软件无线电技术与实现

第一部分 开 场 白

第1章 基于软件的无线电

1.1 多维模型

1.2 什么叫基于软件的无线电

1.2.1 软件定义无线电和软件无线电

1.2.2 自适应智能软件无线电和其他定义

1.2.3 功能、能力和SBR演变

1.3 基于软件的无线电的结构展望

1.3.1 无线电实现层

1.3.2 网络运营层

1.4 软件无线电概念

1.5 基于软件的无线电的推广使用时间表

1.6 实现基于软件的无线电对新技术的需求

1.7 对手机功耗/性能/价格的限制使网络缺少灵活性

1.8 引入管理机制有利于SBR的推广应用

1.9 结论

致谢

参考文献

第二部分 前 端 技 术

第2章 软件无线电中的射频变换

2.1 要求和规范

2.1.1 发射机指标

2.1.2 接收机特性

2.1.3 工作频段

2.2 接收机设计注意事项

2.2.1 基本考虑

2.2.2 接收机体制

2.2.3 动态范围问题及计算

2.2.4 邻近信道功率比（ACPR）和噪声功率比（NPR）

2.2.5 接收机信号预算

2.2.6 镜频抑制

2.2.7 接收机中的滤波功能

2.3 发射机设计考虑

2.3.1 接收机和发射机之间滤波的相似性

2.3.2 发射机结构

2.3.3 发射效率和线性度

2.4 SDR的可选择方案

2.4.1 零IF接收机

2.4.2 正交本振

2.4.3 可变预选滤波器

2.4.4 低IF接收机

2.5 结论

致谢

参考文献

附录A 欧洲移动标准

第3章 多模式SDR RF前端的实现

3.1 无线电系统的发展

3.2 射频前端的演变——超外差体制

3.3 AN2/6产品系列——双波段，六模式

3.3.1 AN2/6的结构

3.3.2 从AN2/6结构中得到的经验

3.4 射频前端的选择

3.4.1 直接变换RF前端

3.4.2 纯数字式RF前端

3.4.3 模拟数字混合方法

3.4.4 完整的SDR RF前端的发展方向

3.5 结论

致谢

参考资料

第4章 软件定义无线电中的数据转换

4.1 在软件定义无线电中数据转换的重要性

4.1.1 用于SDR基站的ADC

4.1.2 SDR手机的ADC

4.1.3 SDR应用的DAC

4.2 转换器结构

4.2.1 Flash转换器

4.2.2 多级转换器

4.2.3 S-D转换器

4.2.4 数模转换器

4.3 转换器性能对SDR的影响

4.3.1 噪声源对SDR灵敏度的影响

4.3.2 数据转换器的SNR

4.3.3 寄生信号对性能的影响

4.3.4 数模转换器指标

4.4 结论和未来趋势

参考文献

第5章 超导微电子：软件无线电的数字RF技术

5.1 引言

5.1.1 超导性和约瑟夫森效应

5.1.2 现有的超导应用

5.1.3 新兴应用——软件定义无线电

5.2 快速单通量子数字逻辑

5.2.1 电路特性

5.2.2 RSFQ逻辑门举例——RS触发器

5.2.3 RSFQ数据转换器

5.2.4 RSFQ定标理论

5.3 低温特性

5.4 民用超导SDR

5.4.1 无线通信中的超导体

5.4.2 超导接收机的优势

5.4.3 扩频通信的发展趋势

5.4.4 大功率放大器的线性化

5.4.5 数字RF收发机

5.5 军用超导SDR

5.5.1 同址干扰

5.5.2 对扩频信号的数字化解跳

5.5.3 卫星通信

5.5.4 增加新波形

5.5.5 群时分复用（Massive Time Multiplexing）

5.6 结论

感谢

参考文献

第6章 数字前端——射频与基带处理之间的桥梁

6.1 引言

6.1.1 数字收发信机的前端

6.1.2 信号特性

6.1.3 实现问题

6.2 数字前端

6.2.1 数字前端的功能

6.2.2 移动台和基站的数字前端

6.3 数字上变频和下变频

6.3.1 基本思想

6.3.2 理论方面

6.3.3 实现方面

6.3.4 CORDIC算法

6.3.5 用CORDIC算法实现数字下变频

6.3.6 用重采样实现数字下变频

6.4 信道滤波

6.4.1 在数字下变频后的低通滤波

6.4.2 在数字下变频前的带通滤波

6.4.3 滤波器组信道化器

6.5 采样速率转换

6.5.1 在重构后进行重采样

6.5.2 转换因子为有理数倍的SRC

6.5.3 整数倍的SRC

6.5.4 SRC的概念

6.5.5 SRC系统

6.6 示例

6.6.1 设计参数

6.6.2 数字下变频

6.6.3 采样速率转换

6.6.4 信道滤波

6.6.5 小结

6.7 结论

感谢

参考文献

第三部分 基 带 技 术

第7章 软件无线电的基带处理

7.1 基带结构的作用

7.2 软件无线电——从硅到软件

7.3 基带单元技术

7.3.1 数字信号处理器

7.3.2 现场可编程门阵列

7.3.3 目前数字化方面的进展

7.3.4 可重配置模拟器件

7.3.5 器件的技术革命

7.4 设计工具和方法

7.4.1 设计工具的概念

7.4.2 ASIC设计

7.4.3 FPGA设计

7.4.4 未来的设计流程和工具

7.5 系统设计和维护

7.5.1 面向对象

7.5.2 在SDR处理器中的分布式资源管理

7.6 结论

参考文献

第8章 参数化法——一种实现SDR的技术

8.1 定义

8.2 适应性

8.3 标准的参数化法

8.3.1 第二代——全球移动通信系统(GSM)

8.3.2 第二代移动通信——IS-136（DAMPS）

8.3.3 第三代移动通信——全球移动通信系统（UMTS）

8.4 参数化法举例

8.4.1 通用调制器

8.4.2 GMSK 的线性化效果

8.5 信号处理部分

8.5.1 DSP的性能及局限

8.5.2 FPGA性能

8.6 结论

参考文献

第9章 用于3G软件定义移动设备的自适应计算IC技术

9.1 软件定义无线电——移动终端的一种解决方法

9.1.1 无线标准的发展演变

9.1.2 推动SDR在无线设备中应用的市场驱动力

9.2 移动应用领域及其对处理能力的要求

9.2.1 3G空中接口的处理需求

9.2.2 移动语音编码器的处理能力要求

9.2.3 移动视频的处理能力需求

9.3 SDR基带处理——实现上的困惑

9.3.1 常规IC技术的限制

9.3.2 困难与挑战

9.4 传统IC技术的折中

9.4.1 微处理器和DSP实现的限制

9.4.2 ASIC实现的限制

9.4.3 FPGA实现的限制

9.5 具有软件可编程能力的硬件

9.5.1 自适应计算技术

9.5.2 ACM实现

9.5.3 自适应计算设计工具

9.6 3G算法所需要的计算效率

9.7 问题分析和测试试验

9.7.1 CDMA 瑞克（Rake）接收机

9.7.2 FIR和IIR滤波

9.7.3 语音编码器

9.7.4 多媒体——MPEG-4实现

9.8 结论

9.9 4G展望

参考文献

第四部分 软 件 技 术

第10章 软件无线电中的软件工程：在MIT和Vanu公司的实践

10.1 Vanu系统综述

10.1.1 典型实现

10.1.2 与其他软件无线电的差异

10.1.3 摩尔法则的影响

10.1.4 对摩尔法则的开发

10.1.5 通用数据通路

10.1.6 时序脱钩

10.2 商用PC硬件

10.3 信号处理软件

10.3.1 数据拉动

10.3.2 把每一信号处理段都作为对象

10.3.3 数据流抽象

10.3.4 带外通信

10.4 控制软件

10.4.1 代码生成

10.4.2 无线电描述语言

10.5 性能

10.6 将来的方向

致谢

参考文献

第11章 移动终端的软件下载

11.1 为何需要软件下载

11.1.1 软件重构

11.1.2 软件下载终端

11.1.3 下载新的空中接口

11.2 软件无线电的空中下载技术

11.2.1 粒度

11.2.2 组件通信与绑定

11.2.3 内容的作用

11.2.4 安装

11.2.5 异常情况的考虑

11.2.6 版本管理

11.3 下载的标准

11.3.1 移动标准——2G/3G 蜂窝标准

11.3.2 软件标准

11.4 无缝升级

11.5 下载的安全性

11.5.1 应用软件的安全下载

11.5.2 直接可运行软件的安全下载

11.6 下载的软件体系结构

11.7 软件下载的今天——数字电视

11.8 对“On the Fly”的“隔空”重构：一个实际例子

11.8.1 体系结构

11.8.2 基本操作序列

11.8.3 重构示例

11.8.4 重构管理器

11.8.5 重构流程

11.8.6 未来软件无线电下载的应用

致谢

参考资料

第12章 软件无线电的协议和网络问题

12.1 协议栈：SAP与重构

12.1.1 服务提供与服务访问点

12.1.2 协议构成和重构

12.1.3 接口与SAP

12.2 协议栈重构的方法

12.2.1 协议和协议栈

12.2.2 模块化方法：自适应、可组合和可重构的协议

12.2.3 主动网络

12.3 重构的管理和控制

12.3.1 重构管理的范围

12.3.2 管理体系结构的需求

12.3.3 管理体系结构的实现

12.4 软件无线电的网络支撑

12.4.1 网络接入和连接通道

12.4.2 引导通道

12.4.3 全局或通用控制通道

12.4.4 网络的无缝互连

12.5 结论

参考文献

第13章 波形描述语言

13.1 表达需求的难题

13.2 WDL概述

13.2.1 分解

13.2.2 通信

13.2.3 影响

13.2.4 层次图

13.3 FM3TR实例

13.3.1 协议层次

13.3.2 物理层模块

13.3.3 物理层的有限状态机

13.3.4 话音和数据有限状态机

13.3.5 跳频调制器

13.3.6 跳频波形

13.3.7 上升调制器

13.3.8 小结

13.4 实现上的细化

13.4.1 传统的开发过程

13.4.2 细化过程

13.4.3 自动化

13.4.4 参考模型

13.4.5 目标环境

13.5 WDL细节

13.5.1 类型抽象

13.5.2 调度抽象

13.5.3 统一调度模型

13.5.4 叶实体需求规格

13.6 一个实际的WDL支撑环境

13.7 结论

致谢

参考文献