軟件無綫電原理與技術 9787115221971 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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粟欣，許希斌著 著

圖書標籤:

• 軟件無綫電
• 無綫電通信
• 信號處理
• 通信原理
• 無綫電技術
• 電磁場與電磁波
• 信息與通信工程
• 電子工程
• 雷達
• 嵌入式係統

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115221971

商品編碼：29690687786

包裝：平裝

齣版時間：2010-04-01

基本信息

書名:軟件無綫電原理與技術

：79.00元

售價：53.7元,便宜25.3元,摺扣67

作者:粟欣,許希斌著

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2010-04-01

ISBN：9787115221971

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頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.740kg

編輯推薦

內容提要

本書在係統闡述軟件無綫電的基本概念、基本原理和體係結構的基礎上，著重介紹瞭軟件無綫電關鍵技術，內容涉及軟件無綫電的射頻技術、前端技術、基帶技術、軟件技術和安全技術等。同時，分析歸納瞭國內外十餘種具有一定代錶性的軟件無綫電産品和試驗係統的研究情況，以及軟件無綫電在無綫通信、廣播電視、電子對抗和定位導航等諸多領域的廣泛應用，展示瞭軟件無綫電的巨大技術潛力。此外，通過較為全麵、深入地迴顧認知無綫電的産生、原理、現狀和標準化等，揭示瞭軟件無綫電與認知無綫電的密切關係。
　　本書內容全麵係統、理論聯係實際、選材較為典型、敘述深入淺齣，可作為理工科大學高年級學生和研究生課程的教學參考書或教材，同時也適閤從事與無綫通信、廣播電視、電子對抗和定位導航等工作相關的工程技術人員及企業管理人員閱讀，還可用於電信和IT行業的培訓教材。

目錄

第1章　軟件無綫電概論　
　1.1　軟件無綫電的産生背景　
　　1.1.1　現實需求　
　　1.1.2　技術進步　
　1.2　軟件無綫電的關鍵技術　
　　1.2.1　射頻技術　
　　1.2.2　前端技術　
　　1.2.3　基帶技術　
　　1.2.4　軟件技術　　　
　　1.2.5　安全技術　
　1.3　軟件無綫電的技術優勢　
　　1.4　軟件無綫電的研究情況　
　　1.4.1　國外研究情況　
　　1.4.2　國內研究情況　
　1.5　本章小結　
　參考文獻　
第2章　軟件無綫電基本原理　
　2.1　天綫原理　
　　2.1.1　智能天綫原理　
　　2.1.2　波束形成算法　
　　2.1.3　基於軟件無綫電的智能天綫　
　2.2　模數/數模變換　
　　2.2.1　模數/數模變換方法　
　　2.2.2　轉換器的參數　
　　2.2.3　通用模數/數模轉換結構　
　2.3　多速率信號處理　
　　2.3.1　整數倍抽取重采樣　
　　2.3.2　整數倍內插重采樣　
　　2.3.3　采樣率的有理數倍變換　
　　2.3.4　多相結構與多級實現　
　　2.3.5　積分梳狀濾波器與半帶濾波器　
　2.4　自適應信號處理　
　　2.4.1　自適應信號處理的概念　
　　2.4.2　自適應信號處理的原理　
　　2.4.3　自適應信號處理的應用　
　　2.4.4　軟件無綫電中的自適應信號處理　
　2.5　信號的編解碼和調製解調　
　　2.5.1　軟件無綫電中信號的編解碼　
　　2.5.2　軟件無綫電中的信號調製通用模型及算法　
　　2.5.3　軟件無綫電中的信號解調通用模型及算法　
　2.6　信號的數字頻率閤成　
　　2.6.1　數字頻率閤成概述　
　　2.6.2　直接數字頻率閤成　
　　2.6.3　直接數字頻率閤成的方法　
　　2.6.4　鎖相頻率閤成　
　　2.6.5　直接數字頻率閤成與鎖相頻率閤成的結閤　
　2.7　麵嚮對象編程　
　　2.7.1　關於對象　
　　2.7.2　類與對象實現　
　　2.7.3　對象請求代理　
　2.8　軟件協議和組網　
　　2.8.1　協議分層　
　　2.8.2　協議棧重構　
　　2.8.3　組網　
　2.9　信息安全策略和算法　
　　2.9.1　安全問題　
　　2.9.2　安全策略　
　　2.9.3　安全業務　
　　2.9.4　安全技術　
　2.10　本章小結　
　參考文獻　
第3章　軟件無綫電體係結構　
　3.1　軟件無綫電體係結構的演進　
　　3.1.1　體係結構簡述　
　　3.1.2　體係結構分類　
　　3.1.3　體係結構演進　
　3.2　軟件無綫電的功能結構　
　　3.2.1　軟件無綫電功能　
　　3.2.2　射頻功能結構　
　　3.2.3　中頻功能結構　
　　3.2.4　基帶功能結構　
　3.3　軟件無綫電的分層結構　
　　3.3.1　軟件無綫電的分層　
　　3.3.2　物理層結構　
　　3.3.3　中間層結構　
　　3.3.4　應用層結構　
　3.4　軟件無綫電的網絡結構　
　　3.4.1　基於交換網絡的結構　
　　3.4.2　基於計算機網絡的結構　
　　3.4.3　基於自組織網絡的結構　
　3.5　本章小結　
　參考文獻　
第4章　軟件無綫電關鍵技術
第5章　軟件無綫電係統
第6章　軟件無綫電應用　
第7章　從軟件無綫電到認知無綫電
縮略語

作者介紹

文摘

序言

電子通信的革命：從靜態硬件到靈活軟件的跨越 在這個信息爆炸、通信需求日益增長的時代，傳統的固定功能硬件通信設備正逐漸顯露齣其局限性。它們的設計和實現往往耗費巨大的成本和時間，且一旦需求變化或技術革新，便難以快速適應。然而，一種顛覆性的技術正在悄然改變著這一切，它以軟件的強大靈活性和可編程性，賦予瞭通信係統前所未有的生命力。這便是被譽為“電子通信的革命”的軟件無綫電（Software Defined Radio，SDR）。 軟件無綫電的核心理念在於，將通信係統的大部分射頻（RF）和信號處理功能，從傳統的專用集成電路（ASIC）或現場可編程門陣列（FPGA）等硬件中剝離齣來，轉而通過軟件在通用處理器（如CPU、DSP）上實現。這種轉變帶來的好處是顯而易見的： 靈活性與可重構性： 軟件定義意味著通信係統不再是“一次性”的固化設計。通過更新或更換軟件，就可以輕鬆實現功能的升級、協議的修改，甚至支持全新的通信標準。這種“即插即用”的特性，使得設備能夠適應不斷變化的技術環境和用戶需求，大大延長瞭設備的生命周期，並降低瞭升級成本。設想一下，一部手機可以通過軟件升級，突然就能支持5G網絡，或者具備新的通信加密算法，這在傳統的硬件無綫電時代是難以想象的。 成本效益與快速原型開發： 軟件無綫電的普及，極大地降低瞭通信設備的設計和開發門檻。通用處理器和現成的軟件工具鏈，取代瞭昂貴的定製硬件開發。這意味著科研人員和工程師可以更快地進行概念驗證、原型設計和性能測試，大大縮短瞭産品上市的時間。對於初創企業和研究機構而言，這無疑是一大利好，能夠以更低的投入參與到通信技術的研發和創新中。 功能集成與智能化： 通過軟件實現信號處理，可以方便地集成各種復雜的信號處理算法，例如高級的糾錯編碼、調製解調技術、乾擾抑製、信號識彆等等。這使得軟件無綫電係統能夠具備更強大的信號處理能力，實現更高的通信效率和更可靠的通信質量。此外，結閤人工智能和機器學習技術，軟件無綫電還可以實現更高級的自適應和智能優化功能，例如根據信道狀況自動調整通信參數，甚至主動探測和規避乾擾。 標準演進與互操作性： 隨著通信技術的快速發展，各種新的通信標準層齣不窮。軟件無綫電的靈活性使其能夠輕鬆支持多個通信標準，從而實現不同設備和係統之間的互聯互通。這對於構建一個開放、兼容的通信生態係統至關重要，也為未來各種異構網絡（如Wi-Fi、藍牙、蜂窩網絡、物聯網通信等）的融閤奠定瞭基礎。 軟件無綫電的關鍵技術組成 要理解軟件無綫電的強大之處，就必須深入瞭解其核心技術組成。一個典型的軟件無綫電係統，大緻可以分為以下幾個關鍵部分： 1. 射頻前端（RF Front-End）： 這是無綫電通信的“門戶”，負責將接收到的模擬射頻信號進行初步的濾波、放大和混頻，將其轉換到中頻（IF）或直接基帶（BB）頻率，以便後續的數字化處理。同時，在發射端，它也負責將基帶數字信號上變頻到所需的射頻頻率，並進行功率放大。RF前端的設計對整個係統的性能至關重要，尤其是在信號的帶寬、靈敏度、動態範圍以及功耗等方麵。 2. 模數/數模轉換器（ADC/DAC）： 這是連接模擬世界和數字世界的“橋梁”。模數轉換器（ADC）將射頻前端處理過的模擬信號轉換為數字信號，以便在通用處理器上進行軟件處理。數模轉換器（DAC）則將數字信號轉換為模擬信號，用於發射。ADC和DAC的采樣率、分辨率和動態範圍直接決定瞭能夠處理的信號帶寬和信號質量。隨著技術的進步，高性能的ADC/DAC正變得越來越普遍，能夠支持更寬的信號帶寬和更復雜的調製方式。 3. 基帶處理器（Baseband Processor）： 這是軟件無綫電的核心，通常由通用處理器（如CPU、DSP、FPGA）或專用ASIC組成，運行著實現通信協議和信號處理算法的軟件。在這裏，接收到的數字信號經過各種算法的處理，包括解調、解碼、濾波、均衡、信道估計等，最終提取齣有用的信息。在發射端，它則負責調製、編碼、信道編碼等，將待發送的信息轉換為數字基帶信號。基帶處理器的計算能力和靈活性，直接決定瞭軟件無綫電係統的功能強大程度和處理效率。 4. 數字信號處理（DSP）算法： 這是軟件無綫電的“靈魂”。各種先進的信號處理算法，例如快速傅裏葉變換（FFT）、相關、濾波、捲積、解調算法、解碼算法、信道估計算法、自適應均衡算法等，都是通過軟件來實現的。這些算法的效率和準確性，直接影響著通信係統的性能，如數據速率、誤碼率、抗乾擾能力等。DSP算法的不斷優化和創新，是推動軟件無綫電技術進步的重要驅動力。 5. 軟件架構與操作係統： 為瞭有效地管理和運行這些復雜的信號處理任務，軟件無綫電係統需要一個 robust 的軟件架構和支持性的操作係統。這可能包括實時操作係統（RTOS）、嵌入式Linux，以及專門為SDR設計的中間件或框架。這些軟件組件負責任務調度、資源管理、驅動程序接口、通信協議棧的實現等。良好的軟件架構能夠確保係統的穩定運行、易於開發和維護。 軟件無綫電的應用前景 軟件無綫電的革命性力量，已經滲透到通信領域的方方麵麵，並展現齣廣闊的應用前景： 移動通信： 從早期的2G到如今的5G，再到未來的6G，移動通信標準的快速演進，正是軟件無綫電技術得以廣泛應用的最佳例證。手機、基站等設備可以通過軟件升級來支持新的通信技術，滿足不斷增長的用戶需求。SDR技術也為5G的靈活性和多業務支持提供瞭強大的支持，例如能夠動態調整基站的波束形成和調製方式，以適應不同的用戶場景和業務需求。 軍事與國防： 在軍事領域，軟件無綫電的優勢尤為突齣。戰場環境復雜多變，通信需求多樣且快速變化。SDR允許軍事單位快速部署和更新通信設備，以應對各種電子戰威脅，實現安全、可靠、靈活的通信。例如，SDR可以用於戰場偵察、情報收集、態勢感知，並能夠根據任務需求調整通信模式，以應對敵方的乾擾和偵測。 航空航天： 在衛星通信、深空探測等領域，SDR提供瞭遠程通信的靈活性和適應性。例如，通過SDR技術，我們可以遠程更新航天器的通信協議，以應對星際通信的挑戰，或者在地麵站進行更靈活的信號處理，以提高通信效率。 物聯網（IoT）： 隨著物聯網設備的數量爆炸式增長，對低功耗、低成本、多協議通信的需求也日益迫切。SDR技術能夠幫助物聯網設備實現多模、多頻段的支持，並允許通過軟件更新來添加新的通信協議，從而構建一個更加互聯互通的物聯網生態係統。 無綫電頻譜監測與管理： 隨著無綫電頻譜資源的日益寶貴，高效的頻譜監測與管理變得至關重要。SDR技術可以用於構建智能化的頻譜監測係統，實時捕捉和分析頻譜使用情況，發現乾擾源，並為頻譜資源的優化分配提供數據支持。 業餘無綫電： 軟件無綫電也極大地豐富瞭業餘無綫電愛好者的體驗。通過SDR收發信機，愛好者們可以以較低的成本接觸到先進的通信技術，嘗試各種數字模式，甚至參與到一些科學研究項目中。 展望未來 軟件無綫電技術仍在不斷發展和演進。未來，我們可以預見以下幾個發展趨勢： 更高的性能與更低的功耗： 隨著半導體技術的進步，ADC/DAC和處理器性能將持續提升，同時功耗將進一步降低，使得SDR係統能夠支持更寬的帶寬、更高的采樣率，以及更復雜的信號處理算法，同時保持設備的便攜性和續航能力。 AI與SDR的深度融閤： 人工智能將在SDR中扮演越來越重要的角色，例如實現更智能的信道自適應、乾擾消除、信號識彆和網絡優化。AI驅動的SDR有望實現更加自主和智能化的通信係統。 硬件平颱的多樣化與標準化： 除瞭傳統的FPGA和DSP，更多新興的硬件平颱，如GPU、AI芯片等，將可能被集成到SDR係統中，以提供更強大的計算能力。同時，SDR的軟件架構和接口標準也將進一步統一和完善，促進軟件的復用和跨平颱兼容性。 全數字化的RF架構： 最終目標是實現盡可能多的信號處理在數字域完成，將模擬射頻前端的復雜性和成本降至最低，從而實現更加靈活、高效和可擴展的無綫通信係統。 總之，軟件無綫電不僅僅是一項技術，它更是一種思維方式的轉變，是將通信係統的靈活性和智能化提升到一個全新高度的強大引擎。它正以前所未有的速度改變著我們連接世界的方式，為未來的通信技術發展描繪著無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引人，那種深邃的藍色調，配上簡潔有力的白色字體，透著一股專業範兒。拿到手裏沉甸甸的，感覺內容一定很紮實。我當時正好在尋找一本能夠係統梳理基礎理論，同時又能結閤現代實踐案例的教材，畢竟現在很多理論書讀起來像是天書，而實踐手冊又缺乏深度。我翻開目錄時，首先注意到它對信號處理基礎部分的處理方式，非常詳盡，從傅裏葉變換到采樣定理，每一個公式的推導都清晰可見，沒有那種“你懂的”含糊其辭。特彆是關於快速傅裏葉變換（FFT）在數字信號處理中的應用，作者用瞭不少篇幅來闡述其在不同調製解調方案中的效率優化，這對於我們後續進行硬件實現時的資源分配至關重要。我尤其欣賞它在介紹正交頻分復用（OFDM）概念時，沒有直接跳到復雜的數學模型，而是先用一個非常直觀的類比，將子載波的概念講透徹瞭，這對於初學者來說是極大的福音。讀完前幾章，我感覺自己對無綫通信的底層邏輯有瞭一個全新的認識，不再是零散的知識點堆砌，而是一個有機結閤的整體。這本書的結構安排，很明顯是站在一個工程師的視角來構建知識體係的，實用性非常強。

評分☆☆☆☆☆

這本書的係統性總結和前瞻性視角也令人稱道。在完成對各個關鍵模塊（從前端濾波到基帶處理）的深入剖析之後，作者沒有戛然而止，而是用最後幾章的篇幅，對軟件定義無綫電（SDR）架構的演進進行瞭宏觀的梳理。這部分內容超越瞭單純的技術手冊範疇，更像是一份行業發展報告。它討論瞭如何利用現代FPGA和高性能CPU的並行處理能力，將傳統硬件模塊軟件化帶來的靈活性和可重構性。特彆是在波束形成（Beamforming）的算法介紹部分，它對比瞭延遲-相移法與基於相控陣的數字預編碼技術，並指齣瞭後者在快速波束切換方麵的優勢，這無疑為我們未來嚮大規模MIMO和5G/6G係統升級指明瞭方嚮。這本書的視野是開闊的，它不僅教你如何解決當前的問題，更重要的是，它培養瞭你預見未來技術趨勢的能力，讓你在設計下一代係統時能站在更高的起點上進行思考和規劃。讀完後，感覺像是完成瞭一次從微觀電路細節到宏觀係統架構的完整思想漫遊。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個高度競爭的研發環境中接觸到這本書的，手頭緊缺的不是時間，而是能快速解決問題的具體算法實現路徑。市麵上很多參考書要麼過於偏重理論推導，導緻工程實現時需要二次“翻譯”；要麼就是隻關注某一個特定軟件工具的GUI操作，缺乏底層原理的支撐。這本書恰好填補瞭這個空白。讓我印象深刻的是其中關於數字下變頻（DDC）和數字上變頻（DUC）模塊的講解。作者不僅給齣瞭差分編碼的數學公式，還深入探討瞭混頻器鏡像抑製的問題，並對比瞭有限脈衝響應（FIR）濾波器在抑製雜散信號方麵的性能差異。更讓我驚喜的是，書中附帶的幾組C語言僞代碼示例，雖然不是可以直接運行的完整驅動，但其邏輯結構和關鍵步驟的注釋非常到位，讓我能迅速將其映射到我們項目中使用的DSP平颱上去。在處理載波同步與定時恢復這塊時，書中介紹的M&M算法和Gardner定時同步的細節對比分析，讓我清晰地辨識齣我們當前係統中的瓶頸所在，並及時調整瞭環路的帶寬參數。總而言之，這本書提供的是一套可操作的、經過深思熟慮的工程化解決方案框架。

評分☆☆☆☆☆

作為一個資深射頻工程師，我通常對“原理”類的書籍持保留態度，因為它們往往停留在理想模型，忽略瞭現實世界中非理想器件的特性。然而，這本書在處理非理想性對係統的影響時，展現瞭非凡的洞察力。例如，在討論頻率閤成器（PLL）的相位噪聲對信號質量的影響時，書中並沒有僅僅給齣相位噪聲的功率譜密度公式，而是詳細分析瞭不同環路帶寬下，PLL噪聲是如何調製到載波上，並最終轉化為接收端帶外雜散的。更具體地說，它探討瞭在跳頻係統中，建立時間（settling time）不足導緻的頻率瞬態誤差如何影響下一個數據包的解調準確性，這在實際的跳頻雷達或跳頻通信係統中是繞不開的難題。此外，書中對ADC/DAC的量化噪聲和有效位數（ENOB）的討論，也直接與硬件選型掛鈎。它提供瞭一個評估不同位數轉換器對係統整體動態範圍貢獻的實用工具，而不是僅僅給齣一個籠統的指標。這種從抽象理論到具體器件選型的無縫銜接，是這本書最寶貴的價值所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖質量，在同類專業書籍中絕對是頂尖的。很多技術書籍，為瞭追求內容密度，插圖往往是模糊不清的、或者關鍵波形標注缺失，導緻讀者需要反復對照文字纔能理解圖錶的含義。但這本書在這方麵做得非常到位。以噪聲與失真分析章節為例，作者使用瞭一係列高質量的星座圖來直觀展示不同信噪比（SNR）和不同非綫性失真（如高階互調失真IMD）對係統誤碼率（BER）的影響。這些圖錶清晰地展示瞭隨著功率放大器（PA）的輸齣功率增加，星座點是如何從漂亮的圓形擴散成模糊的斑塊的，這種視覺衝擊力遠勝於枯燥的公式推導。此外，書中對I/Q不平衡的建模和校正方法也講解得極為透徹。它不僅指齣瞭不平衡對正交性的破壞，還展示瞭如何通過簡單的矩陣變換來實現在綫校正，配閤清晰的流程圖，即便是第一次接觸這個概念的讀者也能快速掌握其精髓。這種對可視化錶達的重視，極大地降低瞭復雜概念的學習麯綫，使得閱讀過程本身成為一種享受。