便等特点，在军事和民用通信领域中都是不可缺的重要通信手段。

然而，电台往往是根据某种特定的用途而设计的，功能单一，有些电台的基本结构相似，而信号特征差异很大。

比如，工作的频段不同，调制方式不同，波形结构不同，通信协议不同，数字信息的编码方式、加密方式不同等等。

电台之间的这些差异极大地限制了不同电台之间的互通互连。

经过几十年的发展，无线通信已有很大的发展，通信系统由模拟体制不断向数字化体制过渡，因此是否可能在数字化体制础上一个电台能满足多调制方式和多址方式，从而根椐需要构成多种通信系统呢。

我们先看一下一个数字蜂窝网接收站, 显示在图 1 中。

（注意：为了说明软件无线电的概念，这里给出了无线电的接收装置部分）。

图 1：窄带无线接收装置在窄带接收装置中所有的功能模块：滤波、放大、向下变频，直到调制，都是使用模拟技术 ( 除了频率合成的部分 ) 实现的。

信号解调出来以后，使用一个可编程的数字信号处理 ( DSP ) 器件进行处理。

软件无线电

软件无线电摘要：本文主要论述了软件无线电的基本概念、组成、关键技术、应用及制约因素。

1．软件无线电的基本概念软件无线电技术，顾名思义是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。

这就打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局，所以说软件无线电技术的出现是通信领域继固定通信到移动通信，摸拟通信到数字通信之后第三次革命。

软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电的各种功能，从基于硬件、面向用途的无线通信机设计中解放出来。

软件无线电的核心是将宽带A/D和D/A尽可能靠近天线（将A/D和D/A由基带移到中频甚至射频），用实时高速DSP/CPU代替传统的专用数字电路做A/D转换后的一系列处理，将无线通信的各种功能用软件进行定义。

软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件更新改变硬件的配置结构，实现新的功能。

软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构，以利于硬件模块的不断升级和扩展。

理想软什无线电的组成结构如图l一1所示。

2．软件无线电的组成及关键技术软件无线电技术是软件化、计算密集型的操作形式。

它与数字和模拟信号之间的转换、计算速度、运算量、存储量、数据处理方式等问题息息相关，这些技术决定着软件无线电技术的发展程度和进展速度。

软件无线电主要由天线、射频前端、宽带模数／数模转换器(ADC／DAC)、通用数字信号处理器(DSP)以及各种软件组成。

理想的软件无线电系统的天线部分应该能够覆盖全部无线通信频段，通常来说，由于内部阻抗不匹配，不同频段电台的天线是不能混用的。

而软件无线电要在很宽的工作频率范围内实现无障碍通信，就必须有一种无论电台在哪一个波段都能与之匹配的天线，所以，实现软件无线电通信，必须有一副可通过各种频率信号而且线性性能好的宽带天线。

射频前端在发射时主要完成上变频、滤波、功率放大等任务；接收时实现滤波、放大、下变频等功能。

《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）。

软件无线电实验报告

软件无线电实验报告基于 FPGA 的直接序列扩频发射机的设计姓名：学号：联系电话：班级：指导老师：完成时间：2010-07-03目录摘要 (2)正文一、项目名称 (2)二、项目描述 (2)三、实验要求 (3)四、实验设备与仿真环境 (4)五、总体设计与系统框图 (4)六、各模块设计与仿真1）时钟模块 (5)2）待发射模块设计 (7)3）卷积模块设计................... . (10)4）扩频模块设计....................... .......... . .. (13)5）极性变换与内插模块设计................... . (15)6）基带滤波模块设计............................ .. (16)七、系统联调仿真........ ................ .... (17)八、MATLAB仿真 (18)九、实验总结与体会 (20)【摘要】扩展频谱通信系统（Spread Spectrum Communication System）是指将待传输信息的频谱用某个特定的扩频函数扩展后成为宽频带信号，送入信道中传输，接收端再利用相应手段将其解扩，从而获取传输信息的通信系统。

扩频信号是不可预测的伪随机的宽带信号；它的带宽远大于欲传输信息（数据）带宽；具有类似于噪声的随机特性等。

直接序列扩频(DSSS)是扩频通信方式中的一种，实现简单，应用广泛。

【正文】一、项目名称本文以Altera公司的FPGA为硬件平台,以MAX-PLUSII为设计工具,实现直接基于FPGA的直接序列扩频发射机的设计序列扩频(DSSS)发射机,顶层采用图形设计方式,各模块是基于Verilog HDL设计的。

本设计中待发射信息是以循环读ROM的方式读取,信道编码采用(2,1,7)卷积码,扩频模块采用扩频长度255的kasami码,极性变换模块为3bit二、项目描述量化模式,内插模块为每两比特间插入7bit,输出滤波为16阶的FIR滤波器。

软件无线电技术综述

软件无线电技术综述摘要软件无线电技术是一种以通用硬件平台为基础，通过软件加载来实现无线通信功能的工程技术。

本文将全面介绍软件无线电技术的概念、发展历程、应用领域及其重要性和未来发展趋势，旨在帮助读者深入了解该技术的内涵和应用。

引言随着通信技术的迅速发展，无线通信技术在现代社会中发挥着越来越重要的作用。

然而，传统的硬件为主的无线通信系统存在着很多局限性，无法满足多样化、个性化的通信需求。

在这种背景下，软件无线电技术应运而生。

软件无线电技术通过将硬件平台通用化，软件开发灵活化，能够实现多种无线通信功能，具有很高的实用价值和应用价值。

软件无线电技术综述1、软件无线电技术的定义、原理和实现方法软件无线电技术是一种基于数字信号处理（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）等先进技术的无线通信技术。

其基本思想是构建一个通用硬件平台，通过软件加载来实现不同的无线通信功能。

这种技术体系使得硬件平台可以支持多种无线标准，如GSM、CDMA、WLAN等，从而提高了系统的灵活性和可扩展性。

软件无线电技术的原理是，将模拟信号进行数字化处理，然后在数字域上进行信号处理。

具体实现方法包括，构建可编程的数字信号处理器（DSP）和FPGA等硬件平台，以及开发相应的数字信号处理算法和软件模块。

通过这些方法和手段，实现无线信号的收发和处理，以支持不同的无线通信标准和功能。

2、软件无线电技术的应用领域和重要性软件无线电技术具有广泛的应用领域，其中主要包括军事、移动通信、无线传感器网络、广播通信等。

在军事方面，软件无线电技术可用于构建灵活的军事通信系统，提高作战指挥效率和协同能力。

在移动通信方面，软件无线电技术可以实现多模多频的通信功能，支持多种无线标准，提高移动设备的通信能力和互联互通性。

在无线传感器网络方面，软件无线电技术可以构建低功耗、低成本的无线传感器节点，实现传感器网络的灵活部署和智能感知。

在广播通信方面，软件无线电技术可以实现灵活的多通道音频传输，提高音频系统的传输效率和音质体验。

软件无线电与智能通信设备报告心得体会

软件无线电与智能通信设备报告心得体会无线通信的世界是精彩纷呈，它就像万花筒般吸引着每个人。

在科技飞速发展的今天，无线网络不断改变着我们生活、工作和学习方式，使得我们更加自由地畅游于信息世界之中。

我们可以随时获取最新资讯，查询实用信息；可以及时与亲友分享喜悦；可以轻松完成日常任务……而手机网络的出现，则把这些美好愿望都一一实现。

我们身处在一个多元化时代里，信息交流也随之变得越来越快捷，想要追赶潮流，那么必须掌握一定的软件无线电与智能通信设备相关的基础知识才行。

因此对于此类高深理论知识感兴趣的同学不妨看看下面内容吧！正如国家工业和信息化部副部长怀进鹏所说：“软件无线电技术与移动互联网融合创新发展已经成为推动移动互联网持续健康快速发展的重要驱动力量”，希望本篇文章能够给你带来帮助。

下午3点30分整，会场突然安静下来，参加无线电学院无线电系主办的软件无线电与智能通信设备（软件）专业2016级毕业设计报告会的师生共100余人全体起立迎接并热烈鼓掌。

他们中间包括各个学院的老师、学生和往届优秀毕业生等等。

只见两名工作人员手捧鲜花，将气球悬挂空中，台上两位主讲嘉宾手拿话筒神情庄严，一边报告一边阐述会议宗旨。

会议进行期间，主持人走到讲台旁指向背景屏幕，详细介绍报告团队的情况，当宣读完毕后，与会人员掌声响彻会场，还传出热烈的欢呼声，表达他们内心对这场盛典的激动。

随即，三维打印笔从手机袋子中缓慢掏出，这是先前准备好的，但未被利用过。

接下来便是雷鸣般的掌声，我被其震撼到，原来手机还有如此强大的功能。

真没想到啊！比如，在我用三维打印笔画插头模型时，操作者输入几组数据之后，屏幕上显示的便是另外一个形状，虽然很粗糙，但效果十分明显。

不禁让我对这款新产品充满了好奇，还想继续探索下去呢！今天，对于我们这群初涉此领域的小菜鸟来说，既开心又忐忑。

不仅如此，我觉得此次大会也是一种很好的教育方法，不仅丰富了我们的课余生活，也提供了一个近距离观察这门技术的平台，还能增加与他人的沟通与协作能力，甚至结交到朋友，可谓一举三得。

软件无线电

软件无线电实验报告任务描述依据软件无线电知识，利用cooledit对一段DAT格式信号进行分析，对其振幅、频率、相位等信息进行分析，通过matlab等编程软件分析出信号特性，将信号处理并解调出来。

问题分析所给信号经cooledit分析是由两路信号组成，每路信号的频谱相似，都类似白噪声，我们需要将两路信号复接起来组成复信号才能对频谱进行分析。

再通过对信号特点的分析确定调制类型，从而解调出所需求的信号。

求解方法从信号的幅度、频谱、信号的平方、多次方进行分析：FSK、PSK信号的幅度不变，ASK、QAM存在幅度的变化。

对PSK信号进行平方或多次方后，会得到唯一频率，从而确定出是2PSK、QPSK还是8PSK。

所给信号分I、Q两路，需要对信号进行拼接，使用matlab将信号组成一段复信号才能使用cooledit进行分析，通过观察频谱，从中对不同频率的信号进行提取，分别依据信号的特性，判断信号是什么调制类型，进而对信号进行解调。

结论总结载波幅度是随着调制信号而变化的。

其最简单的形式是，载波在二进制调制信号控制下通断，这种方式还可称作通-断键控或开关键控(OOK) 。

l 调制方法：用相乘器实现调制器。

l 调制类型：2ASK,MASK。

l 解调方法：相干法，非相干法。

MASK，又称多进制数字调制法。

在二进制数字调制中每个符号只能表示0和1(+1或-1)。

但在许多实际的数字传输系统中却往往采用多进制的数字调制方式。

与二进制数字调制系统相比，多进制数字调制系统具有如下两个特点：第一：在相同的信道码源调制中，每个符号可以携带log2M比特信息，因此，当信道频带受限时可以使信息传输率增加，提高了频带利用率。

但由此付出的代价是增加信号功率和实现上的复杂性。

第二，在相同的信息速率下，由于多进制方式的信道传输速率可以比二进制的低，因而多进制信号码源的持续时间要比二进制的宽。

加宽码元宽度，就会增加信号码元的能量，也能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响等。

软件无线电作业

由于受ADC器件的限制，无法直接对射频信号进行采样。

因此，目前的方案是在中频进行数字化，即把射频信号经过一次或者多次混频后，将信号搬移到几十MHz的中频段，再进行ADC的带通采样。

但是，带通采样后的数据量仍然极大，这对数据进行后处理的DSP器件或FPGA器件不堪重负。

因此，当抽取率很高时，通常采用多级抽取技术，这样做比单级抽取所需的计算量小得多。

2 级联积分梳状滤波器原理级联积分梳状抽取滤波器的基本结构的主要组成部分为抽取器(抽取因子为R)。

在抽取器左边是由N个采样频率为fs的级联积分器组成。

每一级积分器都是单极点，反馈系数为1的滤波器，它的传输函数为HI (z)=1/(1一z-1)；而在右边是由N个采样频率为fs/R的级联微分器组成。

每一级微分器可以延时从此延时参数M滤波器的设计参数，可用来控制滤波器的频率响应，在CIG滤波器设计中，它的值严格限制为1或2。