软件无线电原理与工程应用PDF电子书下载

第1章　软件无线电概述 1

1.1　软件无线电的概念 1

1.2　软件无线电技术的发展概况 2

1.2.1 目前国际上软件无线电技术的研究水平 2

1.2.2　通用及专用DSP芯片的发展现状 3

1.2.3　软件无线电技术在3G及4G中的应用 3

1.3　理想的软件无线电及其限制的解决思路 5

第2章　软件无线电的体系结构 7

2.1　体系结构简介 7

2.2　体系结构研究 8

2.3　评价软件无线电系统的软件程度的“矢量” 9

2.4　可编程数字电台（PDR）实例研究 10

参考文献 11

第3章　软件无线电的理论基础 13

3.1　信号采样理论 13

3.1.1　基本的采样理论——Nyquist采样定理 13

3.1.2　自然抽样的脉冲调幅 16

3.1.3　平顶抽样的脉冲调幅 17

3.1.4　带通采样技术 17

3.1.5　带通采样对信号的影响 20

3.2　采样率变换原理 24

3.2.1　整数倍抽取 25

3.2.2　整倍数内插 29

3.2.3　比值为有理数的采样率变换 30

3.3　高效数字滤波器 38

3.3.1　积分梳状滤波器 39

3.3.2　半带滤波器 42

3.3.3　FIR低通滤波器 44

参考文献 52

第4章　信号的数字生成 53

4.1　基带成形滤波 53

4.1.1　基带成形原理 53

4.1.2　成形滤波器的设计 53

4.1.3　基带成形滤波器的实现 56

4.2　频率合成技术 59

4.2.2　数字锁相频率合成器工作原理 64

4.2.1　直接数字频率合成器的工作原理…61 64

4.2.3　直接数字频率合成器和数字锁相频率合成器的特点 68

4.2.4　直接数字频率合成器和数字锁相频率合成器的性能分析 74

4.2.5　参考时钟对DDS输出信号的影响 82

4.2.6　直接数字频率合成器的硬件实现 85

4.2.7　直接数字频率合成器的性能改进 89

4.2.8　设计和实现频率合成器的考虑因素 90

4.2.9　高性能DDS芯片AD9854简介 97

4.2.10　AD9854在数字调制中的典型应用 98

参考文献 100

第5章　高速ADC 101

5.1.1　权电阻D/A转换器 102

5.1　D/A转换原理 102

5.1.2　倒T形电阻网络 103

5.1.3　权电流型D/A转换器 104

5.1.4　D/A转换器的主要指标 105

5.2　A/D转换器原理 105

5.2.1　采样和保持 105

5.2.2　量化与编码 106

5.2.3　采样—保持电路 106

5.2.4　并行比较型A/D转换器 107

5.2.5　双积分型A/D转换器 109

5.2.6　逐次比较型A/D转换器 109

5.3.2　无杂散动态范围 111

5.3.3　量化方法与量化误差 111

5.3　ADC的技术指标分析 111

5.3.1　ADC分辨率与量化电平 111

5.3.4　互调失真 113

5.3.5　信噪比 113

5.3.6　转换时间 114

5.3.7　有效位数 114

5.3.8　D/A转换器的转换精度 114

5.3.9　总谐波失真 115

5.3.10　信纳比 115

5.4　超高速数据采集系统 116

5.4.1　超高速视频闪烁A/D转换器 116

5.3.11　全功率模拟输入带宽 116

5.4.2　基于流水线的ADC结构 117

5.4.3　时间扩展型A/D转换器 121

5.4.4　∑-△ADC 122

5.5　孔径时间抖动及其对ADC精度的影响 124

5.5.1　孔径抖动的概念 125

5.5.2　孔径抖动对系统信噪比的影响 126

5.5.3　减小孔径抖动的措施 128

5.6　高速ADC的性能测试 128

5.7.3　Dither信号对ADC性能的影响 130

5.7.2　各种Dither信号的加入方式 130

5.7.1　Dither信号的种类 130

5.7　Dither技术及其应用 130

5.7.4　产生Dither信号的具体电路 131

5.8　高速ADC对系统性能的影响及高速ADC芯片的选择 132

5.9　高速ADC的硬件设计 136

参考文献 138

第6章　射频及模拟前端 139

6.1　无线收发系统的主要技术指标 139

6.1.1　三阶交调 139

6.1.2　级连交调 141

6.1.3　噪声系数 141

6.1.4　无杂散动态范围 143

6.1.5　灵敏度 144

6.1.6　接收机动态范围 145

6.1.7　邻道功率抑制比 146

6.2　混频器的技术指标设计 147

6.2.1　混频器基本原理 147

6.2.2　混频器常用技术指标 147

6.2.3　混频器设计 150

6.3　小信号低噪声放大器 152

6.3.1　主要指标分析 152

6.3.2　宽带放大器 154

6.3.3　LNA的设计流程 156

6.3.4　低噪声放大器的设计理念 157

6.3.5　放大器的级连 158

6.4　自动增益控制环路 160

6.5　抗混叠滤波 162

6.6　高频功率放大器的原理和特性 163

6.6.1　工作原理 163

6.6.2　负载特性 167

6.6.3　调制特性和放大特性 168

参考文献 169

第7章　数字下变频及同步技术 171

7.1　数字下变频 171

7.1.1　数字下变频过程的时域分析 171

7.1.2　数字下变频过程的频域分析 172

7.1.3　数字下变频的实现 175

7.1.4　一个基于FPGA全数字下变频模块的实例 176

7.2　同步技术 180

7.2.1　概述 180

7.2.2　载波同步 181

7.2.3　不同载波同步的算法设计对比 186

7.2.4　载波同步系统的性能及相位误差对解调性能的影响 188

7.2.5　全数字锁相环路 189

7.2.6　数字科斯塔斯环的分析与设计 192

7.2.7　数字锁相环抗干扰性能的改善 194

7.2.8　位同步 195

7.3.3　基本单元的原理与功能 200

7.3.2　基本结构 200

7.3.1　基本特征 200

7.3　HSP50210专用DCL芯片 200

参考文献 205

第8章　软件无线电中的信号处理算法 207

8.1　软件无线电中的调制解调算法 207

8.1.1　AM调制解调 207

8.1.2　FM调制解调 208

8.1.3　相移键控信号 210

8.1.4　正交振幅调制 213

8.1.5　最小频移键控 216

8.1.6　高斯最小频移键控 221

8.1.7　正交频分复用 225

8.2　利用CORDIC计算特殊函数 231

8.2.1　CORDIC算法的原理 232

8.2.2　利用CORDIC实现直角坐标到极坐标转换 233

8.3　软件无线电中的数字正交技术 233

8.3.1　I、Q通道幅相不平衡的影响分析 234

8.3.2　几种数字正交分解技术 235

8.4　数字化接收技术 239

8.4.1　信号的数字检测原理 239

8.4.2　数字检测技术的应用 240

8.5　信噪比估计算法 242

8.5.1　系统模型 243

8.5.2　误差矢量幅度算法 243

8.5.3　估计DQPSK信噪比的4种算法 245

8.5.4　信号二阶统计量的多项式近似算法 246

8.5.5　PSK信号的高阶累量信噪比估计算法 247

参考文献 248

第9章　软件无线电的数字信号处理硬件平台 250

9.1　DSP简介 250

9.1.1　DSP的结构 250

9.1.2　DSP的选择 251

9.1.3　TMS320VC5402介绍 252

9.2　现场可编程门阵列及开发环境简介 259

9.2.1　现场可编程门阵列 259

9.2.2　ISE开发系统 260

9.3　选择ASIC、FPGA或DSP的原则 261

参考文献 262

第10章　智能天线 263

10.1　引言 263

10.2　智能天线的优点及应用 264

10.3　智能天线提高系统性能的原理 265

10.4　智能天线的理论研究 267

10.5　智能天线的工程实现进展 268

10.6　智能天线分类 269

10.7　智能天线的理论简介 270

10.7.1　波束成形的原理 270

10.7.2　波束成形的结构 276

10.8　波束成形算法 279

10.8.1　Bartlett波束形成器 280

10.8.2　Capon波束形成器 280

10.8.3　自适应波束形成算法 281

10.9　波达方向估计 290

10.9.1　传统DOA估计的发展 290

10.9.2　高阶统计量DOA的发展 291

10.9.3　循环统计量DOA估计的发展 291

10.9.4 MUSIC方法 291

10.9.5　求根MUSIC方法 293

10.9.6　ESPRIT方法 293

10.9.7　高阶累积量方法 294

参考文献 296