軟件無線電復(fù)習(xí)資料概論

復(fù)習(xí)——第一章(無線電系統(tǒng)技術(shù)概述)1.理解常見無線電技術(shù)中的AGC技術(shù)，超外差接收技術(shù)和雙工技術(shù)。低噪放大技術(shù)、自動(dòng)增益控制技術(shù)、超外差接收技術(shù)、收/發(fā)雙工技術(shù)NFPPPP)噪聲系數(shù)的定義：sinisono將無線電接收機(jī)看成是多級(jí)電路網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的系統(tǒng)，則整個(gè)級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)為：NF1NF1NF1NF=NF+2+3+......+n接收靈敏度影響因素：外部噪聲、內(nèi)部噪聲和電路系統(tǒng)的非線性失真等提高接收靈敏度的方法：在接收機(jī)前端增加一個(gè)射頻放大器，并使其噪聲系數(shù)盡可能小，一般采用低噪聲放大器動(dòng)控制。AGC提高了接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍AGC的工作原理：按負(fù)反饋原理工作VRiVROdBM=VR(dB)VR(dB)io接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍：接收機(jī)在輸出信號(hào)不變的條件下，可接收的最大功率PDR=10lg(P/P)(dB)Pmin之比:maxminfIFfIF和本振頻率差拍的結(jié)果)鏡頻干擾中頻頻率是射頻頻率和本振頻率差拍的結(jié)果，即fIF=abs(fLfRF)比本振信號(hào)分別高和低一個(gè)中頻頻率的信號(hào)經(jīng)混頻后都會(huì)進(jìn)入到接收機(jī)的中頻信道中兩個(gè)信號(hào)在射頻上對(duì)稱地位于本振頻率兩側(cè)，互為鏡像，因此被稱為鏡頻干擾IRR=10lg(IRR=10lg(P//P)(dB)超外差接收機(jī)要獲得好的鏡頻抑制比，應(yīng)該采用高中頻的系統(tǒng)方案常見的收/發(fā)雙工技術(shù)：時(shí)分雙工、頻分雙工和環(huán)形器雙工2.無線模擬通信系統(tǒng)、無線數(shù)字通信系統(tǒng)、數(shù)字無線電技術(shù)比較、軟件無線電比較。除調(diào)制/解調(diào)外，無線數(shù)字通信系統(tǒng)與無線模擬通信系統(tǒng)相同無線數(shù)字通信系統(tǒng)與無線模擬通信系統(tǒng)的根本區(qū)別：(1)信源的數(shù)字化；(2)調(diào)制/解調(diào)傳輸信道中其它各環(huán)節(jié)仍相同，如信道分離、混頻和濾波等，但模擬信道技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度低、體積功耗大，運(yùn)用不靈活。模擬無線電技術(shù)中，信號(hào)處理大多采用實(shí)信號(hào)處理技術(shù)，而數(shù)字無線電則多采用復(fù)信號(hào)處理技術(shù)，即采用正交雙通道技術(shù)3.實(shí)現(xiàn)正交雙通道的關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)正交雙通道的關(guān)鍵有兩個(gè)1)需要產(chǎn)生兩個(gè)正交本振2)需要嚴(yán)格保證兩通道的幅度平衡若上述條件無法滿足，則會(huì)產(chǎn)生鏡像信號(hào)，造成鏡像干擾4.硬件無線電與軟件無線電的主要區(qū)別。很少或沒有軟件參電和重配置技術(shù)構(gòu)成軟件無線電。5.數(shù)字無線電常見結(jié)構(gòu)。根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換在數(shù)字無線電系統(tǒng)中所處的位置分類零中頻數(shù)字基帶的結(jié)構(gòu)：中頻頻率為零，不存在一般超外差接收機(jī)中的鏡頻干擾問題超外差式數(shù)字基帶的結(jié)構(gòu)：中頻頻率固定超外差式數(shù)字中頻的結(jié)構(gòu)：中頻頻率固定6.軟件無線電的定義、特點(diǎn)及軟件無線電的中心思想?；挠布卧钥偩€方式連接構(gòu)成基本平臺(tái)，并通過軟件加載實(shí)現(xiàn)各種無線電功能的一種開放式體系結(jié)構(gòu)。具有可重編程、可重配置能力。其中心思想是：構(gòu)造一個(gè)具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)，將各種功能，7.軟件無線電的分級(jí)。第0級(jí)：數(shù)字硬件無線電(基本不可改變)或調(diào)制方式這樣的特征參量)/窄帶、安全、波形產(chǎn)生和檢測(cè)進(jìn)行控制，但通常受到頻率的約束。通常模數(shù)和數(shù)模變換只能在中頻及以后出現(xiàn))大部分模擬部件，降低了失真和噪聲)頻率和帶寬的限制，能快速實(shí)現(xiàn)空中接口的檢測(cè)和轉(zhuǎn)換)基于盲源分離3級(jí)8.理想的軟件無線電的組成結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的核心是：使模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的部分盡可能接近天線復(fù)習(xí)——第二章(信號(hào)采樣理論與模數(shù)前端技術(shù))1.低通、帶通采樣定理及應(yīng)用。低通抽樣定理：設(shè)有一個(gè)頻率帶限信號(hào)x(t)，其頻帶限制在(0,fh)之間，如果以不小 (其中Ts＝1/fs稱為采樣間隔),則原信號(hào)x(t)將被所得的采樣值x(n)完全地確定。f<2f=2f欠采樣，頻譜混疊shmaxf>2f=2f過采樣，不混疊f=2f=2f等采樣，不混疊，其采樣率稱為Nyquist采樣率shmax帶通采樣定理：設(shè)一個(gè)頻率帶限信號(hào)x(t)，其頻帶限制在(fL,fH)內(nèi)，如果其采樣速率fs：f==4foS2M+12M+1式中，M取能滿足fs>=2(fH-fL)=2B的最大整數(shù)(0,1,2,…)，則用fs進(jìn)行等間隔采樣所得到的信號(hào)采樣值x(nTs)能準(zhǔn)確的確定原信號(hào)x(t)。1)上述采樣定理的適用前提條件是：只允許在其中的一個(gè)頻帶上存在信號(hào)，而不允許在不同的頻帶上同時(shí)存在信號(hào)，否則將引起混疊。采樣速率即：fs=2B，帶通信號(hào)的中心頻率必須滿足f=2n+1B或f+f=(2n+1)B02LHL即信號(hào)的最高頻率加上最低頻率是帶寬的整數(shù)倍(奇數(shù)倍),f=nB。L3)帶通采樣的結(jié)果是把位于(nB,(n+1)B)(n=0,1,2….)不同頻帶上的信號(hào)，都挪4)但是，當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，其頻率對(duì)應(yīng)關(guān)系是相對(duì)于中心頻率“反折”的，即奇數(shù)通帶上的高頻分量對(duì)應(yīng)基帶上的低頻分量，奇數(shù)通帶上的低頻分量對(duì)應(yīng)基帶上的高頻分量。線電中的幾種常用ADC及其特點(diǎn)。逐次逼近式、并行比較式、子區(qū)式可以獲得較高的采樣速度，可用于軟件無線電系逐次逼近式ADC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但速度不能很高，并行比較式ADC速度高但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，引入子區(qū)式ADC→結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單而且速度又較高。3.ADC的各種性能指標(biāo)，SNR和ENOB的計(jì)算，過采樣的好處。1)分辨率：ADC所能分辨的輸入模擬量的最小值用輸入的電壓(電流)最小值表示(設(shè)輸入范圍(0~U)用百分比表示U分辨率=u=REF2N=1UU2NREFREFADCN辨率越高。2)轉(zhuǎn)換時(shí)間和采樣速率轉(zhuǎn)換時(shí)間(tCON)指ADC完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間，即從轉(zhuǎn)換開始到輸出端出現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所需要的時(shí)間，它的倒數(shù)稱為轉(zhuǎn)換速率fs間之和的倒數(shù)，能反映出ADC的實(shí)際轉(zhuǎn)換性能，單位一般用sps(樣點(diǎn)每秒)表示3)轉(zhuǎn)換誤差A(yù)DC的轉(zhuǎn)換精度由轉(zhuǎn)換誤差和分辨率(轉(zhuǎn)換位數(shù))共同決定造成影響4)量化信噪比在量化過程中，會(huì)產(chǎn)生量化噪聲。量化噪聲：量化誤差對(duì)信號(hào)的影響等效于在信號(hào)上疊加了噪聲。當(dāng)只考慮量化噪聲的影響時(shí)，采樣后信號(hào)與噪聲的功率之比稱為量化信噪比。SNq當(dāng)采用均勻量化，且輸入為正弦滿幅信號(hào)時(shí)，SV2SV2Nq12q采用過采樣的方法，可以改善A/D轉(zhuǎn)換的輸出信噪比，改善程度取決于過采樣的倍數(shù)fSNR=6.02N+1.76+10lgs(dB)2Bf10lg(s)被稱為過采樣處理增益。2B5)孔徑誤差采樣保持有兩種工作狀態(tài)：跟蹤和保持。6)無雜散動(dòng)態(tài)范圍ADC的輸入和輸出成線性關(guān)系，但實(shí)際的ADC往往存在著非線性從靜態(tài)特性看，非線性會(huì)引入轉(zhuǎn)換誤差從動(dòng)態(tài)特性看，非線性會(huì)引入諧波失真(單頻率輸入時(shí))或互調(diào)失真(兩個(gè)以上頻率輸入時(shí))，也稱為雜散，兩種失真對(duì)系統(tǒng)的影響用無雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)來表征大雜散分量功率之比7)有效轉(zhuǎn)換位數(shù)轉(zhuǎn)換誤差、孔徑誤差和PCB抗電磁干擾性能等因素有關(guān)實(shí)際可獲得的等效轉(zhuǎn)換位數(shù)稱為有效轉(zhuǎn)換位數(shù)(ENOB)，它的計(jì)算公式為：4.SNR和SFNR的比較。SFDR表征的是A/D轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)與它的最大雜散分量之間的相對(duì)功率關(guān)系，SFDR與它的雜散是相關(guān)的；SNR反映的是信號(hào)與噪聲相對(duì)功率關(guān)系，信號(hào)與噪聲是不相關(guān)的5.軟件無線電中的幾種常用DAC及特點(diǎn)，階梯重構(gòu)的概念。權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)：①優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電阻元件數(shù)較少，轉(zhuǎn)換速度較快；②缺點(diǎn)：阻值相差較大，制造工藝復(fù)雜，不利于轉(zhuǎn)換精度的控制和電路的集成。2)R-2R倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器(綜合加權(quán)型)：整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的等效輸入電阻為R。制造精度；而且支路電流流入求和點(diǎn)不存在時(shí)間差，提高了轉(zhuǎn)換速度。②應(yīng)用：它是目3)權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器(電流加權(quán)型)：在權(quán)電流式DAC中，各支路權(quán)電流的大小均不受開關(guān)導(dǎo)通電阻和壓降的影響，這樣降低了對(duì)開關(guān)電路的要求，提高了轉(zhuǎn)換精度。是輸出模擬信號(hào)的時(shí)域波形不是連續(xù)變化的，而是階梯變化的，因此DAC的實(shí)際輸出不再與理想的重構(gòu)信號(hào)相同。6.實(shí)際的軟件無線電的系統(tǒng)可分為哪幾種結(jié)構(gòu)形式？相應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，特點(diǎn)。根據(jù)軟件無線電系統(tǒng)中射頻接收信號(hào)采樣方式的不同，實(shí)際的軟件無線電系統(tǒng)可分為三射頻低通采樣結(jié)構(gòu)射頻帶通采樣結(jié)構(gòu)帶通采樣結(jié)構(gòu)理想的軟件無線電軟件定義無線電(SDR)1)基于射頻低通采樣結(jié)構(gòu)軟件無線電系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：基于射頻低通采樣結(jié)構(gòu)的軟件無線電系統(tǒng)是一種理想的軟件無線電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的輸入、輸出都是在射頻上基于低通采樣定理進(jìn)行采樣，因而具有最大的靈活性和全部這種結(jié)構(gòu)要求系統(tǒng)的處理帶寬為整個(gè)頻段，因此對(duì)A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率、工作帶寬等參數(shù)的要求很高，在實(shí)際應(yīng)用中往往受到實(shí)際器件水平的控制。目前的軟件無線電的通信系統(tǒng)，其處理頻段為中波段到S波段，其處理帶寬達(dá)到如軟件無線電的短波通信系統(tǒng)。2)基于射頻帶通采樣結(jié)構(gòu)的軟件無線電系統(tǒng)系統(tǒng)特點(diǎn)：樣的，其射頻輸然是基于低通采樣的。由于射頻帶通采樣只能同時(shí)處理一定頻段的射頻信號(hào)，系統(tǒng)對(duì)寬頻段射頻信號(hào)的覆其并行處理通道數(shù)也相對(duì)較少。D出數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)率也隨之減少，因而也降低了對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)處理的要求。3)基于中頻帶通采樣結(jié)構(gòu)的軟件無線電系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特點(diǎn)基于中頻帶通采樣結(jié)構(gòu)的軟件無線電系統(tǒng)的頻帶覆蓋是由接收機(jī)的第一級(jí)本振頻率的這種結(jié)構(gòu)所需的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率要求都較低，輸出數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)率減少，對(duì)數(shù)字信號(hào)處理速度的要求也降低，因此，這種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)具有高的性價(jià)比。這種結(jié)構(gòu)與中頻數(shù)字無線電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較類似，但其信號(hào)處理的方式差別較大。寬帶的，信道的分離以及信號(hào)的調(diào)制、解調(diào)等都由軟件來完成。7.主采樣，盲區(qū)采樣的概念，原理。射頻帶通采樣結(jié)構(gòu)中，因受實(shí)際帶通濾波器的影響，采樣后的頻段覆蓋不再連續(xù)，需要采用另外的采樣頻率進(jìn)行補(bǔ)償，為了區(qū)別，稱原來的采樣為主采樣，稱補(bǔ)償?shù)牟蓸訛槊^(qū)采樣。所要求的采樣速率為：f=4f'sm2n+1om易知“盲區(qū)”中心頻率為：f'=(m+1)f(m=0,1,2…)om2Ssmsm2n+1Sfs以減小采樣振蕩器的頻率設(shè)置范圍。所以可以取n＝m＋1，這時(shí)有：ff=(11)fsm2m+3S2n+1S采樣頻率確定后，并不意味著就能實(shí)現(xiàn)無“盲區(qū)”采樣，還必須對(duì)濾波器的特性(矩形系數(shù)r)提出一定要求，否則采樣“盲區(qū)”可能仍然無法消除。f=(2m+2)ff=(11)f=(11)f由sm2n+1S或sm2m+3S2n+1S，對(duì)于射頻頻率一定時(shí)，需要多個(gè)盲區(qū)采樣頻率才可能通過分時(shí)處理的方式實(shí)現(xiàn)頻段的連續(xù)覆蓋。另外，無論是主采樣還是盲區(qū)采樣，都要求相應(yīng)的電調(diào)諧濾波器具有相同的矩形系當(dāng)系統(tǒng)所采樣處理的射頻信號(hào)的頻段范圍太寬時(shí)，要求電調(diào)諧濾波器的帶寬相同，和射頻信號(hào)頻段范圍不太寬的軟件無線電系統(tǒng)。復(fù)習(xí)——第三章(多速率信號(hào)處理與數(shù)字前端技術(shù))1.采樣率變換的作用。降低A/D后的數(shù)據(jù)流速率，以及在發(fā)射信道，基帶信號(hào)經(jīng)調(diào)制后，提高信號(hào)的數(shù)多速率信號(hào)處理的目的就是在不使信號(hào)失真的前提下改變信號(hào)的采樣率。減小信號(hào)的采樣率以減少數(shù)據(jù)冗余的過程稱為信號(hào)的抽??；增大信號(hào)的采樣率以增加數(shù)據(jù)冗余的過程稱為信號(hào)的內(nèi)插。2.抽取的完整結(jié)構(gòu)，其抗混疊濾波器截止頻率。要使頻譜不混疊，抽取后的采樣率fs2>=2fmax3.內(nèi)插的完整結(jié)構(gòu)，其低通濾波器截止頻率。理想低通濾波器的截止頻率應(yīng)滿足?c≤?/I。4.分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的實(shí)現(xiàn)方法。先內(nèi)插，后抽取2為了防止頻譜混疊，應(yīng)滿足o2""ID5.降低濾波器運(yùn)算量的方法。紋波越小，過渡帶越窄，采樣率越高，則濾波器階數(shù)越高。濾波器階數(shù)越高，過渡帶越窄，但運(yùn)算量越大?！梢圆捎枚嘞喾纸獾姆椒ń档瓦\(yùn)算量。為L(zhǎng)=N/D,這種分解稱為多相分解。6.N階濾波器，fs采樣率，D倍抽取(或I倍內(nèi)插)時(shí)，是否采用多相濾波器與整個(gè)抽取(或內(nèi)插)所需運(yùn)算量(運(yùn)算速率)的關(guān)系(會(huì)計(jì)算)。在多相濾波的等效結(jié)構(gòu)(先抽取，后濾波)中，由于抽取在每相濾波之前，因此輸nLDN/D.開關(guān)結(jié)構(gòu)。NNI次復(fù)數(shù)乘加。多相分解大大降低運(yùn)算量：7.濾波器多級(jí)實(shí)現(xiàn)的好處，每級(jí)低通濾波器設(shè)計(jì)注意的問題高倍內(nèi)插系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)由單級(jí)實(shí)現(xiàn)變?yōu)槎嗉?jí)實(shí)現(xiàn)后，濾波器的階數(shù)大為減小。由于采樣率變換的多級(jí)實(shí)現(xiàn)可以大大降低變換所需的運(yùn)算量，因此在設(shè)計(jì)采樣率變換系統(tǒng)時(shí)，其變換倍數(shù)應(yīng)盡量選用易于分解的數(shù)(D=D1D2，I=I1I2)，并盡量分解為多級(jí)結(jié)構(gòu)，以最大程度地降低變換系統(tǒng)所需的運(yùn)算量。8.HB濾波器和積分梳狀濾波器的主要特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。1)半帶濾波器(HB濾波器)所謂半帶濾波器，是指其頻率響應(yīng)H(ejo)滿足以下關(guān)系的FIR濾波器：o="-oACSP可以證明，半帶濾波器有如下性質(zhì)："因?yàn)榘霂V波器在除n=0外的偶數(shù)點(diǎn)上的沖激響應(yīng)系數(shù)都為0，半帶濾波器的設(shè)計(jì)只要設(shè)計(jì)奇數(shù)序號(hào)的系數(shù)，且運(yùn)算量比一般FIR濾波器減少一半。2)積分梳狀(CIC)濾波器所謂積分梳狀濾波器，是指該濾波器的沖激響應(yīng)具有如下形式：l0,H(z)=h(n)z-n=1-z-D=H(z)H(z)1-z-112H(z)=1;H(z)=1-z-D11-z-12稱為梳狀濾波器。兩者級(jí)聯(lián)后構(gòu)成積分梳狀濾波器(CIC濾波器)。CIC濾波器可用于抽取系統(tǒng)和內(nèi)插系統(tǒng)CIC濾波器呈現(xiàn)低通濾波器特性。主瓣為通帶、過渡帶和部分阻帶，副瓣全為阻帶。CIC瓣電平低13.46dB(主副比)，這就意味著衰減很差。(P87)抑制效果越好。CIC也可用作內(nèi)插系統(tǒng)的輸出濾波器sCIC濾波器適宜于在抽取系統(tǒng)的第一級(jí)或內(nèi)插系統(tǒng)的最后一級(jí)。綜合CIC濾波器和半帶濾波器，可實(shí)現(xiàn)L2M倍抽取和內(nèi)插的高效的采樣率變換9.數(shù)字上變頻器和下變頻器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在信道分離/合成中的作用。數(shù)字上變頻器(DUC)的作用是將低采樣率的數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為高采樣率的數(shù)字因此在上變頻前首先要對(duì)信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插以提高信號(hào)的采樣率。數(shù)字下變頻器(DDC)的作用是將實(shí)數(shù)的數(shù)字中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)的數(shù)字基帶信號(hào)，其正交性由數(shù)控振蕩器輸出的正交本振來保證。經(jīng)下變頻器后的數(shù)字基帶信號(hào)一般都處于比較嚴(yán)重的過采樣狀態(tài)，因此在下變頻一般都需要進(jìn)行抽取處理。復(fù)習(xí)——第四章(基帶處理理論與數(shù)字基帶技術(shù))1.畫出信號(hào)調(diào)制通用模型并說明其基本原理過數(shù)字上變頻正交調(diào)制要求輸入的基帶信號(hào)為正交信號(hào)，因此，數(shù)字化的調(diào)制信號(hào)需要根據(jù)不同進(jìn)行相應(yīng)的正交處理。2.畫出信號(hào)解調(diào)通用模型并說明其基本原理在軟件無線電接收機(jī)中，信號(hào)的解調(diào)首先通過數(shù)字下變頻完成信道分離、正交分解和采樣率變換，得到基帶的復(fù)信號(hào)，然后根據(jù)不同的調(diào)制方式，對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，從而解調(diào)出調(diào)制信號(hào)。3.載波同步分類，幾種自同步法基本原理類：第一類：插入導(dǎo)頻法.(也稱為外同步法)發(fā)送有用信號(hào)的同時(shí)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)(較少采用)在已調(diào)信號(hào)的頻譜中再加入一個(gè)低功率的線譜，其對(duì)應(yīng)的正弦波就是導(dǎo)頻信號(hào)，在接收端可以利用窄帶濾波器把它提取出來，再經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚硇纬山邮斩说南喔奢d波。1)頻域插入法一般，插入的導(dǎo)頻并不是加在調(diào)制器上的載波，而是相移90°的正交載波。u(t)=Af(t)sin(t)2)時(shí)域插入法用于數(shù)字通信系統(tǒng)，從時(shí)間上區(qū)別數(shù)字信號(hào)和導(dǎo)頻信號(hào)。第二類：直接法.(也稱為自同步法)這種方法是設(shè)法從接收信號(hào)中提取同步載波。有些信號(hào)，如DSB-SC、PSK等，它們而可從中提取出載波分量來。下面介紹幾種常用的方法。1)平方變換法(平方環(huán)法)所謂平方變換法就是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行平方后，獲取所需的載波。原理圖如下：此方案的缺點(diǎn)：相位含糊性、錯(cuò)誤鎖定2)同相正交鎖相環(huán)法(科斯塔斯環(huán)法)在此環(huán)路中，壓控振蕩器(VCO)提供兩路互為正交的載波，與輸入接收信號(hào)分別在同相和正交兩個(gè)鑒相器中進(jìn)行鑒相，經(jīng)低通濾波之后的輸出均含調(diào)制信號(hào)，兩者相乘后可以消除調(diào)制信號(hào)的影響，經(jīng)環(huán)路濾波器得到僅與相位差有關(guān)的控制電壓，從而準(zhǔn)確地對(duì)壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)整。科斯塔斯環(huán)除了能提取載波，還同時(shí)具有解調(diào)功能，被廣泛應(yīng)用與許多無線電接收機(jī)兩類載波同步方法比較：有些不能用直接法提取同步載波的(如SSB)只能用插入導(dǎo)頻法；占用一定的發(fā)射功率，在總功率相同時(shí)，實(shí)際信噪比較小。直接法優(yōu)缺點(diǎn)：不占用導(dǎo)頻發(fā)射功率，在總功率相同時(shí)，實(shí)際信噪比較大；導(dǎo)有些不能用直接法提取同步載波的(如SSB)只能用插入導(dǎo)頻法。4.位同步分類，幾種自同步法基本原理位同步是正確取樣判決的基礎(chǔ)，只有數(shù)字通信才需要，并且不論基帶傳輸還是頻帶傳輸都需要位同步。實(shí)現(xiàn)方法也有插入導(dǎo)頻法(外同步法)和直接法(自同步法)。外同步(插入導(dǎo)頻法)1)頻域插入法在發(fā)射端專門發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)。具體來說，可以在基帶信號(hào)頻譜的零點(diǎn)處插入所需的導(dǎo)頻，在接收端經(jīng)中心頻率為1/Tb的窄帶濾波器從解調(diào)的基帶信號(hào)中提取。2)時(shí)域插入法自同步(直接法)——主要方法中提取位同步信1)波形變換-濾波法不歸零的隨機(jī)二進(jìn)制序列，不論是單極性還是雙極性的，當(dāng)P(0)=P(1)=1/2時(shí)，都零的單極性脈沖，其譜中含有f=1/T的分量，然后用窄帶濾波器取出該分量，再經(jīng)移相調(diào)整后就可形成位定時(shí)脈沖。號(hào)，再用濾波器將其取出。2)鎖相法位，若兩者相位不另外，位同步的方法還有幅度調(diào)制法和延遲相干法等。5.通信調(diào)制信號(hào)一般可以用正交調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)分別給出對(duì)f(n)進(jìn)行各種模擬調(diào)制(AM\DSB\SSB\FM\PM)、數(shù)字調(diào)制(2ASK\2FSK\2PSK)的同相分量、正交分量。模擬調(diào)制的調(diào)制算法1)調(diào)幅(AM)a2)雙邊帶信號(hào)(DSB)3)單邊帶信號(hào)(SSB)同相分量I(n)=Af(n);——對(duì)LSB，f(^n)代表Hilbert變換正交分量I(n)=Af(n);——對(duì)USB，f(^n)代表Hilbert變換4)調(diào)頻(FM)4)調(diào)相(PM)——(n)=kf(n)ppp數(shù)字調(diào)制的調(diào)制算法1)振幅鍵控信號(hào)(2ASK)同相分量I(n)=f(n)=ag(nmT);mm正交分量Q(n)=02)二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)(2FSK)Q(n)=mg(nmT)sin(aVn)mm2)二進(jìn)制相移鍵控信號(hào)(2PSK)正交分量mmmm6.請(qǐng)分別給出正交解調(diào)時(shí)各種模擬調(diào)制(AM\DSB\SSB\FM\PM)、數(shù)字調(diào)制(2ASK\2FSK\2PSK)的同相分量、正交分量及輸出f(n)的表達(dá)式。模擬信號(hào)解調(diào)算法1)AM解調(diào)X(n)=A(n)cos()=A(n)I0X(n)=A(n)sin()=0Q00IQ02)DSB解調(diào)(調(diào)幅類)X(n)=f(n)IQIQ3)SSB解調(diào)(調(diào)幅類)正交分量X(n)=f(n)IQf(n)=X(n)I4)FM解調(diào)IQf(n)=Q(n)-Q(n-1)=arctg|LQ5)PM解調(diào)IQ「數(shù)字調(diào)制的解調(diào)算法1)2ASK解調(diào)X(n)=xag(n-mT)ImmQIQmw2)2FSK解調(diào)X(n)=xg(n-mT)cos(aAon)ImQmm3)2PSK解調(diào)I0mm=-wXnxwAgnmTsin(v)Q0mv(n)=arctg[X(n)Q]=v)f(n)X(n)mI7.載頻失配對(duì)正交解調(diào)的影響情況IQ載頻失配對(duì)幅度信息沒有影響，AM,DSB,SSB,ASK等都具有較強(qiáng)的抗載頻失配的能力。X(n)I]載頻失配對(duì)相位信息有影響，PM,PSK等都不具有抗載頻失配的能力。載頻失配對(duì)頻率信息的影響可視作疊加了一個(gè)由頻差造成的直流分量，可通過均值運(yùn)復(fù)習(xí)——第六章(軟件無線電體系結(jié)構(gòu))1.軟件無線電系統(tǒng)有哪幾種硬件平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)？各自的框圖及特點(diǎn)。性能比較。?按連接方式劃分,可分為流水線結(jié)構(gòu)、總線式結(jié)構(gòu)、交換式結(jié)構(gòu)和基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)1)流水線結(jié)構(gòu)ADC/DACDDC/F天線/RF段高速處理段低速處理段結(jié)構(gòu)以流水線形式進(jìn)行互聯(lián)，與無線通信的信號(hào)流向一致，因此效率較高。A時(shí)延短、硬件簡(jiǎn)單A實(shí)時(shí)性好、處理速率高A各功能模塊耦合相當(dāng)緊密，獨(dú)立性不高A各模塊間的接口一般都是面向特定要求設(shè)計(jì)，不存在統(tǒng)一和開放的接口標(biāo)準(zhǔn)，伸縮A去除或調(diào)整某一模塊，會(huì)導(dǎo)致總體結(jié)構(gòu)的改變，就可能重新設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)。其實(shí)，該結(jié)構(gòu)是借鑒可編程數(shù)字無線電的結(jié)構(gòu)，可以視作軟件無線電結(jié)構(gòu)的雛形。2)總線式結(jié)構(gòu)各功能單元通過總線連接、并通過總線交換數(shù)據(jù)及控制命令。?軟件無線電的總線結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)，功能擴(kuò)展和系統(tǒng)升級(jí)方便?缺點(diǎn)：1.多個(gè)功能模塊以時(shí)分復(fù)用的方式通過公共系統(tǒng)總線完成信號(hào)傳輸，時(shí)分特性會(huì)使帶寬過窄和控制復(fù)雜，吞吐率低。2.由于對(duì)總線性能提出了很高的要求，總線可能成為系統(tǒng)功能擴(kuò)展的瓶頸，特別是在實(shí)時(shí)性要求高的通信系統(tǒng)。因此總線須具備高速率、能進(jìn)行復(fù)雜控制、便于復(fù)雜控制和功能控制的能力。軟件無線電的總線結(jié)構(gòu)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：大，要求很高的處理速度，如果采用DSP，則目前單片DSP無法勝任，需b)具有寬帶高速的特性為保證大量的數(shù)據(jù)傳輸，軟件無線電具有較高的數(shù)據(jù)傳輸和I/O口吞吐能力，總線傳c)具有良好的機(jī)械和電磁特性總線總能在惡劣的通信環(huán)境下工作，保證一定的通信性能。d)需要復(fù)雜的控制機(jī)制，如采用分級(jí)總線或多總線方式E?總線式結(jié)構(gòu)是軟件無線電設(shè)計(jì)的首選方案。圖示總線式結(jié)構(gòu)采用的是雙總線的結(jié)構(gòu)，即VME總線和高速數(shù)據(jù)總線。3)交換式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)AADC功能模塊適配器DDC功能模塊適配器基帶功能模塊DAC功能模塊適配器適配器適配器元控制功能單元適配器適配器單元DUC功能模塊適配器基于網(wǎng)絡(luò)交換結(jié)構(gòu)的軟件無線電系統(tǒng)過數(shù)據(jù)包來交換數(shù)據(jù)，即功能模塊通過適配器來打包和解包，并通過交換網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。這種體系結(jié)構(gòu)遵循相同的通信接口和協(xié)議，它們之間的耦合性弱。硬件平臺(tái)中用PC機(jī)完成交換機(jī)的功能，功能板之間可以通過虛電路來進(jìn)行通信。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：A效率高、帶寬高以及通用性好A可