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软件无线电原理与应用（第3版）

作者: 楼才义

出版社: 电子工业出版社

出版时间: 2022-10

版次: 1

ISBN: 9787121443350

定价: 69.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 392页

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

20人买过

本书主要分为三大部分：基础理论部分主要介绍软件无线电涉及的基础理论，包括信号采样理论、多率信号处理、高效数字滤波以及正交信号变换等；软件无线电实现技术部分主要介绍软件无线电的硬件实现技术和软件算法；软件无线电的应用部分主要讨论软件无线电在智能天线、军事通信、移动通信、电子战、雷达、数字电视中的应用；最后介绍了以软件无线电为基础平台的认知无线电的基本概念和实现原理。可供从事通信、电子、电子战、雷达、信号处理等专业的师生和工程技术人员阅读。楼才义，江南电子通信研究所副所长、研究员，长期从事信号分析处理、软件无线电等科研工作，曾多次获得省部级科技进步二等奖、三等奖，出版专著或译著多部。第1章  概述1

1.1  无线移动通信简述1

1.1.1  模拟无线电1

1.1.2  窄带数字无线电3

1.1.3  宽带数字无线电4

1.1.4  软件无线电6

1.2  软件无线电的定义与特点7

1.2.1  软件无线电的定义7

1.2.2  软件无线电的特点8

1.3  软件无线电的发展历程10

1.3.1  软件无线电的提出11

1.3.2  软件无线电（SDR）论坛12

1.3.3  软件无线电的先行者：SPEAKeasy12

1.3.4  软件无线电的推动者：JTRS与SCA13

1.3.5  软件无线电的发展14

1.4  软件无线电体系框架与本书结构14

习题与思考题115

第2章  软件无线电理论基础17

2.1  信号采样基本理论17

2.1.1  Nyquist采样定理17

2.1.2  带通信号采样理论19

2.2  软件无线电中的信号采样23

2.2.1  允许过渡带混叠时的采样定理23

2.2.2  软件无线电中的正交低通采样25

2.2.3  软件无线电中的宽带中频带通采样26

2.2.4  软件无线电中的射频直接带通采样28

2.2.5  带通采样对采样频率的精度要求33

2.3  多率信号处理34

2.3.1  采样信号的等效基带谱与抽取的基本概念34

2.3.2  低通信号的整数倍抽取35

2.3.3  数字带通信号的抽取37

2.3.4  整数倍内插43

2.3.5  采样速率的分数倍变换45

2.3.6  采样速率变换性质46

2.3.7  抽取器、内插器的多相滤波实现48

2.3.8  采样速率变换的多级实现50

2.4  软件无线电中的高效数字滤波52

2.4.1  数字滤波器设计基础52

2.4.2  适合于D=2M倍抽取或内插的半带滤波器57

2.4.3  积分梳状滤波器60

2.5  软件无线电中的正交信号变换64

2.5.1  正交变换的基本概念65

2.5.2  窄带信号的正交分解与模拟域实现66

2.5.3  数字混频正交变换69

2.5.4  基于多相滤波的数字正交变换71

2.5.5  基于正交变换的瞬时特征提取：CORDIC算法74

2.5.6  多信号正交变换76

习题与思考题277

第3章  软件无线电体系结构81

3.1  软件无线电的三种结构形式81

3.1.1  低通采样软件无线电结构82

3.1.2  射频直接带通采样软件无线电结构83

3.1.3  宽带中频带通采样软件无线电结构84

3.1.4  三种软件无线电结构的等效数字谱85

3.2  软件无线电接收机体系结构87

3.2.1  单通道软件无线电接收机88

3.2.2  多通道软件无线电接收机91

3.3  多相滤波信道化接收机体系结构92

3.3.1  数字滤波器组与信道化的基本概念93

3.3.2  复信号的多相滤波信道化接收机95

3.3.3  实信号的多相滤波信道化接收机97

3.4  软件无线电发射机体系结构99

3.4.1  单通道软件无线电发射机100

3.4.2  多通道软件无线电发射机103

3.5  信道化软件无线电发射机体系结构104

3.5.1  信道化发射机的基本概念104

3.5.2  复信号输出的多相滤波信道化发射机105

3.5.3  实信号输出的多相滤波信道化发射机107

附录：8路多相滤波信道化软件无线电发射机MATLAB仿真程序110

习题与思考题3112

第4章  软件无线电硬件平台设计114

4.1  软件无线电硬件系统设计114

4.1.1  软件无线电硬件系统设计原则114

4.1.2  软件无线电硬件系统结构设计120

4.2  软件无线电的射频前端126

4.2.1  射频前端的组成结构126

4.2.2  射频前端各功能模块的设计127

4.2.3  射频前端的指标136

4.3  软件无线电中的A/D/A技术144

4.3.1  A/D转换器原理与分类144

4.3.2  A/D转换器性能指标148

4.3.3  A/D转换器的选择153

4.3.4  数据采集模块的设计154

4.3.5  D/A转换器的基本原理及性能指标155

4.4  软件无线电数字前端158

4.4.1  软件无线电数字前端的定义158

4.4.2  软件无线电中的数字接收前端（数字下变频DDC）161

4.4.3  软件无线电中的数字发射前端（数字上变频DUC）164

4.4.4  软件无线电数字前端的FPGA实现165

4.4.5  软件无线电数字前端的ASIC实现171

4.5  高速数字信号处理器174

4.5.1  软件无线电信号处理的特点174

4.5.2  数字信号处理器的选择技巧175

4.5.3  数字信号处理器介绍177

4.5.4  通用处理器介绍179

4.5.5  图形处理器介绍180

4.6  高速FPGA设计技术181

4.6.1  软件无线电中的高速FPGA182

4.6.2  FPGA基本原理185

4.6.3  基于高速FPGA的软件无线电系统设计187

4.7  软件无线电系统设计实例197

习题与思考题4200

第5章  软件无线电信号处理算法202

5.1  软件无线电中的调制算法202

5.1.1  信号调制通用模型202

5.1.2  模拟信号调制算法203

5.1.3  数字信号调制算法207

5.2  软件无线电解调算法214

5.2.1  信号解调通用模型214

5.2.2  模拟调制信号解调算法216

5.2.3  数字调制信号解调算法218

5.3  软件无线电中的同步算法223

5.3.1  数字锁相环223

5.3.2  同步参数估计224

5.3.3  软件无线电中的载波同步算法227

5.3.4  软件无线电中的位同步算法236

5.3.5  载波和位同步的联合最大似然估计算法240

5.3.6  软件无线电中的帧同步算法241

5.4  软件无线电的中均衡算法241

5.4.1  线性均衡算法242

5.4.2  判决反馈均衡算法245

5.4.3  自适应均衡算法245

5.4.4  盲自适应均衡算法249

5.5  调制样式自动识别算法253

5.5.1  模拟调制信号的自动识别254

5.5.2  数字调制信号的自动识别256

5.5.3  模拟数字调制信号的联合自动识别258

5.5.4  信号调制样式自动识别中应注意的几个问题258

5.5.5  基于人工神经网络的调制识别263

习题与思考题5265

第6章  信道编译码技术266

6.1  信道编译码基础266

6.2  信道编码概述268

6.2.1  扰码268

6.2.2  纠错码及交织270

6.2.3  信道编码的应用及性能274

6.3  几种简单的检纠错码277

6.4  RS码的编译码280

6.4.1  RS码的编码280

6.4.2  RS码的译码282

6.5  卷积码的编译码286

6.5.1  卷积码的编码286

6.5.2  Viterbi译码法287

6.5.3  误码率检测291

6.6  Turbo码的编译码291

6.6.1  Turbo码的编码291

6.6.2  Turbo码的译码293

习题与思考题6295

第7章  无线电通信天线297

7.1  天线的主要性能指标297

7.1.1  方向图及波束宽度297

7.1.2  方向性系数与增益297

7.1.3  电压驻波比298

7.1.4  极化299

7.2  几类基本天线形式300

7.2.1  电偶极子天线300

7.2.2  磁偶极子天线301

7.2.3  磁电偶极子天线302

7.2.4  正交偶极子天线303

7.2.5  微带天线304

7.2.6  Vivaldi天线306

7.2.7  喇叭天线306

7.2.8  对数周期天线308

7.2.9  八木天线310

7.3  可重构天线310

7.3.1  频率可重构天线311

7.3.2  极化可重构天线311

7.3.3  方向图可重构天线312

7.4  用于智能处理的阵列天线313

7.4.1  一维线性阵列天线313

7.4.2  圆形阵列天线315

7.4.3  阵列天线的去耦316

7.4.4  紧耦合天线阵列318

7.4.5  多波束天线319

习题与思考题7320

第8章  软件无线电在无线工程中的应用321

8.1  软件无线电在军事通信中的应用321

8.1.1  软件无线电的先驱—MBMMR电台322

8.1.2  联合战术无线电系统323

8.2  软件无线电在移动通信中的应用325

8.2.1  软件无线电基站接收分系统326

8.2.2  软件无线电基站发射分系统331

8.2.3  软件无线电基站的技术挑战334

8.2.4  软件无线电手持终端（移动手机）335

8.3  软件无线电在电子战中的应用337

8.3.1  软件无线电侦察接收机337

8.3.2  基于多相滤波的电子战信道化接收机342

8.3.3  软件无线电干扰发射机344

8.4  软件无线电在雷达中的应用—“软件雷达”348

8.4.1 “软件雷达”的基本概念348

8.4.2  软件雷达的实现原理349

8.4.3  相控阵软件雷达系统350

8.5  软件无线电在天基信息系统中的应用—“软件星”352

8.5.1 “软件星”基本概念352

8.5.2 “软件星”有效载荷的组成原理353

8.5.3  基于“软件星”的综合一体化天基信息系统355

习题与思考题8357

第9章  软件无线电的新发展——认知无线电358

9.1  认知无线电基本概念358

9.1.1  认知无线电的提出背景358

9.1.2  认知无线电的定义及特点359

9.1.3  认知无线电关键技术360

9.2  认知无线电的认知循环过程360

9.2.1  频谱感知361

9.2.2  频谱分析361

9.2.3  频谱决策362

9.2.4  频谱会聚362

9.2.5  频谱监视363

9.2.6  频谱切换363

9.3  频谱感知技术363

9.3.1  接收机检测频谱感知363

9.3.2  发射机检测频谱感知364

9.3.3  协作频谱感知367

9.3.4  多维频谱感知367

9.4  IEEE802.22标准368

9.4.1  物理层接口368

9.4.2  MAC层接口369

9.4.3  其他接口要求370

习题与思考题9370

参考文献371
内容简介:
本书主要分为三大部分：基础理论部分主要介绍软件无线电涉及的基础理论，包括信号采样理论、多率信号处理、高效数字滤波以及正交信号变换等；软件无线电实现技术部分主要介绍软件无线电的硬件实现技术和软件算法；软件无线电的应用部分主要讨论软件无线电在智能天线、军事通信、移动通信、电子战、雷达、数字电视中的应用；最后介绍了以软件无线电为基础平台的认知无线电的基本概念和实现原理。可供从事通信、电子、电子战、雷达、信号处理等专业的师生和工程技术人员阅读。
作者简介:
楼才义，江南电子通信研究所副所长、研究员，长期从事信号分析处理、软件无线电等科研工作，曾多次获得省部级科技进步二等奖、三等奖，出版专著或译著多部。
目录:
第1章  概述1

1.1  无线移动通信简述1

1.1.1  模拟无线电1

1.1.2  窄带数字无线电3

1.1.3  宽带数字无线电4

1.1.4  软件无线电6

1.2  软件无线电的定义与特点7

1.2.1  软件无线电的定义7

1.2.2  软件无线电的特点8

1.3  软件无线电的发展历程10

1.3.1  软件无线电的提出11

1.3.2  软件无线电（SDR）论坛12

1.3.3  软件无线电的先行者：SPEAKeasy12

1.3.4  软件无线电的推动者：JTRS与SCA13

1.3.5  软件无线电的发展14

1.4  软件无线电体系框架与本书结构14

习题与思考题115

第2章  软件无线电理论基础17

2.1  信号采样基本理论17

2.1.1  Nyquist采样定理17

2.1.2  带通信号采样理论19

2.2  软件无线电中的信号采样23

2.2.1  允许过渡带混叠时的采样定理23

2.2.2  软件无线电中的正交低通采样25

2.2.3  软件无线电中的宽带中频带通采样26

2.2.4  软件无线电中的射频直接带通采样28

2.2.5  带通采样对采样频率的精度要求33

2.3  多率信号处理34

2.3.1  采样信号的等效基带谱与抽取的基本概念34

2.3.2  低通信号的整数倍抽取35

2.3.3  数字带通信号的抽取37

2.3.4  整数倍内插43

2.3.5  采样速率的分数倍变换45

2.3.6  采样速率变换性质46

2.3.7  抽取器、内插器的多相滤波实现48

2.3.8  采样速率变换的多级实现50

2.4  软件无线电中的高效数字滤波52

2.4.1  数字滤波器设计基础52

2.4.2  适合于D=2M倍抽取或内插的半带滤波器57

2.4.3  积分梳状滤波器60

2.5  软件无线电中的正交信号变换64

2.5.1  正交变换的基本概念65

2.5.2  窄带信号的正交分解与模拟域实现66

2.5.3  数字混频正交变换69

2.5.4  基于多相滤波的数字正交变换71

2.5.5  基于正交变换的瞬时特征提取：CORDIC算法74

2.5.6  多信号正交变换76

习题与思考题277

第3章  软件无线电体系结构81

3.1  软件无线电的三种结构形式81

3.1.1  低通采样软件无线电结构82

3.1.2  射频直接带通采样软件无线电结构83

3.1.3  宽带中频带通采样软件无线电结构84

3.1.4  三种软件无线电结构的等效数字谱85

3.2  软件无线电接收机体系结构87

3.2.1  单通道软件无线电接收机88

3.2.2  多通道软件无线电接收机91

3.3  多相滤波信道化接收机体系结构92

3.3.1  数字滤波器组与信道化的基本概念93

3.3.2  复信号的多相滤波信道化接收机95

3.3.3  实信号的多相滤波信道化接收机97

3.4  软件无线电发射机体系结构99

3.4.1  单通道软件无线电发射机100

3.4.2  多通道软件无线电发射机103

3.5  信道化软件无线电发射机体系结构104

3.5.1  信道化发射机的基本概念104

3.5.2  复信号输出的多相滤波信道化发射机105

3.5.3  实信号输出的多相滤波信道化发射机107

附录：8路多相滤波信道化软件无线电发射机MATLAB仿真程序110

习题与思考题3112

第4章  软件无线电硬件平台设计114

4.1  软件无线电硬件系统设计114

4.1.1  软件无线电硬件系统设计原则114

4.1.2  软件无线电硬件系统结构设计120

4.2  软件无线电的射频前端126

4.2.1  射频前端的组成结构126

4.2.2  射频前端各功能模块的设计127

4.2.3  射频前端的指标136

4.3  软件无线电中的A/D/A技术144

4.3.1  A/D转换器原理与分类144

4.3.2  A/D转换器性能指标148

4.3.3  A/D转换器的选择153

4.3.4  数据采集模块的设计154

4.3.5  D/A转换器的基本原理及性能指标155

4.4  软件无线电数字前端158

4.4.1  软件无线电数字前端的定义158

4.4.2  软件无线电中的数字接收前端（数字下变频DDC）161

4.4.3  软件无线电中的数字发射前端（数字上变频DUC）164

4.4.4  软件无线电数字前端的FPGA实现165

4.4.5  软件无线电数字前端的ASIC实现171

4.5  高速数字信号处理器174

4.5.1  软件无线电信号处理的特点174

4.5.2  数字信号处理器的选择技巧175

4.5.3  数字信号处理器介绍177

4.5.4  通用处理器介绍179

4.5.5  图形处理器介绍180

4.6  高速FPGA设计技术181

4.6.1  软件无线电中的高速FPGA182

4.6.2  FPGA基本原理185

4.6.3  基于高速FPGA的软件无线电系统设计187

4.7  软件无线电系统设计实例197

习题与思考题4200

第5章  软件无线电信号处理算法202

5.1  软件无线电中的调制算法202

5.1.1  信号调制通用模型202

5.1.2  模拟信号调制算法203

5.1.3  数字信号调制算法207

5.2  软件无线电解调算法214

5.2.1  信号解调通用模型214

5.2.2  模拟调制信号解调算法216

5.2.3  数字调制信号解调算法218

5.3  软件无线电中的同步算法223

5.3.1  数字锁相环223

5.3.2  同步参数估计224

5.3.3  软件无线电中的载波同步算法227

5.3.4  软件无线电中的位同步算法236

5.3.5  载波和位同步的联合最大似然估计算法240

5.3.6  软件无线电中的帧同步算法241

5.4  软件无线电的中均衡算法241

5.4.1  线性均衡算法242

5.4.2  判决反馈均衡算法245

5.4.3  自适应均衡算法245

5.4.4  盲自适应均衡算法249

5.5  调制样式自动识别算法253

5.5.1  模拟调制信号的自动识别254

5.5.2  数字调制信号的自动识别256

5.5.3  模拟数字调制信号的联合自动识别258

5.5.4  信号调制样式自动识别中应注意的几个问题258

5.5.5  基于人工神经网络的调制识别263

习题与思考题5265

第6章  信道编译码技术266

6.1  信道编译码基础266

6.2  信道编码概述268

6.2.1  扰码268

6.2.2  纠错码及交织270

6.2.3  信道编码的应用及性能274

6.3  几种简单的检纠错码277

6.4  RS码的编译码280

6.4.1  RS码的编码280

6.4.2  RS码的译码282

6.5  卷积码的编译码286

6.5.1  卷积码的编码286

6.5.2  Viterbi译码法287

6.5.3  误码率检测291

6.6  Turbo码的编译码291

6.6.1  Turbo码的编码291

6.6.2  Turbo码的译码293

习题与思考题6295

第7章  无线电通信天线297

7.1  天线的主要性能指标297

7.1.1  方向图及波束宽度297

7.1.2  方向性系数与增益297

7.1.3  电压驻波比298

7.1.4  极化299

7.2  几类基本天线形式300

7.2.1  电偶极子天线300

7.2.2  磁偶极子天线301

7.2.3  磁电偶极子天线302

7.2.4  正交偶极子天线303

7.2.5  微带天线304

7.2.6  Vivaldi天线306

7.2.7  喇叭天线306

7.2.8  对数周期天线308

7.2.9  八木天线310

7.3  可重构天线310

7.3.1  频率可重构天线311

7.3.2  极化可重构天线311

7.3.3  方向图可重构天线312

7.4  用于智能处理的阵列天线313

7.4.1  一维线性阵列天线313

7.4.2  圆形阵列天线315

7.4.3  阵列天线的去耦316

7.4.4  紧耦合天线阵列318

7.4.5  多波束天线319

习题与思考题7320

第8章  软件无线电在无线工程中的应用321

8.1  软件无线电在军事通信中的应用321

8.1.1  软件无线电的先驱—MBMMR电台322

8.1.2  联合战术无线电系统323

8.2  软件无线电在移动通信中的应用325

8.2.1  软件无线电基站接收分系统326

8.2.2  软件无线电基站发射分系统331

8.2.3  软件无线电基站的技术挑战334

8.2.4  软件无线电手持终端（移动手机）335

8.3  软件无线电在电子战中的应用337

8.3.1  软件无线电侦察接收机337

8.3.2  基于多相滤波的电子战信道化接收机342

8.3.3  软件无线电干扰发射机344

8.4  软件无线电在雷达中的应用—“软件雷达”348

8.4.1 “软件雷达”的基本概念348

8.4.2  软件雷达的实现原理349

8.4.3  相控阵软件雷达系统350

8.5  软件无线电在天基信息系统中的应用—“软件星”352

8.5.1 “软件星”基本概念352

8.5.2 “软件星”有效载荷的组成原理353

8.5.3  基于“软件星”的综合一体化天基信息系统355

习题与思考题8357

第9章  软件无线电的新发展——认知无线电358

9.1  认知无线电基本概念358

9.1.1  认知无线电的提出背景358

9.1.2  认知无线电的定义及特点359

9.1.3  认知无线电关键技术360

9.2  认知无线电的认知循环过程360

9.2.1  频谱感知361

9.2.2  频谱分析361

9.2.3  频谱决策362

9.2.4  频谱会聚362

9.2.5  频谱监视363

9.2.6  频谱切换363

9.3  频谱感知技术363

9.3.1  接收机检测频谱感知363

9.3.2  发射机检测频谱感知364

9.3.3  协作频谱感知367

9.3.4  多维频谱感知367

9.4  IEEE802.22标准368

9.4.1  物理层接口368

9.4.2  MAC层接口369

9.4.3  其他接口要求370

习题与思考题9370

参考文献371

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软件无线电原理与应用（第3版）

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