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第一部分开场白3

第1章基于软件的无线电3

1.1多维模型3

目录3

1.2什么叫基于软件的无线电4

1.2.1软件定义无线电和软件无线电4

1.2.2 自适应智能软件无线电和其他定义7

1.2.3功能、能力和SBR演变8

1.3.1无线电实现层9

1.3基于软件的无线电的结构展望9

1.3.2网络运营层10

1.4软件无线电概念11

1.5基于软件的无线电的推广使用时间表12

1.6实现基于软件的无线电对新技术的需求14

1.7对手机功耗／性能／价格的限制使网络缺少灵活性14

1.8引入管理机制有利于SBR的推广应用15

致谢18

参考文献18

1.9结论18

第二部分前端技术21

第2章软件无线电中的射频变换21

2.1要求和规范21

2.1.1发射机指标22

2.1.2接收机特性23

2.1.3工作频段24

2.2接收机设计注意事项25

2.2.1基本考虑25

2.2.2接收机体制26

2.2.3动态范围问题及计算28

2.2.4邻近信道功率比（ACPR）和噪声功率比（NPR）33

2.2.5接收机信号预算33

2.2.6镜频抑制37

2.2.7接收机中的滤波功能38

2.3发射机设计考虑39

2.3.1接收机和发射机之间滤波的相似性39

2.3.2发射机结构39

2.3.3发射效率和线性度41

2.4.1零IF接收机46

2.4 SDR的可选择方案46

2.4.2正交本振48

2.4.3可变预选滤波器49

2.4.4低IF接收机53

2.5结论56

致谢57

参考文献57

附录A欧洲移动标准60

第3章 多模式SDR RF前端的实现66

3.1无线电系统的发展66

3.2射频前端的演变——超外差体制69

3.3 AN2/6产品系列——双波段，六模式70

3.3.1 AN2/6的结构71

3.3.2从AN2/6结构中得到的经验74

3.4射频前端的选择76

3.4.1直接变换RF前端76

3.4.2纯数字式RF前端78

3.4.4完整的SDR RF前端的发展方向79

3.4.3模拟数字混合方法79

3.5结论80

致谢81

参考资料81

第4章软件定义无线电中的数据转换82

4.1在软件定义无线电中数据转换的重要性82

4.1.1用于SDR基站的ADC82

4.1.2 SDR手机的ADC83

4.2.1 Flash转换器84

4.2转换器结构84

4.1.3 SDR应用的DAC84

4.2.2多级转换器85

4.2.3∑-△转换器86

4.2.4数模转换器88

4.3转换器性能对SDR的影响89

4.3.1噪声源对SDR灵敏度的影响89

4.3.2数据转换器的SNR92

4.3.3寄生信号对性能的影响93

4.3.4数模转换器指标99

4.4结论和未来趋势101

参考文献102

第5章超导微电子：软件无线电的数字RF技术103

5.1引言103

5.1.1超导性和约瑟夫森效应104

5.1.2现有的超导应用105

5.1.3新兴应用——软件定义无线电106

5.2快速单通量子数字逻辑106

5.2.1电路特性107

5.2.2 RSFQ逻辑门举例——RS触发器108

5.2.3 RSFQ数据转换器109

5.2.4 RSFQ定标理论111

5.3低温特性112

5.4民用超导SDR114

5.4.1无线通信中的超导体114

5.4.2超导接收机的优势114

5.4.3扩频通信的发展趋势116

5.4.4大功率放大器的线性化117

5.4.5数字RF收发机118

5.5.2对扩频信号的数字化解跳119

5.5军用超导SDR119

5.5.1同址干扰119

5.5.3卫星通信120

5.5.4增加新波形120

5.5.5群时分复用（Massive Time Multiplexing）121

5.6结论121

感谢121

参考文献121

6.1.1数字收发信机的前端123

6.1引言123

第6章数字前端——射频与基带处理之间的桥梁123

6.1.2信号特性124

6.1.3实现问题126

6.2数字前端127

6.2.1数字前端的功能127

6.2.2移动台和基站的数字前端128

6.3数字上变频和下变频128

6.3.1 基本思想128

6.3.2理论方面129

6.3.3实现方面131

6.3.4 CORDIC算法132

6.3.5用CORDIC算法实现数字下变频134

6.3.6用重采样实现数字下变频134

6.4信道滤波136

6.4.1在数字下变频后的低通滤波136

6.4.2在数字下变频前的带通滤波139

6.4.3滤波器组信道化器142

6.5.1在重构后进行重采样146

6.5采样速率转换146

6.5.2转换因子为有理数倍的SRC148

6.5.3整数倍的SRC150

6.5.4 SRC的概念150

6.5.5 SRC系统152

6.6示例156

6.6.1设计参数156

6.6.2数字下变频156

6.6.3采样速率转换156

6.6.4信道滤波157

6.6.5小结158

6.7结论159

感谢159

参考文献160

第三部分基带技术163

第7章软件无线电的基带处理163

7.1基带结构的作用163

7.2软件无线电——从硅到软件164

7.3基带单元技术167

7.3.1数字信号处理器168

7.3.2现场可编程门阵列170

7.3.3目前数字化方面的进展172

7.3.4可重配置模拟器件174

7.3.5器件的技术革命174

7.4设计工具和方法175

7.4.1设计工具的概念176

7.4.2 ASIC设计176

7.4.3 FPGA设计177

7.4.4未来的设计流程和工具179

7.5系统设计和维护180

7.5.1面向对象180

7.5.2在SDR处理器中的分布式资源管理181

7.6结论186

参考文献186

第8章参数化法——一种实现SDR的技术189

8.1定义189

8.2适应性190

8.3标准的参数化法191

8.3.1第二代——全球移动通信系统（GSM）191

8.3.2第二代移动通信——IS-136(DAMPS)193

8.3.3第三代移动通信——全球移动通信系统（UMTS）194

8.4参数化法举例200

8.4.1通用调制器200

8.4.2 GMSK的线性化效果203

8.5信号处理部分205

8.5.2 FPGA性能206

8.5.1 DSP的性能及局限206

8.6结论207

参考文献207

第9章用于3G软件定义移动设备的自适应计算IC技术208

9.1软件定义无线电——移动终端的一种解决方法208

9.1.1无线标准的发展演变208

9.1.2推动SDR在无线设备中应用的市场驱动力210

9.2.1 3G空中接口的处理需求211

9.2.2移动语音编码器的处理能力要求211

9.2移动应用领域及其对处理能力的要求211

9.2.3移动视频的处理能力需求213

9.3 SDR基带处理——实现上的困惑214

9.3.1常规IC技术的限制215

9.3.2困难与挑战216

9.4传统IC技术的折中216

9.4.1微处理器和DSP实现的限制216

9.4.2 ASIC实现的限制218

9.4.3 FPGA实现的限制219

9.5具有软件可编程能力的硬件219

9.5.1 自适应计算技术220

9.5.2 ACM实现221

9.5.3自适应计算设计工具222

9.6 3G算法所需要的计算效率223

9.7问题分析和测试试验224

9.7.1 CDMA瑞克（Rake）接收机225

9.7.2 FIR和IIR滤波225

9.7.3语音编码器226

9.7.4多媒体——MPEG-4实现229

9.8结论231

9.9 4G展望232

参考文献233

第四部分软件技术237

第10章软件无线电中的软件工程：在MIT和Vanu公司的实践237

10.1 Vanu系统综述237

10.1.1典型实现238

10.1.2与其他软件无线电的差异239

10.1.3摩尔法则的影响241

10.1.5通用数据通路242

10.1.4对摩尔法则的开发242

10.1.6时序脱钩243

10.2商用PC硬件244

10.3信号处理软件245

10.3.1数据拉动245

10.3.2把每一信号处理段都作为对象246

10.3.3数据流抽象246

10.3.4带外通信247

10.4控制软件247

10.4.2无线电描述语言248

10.4.1代码生成248

10.5性能250

10.6将来的方向251

致谢252

参考文献252

第11章移动终端的软件下载254

11.1为何需要软件下载254

11.1.1软件重构254

11.1.2软件下载终端255

11.2软件无线电的空中下载技术256

11.1.3 下载新的空中接口256

11.2.1粒度257

11.2.2组件通信与绑定257

11.2.3 内容的作用258

11.2.4安装258

11.2.5异常情况的考虑258

11.2.6版本管理259

11.3下载的标准259

11.3.1移动标准——2G/3G蜂窝标准259

11.3.2软件标准260

11.4无缝升级261

11.5下载的安全性262

11.5.1应用软件的安全下载262

11.5.2直接可运行软件的安全下载263

11.6下载的软件体系结构263

11.7软件下载的今天——数字电视265

11.8对“OntheFly”的“隔空”重构：一个实际例子266

11.8.1体系结构266

11.8.3重构示例268

11.8.2基本操作序列268

11.8.4重构管理器270

11.8.5重构流程273

11.8.6未来软件无线电下载的应用274

致谢275

参考资料275

第12章软件无线电的协议和网络问题276

12.1协议栈：SAP与重构276

12.1.2协议构成和重构277

12.1.1服务提供与服务访问点277

12.1.3接口与SAP278

12.2协议栈重构的方法278

12.2.1协议和协议栈279

12.2.2模块化方法：自适应、可组合和可重构的协议279

12.2.3主动网络282

12.3重构的管理和控制285

12.3.1重构管理的范围285

12.3.2管理体系结构的需求285

12.4软件无线电的网络支撑289

12.3.3管理体系结构的实现289

12.4.1网络接入和连接通道290

12.4.2引导通道290

12.4.3全局或通用控制通道290

12.4.4网络的无缝互连291

12.5结论294

参考文献294

第13章波形描述语言296

13.1表达需求的难题296

13.2.1 分解297

13.2 WDL概述297

13.2.2通信298

13.2.3影响299

13.2.4层次图300

13.3 FM3TR实例303

13.3.1协议层次303

13.3.2物理层模块304

13.3.3物理层的有限状态机304

13.3.4话音和数据有限状态机305

13.3.6跳频波形306

13.3.5跳频调制器306

13.3.7上升调制器308

13.3.8小结309

13.4实现上的细化309

13.4.1传统的开发过程309

13.4.2细化过程310

13.4.3 自动化312

13.4.4参考模型313

13.5 WDL细节314

13.4.5 目标环境314

13.5.1类型抽象315

13.5.2调度抽象316

13.5.3统一调度模型317

13.5.4叶实体需求规格319

13.6一个实际的WDL支撑环境321

13.7结论321

致谢322

参考文献322