软件无线电

简介：

软件无线电是一门让软件代码尽可能靠近接收天线的技术。它把无线电的硬件问题放到软件中来解决。软件无线电最基本的特征是软件定义（调制）无线电传输的波形，软件解调接收到的波形。这个和目前大多数的由模拟电路或者由模拟数字组合电路组成的无线电有鲜明的区别。GNU Radio是一个开源的可以构建软件无线电平台的软件包。

软件无线电是无线电设计领域的一次革命，使得建立无线电设备更加灵活，给用户带来更多的机遇。软件无线电能够很好的实现传统无线电所能实现的功能，另外，软件无线电最精彩的特性是由软件提供给我们的灵活性，一些年以后，我们将会看到传统的由很多固定元件组成的无线电设备将会被通用的通信设备来取代。可以想像，一个软件无线电设备能够变体成为蜂窝电话，能够灵活的使用GPRS,802.11 Wi-Fi,802.16 WiMax,卫星链路，或者将出现的其他通讯标准进行通讯，而硬件设备无需改动，只需要软件设置。你能够决定使用GPS，GLONASS 或者两个一起使用来给自己定位。

也许，最令人激动的是使用软件无线电来建立一个分布式个人通讯系统。当今的通讯系统，大多数是采用自上而下的结构，广播和电视系统提供一个单向链路，内容被严格控制在一小部分人的手里。蜂窝电话系统给人们带来极大的便利，但是你的手机提供的功能是由运营商来控制的，而不是你自己。这种集中控制的系统限制了人们的创新，代替做蜂窝电话系统的二等公民，我们可以建造一个智能设备，这些设备能够自组织的，在使用者之间建成一个网络。

处理流程图

图一，表示一个典型的软件无线电处理流程图。为了理解无线电的软件模块，首先需要理解和其关联的硬件。在这个图中的接收路径上，能够看到一个天线，一个神奇的RF前端，一个模拟数字转换器ADC和一堆代码。ADC是一个连接连续模拟的自然世界和离散的数字世界的桥梁。

ADC有两个主要特性，抽样率和动态范围。抽样率是ADC测量模拟信号的速度，动态范围是ADC区别最低信号值和最大信号值的精度，这决定ADC数字信号输出

的比特数（位数）。例如，8位的AD转换器最多能代表256个信号层次，而一个16位的转换器能够代表65536个层次信号。总的来说，ADC的物理特性和价格决定了抽样率和动态范围。

在我们深入研究软件之前，先来了解一些理论知识，在1927年，出生于瑞典的物理和电子学家 Harry Nyquist提出了如果AD转换想没有混叠现象发生，那么抽样率至少是目标信号带宽的2倍。

混叠现象就像是车子重复的碾在过去的车轮印迹上一样，让你分不清楚是本次的还是以前碾过的车轮印迹。假设我们要处理一个低通信号，我们感兴趣的信号带宽是 0到fmax，按照Nyquist理论，抽样率必须至少是2*fmax。如果我们的ADC工作在20MHZ，但是我们想收听92.1MHZ的FM电台，我们该怎么办呢？答案是使用RF前端，接收机的RF前端能够把它接收到的高频段信号下变频到一个低频段信号后输出。例如，我们能让RF前端把90- 100MHZ频段内的信号下变频到0-10MHZ的低频范围内，那么我们的20MHZ的ADC就能够派上用场了。

大多数情况下，我们把RF前端当作一个信号控制的黑盒子，负责处理输入信号的中心频率。举一个具体例子，一个调制解调器的调制模块能够把50M 到800M 之间的6M带宽的中心频率下变频到一个中心频率是5.75MHZ的输出。这个输出的中心频率通常称作中频(IF)。

按照越简单越易用的原则，RF前端最好也能够被去掉，有一个GNU Radio 用户已经成功的使用一个100英尺（译注：等于12英寸，合0.305米）的天线直接连接到一个20M抽样率的ADC上收听到了AM和短波广播。

深入软件内部

GNU Radio提供一个信号处理模块的库，并且有个机制可以把单个的处理模块连接在一起形成一个系统。编程者通过建立一个流向图（flow graph）就能搭建成一个无线电系统。信号处理模块是使用C++来实现的，理论上说，信号数据流不停的从输入端口流入从输出端口流出。信号处理块(blocks)的属性包括输入和输出的端口数，流过它们的数据的类型，经常使用的数据流的类型是短整型(short),浮点型(float),和复数（complex）类型。一些处理模块仅仅有输入端口或者输出端口，它们分别成为信号源(data source)和信号接收器(sink)。有的信号源从文件或者ADC读入数据，信号接收器写入文件或者DAC或者PC的多媒体接口。GNU Radio提供了超过100个信号处理块，并且扩展新的处理模块

也是非常容易的。软件图形化接口和信号处理模块的链接机制是通过python脚本语言来进行的，例1，是一个GNUＲadio “Hello World”的例子。它产生两个sine波形并且把他们输出到声卡，一个输出到声卡的左声道，一个输出到右声道。

例子1.输出拨号音

#!/usr/bin/env python

from gnuradio import gr

from gnuradio import audio

def build_graph ():

sampling_freq = 48000

ampl = 0.1

fg = gr.flow_graph ()

src0 = gr.sig_source_f (sampling_freq, gr.GR_SIN_WAVE, 350, ampl)

src1 = gr.sig_source_f (sampling_freq, gr.GR_SIN_WAVE, 440, ampl)

dst = audio.sink (sampling_freq)

fg.connect ((src0, 0), (dst, 0))

fg.connect ((src1, 0), (dst, 1))

return fg

if __name__ == '__main__':

fg = build_graph ()

fg.start ()

raw_input ('Press Enter to quit: ')

fg.stop ()

我们开始建立一个流向图(flow graph)把所有的信号处理模块连接到一起，调用gr_sig_source_f产生两个sine波形，后缀f表面这个信号源的数据类型是浮点型的，一个波形是350HZ，另外一个是440HZ，合在一起他们听起来像一个美国电话拨号音。audio_sink是一个接收器，它把接收到的信号输入到声卡中，我们把3个信号处理模块用流向图的connect方法连接到一起。connect方法有两个参数，源端点和目的端点，用来建立一个从源到目的处理模块的链路。每个端点(endpoint)有两个成员：一个信号处理模块和一个端口号。端口号表示哪

个输入或者输出端口应该被连接的。通常端点使用python语言的tuple来表示，像：（block,port_number）。当端口号是0时，portt_number可以被省略的。

下面的两个表示方法是一样的:

fg.connect ((src1, 0), (dst, 1))

fg.connect (src1, (dst, 1))

一旦流向图被建立了，我们调用start生成一个或者多个线程去运行它，按下任意键程序控制权就会返回给调用者。

一个完整的FM接收机

例2是一个简单化的但是是一个完整的FM广播接收机，它包括对RF前端的控制和所有FM信号的处理。这个例子的RF前端是使用一个cable调制解调器和一个20M抽样率的ADC来实现的。

例2.FM广播接收机

#!/usr/bin/env python

from gnuradio import gr

from gnuradio import audio

from gnuradio import mc4020

import sys

def high_speed_adc (fg, input_rate):

# return gr.file_source (gr.sizeof_short, "dummy.dat", False)

return mc4020.source (input_rate, mc4020.MCC_CH3_EN |

mc4020.MCC_ALL_1V)

#

# return a gr.flow_graph

#

def build_graph (freq1, freq2):

input_rate = 20e6

cfir_decimation = 125

audio_decimation = 5

quad_rate = input_rate / cfir_decimation

audio_rate = quad_rate / audio_decimation

fg = gr.flow_graph ()

# use high speed ADC as input source

src = high_speed_adc (fg, input_rate)

# compute FIR filter taps for channel selection

channel_coeffs = \

gr.firdes.low_pass (1.0, # gain

input_rate, # sampling rate

250e3, # low pass cutoff freq

8*100e3, # width of trans. band

gr.firdes.WIN_HAMMING)

# input: short; output: complex

chan_filter1 = \

gr.freq_xlating_fir_filter_scf (cfir_decimation,

channel_coeffs,

freq1, # 1st station freq

input_rate)

(head1, tail1) = build_pipeline (fg, quad_rate, audio_decimation)

# sound card as final sink

audio_sink = audio.sink (int (audio_rate))

# now wire it all together

fg.connect (src, chan_filter1)

fg.connect (chan_filter1, head1)

fg.connect (tail1, (audio_sink, 0))

return fg

def build_pipeline (fg, quad_rate, audio_decimation):

'''Given a flow_graph, fg, construct a pipeline

for demodulating a broadcast FM signal. The

input is the downconverted complex baseband

signal. The output is the demodulated audio.

build_pipeline returns a two element tuple

containing the input and output endpoints.

'''

fm_demod_gain = 2200.0/32768.0

audio_rate = quad_rate / audio_decimation

volume = 1.0

# input: complex; output: float

fm_demod = gr.quadrature_demod_cf (volume*fm_demod_gain) # compute FIR filter taps for audio filter

width_of_transition_band = audio_rate / 32

audio_coeffs = gr.firdes.low_pass (1.0, # gain

quad_rate, # sampling rate

audio_rate/2 - width_of_transition_band,

width_of_transition_band,

gr.firdes.WIN_HAMMING)

# input: float; output: float

audio_filter = gr.fir_filter_fff (audio_decimation, audio_coeffs) fg.connect (fm_demod, audio_filter)

return ((fm_demod, 0), (audio_filter, 0))

def main (args):

nargs = len (args)

if nargs == 1:

# get station frequency from command line

freq1 = float (args[0]) * 1e6

else:

sys.stderr.write ('usage: fm_demod freq\n')

sys.exit (1)

# connect to RF front end

rf_front_end = gr.microtune_4937_eval_board ()

if not rf_front_end.board_present_p ():

raise IOError, 'RF front end not found'

# set front end gain

rf_front_end.set_AGC (300)

# determine the front end's "Intermediate Frequency"

IF_freq = rf_front_end.get_output_freq () # 5.75e6

# Tell the front end to tune to freq1.

# I.e., freq1 is translated down to the IF frequency

rf_front_end.set_RF_freq (freq1)

# build the flow graph

fg = build_graph (IF_freq, None)

fg.start () # fork thread(s) and return

raw_input ('Press Enter to quit: ')

fg.stop ()

if __name__ == '__main__':

main (sys.argv[1:])

和Hello World的例子一样，这个例子建立了一个流向图，把所有的信号处理模块连接到了一起然后开始运行。在这个例子中，mc4020.source是一个和Measurement Computing PCI-DAS 4020/12 高速ADC的连接接口。在它后面连接一个gr.freq_xlating_fir_filter_scf，这是一个有限脉冲响应（FIR）滤波器，负责选择FM广播的电台频段并且把它变频到基带（0HZ，直流）。然后用20M 的converter和解调器，我们就能够接收到邻近的6MHZ带宽的频率了，在这个频带中大概能包含10个或者更多频道的FM电台。接着使用

gr.freq_xlating_fir_filter_scf来选择一个我们想收听的频道。在这个例子中，我们选择了RF前端精确的中频频率5.75MHZ，gr.freq_xlating_fir_filter_scf的输

出是一个经过160,000次/秒的复采样数据流，然后把复基带信号输出给

gr.quadrature_demod_cf进行积分取模，这个模块负责真正的FM解调。

gr.quadrature_demod_cf通过比较每个邻近的复采样信号的角度（by subtracting the angle of each adjacent complex sample）来有效的区分频率，gr.quadrature_demod_cf的输出包含了FM立体声的左加右声道信号（left-plus- right FM mono audio signal），19kHZ的立体声的控制音（pilot tone）,中心频率是38KHZ的左减右（left-minus-right）信号和其他的在这个上面的次载波（sub-carriers）信号。在这个简单的接收机中，我们使用低通滤波和抽取滤波，提取出了left-plus-right信号信息，把这个信号送给声卡，经过声卡的32，000HZ 的DAC，就能够把数字信号还原成模拟声音，到此我们可以听到FM广播信号了。如果想进一步了解FM接收机的原理，请参考："Listening to FM, Step by Step."

图形化用户接口

GNU Radio应用程序的图形化接口是使用python来实现的，接口能使用pyhone的任何toolkit来实现，我们推荐使用wxPython，它能最大化的实现跨平台应用。GNU Radio提供由C++到Python的连接机制。

硬件要求

GNU Radio是硬件独立的，今天带有单独浮点运算单元的上GHZ的CPU 已经很常见了，这给台式机实现数字信号处理功能带来了可能。一个3G的Pentium 或者Athlon处理器能够每秒处理30亿次浮点FIR运算。我们现在能够在PC上建立软件通讯系统，这是几年前所不敢想象的。你的硬件要求依赖于你想做什么。总的来说，一个1G或者2G带有256M内存的机器应该是足够了。你也需要一些其他的模拟外设连接在你的PC上，包括内置的声卡或者96 kHz, 24-bit高保真声卡。使用这些模拟设备，你只能处理有限的窄带信号。另外的方案是使用高速的PCI模拟到数字的外设，这些设备可以达到20M的抽样率，但是他们是比较昂贵的，差不多是买一台PC的价钱。使用这些高速板，调制解

调器可以作为RF前端来使用。为了有一个更满意的替代产品，现在我们已经设计了一个通用软件无线电外设（USRP）。

通用软件无线电外设

我们首选的硬件解决方案是USRP,USRP是Matt Ettus的杰作，USRP是一个非常灵活的USB设备，它把你的PC连接到RF世界。USRP包含一个小的母板，母板包含4个12bit /64M抽样率的ADC，4个14bit/128M DAC,一个百万门的FPGA芯片和一个可编程的USB2.0控制器。每个USRP母板支持4个子板，2个接收，2个发射。RF前端是实现在子板上的，不同的子板处理不同的频率带宽。作为业余无线电使用，可以选择低能量的能够接收和发送

440MHZ和1.24GHZ的子板。一个仅有接收功能的基于cable modem 调谐的子板覆盖50MHZ到800MHZ频率范围被设计成容易手工来做原型的，目的是为了方便实验。

Figure 2. Universal Software Radio Peripheral

USRP 的灵活性得益于2个可编程的元件，通过他们和PC上的host端交互。为了对USRP有一个初步映像，让我们看一下它的启动过程。USRP本身不含有ROM，仅仅有一个存储VendorID和productID和版本号信息的EEPROM。当USRP插到PC的USB口上以后，主机上的程序通过VID，PID 和版本号识别这是一个未配置的USRP，主机上的程序第一步要做的是下载一个8051固件到USB控制芯片上，这个固件控制USB的行为。当USB固件下载好后，USRP模拟一个USB设备的重枚举过程，此后主机识别到一个不同的设备，VID,PID和版本号都不同了。现在这个USB固件定义USB端口，接口和用户自定义命令。其中一个命令是load FPGA，收到这个命令后USB设备就能够把FPGA配置bitstream下载到FPGA芯片中开始工作。

FPGA是一个通用硬件，它的行为完全由配置的bitstream来决定，你可以把bitstream看作是一个目标码。这个bitsteam是由一个高级硬件描述语言编译得到的，在USRP里面这是由verilog硬件描述语言来实现的。这些代码是开源的，和其他的GNU Radio代码一样，是基于GNU的GPL协议的。

FPGA职责

FPGA 像一个小的，高性能的并行计算机一样，可以完成你设计的任务，设计FPGA需要一些技能，并且如果不慎还会烧坏你的板子。还好我们已经提供一个标准的适应性很广的FPGA配置。通过使用一个好的USB控制器，USRP 能够有32M/s的处理能力，USB是半双工的，基于你的需要，USB能够在传输和接收之间转换。在接收方式下，标准的配置能够允许你选择你感兴趣的频率，同时完成基带化和抽取滤波的工作。和RF前端处理方法一样，但现在做的是在数字域的采样。执行这些功能的代码叫做数字下变频转换器DDC（(Figure 3, “Digital Down Converter Block Diagram”），利用这些处理我们能够在数字域快速的改变中心频率。

在传输路径上，执行一个完全反过来的过程。FPGA包含多个数字上下变频实例，根据需要这些实例连接到相同或者不同的ADC上面。鉴于篇幅，这里不能介绍所有的理论，在GNU Radio的wiki上有更加多的信息可以参考。

GNU Radio应用

除了上面提到的例子，GNU Radio还实现了一个完全的HDTV传输和接收的例子，一个频谱分析仪，一个示波器，以及并发多通道接收器和很多调制解调的例子。

目前利用GNU Radio在研究和进行中的工程有

一个和TiVo类似的无线电设备，但是它能够同时记录多个电台的信号.

TDMA 波形

利用广播TV信号作为信号源的无源雷达系统。利用它你也许可以侦测到从你上空飞过的飞机。

天文无线电（译注: 射电望远镜？）

TETRA 收发机

Digital Radio Mundial (DRM).

软件GPS

分布式传感器网络

分布式频谱利用测量系统

业余无线电收发机

Ad Hoc自组织网络

RFID 系统

多输入多输出系统(MIMO)

政策问题

每项革新都会遇到政治上的阻碍，构建软件无线电也会遇到麻烦，在美国，我们不小心站到了全美音像学会（Motion Picture Association of America）的对立面，他们对TV数字信号进行加密以限制不同的接收器。另外，美国联邦通讯委员会也已经发布一个感知无线电和软件无线电的制造规则提议（Proposed Rule Making (NPRM)）。在NPRM中有几个麻烦的问题被提出，包括限制高速DAC 的销售，软件无线电发出的信号需要被授权，和限制未授权的软件无线电在业余无线电市场上的销售。

总结

软件无线电是一个很有意义的领域，GNU Radio提供了一个探索软件无线电领域的工具，想对软件无线电有一个深入的了解需要很多学科的知识积累。我们所做的就是尽可能的降低这个入门的门槛。

软件无线电(个人整理)

1. 软件无线电是什么
无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置， 几乎任何领域都使用无线通信， 包括有 商业、气象、金融、军事、工业、民用等。我们可从通信系统、调制方式、多址方式等几方 面可看到无线通信系统种类的繁多。 类 别 通信系统 调制方式 多址方式 种 类
卫星通信系统、蜂窝移动通信系统、无线寻呼系统、短波通信系统、 微波通信系统等 AM、FM、LSB、USB、ISB、FSK、PSK、MSK、GMSK、QAM 等 时分多址（TDMA） 、频分多址（ FDMA）和码分多址（CDMA）等
各种通信系统由于自身的特点而适用于各种特定的场合，例如： 短波电台适合远距离，其所需的发射功率不大，传输的“中继系统” —电离层不会被 摧毁；卫星通信能传播高质量的信息，所能提供的频带很宽 微波通信抗干扰能力强，适合大量的数据传输，但只能在点与点之间传输，传输距离 又有一定的限制 由于无线通信的设备简单、便于携带、易于操作、架设方便等特点，在军事和民用通信领域 中都是不可缺的重要通信手段。 然而， 电台往往是根据某种特定的用途而设计的， 功能单一， 有些电台的基本结构相似，而信号特征差异很大。比如，工作的频段不同，调制方式不同， 波形结构不同，通信协议不同，数字信息的编码方式、加密方式不同等等。电台之间的这些 差异极大地限制了不同电台之间的互通互连。 经过几十年的发展， 无线通信已有很大的发展， 通信系统由模拟体制不断向数字化体制过渡， 因此是否可能在数字化体制础上一个电台能满足多调制方式和多址方式， 从而根椐需要构成 多种通信系统呢。 我们先看一下一个数字蜂窝网接收站, 显示在图 1 中。 （注意： 为了说明软件无线电的概念， 这里给出了无线电的接收装置部分） 。
图 1：窄带无线接收装置

全国无线电监测技术题库-基础知识2

全国无线电监测技术题库-基础知识2 全国无线电监测技术题库-基础知识2 1.2 选择题 1，属于特高频(UHF)的频带范围是(D )。 A、400,2000MHz B、300,2000MHz C、400,3000MHz D、300,3000MHz 2，IMP缩写代表(B ) A、放大增益 B、互调产物 C、网间协议 D、互调截获点 3，10W功率可由dBm 表示为(D )。 A、10dBm B、20dBm C、30dBm D、40dBm 4，频率在(A )以下，在空中传播(不用人工波导)的电磁波叫无线电波。 A、3000GHz B、3000MHz C、300MHz D、300GHz 5，频率范围在30,300MHz的无线电波称为( A)。 A、米波 B、分米波 C、厘米波 D、毫米波 6，无线电监测中，常用一些单位有dBuv、dBm等，dBm是(C )单位。 A、电压B、带宽 C、功率 D、增益 7，目前中国移动的GSM系统采用的是以下哪种方式(B )。 A、FDMA B、TDMA C、CDMA D、SDMA 8，PHS个人移动系统信道带宽为( A)。 A、288kHz B、200kHz C、25kHz D、30kHz 9，CDMA移动系统信道带宽为( A)。 A、1.23MHz B、1.5MHz C、1.75MHz D、1.85MHz 10，0dBW=( C)dBm. 30 A、0 B、3 C、 11，比2.5W主波信号低50dB的杂波信号功率是( B)μW。 250 A、2.5 B、25 C、

12，频谱分析仪中的RBW称为(B)。 A、射频带宽 B、分辨率带宽 C、视频带宽 13，根据GB12046—89规定，必要带宽为1.5MHz的符号标识为(A )。 150M A、1M50 B、15M0 C、 14，发射频谱中90%能量所占频带宽度叫做(A )。 A、必要带宽 B、占用带宽 C、工作带宽 15，一发射机发射功率为10W，天线增益10dB，馈线损耗5dB，则有效辐射功率为( B)。 A、25dBW B、15dBW C、5dBW 16，电视伴音载频比图像载频( A)。 A、高 B、低 C、相等 17，在微波段中表述频段，字母代码S和C对应的频段是( C)。 A、1—2GHz 和4/6GHz B、18—40GHz和8/12GHz C、2.5GHz和4/6GHz D、4.8GHz和4/8GHz 18，联通CDMA下行与移动GSM上行频段之间只有(A )MHz保护带。 A、5 B、10 C、15 19，从广义来讲，产生莫尔斯码的调制方法是(A): A、ASK B、FSK C、PSK D、DAM 20，无线电频谱可以依据(A，B，C，D)来进行频率的复用。 C空间 D编码 A、时间 B频率 21，超高频(SHF)波长范围 ( C ) B、 10—1分米 C 10—1厘米 A、 10—1米 22，公众对讲机的有效发射功率不能大于(B)瓦 A、0.1 B、0.5 C、1 23, 圆锥天线是( B )。

软件无线电发展现状

<<移动通信>.>>2002年第 4期 软件无线电发展现状 罗序梅信息产业部电子七所 1 前言 — 软件无线电是实现无线通信新体系结构的一种技术，在经过近几年的发展之后，其重要性和可 行性正逐步被越来越多的人所认识和接受。软件无线电技术的重要价值体现在：硬件只是作为 无线通信的基本平台，而许多的通信功能则是通过软件来实现的，这就打破了长期以来设备的 通信功能实现仅仅依赖于硬件的发展格局。所以有人称，软件无线电技术的出现是通信领域继 固定到移动，模拟到数字之后的第三次革命。本文主要介绍全球软件无线电技术研究动态、对 实现软件无线电台至关重要的器件技术的发展以及软件无线电台商用前景。 2 全球软件无线电技术研究动态 软件无线电技术具有结构的开放性、软件的可编程性、硬件的可重构性以及功能和频段的… 多样性等特点，无论在军事还是在商用通信中都有着巨大的应用潜力。也正是因为这些独特的 优势，引发了全球对软件无线电技术的关注和研发热潮。除美国在 90年代初开始实施易通话计 划并成功地研制出多功能多频段电台外，欧洲、日本、中国等全球其它地区也纷纷开展了各自 的软件无线电技术项目。 欧洲委员会已将软件无线电技术列为重要的研发项目，大量与软件无线电技术相关的研究项目正在其 ACTS计划中进行。受潜在的商业利益所驱动，其研究重点集中在第三代标准上， 这包括 FIRST（灵活的综合无线电系统和技术）、FRAMES（未来无线电宽频段多址系统）和 · SORT等项目。前两个项目利用软件无线电台样机研究开发下一代无线接口。其中

FIRST项目 主要是评估实现软件重构空中接口的问题。目前最公开的工作集中在 RF结构最佳划分方法及 数字处理的实现上。 SORT主要是开展有关第三代系统（ UMTS）在地面和卫星接入方面的硬件 重构问题的研究，演示灵活而有效的软件可编程电台，实施该项目的目标是：

无线电监测面临的问题及对策研究

无线电监测面临的问题及对策研究 关键字： 摘要： 无线电监测纵向涉及最原始的步话机，直到当今世界最先进的遥测、遥感乃至空间技术，横向涉及国际国内的政治、军事、经济建设以至于人民群众的日常生活。面对无线电技术及应用高速发展的新形势，无线电监测工作只有及时发现并解决新问题，才能发挥巨大的作用，保障无线电事业实现健康、快速可持续发展。 1 无线电监测面对的环境发生巨大变化 长期以来，我国省级以下的无线电监测主要集中在20MHz～3000 MHz范围。其中日常监测集中在一150 MHz和450 MHz为中心的频段内，偶尔涉及到230 MHz、800 MHz、900 MHz、和1800 MHz频段。 查找干扰采用的方式多为移动监测站与固定监测站多点定位、移动设备逼近以最终确定目标。这种工作方式在上世纪90年代，尤其是150 MHz 无线电寻呼业务大发展时期，是非常有效的。但是，随着无线寻呼业务的衰落，公众移动通信的高速发展，无线电应用领域发生了一系列的变化：频段使用向高端延伸；大区制群律数量下降，小区制体制逐渐上升；点对点的微液通信不断退出，取而代之的是广播方式的宽带无线接入；模拟通信逐步被数字通信取代；以简单通话为主的无线专网，正在向以数据业务为主，可传送囤文、动态画面以及远程遥控的方向发展；地面微波正在被价格日益降低的卫星通信所取代；第三代移动通信尚未商用，有关专家已开始探讨第四代移动通信…… 此外，作为国际电联的成员国，遵守电联的规则是一种义务，国家监测已成为国际监测的组成部分。尽管20 MHz～3000MHz频段被定义为国内监测范畴，但与周边国家的协调工作具有重大的国际意义。 在这种形势下，传统的无线电监测思维和方式都遇到了新的挑战。

无线电海洋遥感技术

听讲座《无线电海洋遥感技术》心得 讲座开始后，陈泽宗教授从海洋生态环境、无线电海洋观测原理、雷达监测技术及未来发展趋势等方面进行了讲解。陈教授以自身经历出发，讲述了我国海洋地理环境以及自己去沿海及岛屿的亲身感受。陈教授以海浪灾害给我国造成的巨大经济损失，说明了海洋观测的重要性；在无线电观测的讲解上，陈教授提及不同现场监测设备的造价及原理，分析了国内外不同产品的优劣，进而提出采用远程无线电海洋观测的必要意义。陈教授从1987年开始研究高频地波雷达，陈教授先后3次承担国家863计划课题，研制出了一代又一代的雷达产品。他表示，未来的海洋观测网络将更为全面，覆盖岸边、近海、大洋、极地，实现从海面到海底的立体观测，也将形成由简单要素到多要素综合的集成观测。 海洋覆盖着地球面积的71%，容纳了全球97%的水量，为人类提供了丰富的资源和广阔的活动空间。随着人口的增长和陆地非再生资源的大量消耗，开发利用海洋对人类生存与发展的意义日显重要。所以，必须利用先进的科学技术，全面而深入地认识和了解海洋，指导人们科学合理地开发海洋。在种种情况下，遥感技术应运而生。 海洋遥感技术，主要包括以光、电等信息载体和以声波为信息载体的两大遥感技术。海洋声学遥感技术是探测海洋的一种十分有效的手段。利用声学遥感技术，可以探测海底地形、进行海洋动力现象的观测、进行海底地层剖面探测，以及为潜水器提供导航、避碰、海底轮廓跟踪的信息。海洋遥感技术是海洋环境监测的重要手段。卫星遥感技术的突飞猛进，为人类提供了从空间观测大规模海洋现象的可能性。目前，美国、日本、俄罗斯、中国等国已发射了10多颗专用海洋卫星，为海洋遥感技术提供了坚实的支撑平台。海洋导航技术，主要包括无线电导航定位、惯性导航、卫星导航、水声定位和综合导航等。其中，无线电导航定位系统，包括近程高精度定位系统和中远程导航定位系统。最早的无线电导航定位系统是20世纪初发明的无线电测向系统。20世纪40年代起，人们研制了一系列双曲线无线电导航系统，如美国的“罗兰”和“欧米加”，英国的“台卡”等。卫星导航系统是发展潜力最大的导航系统。1964年，美国退出了世界上第一个卫星导航系统——海洋卫星导航系统，又称子午仪卫星导航系统，开辟了卫星导航的新纪元。 遥感技术是充分利用现有数据和信息资源的最佳途径,是实现海洋资源与环境可持续发展的关键技术和重要手段,在全球变化、资源调查、环境监测与预测中起着其它技术无法替代的作用。同时在维护海洋资源与环境可持续发展的过程中将极大地促进信息科学技术、空间科学技术、环境科学技术和地球科学的发展。随着科学技术的发展,海洋遥感卫星相继升空,海洋探测技术越来越先进,水下地形测量、重力测量仪器不断更新换代,为海洋基础数据获取提供了保障。

无线电监测站试卷试题.docx

沧州无线电监测站业务技术学习试 题第一期 一、基础知识 填空题 1.1864年，由着名的物理学家 _从理论上预言了电磁波的存在，后来又 通过一系列的实验验证了这一理论的正确性，并进一步完善了这一理论 2.1887年首先验证了电磁波的存在 3.在空中以一定速度传播的交变电磁场叫 4.电磁场场强标准单位为，磁场场强的单位 为，功率通量密度的标准单位为。 5.在国际频率划分中，中国属于第区 6.通常情况下，无线电波的频率越高，损耗越，反射能力越，绕射能力 越。 7.无线电波甚高频 (VHF) 的频率范围是从到 8.IS-95 标准的 CDMA 移动系统的信道带宽为 9.在 1800 ～ 1805MHz 有我国拥有自主知识产权的移动通信系统，这个系统是 10. 2006 年版《中华人民共和国无线电频率划分规定》中，频率规划到Hz 。 二、监测测向技术 填空 1.无线电监测包括和特殊监测。 2.磁偏角是线和线之间的夹角。 3.邻道干扰主要取决于接收机中频滤波器的和发信机在相邻频道通带内 的边带噪声。 4.接收机信噪比从20dB 下降到 14dB的干扰叫干扰。 5.当两个不同频率的已调载波同时加到一个时产生一个三阶失真产物 叫交调。 6.接收机互调是指多个信号同时进入接收机时，在接收机前端电 路作用下产生互调产物，互调产物落入接收机中频带内造成的干扰 7.输入滤波器允许希望接收的信号进入而限制其他信号，目的是排除高频放大器中 8.从互调的角度，衡量接收机的性能要看值，该值越高越好 9.某采用高本振方式工作的接收机，工作时，接收频率为，中频为，此时接收机本振 10.工作在MHz 频率。 测向天线基础 (孔径 )有基础之分，测向天线基础直接影

智能无线电监测网系统解决方案

一、智能无线电监测网系统解决方案 目前，各省市无线电监测网建设所面临的异构系统难以整合、监测手段被动低效、业务决策缺乏依据、指挥调度流程不畅等难题依然存在。华日公司的智能监测网系统，通过整合各类已建的固定监测站（含小型站）、移动监测站及网格化监测系统资源，并增补适当的智能化监测设备，对现有监测软件进行升级改造，形成全时全域频谱监测能力，同时结合云计算和大数据技术，大大提升了整个监测网的管理运行自动化水平，为无线电管理工作模式带来了巨大变化。 大数据时代的智能监测网系统，可为智慧无线电管理提供诸多有力的支撑： ●监测网运行模式从临时被动任务执行转向长时主动数据收集； ●数据采集从手工碎片化转向自动连续化； ●提高设备使用效率，降低设备闲置率； ●增强监测网管理能力，减轻运维人员工作压力； ●从单维监测数据分析转向多维频谱管理决策； ●干扰处置、考试保障、重大活动保障等的异常预警和全程支持； ●可根据工作需要，通过软件动态改变系统工作模式和工作内容。 系统能力 1)全域监测设施联合作业能力 智能监测网的核心运行基础是通过面向服务中间件和标准的接口规范实现对来自于不同厂商的监测系统的整合，并提供统一的设备控制、数据管理和分析界面，形成监测一体化平台，从而盘活全网资源，提升异构系统联合作业的能力。当重大活动或突发事件发生时，这种能力将大为突破现有监测系统在监测资源调度上的瓶颈。

2)保障系统可靠运行的智能网络管理能力 伴随精细化管理的需要，大量新型监测设备接入系统，使监测网的规模和运维难度日益增大。华日智能网络管理系统可以以网络拓扑和地理分布为视点，对站点环境、站点设备、网络流量、设备资源消耗等进行监控，能对在网站点进行统一的监测任务调度、遥控开关机、设备自检，并提供基于设备自检和网络检测的故障告警和基于7X24小时电磁环境数据采集分析的设备数据异常预警，从而系统运维带来极大便利。 3)监测网自动运行能力 除支持常规监测功能外，智能监测网全网均在系统后台服务器的调度下，根据频谱监测数据自动化分析的需要，7X24小时不间断执行各类电磁环境数据、信号特征数据、多模式组合定位数据等的采集任务，并将所获取的数据自动分类压缩汇入各类专题数据库中。移动监测站、可搬移设备、无人升空监测平台等设备的数据也可在线或离线汇入系统。这种“大小结合，移动补盲”的联合作业模式，在大幅降低监测站人员工作量的同时极大提高了监测设备的利用率，使无线电管理机构更实时严密地掌握所辖区域的完整电磁态势。 4)海量监测数据存储能力 随着监测站的增多与全时全域电磁环境数据采集模式的建立，全网积累的数据量将会有爆发式增长，对数据存储和处理模式都提出了巨大的挑战。华日智能监测网依托成熟、安全、可靠的云存储与云计算服务，采用虚拟化存储等技术，可适应海量电磁环境数据大规模存储的需求，减轻用户在数据存储设备运维方面的压力，并在对应用层屏蔽了数据物理存储位置信息的同时为各类业务系统提供统一的数据服务，形成无线电管理云数据库，使数据应用具有更好的弹性，能满

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。 20世纪70～80年代，无线电由模拟向数字全面发展，从无编程向可编程发展，由少可编程向中等可编程发展，出现了可编程数字无线电（PDR）。由于无线电系统，特别是移动通信系统的领域的扩大和技术复杂度的不断提高，投入的成本越来越大，硬件系统也越来越庞大。为了克服技术复杂度带来的问题和满足应用多样性的需求，特别是军事通信对宽带技术的需求，提出在通用硬件基础上利用不同软件编程的方法。20世纪80年代初开始的软件无线电的革命，将把无线电的功能和业务从硬件的束缚中解放出来。 1992年5月在美国通信系统会议上，Jeseph Mitola（约瑟夫·米托拉）首次提出了“软件无线电”（Software Radio，SWR）的概念。1995年IEEE通信杂志（Comm unication Magazine）出版了软件无线电专集。当时，涉及软件无线电的计划有军用的SPEAKEASY（易通话），以及为第三代移动通信（3G）开发基于软件的空中接口计划，即灵活可互操作无线电系统与技术（FIRST）。

软件无线电系统综述

软件无线电系统综述 [摘要] 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。本文介绍了其系统的软硬件组成和发展情况。 [关键词]软件无线电GNU Radio USRP 一、引言 由于无线电系统,特别是移动通信系统的领域的扩大和技术复杂度的不断提高,投入的成本越来越大,硬件系统也越来越庞大。为了克服技术复杂度带来的问题和满足应用多样性的需求,特别是军事通信对宽带技术的需求,提出在通用硬件基础上利用不同软件编程的方法。软件无线电将把无线电的功能和业务从硬件的束缚中解放出来。 二、软件无线电系统简介 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。 上图表示一个典型的软件无线电处理流程图。为了理解无线电的软件模块,首先需要理解和其关联的硬件。在这个图中的接收路径上,能够看到一个天线,一个RF前端,一个模拟数字转换器ADC和一堆代码。ADC是一个连接连续模拟的自然世界和离散的数字世界的桥梁。 三、软件无线电软件平台GNU Radio GNU Radio是一种运行于普通PC上的开放的软件无线电平台,其软件代码设计完全公开。基于该平台,用户能够以软件编程的方式灵活地构建各种无线应用。 GNU Radio是一个对学习,构建和部署软件定义无线电系统的免费软件工具包。GNU Radio是一个无线电信号处理方案。它的目的是给普通的软件编制者提供探索电磁波的机会,并激发他们聪明的利用射频电波的能力。 它提供信号运行和处理模块,用它可以在易制作的低成本的射频(RF)硬件和通用微处理器上实现软件定义无线电。这套套件广泛用于业余爱好者,学术机构

软件无线电.期末考试

1.什么是软件无线电？软件无线电的特点是什么？ 定义： 软件无线电是多频带无线电，它具有宽带的天线、射频转换、模/数转和数/模变换，能支持多个空中接口和协议，在理想状态下，所有方面（包括物理空中接口）都可以通过软件定义。 软件无线提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效并且相当经济的解决方案，可以通过软件升级实现功能提高 特点： 多频带/多模式/多功能（M3）工作：多频带是指软件无线电可以工作在很宽的频带范围内； 多模式是指软件无线电能够使用多种类型的空中接口，其调制方式、编码、帧结构、压缩算法、协议等可以选择；多功能是指采用相同的无线电设备用于不同的应用中。 具有可重配、重编程能力：可重配置是指系统的操作软件（包括程序、参数以及处理环境的软件方面）或硬件（处理环境的硬件方面）的改变。软件无线电采用多个软件模块在相同的系统上可实现不同的标准，只需要选择不同的模块运行就可实现系统的动态配置。所需要的模块可以通过空中接口或人工下载获得并升级。 功能的灵活性：软件无线电的功能由软件决定的，软件模块可以通过空中接口或人工下载的方式获得，以增加或改变其无线电功能，因此其功能的使用和配置非常方便、灵活。 结构的开放性：软件无线电的结构分为硬件和软件两大部分。这两大部分都具有模块化和标准化的特点，是一种开放式的体系结构，使得研制、生产和使用各环节可以共享已有成果，共同推进软件无线电技术的发展。 2.无线电技术经历了或正在经历哪几个阶段？各有什么特征？ 第0级：数字硬件无线电。系统不能做任何修改，系统操作由开关、拨号盘和按钮等来完成。 第1级：软件控制无线电。系统通过软件实现控制功能，但是在不改变硬件的条件下，软件控制无线电设备是不能改变像频带或调制方式这样的特征参量的。 第2级：软件定义无线电。系统使用软件对调制、宽/窄带、安全、波形产生和检测等方面的具体应用技术和参数进行控制，不需要对硬件做任何修改，但通常收到频带的约束，依然存在模拟部分，比如还有射频或中频电路。尽管前端的带宽是个限制因素，但由于SDR 能够提供宽带和窄带两种操作中的多种调制技术，因为利用软件可以控制相当宽的频带范围。SDR能够存储大量的波形或空间接口，并可以通过软件下载来添加新的内容。 第3级：（理想的）软件无线电。系统完全可以编程，在接收端或发射端无需任何下变频或上变频转换，将天线前段的输入/输出直接接入ADC/DAC，消除了大部分模拟部件，从而降低了失真和噪声，但仍然受到一定的频率约束。 第4级：终极软件无线电。这种软件无线电没有外置天线、运行频率或带宽的限制，完全可编程，同时支持广泛的频率和功能，能够快速实现空中接口的检测和转换。 3.为什么软件无线电一定要采用“硬件通用化”的设计准则？在软件无线电中是如何 体现“硬件通用化”这一设计思路的？ 体系结构：为了让软件和硬件下的用户独立，是系统功能软件化的前提。 设备生产商：满足设计指标，使生产专业化、批量化，提高生茶效率，降低生产成本。 运营商：降低维护成本，维护难度，建设成本。 硬件开发商：继承性，重用性更好。从而减少重复劳动提高研发效率 消费者：减少重复投资 4.你是如何理解软件无线电“功能软件化”这一本质特征的？为什么软件无线电的功 能可以采用软件来实现？

第七章 无线电监测在无线电管理中的地位和作用

第七章无线电监测在无线电管理中的地位和作用 一、无线电监测在无线电管理中的地位和作用 1、无线电监测是无线电管理不可分割的一部分 现代化的无线电频谱管理是将行政和科学技术管理手段相结合，对无线电频率和空间卫星轨道资源实施科学、有效地管理。随着无线电通信业务的快速发展，有效地使用频谱资源已成为人类关注的主要问题。为此，世界各国都成立了专门机构，对频谱资源进行计划、指配和管理，其主要目的是既要保障通信业务的安全，不受干扰侵害，又要合理使用和开发频谱资源，提高频率的使用效率。 无线电管理是国家通过专门机构对无线电波和卫星轨道资源研究、开发、使用所实施的，以实现合理有效利用无线电频谱和卫星轨道资源的行为。 无线电管理的概念，实际上表达了四层含义： *无线电管理是一种国家行为。它是由国家所授权和特许的机关来实施的活动。 *无线电管理的对象是研究、开发、使用无线电波的各种活动。由于开发、使用、研究电磁波的活动是由具体的人使用设备达到的，所以无线电管理必然要涉及到人和设备。 *对开发、使用、研究无线电波和卫星轨道的活动所实施的这种管理，是通过计划、规划、组织、控制、协调、监督、执行等手段和方法来实现的。它贯穿于无线电管理的全部过程中。这是无线电管理的职能，也是无线电管理工作的具体内容。表现为各级无线电管理机构对无线电台站的审批、频率指配、电波的监测、型号的核准、设备的管理、规章制度的制定和监督检查以及对用户的教育和服务等等。 *无线电管理的最终目的是保证合理、有效地利用无线电频谱和卫星轨道资源。要达到这一目标，就必须要用相应的管理机构和现代化的技术手段。 无线电管理的具体内容包括： *频率的划分、分配和指配、无线电台站的布局规划和设台电磁兼容分析及审批。 *无线电台站发射信号实施监测，对台站进行监督管理。 *无线电干扰的协调和处理。 *无线电管理法规和技术标准的制定。 *对无线电设备的测试和研制、生产、销售、进口的管理。 *代表国家参加无线电管理方面的双边和多边国际活动。 无线电监测在频率的规划、指配、电磁环境的测试、无线电台站的设置规划、无线电台站

Sora高性能开源软件无线电平台

Sora : 高性能开源软件无线电平台

SORA软件无线电平台是世界上第一款100%基于PC的高性能可编程无线通信系统。它充分发挥了通用处理器（GPP）性能和灵活性，采用软硬件联合优化技术，满足高速信号处理的挑战。可以在通用的PC或者服务器上实时运行无线通信协议，速率可达54Mbps以上。 在传统的无线通讯系统，关键底层处理，如PHY层和介MAC层，通常ASIC芯片或者FPGA实现，因为有非常高的计算要求。这种设计更改或升级比较困难，对设计人员硬件水平要求很高，不适合作为科学研究或者算法工程师的研究平台。但是通用处理器（GPP）的软件和硬件系统都不是为了无线通信的信号处理而设计的，因此很难达到高性能的实时通信。例如，非常流行的USRP系列，只能实现8MHz带宽上，100多Kbps 的实时通信。 高性能的无线通信对系统有非常严格的需求，主要是以下三个方面： 1. 高速的系统吞吐量 包括远端射频头和PHY层协议之间以及PHY层协议内部的模块之间。例如，实现802.11系列协议，单天线需要大约1.2Gbps的吞吐量，如果支持4x4 MIMO应用，那么至少5Gbps以上，这个指标目前对大部分PC都是严峻的挑战。 2. 高强度的计算 无线通信的算法需要大量的计算，而且为了保证实时性，很多计算又是突发性的，因此必须充分发挥GPP的性能才能保证。目前主流的GPP都采用多核架构，所以如何将多核的计算能力汇聚起来，实现通信协议对软件开发也是一个挑战。 3. 实时的响应 无线通信协议中有很多响应门限，为了保证正常通信，这些响应门限必须满足。因此，低延迟的控制方法也很重要。例如，802.11系列的MAC层协议要在几个微秒内就可以得到响应。这对于PC和操作系统都是很难实现的。

基于DSP的软件无线电系统设计与实现

基于D S P的软件无线 电系统设计与实现Revised on November 25, 2020

基于DSP的软件无线电系统设计与实现 1 引言 软件无线电是一种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无线电通信体系结构。它将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接构成通用的硬件平台，并通过软件加载实现各种无线电通信功能的一种开放式体系结构[1]。将软件无线电技术应用于移动通信领域，能够大量节省改造移动通信网络的费用，又缩短了研究到应用的周期。 软件无线电的关键技术包括：开放式总线结构及实现、智能天线技术、高速A/D技术、数字上/下变频技术，高速数字信号处理技术、信令处理技术[2]。本文在分析软件无线电基础上设计，采用TMS320VC54X系列DSP芯片与软件结合，通过基本电路和扩展电路并辅以相应的软件设计实现无线电通信功能，并设计了标准串行接口使之可同多种通信终端连接，具有很高的实用性。 2 软件无线电结构 软件无线电的核心思想是将A/D、D/A尽可能地靠近天线，尽早地将天线接收下来的模拟信号数字化，DSP对 A/D转换后的数字信号进行同步提取（载波恢复、时钟恢复和帧同步）、信号调制样式的自动识别、信道解码、信源解码、信号特征提取。理想的软件无线电结构如图1所示，

其中接收机部分是对无线电接收到射频信号直接进行全宽带A/D转换，转换后的高速数据流送DSP处理，最后由窄带D/A转换为语音、数据或者图像输出。 图1 理想的软件无线电接收结构 然而，由于目前A/D器件采样率、输入带宽无法满足所述软件无线电结构要求，而且后续的DSP也无法实时处理大量的高速数据流，在实际应用中，软件无线电主要采用折中方案，主要是：一方面把射频信号通过混频搬移到中频带通采样，使得A/D采样率、输入带宽满足系统要求；另一方面是在DSP前加数字下变频器[3][4]。 3 系统总体设计方案 根据以上分析，并根据软件无线电的功能要求，主要包括以下几部分：射频处理（含天线）前端、高速A/D、D/A、数字上/下变频器、数字信号处理部分（DSP）以及外围接口电路。（其设计框图如图2）主要器件的部分的功能如下： （1）DSP5416模块：以TMS320VC5416 高性能定点DSP 为整个系统的核心，采用流水线指令执行结构和相应的并行处理结构控制系统的运行并完成全部基带处理功能，如信号检测、同步获取、解调等基本功能，还要完成加密、纠错、均衡等功能。

无线电监测试题

无线电监测试题

一、基础知识 1.1 填空题 1.1864年，由著名的物理学家_麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，后来赫兹又 通过一系列的实验验证了这一理论的正确性，并进一步完善了这一理论 2.1887年赫兹首先验证了电磁波的存在 注：早期无线电发展史的几个重要人物和事件： ◆1837年，美国人莫尔斯发明了电报，创造了莫尔斯电码，开创了通信的新纪元。 莫尔斯密码表是莫尔斯密码与代表意义的对照表格 · : 短音念作"滴（di）" - : 长音念作"答（da）" 字码： A ·- B -··· S.O.S.是国际莫尔斯电码救难信号，S ···， O ---，国际无线电报公约组织于1908年 正式将它确定为国际通用海难求救信号。 这三个字母组合没有任何实际意义，只是 因为它的电码“ ...---...”在电报中是发报 方最容易发出，接报方最容易辨识的电 码。 ◆1864年，英国科学家麦克斯韦总结了前人的科学成果，提出了电磁波学说，从理 论上预言了电磁波的存在。 ◆1876年，美国人贝尔发明了电话，能够直接将语音信号变为电能沿导线传输。 ◆1887年，德国科学家赫兹用一个震荡偶子产生了电磁波，历史上第一次验证了电 磁波的存在，成了近代科学史上的一座里程碑。 赫兹的发现具有划时代的意义，它不仅证实了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称“赫”。赫兹也是是国际单位制中频率的单位，它是每秒中的周期性变动重复

次数的计量。 ◆1896年，意大利科学家马可尼在赫兹实验的基础上，实现了无线电信号的远距离 传送，在英国进行了14.4公里的通讯试验成功，并取得专利。1897年起又进行了一系列的无线电通信实验，他在伦敦成立马可尼无线电报公司。1901年12月12日，马可尼的研究小组，在加拿大纽芬兰接收到从英国发送出来的第 一个横跨大西洋的无线电信号。1909年他与布劳恩一起得诺贝尔物理学奖。 ◆1895年5月7日，俄国科学家波波夫在彼得 堡俄国物理化学会的物理分会上，宣读了论文《金属屑同电振荡的关系》，并且表演了他发明的无线电接收机。1896年3月24日，波波夫和助手雷布金在俄国物理化学协会的年会上，正式进行了用无线电传递莫尔斯电报码的表演，雷布金拍发信号，波波夫接收信号，通信距离是250米。物理学会分会会长佩特罗司赫夫基教授把接收到的电报字母逐一写在黑板上，最后得到的报文是：“海因里希·赫兹”。它表示波波夫对这位电磁波的发明者的崇敬。这份电报虽然很短，只有几个字，它却是世界上第一份有明确内容的无线电报。 3.在空中以一定速度传播的交变电磁场叫电磁波 注：电磁波的几点基本知识： 电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变化的电场会产生磁 场（即电流会产生磁场），变化的磁场 则会产生电场。变化的电场和变化的磁 场构成了一个不可分离的统一的场，这 就是电磁场，而变化的电磁场在空间的

软件无线电的现状和发展趋势

□潘子欣刘毅 一、引言 移动通信在过去几十年中获得了飞速发展，成为现代通信中的一个亮点。同时由于移动通信的迅速发展和高收益，带来了激烈的竞争，从而造就了移动通信技术和系统的多样性，而各技术标准和系统之间差别很大又不能互相兼容。特别是新业务的巨大吸引力又给用户和移动业务提供商造成了很大的压力，迫使他们不断更新设备，可是这通常要造成设备和投资的浪费。问题的关键在于目前的绝大多数移动通信设备是完全基于专用硬件设计的，给移动通信系统的兼容和并联，以及快速、灵活的升级带来了很大的约束。此外通信设备制造商在研制新产品时，由于种种因素的制约，其设置的产品可能会存在缺陷，以致在产品售出后不得不重新召回，增加了产品的制造成本和设计周期。而软件无线电确能很好解决这些问题。 二、软件无线电的概念及其特点 软件无线电（ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｆｉｎｅｄＲａｄｉｏ，ＳＤＲ）是二十世纪９０年代初提出的通信新技术，它的基本思想是将标准化、模块化的硬件功能单元，通过高速总线或高速网络等连接形成一个通用的数字式硬件平台，再通过软件加载的方式来实现各种类型无线通信系统的开放式体系结构，用软件方式实现各种通信功能。并且能通过对软件的重新编程来实现系统的升级更新和适应不同的通信标准和协议。 由于软件无线电技术具有通用性广、可移植性好、适应性强等优点，在军用电台方面得到迅速的发展和应用。近些年，随着第三代移动通信（３Ｇ）系统的发展，软件无线电在民用领域也开始崭露头角。人们期待这种新技术能兼容现在所有的３Ｇ标准，从而制成通用的移动通信设备。软件无线电已经成为无线通信领域继固定到移动、模拟到数字之后的第三次革命。 软件无线电具有灵活性和集中性两大优点。 灵活性即可以任意地转换信道接入方式，改变调制方式或接收不同系统的信号等。当前蜂窝通信标准不断地发展变化，这种灵活性对移动通信系统来说就显得尤为重要。例如：基站可以通过承载不同的软件来适应不同的标准，而不用对硬件平台进行改动；基站间可由软件算法协调动态地分配信道与容量以优化性能；移动台可以自动检测接收到的信号的工作方式，以接入不同的网络（ＧＳＭ、ＤＡＭＰＳ等）。 集中性即多个信道享有共同的射频前端与宽带模／数、数／模转换器，以获取每一信道相对廉价的信号处理性能。尽管软件无线电要比传统的接收机贵很多，但每一信道的费用则低得多。在移动通信系统中，一般一个基站能容纳２０个甚至更多的无线接收器，这样软件无线电技术就显得很吸引人。 软件无线电硬件采用模块化结构宽带模／数和数／模转换及高速ＤＳＰ，建立公共硬件平台，支持并行、流水线及异种多处理机。软件采用基于ＯＳＩ参考模型的分层软件体系，支持开放式的模块化设计。灵活应用软件无线电的基本硬软件模块，可使软件无线电设备对传播条件具有多种自适应能力，多种抗干扰能力，灵活可变的多址方式、用户需要的多种业务及多种组网与接口能力等。 随着计算机硬件的迅速发展，软件无线电技术日益广泛地应用于陆上移动通信、卫星移动通信与全球定位系统等。对于不同的新标准（ＧＳＭ、ＤＣＳ１８００、ＩＳ－５４、ＩＳ－９５等），软件无线电提供了灵活的解决方案—— —在通用的硬件平台上由可变换的应用软件模块提供对不同新标准的兼容性。由于在移动通信领域中，用户对新业务的要求不断变化，空中接口标准不断发展，传统的数字系统会很快被淘汰，而软件无线电这种由软件的变化、升级实现增强业务功能的能力使得由软件无线电技术构筑的系统的生命周期要长的多，很有竞争力。 三、软件无线电的发展历史 为了解决军用无线电台多频段、多制式的互通问题，１９９２年５月，ＭＩＴＲＥ公司的ＪｅｏＭｉｔｏｌａ在美国电信系统会议上首次提出软件无线电的概念。其基本思想是：构造一个标准化、模块化、开放性的通用硬件平台，将通信中的各种功能，如设定数据格式、确定载波频率、信道编码、信道调制、加密、通信协议等用软件来完成。在这一构想中，宽带模／数转换器尽可能地靠近射频天线，最大限度地通过数字的方式来实现电台的各种功能。这样的软件无线电台不仅可以与普通电台进行通信，还能在两种不同制式的电台系统间充当“转接器”的作用，使两者能够互通互连。 在软件无线电概念产生不久后，美军提出了“易通话”（ＳＰＥＡＫＥＡＳＹ）科研计划，其主要任务是研制多频段多模式无线电台（Ｍｕｌｔｉ—ＢａｎｄＭｕｌｔｉ—ＭｏｄｅＲａｄｉｏ，ＭＢＭＭＲ）。这种电台的工作频率为２～２０００ＭＨｚ，能同时处理４种不同的信号波形，兼容美军当时的１５种电台，并适用于不同频段和不同调制方式下的通信互联。 １９９５年５月，ＩＥＥＥ《通信杂志》出版了软件无线电专刊，全 软件无线电的现状和发展趋势 科学管理商界 ３３ 广东科技２００８．０３．总第１８３期

无线电监测站试题

沧州无线电监测站业务技术学习试题 第一期 一、基础知识 1.1 填空题 1.1864年，由着名的物理学家_ 从理论上预言了电磁波的存在，后来又 通过一系列的实验验证了这一理论的正确性，并进一步完善了这一理论 2.1887年首先验证了电磁波的存在 3.在空中以一定速度传播的交变电磁场叫 4.电磁场场强标准单位为，磁场场强的单位 为，功率通量密度的标准单位为。 5.在国际频率划分中，中国属于第区 6.通常情况下，无线电波的频率越高，损耗越，反射能力越，绕射能力 越。 7.无线电波甚高频(VHF)的频率范围是从到 8.IS-95标准的CDMA移动系统的信道带宽为 9.在1800～1805MHz有我国拥有自主知识产权的移动通信系统，这个系统是 10.2006年版《中华人民共和国无线电频率划分规定》中，频率规划到Hz。 二、监测测向技术 2.1 填空 1.无线电监测包括和特殊监测。 2.磁偏角是线和线之间的夹角。 3.邻道干扰主要取决于接收机中频滤波器的和发信机在相邻频道通带内 的边带噪声。 4.接收机信噪比从20dB下降到14dB的干扰叫干扰。 5.当两个不同频率的已调载波同时加到一个时产生一个三阶失真产物 叫交调。 6.接收机互调是指多个信号同时进入接收机时，在接收机前端电 路作用下产生互调产物，互调产物落入接收机中频带内造成的干扰 7.输入滤波器允许希望接收的信号进入而限制其他信号，目的是排除高频放大器中 的。它的另一个作用是衰减在频率上的接收信号。 8.从互调的角度，衡量接收机的性能要看值，该值越高越好 9.某采用高本振方式工作的接收机，工作时，接收频率为435.250MHz，中频为21.4MHz， 此时接收机本振工作在MHz频率。 10.测向天线基础(孔径)有基础之分，测向天线基础直接影 响。 三、检测技术 3.1 填空题 1.发射机的频率误差是和它的数值之间的差。 2.在频率测量时，通常测量设备的精度应优于发射机频率容限。频 率标准和测量方法产生的各类误差之和构成整个系统的最大误差。3. 4.功率的基本单位是瓦特，符号dBm表示以计量的分贝值，符号dB μV表示以计量的分贝值，3dBm相当于mW，12dBμV相当于

基于软件无线电的通信系统研究

哈尔滨工程大学 硕士学位论文 基于软件无线电的通信系统研究 姓名：吕威 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：李一兵 20031201

摘要 ｆ软件无线电是特指用软件来定义和实现各种功能的多功能智能化无线电通信设备。它的设计主导思想是：将宽带Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换器尽可能地靠近天线，在基本硬件平台基础上，尽可能地采用软件实现无线通信功能。这样，无线通信系统具有很好的通用性和灵活性，使系统互联和升级非常方便。软 件无线电被认为是信领域的第三次突通信到数字通信、固定通信到移动通信之后无线通文介绍了软件无线电提出的背景和定义，对软件无 线电的丌放式总线结构、宽带／多频段天线技术、宽带模数转换技术、数字下变频技术和高速信号处理技术等关键技术进行了讨论。 本文研究了软件无线电的基本结构，并对软件无线电的三种结构射频低通采样数字化结构、射频带通采样数字化结构和宽带中频带通采样数字化结构进行了全方位的分析。软件无线电是一种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通信体系结构。其基础理论主要包括信号采样理论、多速率信号处理理论、高效数字滤波器以及数字信号证交变换理论等，本文对这些基础理论也进行了研究。 本文从信号空间映射的角度对通信信号的调制解调进行了研究，从信号空间的角度可以将调制解调过程理解为： （１）将已调信号表示为Ｎ维正交基函数的展开式，其展开系数对应于正交基函数形成的Ｎ维信号空间中的点，根据调制方式确定调制信号到Ｎ维信号空间的映射，就完成了调制过程； （２）在没有噪声的情况下，解调是一种一对一的逆映射，但在有噪声和衰落失真的情况下，逆映射不能完成解调，必须引入空间距离的概念，根据调制映射关系，建立起多对一的最优信号检测理论； （３）对于模拟解调和波形估计问题，可以基于信号空间的正交投影概念建立最佳滤波和最优估计理论。 本文对基于软件无线电的模拟、数字通信信号调制解调通用结构进行了研究，在此结构上推导出了ＡＭ、ＦＭ、ＤＳＢ、ＳＳＢ、２ＡＳＫ、２ＦＳＫ、２ＰＳＫ、ＭＡＳＫ、ＭＦＳＫ、ＭＰＳＫ和ＭＱＡＭ等常用体制的调制解调算法，并使用