第一章软件无线电的概述PPT课件
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软件无线电技术ppt
技术文挡及使用说明书编写
2014.01— 论文定稿， 准备答辩
一种GMSK发射设备关键射频指标的无线检测方法
LOGO
开发过程中可能会遇到的问题
设计GMSK载误波码的频率率升、相高位提取模块， 通位过和粗频调 率算，法然无粗后略通法的过跟细解踪调调原算发法射，载尽波量的精相确
的修正本地产生的载波相位，尽量降低本 地载波与原发射载波的相位与频率误差
研究进度计划
一种GMSK发射设备关键射频指标的无线检测方法
2013.01—2013.01
应用-电子战-电子干扰
目前的电子干扰系统往往都是在已知或者在事先假 设的几种信号样式下进行工作的，一旦目标信号特 征或通信方式发生变化，该系统就无能为力
跟踪跳频信号
软件化干扰发射机在一个通用扩展的硬件平台上， 采用软件实现各种干扰样式的形成以及干扰信号的 整个产生过程。开发式的硬件平台只涉及发射信号 的载频(外部)特征，发射信号的内部特征完全由不 同的软件来定义。载频特征一般来讲是相对固定的 ，而由软件定义的内部特征(干扰样式)可以升级换 代，以适应目标信号特征的千变万化。
▪ 工作的频段不同
▪ 调制方式不同
▪ 通信协议不同
▪ 数字信息的编码方式
▪ 加密方式不同等
SpeakEasy
应用-军事通信
❖ 联合战术无线电系统(JTRS)—波音、雷神MSRC
(1) 从波形有限的终端到多频段多模式多信道、可网络互联 的电台 (2)工作频谱为2~2000MHz可传输话音、数据和图象 (3)协同工作，并可与现有电台互连互通 (4)具有开放的体系结构 (5)硬件/软件模块化，便于
灵活性： 通过增加软件模块，实现新的功能，更新成本低
2014.01— 论文定稿， 准备答辩
一种GMSK发射设备关键射频指标的无线检测方法
LOGO
开发过程中可能会遇到的问题
设计GMSK载误波码的频率率升、相高位提取模块， 通位过和粗频调 率算，法然无粗后略通法的过跟细解踪调调原算发法射，载尽波量的精相确
的修正本地产生的载波相位，尽量降低本 地载波与原发射载波的相位与频率误差
研究进度计划
一种GMSK发射设备关键射频指标的无线检测方法
2013.01—2013.01
应用-电子战-电子干扰
目前的电子干扰系统往往都是在已知或者在事先假 设的几种信号样式下进行工作的，一旦目标信号特 征或通信方式发生变化，该系统就无能为力
跟踪跳频信号
软件化干扰发射机在一个通用扩展的硬件平台上， 采用软件实现各种干扰样式的形成以及干扰信号的 整个产生过程。开发式的硬件平台只涉及发射信号 的载频(外部)特征，发射信号的内部特征完全由不 同的软件来定义。载频特征一般来讲是相对固定的 ，而由软件定义的内部特征(干扰样式)可以升级换 代，以适应目标信号特征的千变万化。
▪ 工作的频段不同
▪ 调制方式不同
▪ 通信协议不同
▪ 数字信息的编码方式
▪ 加密方式不同等
SpeakEasy
应用-军事通信
❖ 联合战术无线电系统(JTRS)—波音、雷神MSRC
(1) 从波形有限的终端到多频段多模式多信道、可网络互联 的电台 (2)工作频谱为2~2000MHz可传输话音、数据和图象 (3)协同工作，并可与现有电台互连互通 (4)具有开放的体系结构 (5)硬件/软件模块化，便于
灵活性： 通过增加软件模块，实现新的功能，更新成本低
软件无线电(software radio)
概要软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。
功能的软件化实现势必要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，把数字化处理（A/D和D/A变换）尽量靠近天线。
软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件更新改变硬件配置结构，实现新的功能。
软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构，以利于硬件模块的不断升级和扩展。
软件无线电（software radio）在一个开放的公共硬件平台上利用不同可编程的软件方法实现所需要的无线电系统。
简称SWR。
理想的软件无线电应当是一种全部可软件编程的无线电，并以无线电平台具有最大的灵活性为特征。
全部可编程包括可编程射频（RF）波段、信道接入方式和信道调制。
一般说来，SWR就是宽带模数及数模变换器（A/D及D/A）、大量专用/通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Proicesser，DSP）构成尽可能靠近射频天线的一个硬件平台。
在硬件平台上尽量利用软件技术来实现无线电的各种功能模块并将功能模块按需要组合成无线电系统。
例如：利用宽带模数变换器（Analog Digital Converter，ADC），通过可编程数字滤波器对信道进行分离；利用数字信号处理技术在数字信号处理器（DSP）上通过软件编程实现频段（如短波、超短波等）的选择，完成信息的抽样、量化、编码/解码、运算处理和变换，实现不同的信道调制方式及选择（如调幅、调频、单边带、跳频和扩频等），实现不同的保密结构、网络协议和控制终端功能等。
在目前的条件下可实现的软件无线电，称做软件定义的无线电（Software Defin ed Radio，SDR）。
SDR被认为仅具有中频可编程数字接入能力。
发展历史无线电的技术演化过程是：由模拟电路发展到数字电路；由分立器件发展到集成器件；由小规模集成到超大规模集成器件；由固定集成器件到可编程器件；由单模式、单波段、单功能发展到多模式、多波段、多功能；由各自独立的专用硬件的实现发展到利用通用的硬件平台和个性的编程软件的实现。
软件无线电的概念有其体系结构
软件 无 线 电（Ｗ Ｒ）是指 一 种 全 部可 软 件 编程 、 Ｓ 具有 最 大 灵 活性 无 线 电平 台 的无 线 电。全 部 可 编程 包 括 ：可编 程 射 频 （ Ｆ 波 段 、信 道 接入 方 式 和 信道 调 制 。理 想 的软 件 无线 电应 Ｒ ） 当具 有 射 频 （ ）数 字 接入 能 力 。因此 ，软 件 无 线 电 （ ｗＲ） ＲＦ Ｓ 是 一 个理 想 的概 念 ， 即希 望 在一 个 开 放 的 公共 硬 件 平 台上 利 用 不 同可 编 程 的软 件 方 法 实现 所 需 要 的无 线 电系统 。 是 ， 但 在 目前 技术 条 件 下 ，做 不 到 全部 可 编 程 的要 求 。因此 ，软 件 无 线 仅 是一 个 理 想境 界 。
现 代 微 电 子 技 术 及 微 处 理 器 技 术 的 进 步 ，特 别 是 大 规 模 集 成 器 件 和 可 编 程 器 件 的 出 现 ，使 以 硬 件 为 主 的传 统 无 线 电技 术 得 到 了 长 足 的进 步 。 Ｓ 、 Ｐ Ａ及 通 用 处 理 Ｄ Ｐ ＦＧ
１ 、什么是 软件无线 电
器 （Ｐ Ｇ ）等硬件 的发展 和 Ｐ ｃ机 总线概念的
引 入 ， 致 无 线 电 结 构 的 重 大 变 革 ， 无 线 导 使 电 技 术 进 入 新 的 阶 段 — — 软 件 无 线 电 。 软
件无线 电技术将成 为３ Ｇ和４ 移动通信 中的 Ｇ
关 键 技 术 之 一 。 本 文 将 重 点 介 绍 软 件 无 线
无 线 电技术 演 化 的进 程 是 由模 拟 电路 发展 到 数 字 电路 ； 由分
赵荣 黎
北 方交通大学现 代通信研 究所
立 器 件 发展 到 集 成器 件 ； 由小 规 模 、中规 模 、大规 模 到 超 大 规 模 集 成器 件 ；由 固定 集 成器 件 到 可 编程 器 件 。 因而 先 后 出 现 了 模 拟无 线 电、数 字 无 线 电和 可 编程 数 字 无 线 电 （ Ｄ 。 Ｐ Ｒ） 大规 模 集 成器 件 特 别 是宽 带 大 动 态范 围 的 模 一数 、数 一 模 变 换器 （ ＡＤＣ、 ＡＣ）和可 编 程 器件 （ Ｐ Ａ、 Ｓ Ｄ ＦＧ Ｄ Ｐ等 ） 的 出 现 ，为无 线 电的技 术 革 命 奠定 了硬 件 技 术基 础 。基 于 通 用
现 代 微 电 子 技 术 及 微 处 理 器 技 术 的 进 步 ，特 别 是 大 规 模 集 成 器 件 和 可 编 程 器 件 的 出 现 ，使 以 硬 件 为 主 的传 统 无 线 电技 术 得 到 了 长 足 的进 步 。 Ｓ 、 Ｐ Ａ及 通 用 处 理 Ｄ Ｐ ＦＧ
１ 、什么是 软件无线 电
器 （Ｐ Ｇ ）等硬件 的发展 和 Ｐ ｃ机 总线概念的
引 入 ， 致 无 线 电 结 构 的 重 大 变 革 ， 无 线 导 使 电 技 术 进 入 新 的 阶 段 — — 软 件 无 线 电 。 软
件无线 电技术将成 为３ Ｇ和４ 移动通信 中的 Ｇ
关 键 技 术 之 一 。 本 文 将 重 点 介 绍 软 件 无 线
无 线 电技术 演 化 的进 程 是 由模 拟 电路 发展 到 数 字 电路 ； 由分
赵荣 黎
北 方交通大学现 代通信研 究所
立 器 件 发展 到 集 成器 件 ； 由小 规 模 、中规 模 、大规 模 到 超 大 规 模 集 成器 件 ；由 固定 集 成器 件 到 可 编程 器 件 。 因而 先 后 出 现 了 模 拟无 线 电、数 字 无 线 电和 可 编程 数 字 无 线 电 （ Ｄ 。 Ｐ Ｒ） 大规 模 集 成器 件 特 别 是宽 带 大 动 态范 围 的 模 一数 、数 一 模 变 换器 （ ＡＤＣ、 ＡＣ）和可 编 程 器件 （ Ｐ Ａ、 Ｓ Ｄ ＦＧ Ｄ Ｐ等 ） 的 出 现 ，为无 线 电的技 术 革 命 奠定 了硬 件 技 术基 础 。基 于 通 用
软件无线电简介
当前的GSM网络监测手段比较成熟的是Abis接口,A接口和PRI接口电缆接口的测量,国内 对于无线空中接口的监测研宄较少,并且移动通信网络属于高新产业,发展速度极快。移动 通信网络更新换代快,采用传统硬件设计的移动通信网络空中接口监测系统由于硬件的限 制,存在硬件不易更换、通用性差等缺点。因此,本系统采用软件无线电技术(Software Defined Radio)。在通用型计算机和通用软件无线电平台上,设计并实现了 GSM空中接口 监测系统。
例：基于软件无线电的空中接口监测系统研究
空中接口是移动网络终端设备与基站之间的无线接口,根据使用环境的不同,各种因素的影 响较大,存在很多不稳定的因素,空中接口协议以及信令消息相对有线结构更为复杂。所以 , 对移动网络空中接口的监测是网络监测的重点,唯有对其实现动态监测,对网络故障的分析 才会更准确。这也是网络规划、网络评测和网络优化所关注的领域。
GNURadio
GNU Radio 是一个开源的可以构建软件无线电平台的软件包，开源世 界中软件无线电的代表项目。它的出现，使得开源世界能够打破传统通 信巨头的垄断，使得人们能够自由地了解整个通信系统的任何细节。 GNURadio不同于MATLAB等旨在仿真的工具，它生来就是准备玩真的， GNURadio对于软件无线电射频前端硬件的支持非常全面，例如USRP、 HackRF、BladeRF等。
/
URadio
• 30MHz – 6GHz
• 与RTL2832U(RTLSDR)不同，HackRF可以进行发射 • 比USRP更廉价 • 最大采样率: 20 Msps (10倍于电视棒RTLSDR) • 接口: High Speed USB • USB供电 • 硬件/软件全部开源（https:///mossmann/hackrf）
例：基于软件无线电的空中接口监测系统研究
空中接口是移动网络终端设备与基站之间的无线接口,根据使用环境的不同,各种因素的影 响较大,存在很多不稳定的因素,空中接口协议以及信令消息相对有线结构更为复杂。所以 , 对移动网络空中接口的监测是网络监测的重点,唯有对其实现动态监测,对网络故障的分析 才会更准确。这也是网络规划、网络评测和网络优化所关注的领域。
GNURadio
GNU Radio 是一个开源的可以构建软件无线电平台的软件包，开源世 界中软件无线电的代表项目。它的出现，使得开源世界能够打破传统通 信巨头的垄断，使得人们能够自由地了解整个通信系统的任何细节。 GNURadio不同于MATLAB等旨在仿真的工具，它生来就是准备玩真的， GNURadio对于软件无线电射频前端硬件的支持非常全面，例如USRP、 HackRF、BladeRF等。
/
URadio
• 30MHz – 6GHz
• 与RTL2832U(RTLSDR)不同，HackRF可以进行发射 • 比USRP更廉价 • 最大采样率: 20 Msps (10倍于电视棒RTLSDR) • 接口: High Speed USB • USB供电 • 硬件/软件全部开源（https:///mossmann/hackrf）
《软件无线电技术》课件
《软件无线电技术》PPT 课件
通过本课件，我们将深入了解软件无线电技术的概念、应用和发展趋势，带 您探索这一引人入胜的领域。
引言
介绍软件无线电技术的概念和背景，分析其优势和应用。
基础知识
讲解无线电通信的基本原理，解释重要概念和术语，介绍软件定义无线电（SDR）的技术原理。
软件无线电技术的不同应用
探索在移动通信系统、卫星通信系统和无线电信号处理中的软件无线电技术应用。
软件无线电技术的发展趋势
分析软件无线电技术的现状和发展，展望未来的发展趋势和应用。
结语
总结本次课程的重点和亮点，并提
通过本课件，我们将深入了解软件无线电技术的概念、应用和发展趋势，带 您探索这一引人入胜的领域。
引言
介绍软件无线电技术的概念和背景，分析其优势和应用。
基础知识
讲解无线电通信的基本原理，解释重要概念和术语，介绍软件定义无线电（SDR）的技术原理。
软件无线电技术的不同应用
探索在移动通信系统、卫星通信系统和无线电信号处理中的软件无线电技术应用。
软件无线电技术的发展趋势
分析软件无线电技术的现状和发展，展望未来的发展趋势和应用。
结语
总结本次课程的重点和亮点，并提
无线网络安全第1章
无中心、自组织网络
10
Wireless Networks
Ad-Hoc Networks
Infrastructure-based Networks 2G/3G WiMAX
Single-Hop
Multi-Hop
Bluetooth
802.11 IBSS
Static
Dynamic
Wireless Mesh Networks
Wireless Sensor Networks
其他
Vehicular Ad Hoc Mobile Ad Hoc Networks (VANET) Networks (MANET)
基于网络拓扑结构的无线网络分类
11
无线网络概述
网络终端设备按功能分为
智能手机 平板电脑（笔记本电脑） 具有通信能力的传感器节点 RFID标签和读卡器 可穿戴计算机
22
无线网络安全概述
信息系统的安全需求
当前在已有信息系统安全需求的基础上增加了真 实性(Authenticity)、实用性(Utility)、占有性 (Possession)等。 真实性：是指信息的可信度，主要是指信息的完整性、 准确性和对信息所有者或发送者身份的确认。 实用性 ：是指信息加密密钥不可丢失(不是泄密)，丢 失了密钥的信息也就丢失了信息的实用性，成为垃圾。
32
无线网络安全概述
信息系统安全的发展
早期信息保密阶段
安全性评价准则 1985年美国开发了可信信息系统评估准则（TCSEC） 把信息系统安全划分为7个等级： D，C1，C2，B1，B2，B3，A1 为信息系统的安全性评价提供了概念、方法与思路， 是开创性的。为后来的通用评估准则（CC标准）打下基础
软件无线电的原理与应用_第一章
25
3．智能化 通信系统的发展应改变过分依赖传统的网络硬件系统结 构形式应赋予网络本身更多的灵活转换功能，以实现网络 的智能化 4．标准化 为了实现通信系统间的畅通无阻，各通信系统要有统一 的标准和接口。各国的标准要与国际标准一致。 5．个人化 朝着个人通信的方向发展．提高个人移动的灵活性，最 终实现未来个人通信的3A(Anybody，anytime，a用
为克服美军常规作战中通信方面存在的 问题，加速高技术的应用，美国国会于 1987年制定了平衡技术倡议(BTI)。 1990年8月．美国国防部与Hazeltine公 司签订了430万美元的合同，开始研制 SPeakeasy软件无线电系统的第一阶段工 作。
27
SDR的发展概况与应用(续)
利用软件无线电的基本思想，对现行 的通信系统均可实行模块化设计，模块 的物理及电气接口性能指标符合统一、 开放的标准。通过更换单一模块，可以 维护或提高系统的性能，也便于系统间 复用。
23
根据上述软件无线电的这些特点，再结合它在宽频 段内可编程的特性，一方面使其符合军事上三军协 同快速通信的需要；另一方面在民用领域，由于它 可以通过软件编程，保持一种硬件平台结构的通用 性。所以在移动通信领域内，可以对不同体制进行 综合兼容，真正实现移动通信系统中一机在手，漫 游天下的设想及其优越性。因此，软件无线电思想 及技木的提出与实现是非常必要的。
24
软件无线电产生的必然性
1．系统的数字化
由于数字通信系统的有效性与可靠性远高于模拟通信系统，现 代通信系统部将向数字化方向发展。
2．系统的综合化与宽带化(多功能化)
在同一种通信系统或网中，可把多种通信业务综合在一起。譬 如，将电话，传真，电报，图像，数据等均兼容在一种网中，以 形成综合业务数字网ISDN。又随着通信技术的发展，要求以几百 兆甚至更高的信息传输速率来传输语音、数据、图像等信息，这 又要求传输系统的宽带化(即B-ISDN)。
3．智能化 通信系统的发展应改变过分依赖传统的网络硬件系统结 构形式应赋予网络本身更多的灵活转换功能，以实现网络 的智能化 4．标准化 为了实现通信系统间的畅通无阻，各通信系统要有统一 的标准和接口。各国的标准要与国际标准一致。 5．个人化 朝着个人通信的方向发展．提高个人移动的灵活性，最 终实现未来个人通信的3A(Anybody，anytime，a用
为克服美军常规作战中通信方面存在的 问题，加速高技术的应用，美国国会于 1987年制定了平衡技术倡议(BTI)。 1990年8月．美国国防部与Hazeltine公 司签订了430万美元的合同，开始研制 SPeakeasy软件无线电系统的第一阶段工 作。
27
SDR的发展概况与应用(续)
利用软件无线电的基本思想，对现行 的通信系统均可实行模块化设计，模块 的物理及电气接口性能指标符合统一、 开放的标准。通过更换单一模块，可以 维护或提高系统的性能，也便于系统间 复用。
23
根据上述软件无线电的这些特点，再结合它在宽频 段内可编程的特性，一方面使其符合军事上三军协 同快速通信的需要；另一方面在民用领域，由于它 可以通过软件编程，保持一种硬件平台结构的通用 性。所以在移动通信领域内，可以对不同体制进行 综合兼容，真正实现移动通信系统中一机在手，漫 游天下的设想及其优越性。因此，软件无线电思想 及技木的提出与实现是非常必要的。
24
软件无线电产生的必然性
1．系统的数字化
由于数字通信系统的有效性与可靠性远高于模拟通信系统，现 代通信系统部将向数字化方向发展。
2．系统的综合化与宽带化(多功能化)
在同一种通信系统或网中，可把多种通信业务综合在一起。譬 如，将电话，传真，电报，图像，数据等均兼容在一种网中，以 形成综合业务数字网ISDN。又随着通信技术的发展，要求以几百 兆甚至更高的信息传输速率来传输语音、数据、图像等信息，这 又要求传输系统的宽带化(即B-ISDN)。
无线通信08 软件认知无线电20110413
认知无线电技术 (Cognitive Radio )
认知无线电技术作为软件无线电技术的 一个特殊扩展，受到日益广泛的关注。 一个特殊扩展，受到日益广泛的关注。 由于该技术能够自动检测无线电环境， 由于该技术能够自动检测无线电环境， 调整传输参数，从空间、时间、频率、 调整传输参数，从空间、时间、频率、 调制方式等多维度共享无线频谱， 调制方式等多维度共享无线频谱，可以 大幅度提高频谱利用效率。 大幅度提高频谱利用效率。 认知无线电（ radio，CR） 认知无线电（cognitive radio，CR）的 概念是由Joseph Mitola博士提出的 博士提出的， 概念是由Joseph Mitola博士提出的，他 1999年发表的一篇学术论文中描述了 在1999年发表的一篇学术论文中描述了 认知无线电如何通过一种“无线电知识 认知无线电如何通过一种“ 表示语言（RKRL） 表示语言（RKRL）”的新语言提高个人 无线业务的灵活性。 无线业务的灵活性。
五.软件无线电的未来 软件无线电的未来
软件无线电的未来发展是智能无线电 ）。简称 （Cognitive Radio）。简称 。 ）。简称CR。 CR是一种高度智能化的通信技术 CR是一种高度智能化的通信技术，它可 是一种高度智能化的通信技术， 以自己学习周围的环境， 以自己学习周围的环境，自己取得适当 的软件，自己选择最佳频段， 的软件，自己选择最佳频段，适合通信 环境的制式进行通信。 环境的制式进行通信。
无线通信
李榕教授 华南师范大学物理与电信工程学院 2011年 2011年4月13日 13日
第九讲
软件无线电技术 认知无线电技术
软件无线电
一。软件无线电的来由
美军统一其战术通信系统的动机及实践，开 美军统一其战术通信系统的动机及实践， 美国陆军的战术通信系统JTRS 发出了 美国陆军的战术通信系统 （Joint Tactical Radio System）及空军的 ） SPEAKeasy。并由此 发展出了软件无线电 。 的概念：一部无线通信机， 的概念：一部无线通信机，其通信功能由软 件来实现。同样的硬件，输入不同的软件， 件来实现。同样的硬件，输入不同的软件， 就具有不同的通信功能， 就具有不同的通信功能，这样就可以使不同 单位的不同制式的通信机可以互通。 单位的不同制式的通信机可以互通。
无线网络ppt第一章
（6）表示层 表示层（Presentation Layer）是OSI模型的第六层，它为上层用户 提供共同的数据或信息的语法表示变换。它代表应用进程协商数据表 示，完成数据转换、格式化和文本压缩等功能。表示层处理交换信息 的表示方式，包括数据加密与解密、数据压缩与解压缩等。
（7）应用层 应用层（Application Layer）是OSI模型的最高层，它直接为 最终用户服务。其主要功能是为软件提供接口以使程序能使用 网络服务。应用层是面向用户服务的层次，它的协议很多，使 用不同的网络协议来提供相关网络服务。
卫星
地球
地面站（接收）
图1-5 卫星微波通信的基本原理
卫星微波通信是指利用人 造卫星进行中转的通信方式。 卫星通信系统由卫星和地球站 两部分组成。卫星在空中起中 继站的作用，把地球站发上来 的电磁波放大后回送另一地球 站。如图1-5所示是卫星微波 通信的基本原理。
1.3.4 卫星微波通信
地球站是卫星系统形成的 链路。由于每一颗通信卫星可 俯视地球1/3的面积，所以利 用在定点同步轨道上等距离分 布的三颗卫星，就能同全球进 行通信，如图1-6所示。
1.2.1 无线电的管理机构
无线通信采用电磁波 进行信号的传输。电磁波 可运载的信息量与它的带 宽有关。但电磁波难以生 成和调制，穿过建筑物的 特性不好，且对生物有害。 如图1-1所示的电磁波的 2.1 无线电的管理机构
在真空中，所有的 电磁波以相同的速度传播， 与频率无关，大约为 3×108m/s。电磁波可运 载的信息量与它的带宽有 关。在无线网络中，通常 采用微波进行信息传输， 表1-1列出了无线通信中 常见的频谱划分。
通信卫星
通信卫星 地球
通信卫星
图1-5 基于卫星微波的全球通信
软件无线电技术.正式版PPT文档
构造一个具有开放性、标准化、模块化的通 用硬件平台，将各种功能，如工作频段、调制解 调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软 件来完成，并使A/D和D/A转换器尽可能靠近天 线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代 无线通信系统。
❖ 目前，采用开放式系统体系结构（OSA），一种 非专利、层次化的体系结构，每个层次公开且有 明确定义的接口和标准
（6）开放性
3、已开发和正在开发的软件无线电系统
（1）SPEAKeasy
（2）JTRS（联合战术无线电系统） 目标： 支持的工作频率范围最初为：2MHz-2GHz； 可以通过波形软件进行重构； 支持话音、视频和数据的应用； 在软件和硬件方面都可扩展； 利用商业现货组件； 能够与不同的波形、传统的装备以及为不同环境而设 计的无线电系统进行互操作。 应用环境：机载、固定/舰载、车载、背负、手持
软件无线电技术
§7.1 软件无线电概述
1、软件无线电的由来
无线通信被广泛应用于商业、气象、军事、民用等领 域。军方：大量不兼容的协议降低了联合作战的能力。 （固定、机载、车载、背负。。。不同公司的产品）
❖ “沙漠风暴”行动和格林纳冲突，美军各种通信设备的不 兼容性暴露无疑，不得不借助许多额外的无线电台，才能 保障高效的通信联络。
（6）CHARIOT(适于互操作通信的可变高级无线电系统)
弗吉尼亚工学院开发， 国防高级研究计划局的全球 移动信息系统计划的一部分，集中发展3个前沿技术： 自适应天线阵、多用户基站和自适应移动接收机。通过 创建形式化的结构，在运行环境中使用可重构的硬件实 现软件无线电系统，采用3种先进思想：自定义计算是一个无线电系统系列，共享通用的SCA（软 件通信体系结构），SCA强调开放式系统体系结构和 广泛使用的面向对象的方法。
❖ 目前，采用开放式系统体系结构（OSA），一种 非专利、层次化的体系结构，每个层次公开且有 明确定义的接口和标准
（6）开放性
3、已开发和正在开发的软件无线电系统
（1）SPEAKeasy
（2）JTRS（联合战术无线电系统） 目标： 支持的工作频率范围最初为：2MHz-2GHz； 可以通过波形软件进行重构； 支持话音、视频和数据的应用； 在软件和硬件方面都可扩展； 利用商业现货组件； 能够与不同的波形、传统的装备以及为不同环境而设 计的无线电系统进行互操作。 应用环境：机载、固定/舰载、车载、背负、手持
软件无线电技术
§7.1 软件无线电概述
1、软件无线电的由来
无线通信被广泛应用于商业、气象、军事、民用等领 域。军方：大量不兼容的协议降低了联合作战的能力。 （固定、机载、车载、背负。。。不同公司的产品）
❖ “沙漠风暴”行动和格林纳冲突，美军各种通信设备的不 兼容性暴露无疑，不得不借助许多额外的无线电台，才能 保障高效的通信联络。
（6）CHARIOT(适于互操作通信的可变高级无线电系统)
弗吉尼亚工学院开发， 国防高级研究计划局的全球 移动信息系统计划的一部分，集中发展3个前沿技术： 自适应天线阵、多用户基站和自适应移动接收机。通过 创建形式化的结构，在运行环境中使用可重构的硬件实 现软件无线电系统，采用3种先进思想：自定义计算是一个无线电系统系列，共享通用的SCA（软 件通信体系结构），SCA强调开放式系统体系结构和 广泛使用的面向对象的方法。
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➢ 如何讲课：
注重基本概念和基本原理
目标：“内容最新，范围广泛”
4
教学任务
[教学目标］:以无线通信为背景,结合飞速发展的DSP 技术,主要讲述软件无线电的基本概念和典型软件无线 电的基本原理。 [教学重点］:本课程主要讲授软件无线电组成、结 构和相应的信号处理技术，包括前端数字化，欠采样 原理，信道化结构，数字信号的处理方法，调制信号 的识别与解调等。 [教学要求］:强调基本概念,基本原理,内容新,范围广。
❖ 主要标准：美国的AMPS、欧洲的TACS、英国的ETACS、欧洲 的NMT-450和NMT-900、日本的NTT和JTACS/NTACS
❖ 主要特点： ❖ 用户的接入方式采用频分多址（FDMA），当一个呼叫建立后，
该用户在其呼叫结束以前一直占用一个频段 ❖ 调制方式：FM ❖ 业务的种类单一，主要是话音业务 ❖ 系统的保密性较差 ❖ 频谱效率较低，有限频谱资源和无限用户 ❖ 容量之间的矛盾十分突出
19
频分多址（FDMA）技术
Power Time
❖ 含义：每个用户占用一个频率
❖ 用户识别：频道号
实例
ETACS、NTT
cdmaOne(IS-95)
NMT450 / 900 US TDMA IS-136
JTACS/NTACS PACS、PHS
cdma2000 WCDMA TDS-CDMA
17
18
第一代模拟蜂窝移动通信系统
❖ 历史回顾：1978年，美国的贝尔实验室成功开发了AMPS （Advance Mobile Phone Service）系统，实现了真正意义上 的可以随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统。1987年，中 国首个TACS制式模拟移动电话系统建成商用，之后AMPS也曾被 引入中国。
3
有关本课程的几个问题
➢ 为什么选择本课程：
无线移动技术与DSP技术是近年来信息技术领域的 两大热点,在民用和军用有巨大的应用市场
感兴趣的同学上网了解一些相关知识，
➢ 如何听课：
一般不用做笔计，带着“耳朵”和“眼睛”
具备通信、数字信号处理多学科知识，尽量多阅读 参考文献。
2001~
模拟移动电话数据 数字语音、消息
高速数据、宽带视频、多媒 体
宏蜂窝
微蜂窝、微微蜂窝、无线本地环 路
无线技 术
模拟调制
数字调制、CDMA、使用 TDD和FDD的TDMA
CDMA、可能与 TDMA结合或者与 TDD和FDD结合
频段 800MHz
800M和1900MHz
2GHz
AMPS 、TACS GSM/DCS1900
(1791-1872)
Telephone
Michael Faraday (1791-1867）
Alexander Graham Bell
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❖ 电磁场电磁波理论推动无线通信
无线通信发展
James Clerk Maxwell (1831-1879)
Heinrich Hertz (1857-1894) made the first radio transmitter and demonstrated the existence of radio waves in 1887.
移动通信最早开始于海上救难,并被应用于船舶、航 空、警车等专用无线电通信系统。同于由于晶体管技 术的诞生,1964年,美国率先推出了一种改进型的移动 电话系统。
进入20世纪70年代,一些发达国家进入了民用移动 电话的时代。
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时间 业务 结构
第一代系统
第二代系统
第三代系统
1970~1996
1990~
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无线通信在军事和民用上迅速发展
❖ 军事上：电台，雷达等 ❖ 民用上：广播/电视/无线通ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ/卫星通信等
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无线通信在军事和民用上迅速发展
Early RADAR from the UK
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无线通信在军事和民用上迅速发展
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移动通信发展的历史
移动通信的历史可以追溯到19世纪未期,1897年,意 大利科学家马可尼开启了移动通信发展的大门。
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第一章 概述
§1.1 引言
❖ 通信是伴随人类进步的推动力
2000多年以前现代文明还未启动，人类已经进行 做大量远距离通信的探索，看看远古的烽火台吧！
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❖ 电的发明推动现代通信诞生
电的发现与现代通信
Benjamin Franklin (1706-1790)
Samuel Morse Thomas Edison's
软件无线电技术与应用
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
自我介绍
❖ 电子信息工程系 通信与信息系统（工学博士） ❖ 办公地点：实验大楼十楼 ❖ Email:caoyang@ ❖ 联系电话：13983224496
轻松、活泼、学有所成！
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教学参考书
❖ 软件无线电.潘甦译.机械工业出版社
❖ 软件无线电原理及工程应用.姜宇柏著.机械工业出 版社
❖ 软件无线电原理及技术.向新著.西安电子工业出版 社
❖ 软件无线电原理与应用.杨小牛著.电子工业出版社
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教学内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
软件无线电概论
（ 4课时）
软件无线电的体系结构
（ 5课时）
软件无线电中的DSP技术
（ 10课时）
软件无线电中的智能天线技术 （ 10课时）
软件无线电中的数据采集技术 （ 8课时）
软件无线电中的数字下变频技术（ 8课时）
软件无线电的研究进展
（ 3课时）
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第一章 概论
§1.1 引言 §1.2 无线电技术的起源 §1.3软件无线电的概念 §1.4软件无线电的关键技术 §1.5软件无线电的研究现状和应用前景
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❖ 电磁场电磁波理论推动无线通信
On December 1901, Marconi proved to the world that it was possible to send messages across continents when he sent the letter "S" in Morse from Cornwall, England to St. John's, Newfoundland in Canada.