内容简介
本书以Xilinx公司Zynq-7000系列SoC和ADI公司AD9361射频收发器为核心定制的硬件平台SDR-AI-Z7为基础，以GNU Radio软件和MATLAB软件为设计平台，详细介绍了软件定义无线电（Software Defined Radio，SDR）的原理，以及基于不同软件平台实现SDR通信系统的方法。 本书在介绍SDR的原理和基于SDR技术实现通信系统时，为读者展现了不同实现方法对通信系统的性能、灵活性、成本和功耗方面的影响。本书共13章，主要内容包括软件定义无线电技术基础、软件定义无线电平台硬件和软件架构、软件定义无线电平台开发环境的构建、通信信号处理的基础知识、正交调制和复指数的基础知识、前向纠错的基本原理和实现、软件定义无线电系统同步原理和实现、信道估计与均衡原理和实现、FM和FSK的GNU Radio实现、BPSK和QPSK无线传输的Simulink实现、OFDM无线传输的Simulink实现、802.11a无线传输的MATLAB实现，以及ADS-B信号接收Simulink实现。此外，本书的附录提供了AM的GNU Radio实现和QPSK的GNU Radio实现等。 本书理论和实践并重，通过采用不同的软件框架实现SDR通信系统，从多个角度诠释了软件定义无线电中“软件”的本质含义。
目录
目录
第1章 软件定义无线电技术基础 1
1．1 无线电频谱及分配 1
1．1．1 无线电频谱的定义 1
1．1．2 无线电频谱分配 3
1．1．3 频谱许可和合法使用 4
1．1．4 频谱政策 4
1．2 自由空间路径损耗 5
1．3 软件定义无线电的发展历史 6
1．4 通信系统的分层模型 9
1．4．1 开放系统互连模型 9
1．4．2 TCP/IP模型 11
1．5 无线通信标准 12
1．5．1 通信标准的定义和重要性 12
1．5．2 Wi-Fi的发展历程 14
1．5．3 蜂窝网络的发展历程 15
1．6 SDR实现通信协议栈 16
1．6．1 MAC和PHY 16
1．6．2 上层 17
1．6．3 无线物理层 17
第2章 软件定义无线电平台硬件和软件架构 19
2．1 软件定义无线电架构的演进 19
2．1．1 基带采样/模拟中频基带采样SDR 19
2．1．2 数字中频采样SDR 20
2．1．3 带可调谐RF的基带采样SDR 20
2．1．4 直接射频SDR 22
2．2 可重构软件定义无线电平台硬件架构 23
2．2．1 Xilinx Zynq-7000异构架构SoC 23
2．2．2 ADI的AD9361射频收发器 23
2．2．3 软件无线电硬件开发平台 27
2．2．4 Vivado底层硬件框架 29
2．3 使用软件无线电框架的必要性 49
2．4 ADI的IIO子系统 51
2．5 GNU Radio软件无线电开发框架 55
2．5．1 GNU Radio的发展历史 55
2．5．2 GNU Radio的功能 56
2．5．3 GNU Radio的初衷 57
2．5．4 GNU Radio中的典型块 59
2．6 MathWorks软件无线电开发框架 60
2．6．1 AD9361 Simulink模型 60
2．6．2 通用的通信和DSP系统工具箱功能 63
2．6．3 面向硬件可编程逻辑的Simulink工具流程 64
2．6．4 SDR设计中的软硬件协同设计方法的框架 64
2．6．5 SDR设计中的软硬件协同设计方法的实现 65
2．7 动态可重配置软件无线电开发框架 68
2．7．1 动态可重配置技术与SoC结构的结合 68
2．7．2 动态可重配置技术的核心单元 69
第3章 软件定义无线电平台开发环境的构建 71
3．1 Vivado设计套件的下载和安装 71
3．1．1 Vivado设计套件的设计流程 71
3．1．2 Vivado设计套件的下载 73
3．1．3 Vivado设计套件的安装 75
3．1．4 添加许可文件 79
3．1．5 添加板支持包 81
3．2 GNU Radio软件的下载和安装 81
3．2．1 GNU Radio软件的下载 81
3．2．2 GNU Radio软件的安装 83
3．3 MATLAB软件的下载和安装 86
3．3．1 MATLAB软件的下载 86
3．3．2 MATLAB软件的安装 87
3．3．3 安装Simulink软件支持包 93
3．3．4 添加HDL Coder工具补丁包 96
3．3．5 安装定制硬件平台的软件支持包 97
第4章 通信信号处理的基础知识 98
4．1 调制和解调 98
4．2 射频术语和参数 98
4．3 多速率信号处理 99
4．3．1 多速率采样的原因 99
4．3．2 过采样ADC和DAC 100
4．3．3 抽取 101
4．3．4 插值 102
4．3．5 半带和L带滤波器 103
4．3．6 抽取和插值级联 104
4．4 基带调制（位到符号） 106
4．4．1 正交调制与符号空间维度 106
4．4．2 幅移键控 107
4．4．3 正交幅度调制 107
4．4．4 相移键控 109
4．4．5 其他调制方案 110
4．5 基带解调（符号到位） 110
4．5．1 符号判决 111
4．5．2 加性高斯白噪声信道 111
4．5．3 误差矢量幅度 113
4．5．4 比特错误率 113
4．6 无线信道 113
4．6．1 信道效应 114
4．6．2 解决方法 117
4．7 脉冲整形与匹配滤波 118
4．7．1 符号作为脉冲 119
4．7．2 脉冲整形要求和实现 119
4．7．3 平方根升余弦匹配滤波 120
4．7．4 最大效果点 121
4．8 比特错误率分析 121
第5章 正交调制和复指数的基础知识 123
5．1 信号的表示 123
5．1．1 模拟和数字信号 123
5．1．2 实数和复数信号 123
5．1．3 欧拉公式 124
5．1．4 使用复数频谱在频域中查看实信号 125
5．2 幅度调制和解调 129
5．2．1 双边带抑制载波幅度调制 130
5．2．2 幅度解调 131
5．2．3 带有相位误差的幅度解调 132
5．3 正交幅度调制和解调 133
5．3．1 正交调制的三角表示 133
5．3．2 正交解调的三角表示 134
5．3．3 带相位移动的正交解调 135
5．4 复数符号的正交调制和解调 136
5．4．1 复指数表示法的正交调制 136
5．4．2 复指数表示法的正交解调 137
5．5 复指数解调的频谱表示 138
5．6 接收机的频率偏移和校正 141
第6章 前向纠错的基本原理和实现 143
6．1 前向纠错概论 143
6．1．1 前向纠错的背景 143
6．1．2 前向纠错的基本原理 143
6．1．3 最大似然译码 146
6．2 汉明码 146
6．2．1 汉明码的参数 146
6．2．2 最小距离的定义及其和纠错检错能力的关系 147
