RF and Digital Signal Processing for Software-Defined Radio pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Newnes

作者:Rouphael

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2008-11-11

价格:GBP 45.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780750682107

丛书系列:

图书标签:

• 射频
• 数字信号处理
• 软件定义无线电
• SDR
• 通信系统
• 无线通信
• 信号处理
• 嵌入式系统
• 无线电技术
• 雷达

好的，这是一份关于一本名为《RF and Digital Signal Processing for Software-Defined Radio》的图书的详细简介，内容完全聚焦于该主题，不包含任何其他无关信息，力求详尽且自然： --- 图书简介：射频与数字信号处理在软件定义无线电中的应用 概述 本书深入探讨了软件定义无线电（Software-Defined Radio, SDR）领域中至关重要的两个核心支柱：射频（RF）前端设计与数字信号处理（DSP）技术。随着无线通信系统对灵活性、可重构性和多标准支持的需求日益增长，SDR已成为现代通信架构的主导范式。本书旨在为电子工程、通信工程、信号处理以及相关领域的学生、研究人员和专业工程师提供一个全面且实用的指南，阐明如何从物理层面的射频收发机设计到高层级的基带信号处理，构建一个高效、高性能的SDR系统。 本书的结构设计旨在建立一个清晰的知识路径，首先从硬件的物理实现出发，逐步过渡到算法的软件实现，强调两者之间不可或缺的接口和相互影响。我们聚焦于那些使SDR系统得以实现的关键技术和设计权衡。 第一部分：射频前端的设计与挑战 SDR系统的性能在很大程度上取决于其射频前端（RFFE）的设计质量。RFFE负责将天线接收到的微弱模拟信号转换为可由模数转换器（ADC）量化的数字信号，并将数字基带信号转换为可发射的模拟信号。 本部分详细剖析了现代SDR架构中的关键射频组件： 1. 接收机架构与噪声分析： 我们首先对比了零中频（Zero-IF）、低中频（Low-IF）和超外差（Superheterodyne）接收机架构在SDR环境下的优劣势。重点在于噪声系数（Noise Figure, NF）的计算与优化，解释了接收灵敏度如何受到第一级低噪声放大器（LNA）性能的制约。同时，对混频器（Mixer）的线性度，特别是三阶截点（IP3）和噪声系数，进行了深入分析，这是处理宽带或多载波信号时必须面对的挑战。 2. 频率合成与本振（LO）设计： 高性能的SDR需要精确且低相噪的本地振荡器（LO）信号。本书详细讨论了压控振荡器（VCO）、锁相环（PLL）以及频率合成器的设计原理。相噪对接收机下变频过程中产生的杂散和对邻信道信号的干扰有着直接影响，因此，我们在本节中提供了实用的相噪建模和抑制技术。 3. 模数与数模转换器（ADC/DAC）的选型与接口： ADC和DAC是实现“软件定义”转换的核心元件。本书详尽探讨了ADC的关键参数——有效位数（ENOB）、采样率（Fs）和输入带宽——如何决定了系统的动态范围和可处理的带宽。我们讨论了欠采样技术（Undersampling）在宽带SDR中的应用，以及如何通过适当的抗混叠滤波和数字下变频（DDC）来最大化转换器的性能，同时最小化量化噪声的影响。 4. 功率放大器（PA）与线性化技术： 在发射机端，功率放大器的效率和线性度是互相制约的。本书探讨了不同类别的PA（如A、AB、D类）在SDR中的应用场景。对于需要处理高平均功率与峰值功率比（PAPR）信号的系统，我们详细介绍了数字预失真（DPD）技术，说明了如何利用DSP算法实时校正PA的非线性失真，从而在保证发射功率的同时满足频谱辐射要求。 第二部分：数字信号处理（DSP）在SDR中的核心算法 一旦信号被数字化，SDR的灵活性便得以充分展现。本部分聚焦于将物理世界的复杂挑战转化为可高效执行的数字算法。 1. 数字下变频与滤波技术： 接收机前端完成后，首要任务是对采样后的宽带数字信号进行抽取和下变频。本书详细介绍了数字下变频器（DDC）的实现原理，包括NCO（数字本振）、混频和数字滤波器的设计。我们探讨了有限脉冲响应（FIR）滤波器和无限脉冲响应（IIR）滤波器在基带滤波中的应用，以及如何设计具有陡峭过渡带和低带外泄（Stopband Attenuation）的滤波器来抑制带外噪声和干扰。 2. 宽带与多模处理： 现代SDR必须能够处理从窄带（如蓝牙）到超宽带（如Wi-Fi 6/7或5G NR）的多种信号。本书深入讨论了宽带信号的实时处理挑战，包括大规模FFT/IFFT运算的优化、多相滤波结构的应用，以及如何设计可重构的DSP流水线以适应不同标准的快速切换。 3. 频域与时域均衡技术： 传输信道引入的失真（如多径衰落、色散）必须在数字域得到补偿。本书详细阐述了信道估计（Channel Estimation）的算法，包括基于导频序列和盲估计算法。接着，我们详细介绍了均衡器（Equalizer）的设计，如迫击频率均衡器（ZFE）和最小均方误差（MMSE）均衡器，这些是实现高阶调制格式（如64-QAM或256-QAM）健壮性的关键。 4. 载波恢复与同步： 准确的定时和频率同步是解调成功的先决条件。本书系统地介绍了载波频率偏移的估计方法，包括基于Gardner定时误差检测器、Costas环和基于循环平稳性的算法。对于非正交多址接入（NOMA）或OFDM等复杂系统，同步的鲁棒性要求更高，我们探讨了这些场景下的专门同步策略。 第三部分：系统集成与实现考量 本书的最后一部分将理论与实践相结合，探讨如何将射频设计和数字算法高效地集成到实际硬件平台中。 1. 硬件描述语言（HDL）与FPGA实现： 阐述了如何将DSP算法映射到现场可编程门阵列（FPGA）中。这包括对流水线化、并行处理的深入分析，以及如何利用FPGA的资源（如乘法器、查找表ROM）来实现高效的定点/浮点运算。我们讨论了在FPGA上实现高性能FFT、滤波器组和定时同步逻辑的最佳实践。 2. 嵌入式处理器与异构计算： 对于更复杂的控制、网络协议栈以及需要自适应优化的模块，嵌入式处理器（如ARM Cortex系列）是不可或缺的。本书比较了将DSP任务分配给FPGA（并行性）还是通用处理器（灵活性和复杂控制）的权衡。同时，也简要介绍了现代SDR中日益重要的图形处理器（GPU）或专用DSP协处理器在加速卷积和矩阵运算方面的作用。 3. 建模、仿真与验证： 强调在硬件实现前进行充分的系统级仿真和模型验证的重要性。我们介绍了使用MATLAB/Simulink或Python等工具进行端到端SDR系统建模的方法，并讨论了如何创建真实的信道模型，以确保设计的鲁棒性能够经受住真实世界的复杂环境考验。 目标读者 本书是为具有电子工程、电气工程或计算机工程背景的读者编写的。掌握基本的通信原理、随机过程和基础的数字信号处理知识将有助于更深入地理解内容。无论是致力于设计下一代无线通信系统（如卫星通信、认知无线电、物联网接入技术），还是希望深入掌握现有SDR平台（如USRP、HackRF）底层原理的工程师和高级学生，本书都提供了不可或缺的技术深度和工程视角。 通过本书的学习，读者将能够全面理解从天线到数字处理的整个SDR数据流，并掌握设计、仿真和实现高性能、高灵活度无线电系统的必备技能。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆