《《软件无线电原理与应用》》作业(2014622前交)
软件无线电大作业
西安电子科技大学软件无线电论文作业通信工程学院黄涤摘要继模拟到数字、固定通信到移动通信之后，软件无线电技术是第三次通信技术领域的革命。
多采样率转换技术是实现软件无线电通信系统对各种通信标准兼容的关键。
多采样率数字滤波器广泛应用于软件无线电中，它能降低信号处理的复杂度，增加应用的灵活性。
本文首先分析了软件无线电中带通采样、内插和抽取等多采样率数字信号处理技术，从最大限度降低系统运算速度要求和减少系统存储空间出发，将软件无线电采样率转换过程分为整数倍转换和非整数倍转换两个步骤来实现。
其次对软件无线电中多采样率数字滤波器的特性进行了介绍。
关键词；软件无线电；采样率；抽取；内插：滤波器ABSTRACTsoftware Radio Technology (SWR) has been recognized as the third transform in the telecommunication field after the analog communication to digital communication，fixed communication to mobile communication．The multi-sample rate conversion(SRC)technique plays an essential part in enabling the SWR system to match multi-communication standards．Multi-sample-rate digital filter, which reduces the complexity in handling signals and enhances the flexibility of implication function，is widely used in the field of SWR．This essay firstly makes a research on band pass sampling applied in SWR system，interpolation and decimation in multi-sample rate network and，on the basis of reducing the requirement on calculation speed to the minimum and memory space，divides the SRC system into two parts：decimation system for integral factor and for fractional or irrational factor and further discusses in detail the conversion of fractional factor.Secondly, the essay makes a further a11aIysis on the characteristics of various multi-sample-rate filters widely used in SWR.Key words：software radio，sample rate，decimation，interpolation，filter目录一、概述： (3)二、多采样数字滤波器在软件无线电中的重要性 (4)三、软件无线电中的多采样率信号处理技术 (5)3.1信号采样理论 (6)3.2采样率变换技术 (9)3.3 过采样技术 (15)四、多抽样率频率抽样FIR 数字滤波器 (17)4.1FIR数字滤波器的数学模型和相位 (17)4.2 适合于D=2M倍抽取或内插的半带滤波器 (20)五、结束语 (24)六、参考文献 (24)一、概述：继模拟通信到数字通信、固定通信到移动通信之后，软件无线电是第三次世界通信技术领域的革命。
软件无线电技术在通信领域的应用探讨
软件无线电技术在通信领域的应用探讨1. 引言1.1 软件无线电技术概述软件无线电技术是一种利用软件定义的方式来实现无线电信号处理的技术。
相比传统的硬件无线电技术，软件无线电技术具有灵活性高、成本低、功耗低、易于升级和维护等优势。
通过软件定义无线电，可以实现信号处理和通信协议的灵活配置和改变，从而适应不同的通信需求和环境。
软件无线电技术的发展使得通信设备可以更加智能和多功能化，为通信系统的设计和实现提供了更多可能性。
软件无线电技术的核心是使用软件代替传统的硬件电路来实现无线电功能。
通过数字信号处理器（DSP）、通用处理器（CPU）和可编程逻辑器件（FPGA）等技术实现信号的调制解调、滤波、编解码等功能。
软件无线电技术使得通信系统可以更加灵活地适应不同的频段、带宽、调制方式和多址接入技术，从而提高通信系统的性能和效率。
软件无线电技术是一种创新的无线通信技术，具有重要的应用前景和发展潜力。
随着移动通信、物联网、卫星通信等领域的不断发展，软件无线电技术将在未来发挥越来越重要的作用，推动通信领域的进步和发展。
1.2 软件无线电技术在通信领域的重要性软件无线电技术在通信领域扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断进步，传统的硬件无线电技术已经不能满足日益增长的通信需求，而软件无线电技术的出现填补了这一空白。
软件无线电技术具有灵活性高、可重构性强、易升级等优点，能够适应不同频谱、不同通信标准和不同通信环境的需求，为通信领域带来了巨大的便利。
在当今数字化、信息化的社会中，通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
软件无线电技术的应用不仅可以提高通信的效率和质量，还可以拓展通信的范围和应用领域。
从智能手机到物联网设备，从卫星通信到移动通信，软件无线电技术都在不同的领域展现出其重要性和价值。
通过软件无线电技术，我们可以更加方便快捷地进行通信，实现数字化、智能化的生活方式。
软件无线电技术在通信领域的重要性不可低估。
它的应用为通信领域带来了新的发展机遇，为人们的生活带来了更多便利和可能性。
软件无线电的主要原理及技术
软件无线电的主要原理及技术嘉兆科技本文主要介绍了软件无线电的概念、主要原理、关键技术及在生活中的广泛应用。
它是以开放性、标准化、模块化、通用性、可扩展的硬件为平台，通过加载各种应用软件来实现不同用户，不同应用环境的不同需求，是以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线电通信体系结构，是数字无线电的高级形式。
首先介绍了软件无线电的理论基础，即带通采样理论，多速率处理信号技术，高效信号滤波，数字正交变换理论，这些都是软件无线电实现的理论基础，然后是其关键技术，宽带智能天线技术，A/D转换技术，数字上/下变频技术，数字信号处理部分，这些技术是实现软件无线电的关键和核心所在。
最后，对其应用领域也进行了描述，指出其在个人移动通信，军事通信，电子站，雷达和信息加电中的巨大潜力。
软件无线电这个术语最早是美军为了解决海湾战争中多国部队各军种进行联合作战时遇到的互通互操作问题而提出的新概念。
陆，海，空三军简单就工作频段来分，解决了互不干扰问题，但三军联合作战时互通，互联，互操作问题难以解决，于是1992年提出了软件无线电的最初设想，并于1995年美国国防高级研究计划局提出了SPEAKEASY计划，称之为易通话计划，其最终目的是开发一种能适应联合作战要求的三军统一的多频段，多模式电台，即MBMMR电台。
进而实现联合战术无线电系统（简称JTRS），它是在MBMMR的基础上提出的一种战术通信系统。
软件无线电以开放性，标准化，模块化，通用性，可扩展的硬件为平台，通过加载各种应用软件来实现不同用户，不同应用环境的不同需求，实现各种无线电功能，选用不同软件可实现不同功能，软件可以升级更新，硬件也可像计算机升级换代，可称为超级计算机。
它是以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线电通信体系结构，是数字无线电的高级形式。
理想软件无线电的结构框图：一、软件无线电的理论基础•采样理论：由于软件无线电所覆盖的频率范围一般都要求比较宽，例如从0.1MHZ到2.2GHZ，只有具有这么宽的频段才能具有广泛的适应性。
软件无线电的原理与应用_第二章
带通采样定理
X(t): f∈(fL,fH),若
fS = 2( f L + f H ) 2n + 1
,
n取满足fS≥ 2(fH-fL)的最大正整数 则用fS等间隔采样得到的X(nTs)能准确恢复原信 号X(t).
f + fH f0 = L 2
,
B=fH-fL,
fS =
4 f0 2n + 1
n取满足fS ≥2B的最大正整数
Br f0 B
滤波 30M~500MHz
<
×
滤波
<
<
A/D fS=40MHz
DSP
fL1:1000M~1470MHz 步进10MHz
一个实用的宽带中频数字化接受机组成框图 优点：步进本振,简化了本振源的设计 缺点：天线与A/D间的模拟环节太多
三. 射频直接带通采样原理
一般信号(通信信号,雷达信号,遥测信号等)的瞬时带宽比较窄 例:VHF/UHF战术通信电台信号带宽(间隔)为 50KHz,25KHz,12.5KHz,非常规的扩频信号,带宽也只几 MHz, >100MHz信号很少
X(n) Z-1 I Z-1 D D I=D I I Z-1 I=D Z-1 I I I I Z-1/I Z-1 I
×
×
I Φ(n)
×
Φ(n)
×
I
(3)抽取内插器级联的等价关系
X(n) I X(n) D D1 I1 D=I I=D D2 I2 Y(m) Y(m) X(n) X(n) Y(n)
fS = 2BS (BS为信号带宽)
例: 常规军用VHF/UHF战术电台BS=25KHz, fs=2BS=50KHz, 要求在整个频带(0.1M~2.2GHz)设计具有相同带宽和阻带特 征的抗混叠跟踪滤波器.困难!! 采用超外差接收体制
《无线通信原理及应用》课后习题
《无线通信原理及应用》课后习题《无线通信原理及应用》无线通信原理及应用》课后习题课后习题第 1 章无线传感器网络概述1、无线传感器网络的定义？2、传感器节点结构及其各部分功能？3、无线自主网的定义？4、传感网与无线自主网的主要区别？5、传感器网络的特点？6、传感器网络的应用主要包括那些方面？7、传感器网络的关键技术包括那些？11、传统路由协议主要功能？2、无线传感器网络路由协议与传统路由协议有什么不同点？3、无线传感器网络的路由协议的特点？4、传感器网络路由机制的要求有哪些？5、根据传感器网络的不同应用敏感度不同，可将传感器网络的路由协议分为：6、能量路由策略主要有哪几种？7、能量多路径路由的基本思想？8、能量多路径路由的基本过程？9、定向扩散路由的基本思想？10、定向扩散路由机制的基本过程？11、谣传路由的基本思想？12、GEAR 路由的基本过程？13、传感器网络有三种存储监测数据的主要方式？14、GEM 路由的基本思想？15、虚拟极坐标建立过程的步骤？16、边界定位的地理路由的基本思想？17、一个信标节点确定边界节点的过程？18、目前，研究人员提出的可靠路由协议主要从两个方面考虑？19、基于不想交路径的多路径路由机制的基本思想？20、ReInForM 路由的基本过程？21、SPEED 协议的基本过程？22、SPEED 协议主要由几部分组成？21、在设计无线传感器网络的MAC 协议时，需要着重考虑哪几个方面？2、在无线传感器网络中，人们经过大量实验和理论分析，总结出可能造成网络能量浪费的主要原因包括哪几方面？3、传感器网络的MAC 协议分哪三类？4、基于竞争的MAC 协议的基本思想？5、IEEE 802.11MAC 协议有哪两种访问控制方式？6、S-MAC 协议工作机制？7、流量自适应侦听机制的基本思想？8、Sift 协议的设计目的？9、Sift 协议的核心思想？10、Sift 协议的工作原理？3第 4 章拓扑控制1、网络的拓扑结构控制与优化有着十分重要的意义，主要表现在以下几个方面？2、传感器网络中的拓扑控制按照研究方向可以分为哪两类？3、拓扑结构的常见算法有哪些？4、基于节点度算法的核心思想？5、基于邻近图的算法的作用？6、什么是LEACH 算法？7、LEACH 算法的实现过程？8、GAF 算法的基本思想是什么？9、GAF 算法的执行过程10、TopDisc 算法的基本思想是什么？11、STEM-B (STEM-BEACON)算法的基本思想是什么？12、ASCENT 算法执行分哪几个阶段？4第 5 章IEEE 802.15.4 标准1、IEEE 802. 15. 4 标准的实现目标？2、IEEE 802. 15. 4 标准定义的LR-WPAN 网络具有哪些特点？3、IEEE 802. 15. 4 网络根据应用的需要可以哪些网络结构。
软件无线电习题资料
<<软件无线电原理与应用>> 作业一、 调频（FM ）信号的解调流程如图1，信号带宽20KHz ，输入时钟40MHz ，CNCO 设置f 0 =10.7MHz ，载波相位偏移为0；其中：CICF ：2级级联，抽取因子D 1=5，增益补偿值为4； HBF ：11阶、4级级联，抽取因子D 2=16；FIRF ：采样频率500 KHz ，通带30 KHz ，过渡带20 KHz ，128阶，抽取因子D 3＝5； 鉴频FIR ：采样频率100 KHz ，通带20 KHz ，过渡带10 KHz ，64阶。
1． 给出CICF 、HBF 的传递函数H(z)的结构，频率响应曲线, 并分析其性能。
2． 设计FIRF 、鉴频FIR 滤波器，给出其频率响应曲线, 并分析其性能。
3． 如果仿真信号为())()(2cos )(0n N n n f A n S FM ++=φπ，其中N (n )为高斯白噪声, 瞬时相位为:()()12()0.7sin 20.5sin 2s s n f nT f nT ϕππππππ=+++，f 1 =1000Hz, f 2 =2500Hz, SNR =20dB 。
推导图中每级处理后输出信号的表达式（不考虑噪声），并画出每级处理后输出信号的时域波形（AGC=2）。
二、现有一雷达系统，工作频率范围为220～305MHz ，现需对整个工作带宽内的回波进行信道化处理以检测有无目标。
1． 假定信号的中心频率f 0=262.5MHz ，在欠采样下，A/D 的采样频率f s 应选多大才能满足中频数字正交化处理的要求；2． 假定回波中包含两个LFM 信号（2102()cos(2)s t f t t ππμ=+），其参数如下表1所示，信噪比SNR=10dB ，产生回波信号，并利用信道化处理方法对LFM 信号进行检测（每个信道的带宽Bs=3MHz ）。
要求：（1）给出信道划分示意图，并计算LFM 信号所处的信道位置； （2）画出有回波的信道信号及其频谱；（3）对分离后的回波信号进行脉压，画出脉压结果进行分析。
软件无线电作业
软件无线电期末大作业一种利用非对称SIRs可应用于GSM, WiMAX, AND WLAN的三通带带通滤波器的简易设计方法摘要：本文提出了一种利用不连续的非对称的阶梯阻抗谐振器（SIRs）来设计三波段带通通带滤波器的简单方法。
设计整个滤波器只需用到两个阶梯阻抗谐振器。
可以通过选择正确的长度比值（U）和不对称的阻抗比（R）来得到三得到三频段得带通响应。
增强耦合结构和不对称SIRs的距离可以进一步调整效果。
这种滤波器可用在1.8GHz的GSM、3.5GHz的WIMAX及5.2GHz的WLAN的等。
测量结构与全波模拟结果吻合良好。
关键词：三波段带通带通滤波器，阶段阻抗谐振器1、引言现在，多业务无线系统和移动通信系统的发展在学术界和商业电子都得到了广泛关注。
特别是移动电子产品与全球通信相结合的全球移动通信系统(GSM),全球互通微波存取（WIMAX）,无线局域网等都是时下流行常见的。
在这样多波段的通讯系统，带通滤波器（BPF）的使用在通信系统的射频前段部分扮演了重要的作用。
为了满足多频段通信的要求，提出了多频带滤波器并对其结构进行开放式深入研究，例如：阶梯阻抗阻抗谐振器（SIR）和存根加载谐振器（如1~5图所示）。
在以往的研究【6】，其中一位作者采取了多个谐振器和多曾技术，以实现三通带带通滤波反应。
然而，由于电路的复杂性在设计的过程遇上了很多问题。
图（1）建议三波段带通滤波器的电路布局在这篇文章中，我们将提出一个全新的简单的设计方法，通过使用两个不对称的阶段阻抗谐振器在结构上的不连续性设计出的三波段带通滤波器不同传统的阶段阻抗谐振器。
通过适当选择长度比（u）及阻抗比（R）的不对称阶段阻抗谐振器来实现三频通带响应。
这次设计的三频带滤波器可用于GSM，WIMAX，WLAN的制作和测量。
设计出滤波器的测试结果与全波仿真的结果很一致。
2、三频带滤波器的设计第一步，主要讨论的是滤波器的不对称阶段阻抗谐振模式，图1显示了利用两个不对称阶段阻抗谐振器和两个增强耦合输入/输出端口相结合形成的三波段带通滤波器的结构布局。
软件无线电习题资料
<<软件无线电原理与应用>> 作业一、 调频（FM ）信号的解调流程如图1，信号带宽20KHz ，输入时钟40MHz ，CNCO 设置f 0 =10.7MHz ，载波相位偏移为0；其中：CICF ：2级级联，抽取因子D 1=5，增益补偿值为4； HBF ：11阶、4级级联，抽取因子D 2=16；FIRF ：采样频率500 KHz ，通带30 KHz ，过渡带20 KHz ，128阶，抽取因子D 3＝5； 鉴频FIR ：采样频率100 KHz ，通带20 KHz ，过渡带10 KHz ，64阶。
1． 给出CICF 、HBF 的传递函数H(z)的结构，频率响应曲线, 并分析其性能。
2． 设计FIRF 、鉴频FIR 滤波器，给出其频率响应曲线, 并分析其性能。
3． 如果仿真信号为())()(2cos )(0n N n n f A n S FM ++=φπ，其中N (n )为高斯白噪声, 瞬时相位为:()()12()0.7sin 20.5sin 2s s n f nT f nT ϕππππππ=+++，f 1 =1000Hz, f 2 =2500Hz, SNR =20dB 。
推导图中每级处理后输出信号的表达式（不考虑噪声），并画出每级处理后输出信号的时域波形（AGC=2）。
二、现有一雷达系统，工作频率范围为220～305MHz ，现需对整个工作带宽内的回波进行信道化处理以检测有无目标。
1． 假定信号的中心频率f 0=262.5MHz ，在欠采样下，A/D 的采样频率f s 应选多大才能满足中频数字正交化处理的要求；2． 假定回波中包含两个LFM 信号（2102()cos(2)s t f t t ππμ=+），其参数如下表1所示，信噪比SNR=10dB ，产生回波信号，并利用信道化处理方法对LFM 信号进行检测（每个信道的带宽Bs=3MHz ）。
要求：（1）给出信道划分示意图，并计算LFM 信号所处的信道位置； （2）画出有回波的信道信号及其频谱；（3）对分离后的回波信号进行脉压，画出脉压结果进行分析。