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第1章 软件无线电概述1

1.1对软件无线电的需求1

1.2什么是软件无线电2

1.3软件无线电的特征和优势2

1.4软件无线电的设计原理4

1.5习题6

第2章 射频实现问题8

2.1射频前端的用途8

2.2动态范围：接收机设计的主要挑战9

2.3射频接收机前端拓扑结构10

2.3.1拓扑结构的特性10

2.3.2拓扑结构11

2.4使用软件无线电增强射频链路的灵活性15

2.5各种组件对整体性能的重要性17

2.5.1天线17

2.5.2双工器与同向双工器19

2.5.6射频混频器20

2.5.5镜像抑制和中频滤波器20

2.5.3射频滤波器20

2.5.4低噪声放大器20

2.5.7本地振荡器21

2.5.8自动增益控制21

2.5.9模数转换器24

2.6发射机结构及其有关问题24

2.7射频链路的噪声和失真26

2.7.1 噪声特性26

2.7.2失真特性28

2.8模数转换器与数模转换器的失真30

2.9预矫正32

2.10使用微机电系统的灵活性射频系统36

2.11小结38

2.12习题38

3.1.1成本40

第3章 多速率信号处理40

3.1引言40

3.1.2灵活性41

3.1.3本章概述41

3.2样本速率转换原理41

3.2.1抽取42

3.2.2内插45

3.2.3两个多速率恒等式55

3.2.4非整数速率转换56

3.2.5多级抽样频率转换57

3.2.6级联积分梳状滤波器62

3.3多相滤波器66

3.3.1多相抽取66

3.3.2多相内插68

3.4数字滤波器组71

3.4.1实现71

3.4.2离散傅里叶变换滤波器组72

3.4.3多路转换器78

3.5在采用多速率数字滤波器的数字接收机中的定时恢复81

3.5.1典型模拟接收机中的定时恢复81

3.5.2仅在数字域的定时恢复82

3.5.3迟早门同步器83

3.5.4采用迟早门原理的定时偏差控制83

3.6小结85

3.7习题85

第4章 信号的数字生成87

4.1引言87

4.2直接数字合成与模拟信号合成的比较88

4.3直接数字合成的方法89

4.3.1脉冲输出直接数字合成90

4.3.2只读存储器查找表方法91

4.3.3相位截断失真92

4.3.4输出序列分析96

4.4杂散信号分析97

4.5周期抖动引起的杂散分量99

4.6带通信号的生成100

4.7直接数字合成系统的性能101

4.7.1实验研究结果102

4.7.2混合系统的使用102

4.8混合的直接数字合成——锁相环系统102

4.9直接数字合成的应用103

4.10随机序列的生成104

4.10.1序列的种类及其特性104

4.10.2采用Wheatley过程随机化106

4.11只读存储器压缩技术109

4.11.1采用泰勒级数展开的插值技术109

4.11.2采用三角恒等式的插值技术112

4.12正弦相位差算法113

4.13修正的正弦相位差方法（抛物线逼近）114

4.14小结115

4.15习题116

第5章 模数和数模转换117

5.1引言117

5.2理想数据转换器的参数118

5.2.1抽样过程118

5.2.2量化126

5.3实际数据转换器的参数133

5.3.1一般数据转换器的物理模型134

5.3.2对实际传递特性的考虑135

5.3.3对动态范围的考虑137

5.3.4实际的定时问题142

5.3.5模拟带宽147

5.3.6功耗147

5.3.7噪声和干扰对动态范围需求的影响149

5.4改进数据转换器性能的技术152

5.4.1抖动153

5.4.2自动增益控制（AGC）155

5.5通用模数转换器和数模转换器的结构158

5.5.1并行结构：闪速模数转换器、串状数模转换器和二元结构159

5.5.2分段结构：折叠和内插模数转换器与分段梯形数模转换器161

5.5.3迭代结构：分区／流水线／半闪速模数转换器，逐次逼近型模数转换器165

5.5.4∑-△结构：模数转换器和数模转换器168

5.6小结173

5.7习题175

6.1引言179

第6章 智能天线179

6.2向量信道建模180

6.2.1阵列导向向量181

6.2.2多径信道模型184

6.2.3多用户信道模型187

6.3智能天线的优势188

6.3.1波束形成188

6.3.2空时均衡188

6.4波束形成系统的结构189

6.3.3 分集189

6.4.1多固定波束天线阵列190

6.4.2全自适应阵191

6.4.3开关波束和自适应阵系统的相对优点和折衷192

6.5智能天线的算法192

6.5.1分集组合技术193

6.5.2使用训练序列的自适应算法197

6.5.3盲算法200

6.6分集和空时自适应信号处理206

6.6.1接收机空时自适应处理算法206

6.6.2超载阵列处理212

6.7发射空时自适应处理算法213

6.7.1空时预滤波213

6.7.2空时格状编码213

6.7.3一种简单的发射分集方式215

6.8.1数字波束形成接收机的实现217

6.8智能天线的硬件实现217

6.8.2数字波束形成发射机的实现218

6.8.3组件问题219

6.9阵列校准220

6.9.1远程发射机法220

6.9.2测音法221

6.10弗吉尼亚工学院空时自适应无线电系统的实例研究222

6.10.1 VT-STAR体系结构概述222

6.10.2 VT-STAR的射频设计223

6.10.3 VT-STAR的软件问题226

6.10.4 VT-STAR设计的关键问题228

6.11小结230

6.12习题230

第7章 数字硬件的选择234

7.1引言234

7.2主要的硬件单元235

7.3数字信号处理器（DSP）236

7.3.1 DSP核236

7.3.2 DSP的体系结构236

7.3.3数字表示240

7.3.4寻址242

7.3.5流水线操作244

7.3.6外设和其他组件245

7.3.7多处理246

7.3.8使用实时操作系统的多处理247

7.3.9软件设计流程248

7.3.10性能最大化249

7.3.11基准和性能评估255

7.3.12实例研究：TMS320C54x系列数字信号处理器257

7.4现场可编程门阵列（FPGA）257

7.4.1基于静态随机存储器的现场可编程门阵列单元的作用258

7.4.3现场可编程门阵列的结构259

7.4.2在现场可编程门阵列上实现数字信号处理器259

7.4.4现场可编程门阵列在软件无线电系统中的应用261

7.4.5使用FPGA的设计原则263

7.5对数字信号处理器、现场可编程门阵列和专用集成电路的使用进行折衷263

7.6功率管理问题264

7.6.1 DSP的功率管理265

7.6.2低功率超大规模集成电路的设计265

7.6.3体系结构／系统级方法267

7.7数字信号处理器、现场可编程门阵列和专用集成电路的混合使用269

7.8小结270

7.9习题270

第8章 无线电和网络资源的面向对象描述273

8.1引言273

8.2网络273

8.2.1系统层274

8.2.2交换275

8.2.4因特网协议（IP）276

8.2.3服务质量276

8.2.5异步传输模式（ATM）280

8.2.6网络和软件无线电系统281

8.3面向对象编程283

8.3.1对象284

8.3.2Java287

8.3.3 Java和软件无线电系统290

8.3.4无线电虚拟机290

8.3.5面向对象软件和软件无线电系统291

8.4对象代理292

8.4.1公共对象请求代理体系结构293

8.4.2软件无线电系统的实现问题296

8.4.3对象代理和软件无线电系统297

8.5移动应用环境298

8.5.1MExE300

8.5.2业务发现303

8.5.4软件无线电的安全性304

8.5.3移动应用环境和软件无线电系统304

8.6联合战术无线电系统305

8.6.1硬件类305

8.6.2软件通信体系结构的构成306

8.7小结308

8.8习题309

第9章 软件无线电设计的实例研究310

9.1引言和历史观点310

9.1.1软件无线电系统内在的体系结构特征311

9.1.2软件无线电系统重要的体系结构特征312

9.1.3实际软件无线电系统的体系结构特征314

9.2SPEAKeasy315

9.2.1 SPEAKeasy第1阶段316

9.2.2 SPEAKeasy第2阶段320

9.3联合战术无线电系统326

9.2.3 SPEAKeasy总结326

9.3.1软件通信体系结构的目标328

9.3.2软件通信体系结构的属性328

9.3.3软件通信体系结构的详述330

9.3.4联合战术无线电系统的总结335

9.3.5软件定义无线电论坛的体系结构详述336

9.3.6小结341

9.4无线信息传输系统341

9.4.1体系结构的目标343

9.4.2体系结构概述343

9.4.3软件体系结构343

9.4.4硬件体系结构345

9.4.5体系结构详述345

9.4.6无线信息传输系统总结348

9.5 SDR-3000数字收发机子系统349

9.6.1SpectrumWare系统描述352

9.6.2输入／输出352

9.6 SpectrumWare352

9.6.3编程环境353

9.6.4 SpectrumWare总结354

9.7CHARIOT355

9.7.1CHARIOT层次化无线电体系结构355

9.7.2层次化无线电体系结构的实现实例359

9.7.3 CHARIOT总结360

9.8小结360

9.9习题362

附录A 射频工程的相关文献：提供给射频电路设计人员的简要目录363

A.1电子学363

A.2射频电路设计和S参数363

A.3滤波器363

A.6锁相环和频率合成器364

A.7接收机和系统364

A.5振荡器364

A.4微波364

A.8PSpice365

A.9商业出版物和期刊365

A.10可访问的网上综述资料365

附录B 坐标旋转数字计算机算法366

B.1引言366

B.2CORDIC概述366

B.3CORDIC算法的推导366

B.3.1沿半径为R的圆平移一个点367

B.3.2通过迭代子旋转进行旋转368

B.3.3简化迭代旋转的计算368

B.3.4确定等式的最终形式369

B.3.5定向模式370

B.4CORDIC算法的性能370

B.5CORDIC算法的扩展371

参考文献373

缩略语387

作者简介396