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| 編輯推薦： |
软件无线电是继有线通信到无线通信，模拟通信到数字通信之后的第三次革命性技术。软件无线电技术的重要价值在于它打破了传统通信功能仅依赖于硬件发展的局限，实现了通信功能由软件定义的新体系。目前，软件无线电技术在移动通信、雷达、电子对抗等领域发展日趋成熟，广大高等院校也相继开设了软件无线电相关课程。本书按照从实践到理论，再从理论回归实践的方式，循序渐进地介绍软件无线电技术。书中内容采用LabVIEW作为主要的编程软件来叙述，配合丰富的实验案例来深入论述软件无线电应用方法，尽量避免复杂的通信理论推导，使学习过程轻松有趣。教学资源：
教学大纲
教学课件
程序代码
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| 內容簡介： |
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本书是一部系统论述软件无线电的立体化教程（含纸质图书、电子书、教学课件、源代码与视频教程）。 全书共分为10章。第1章介绍LabVIEW编程。第2章介绍无线电系统设计与仿真过程。第3章介绍软件无线电RTL-SDR的硬件结构。第4章介绍接收机系统性能分析与优化方法。第5章介绍LabVIEW动态链接库函数的封装和调用方法。第6章介绍LabVIEW和MATLAB的混合编程技巧。第7章介绍软件无线电的结构和关键技术。第8章介绍两款当前较为典型的开源软件无线电项目。第9章介绍高性能软件无线电平台的使用方法。第10章介绍无线数字通信系统中典型信号处理算法。 为便于读者高效学习，快速掌握软件无线电设计与实践。本书作者精心制作了电子书（110页案例资料）、完整的教学课件（10章PPT）、完整的源代码（10章60多个案例）与丰富的配套视频教程（超过300分钟）以及在线答疑服务等内容。 本书适合作为广大高校通信工程专业软件无线电课程教材，也可以作为软件无线电技术开发者的自学参考用书。
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| 關於作者： |
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吴光：博士，高级通信技术工程师，南方科技大学资深教学工程师，长期从事无线通信领域创新性实验教学设计和研究，主要承担“信号与系统”“通信原理”“无线通信”“微波工程”“前沿通信系统设计”“基于LabVIEW的通信电子设计”等专业课程的实践教学。先后参与和承担了“十一五”国防预研项目“无线传感器网络节点定位技术研究”、NSFC-微软亚洲研究院联合项目“基于无线网络的应急搜救关键技术研究”，以及广东省教学质量工程建设项目“无线通信实验在线开放课程”。
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| 目錄：
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第1章LabVIEW简介
1.1LabVIEW编程基础
1.1.1VI的创建
1.1.2控件创建
1.1.3函数模块创建
1.1.4连线
1.1.5实例1： 加法器
1.1.6条件结构
1.1.7实例2： 选择器
1.1.8循环结构
1.1.9实例3： 累加器
1.1.10帮助文档
1.2LabVIEW编程进阶
1.2.1数组
1.2.2簇结构
1.2.3波形
1.2.4动态数据
1.2.5多分支条件结构
1.2.6多层嵌套条件结构
1.2.7移位寄存器
1.2.8波形显示
1.2.9子VI的定义和调用
1.2.10调制工具包
1.3LabVIEW设计模式
1.3.1项目需求分析
1.3.2事件结构
1.3.3事件驱动用户界面模式
1.3.4状态机模式
1.3.5队列
1.3.6生产者消费者模式
1.4项目实例： FM解调软件
1.4.1项目介绍
1.4.2主程序框架
1.4.3FM解调方案
1.4.4项目编程
1.4.5软件生成和发布
1.5本章小结
第2章无线电系统设计与仿真
2.1FM系统简介
2.1.1无线电系统
2.1.2FM系统传输模型
2.2FM系统程序设计和仿真
2.2.1系统设计和仿真流程
2.2.2WBFM的数学模型
2.2.3仿真界面
2.2.4程序框图
2.2.5WBFM单音测试
2.2.6WBFM语音测试
2.3FM调制原理
2.3.1FM的时域表达
2.3.2NBFM的时频域表达
2.3.3WBFM的时频域表达
2.3.4贝塞尔函数
2.3.5卡森准则
2.4FM解调原理
2.4.1反正切法
2.4.2包络检波法
2.4.3锁相环的基本原理
2.4.4FM抗噪声性能
2.5本章小结
第3章软件无线电RTL SDR
3.1RTL SDR简介
3.1.1RTL SDR的应用
3.1.2RTL SDR驱动安装
3.1.3SDR应用软件
3.1.4RTL SDR发现趣事
3.2RTL SDR的LabVIEW接口
3.2.1RTL SDR接口安装
3.2.2RTL SDR接口函数
3.2.3RTL SDR数据采集流程
3.3FM电台搜索
3.3.1信号的复数表示
3.3.2FM的复基带表示
3.3.3RTL SDR控制参数
3.3.4FM接收机设计模型
3.3.5FM 电台搜索实例
3.4FM信号解调和播放
3.4.1FM信号解调流程
3.4.2RTL SDR解调程序框图
3.4.3基于队列的FM接收机
3.5RTL SDR硬件结构
3.5.1RTL SDR硬件简介
3.5.2RTL SDR信号处理流程
3.5.3调谐器芯片R820T
3.5.4控制器芯片RTL2832U
3.5.5数字中频接收机结构
3.6本章小结
第4章接收机系统性能分析与优化
4.1信号分析基础
4.1.1采样率
4.1.2频谱测量
4.1.3信噪比估计
4.1.4低通滤波器
4.1.5波形重采样
4.2FM解调算法优化
4.2.1FIR滤波器解调
4.2.2双FIR滤波器解调
4.2.3移位寄存器解调
4.2.4FM门限效应
4.2.5信噪比化
4.3软件界面设计
4.3.1界面设计概述
4.3.2功能定义
4.3.3界面布局
4.3.4界面美化
4.3.5设计实例
4.4本章小结
第5章动态链接库封装和调用
5.1RTL SDR接口函数的封装
5.1.1动态链接库简介
5.1.2RTL SDR接口函数封装
5.2导入共享库向导
5.2.1导入前准备
5.2.2导入共享库向导过程
5.3动态链接库编译
5.3.1编译前准备
5.3.2编译步骤
5.4调用库函数的配置
5.4.1函数配置
5.4.2端口参数配置
5.4.3回调函数配置
5.4.4错误检测配置
5.5本章小结
第6章LabVIEW和MATLAB混合编程
6.1混合编程基础
6.1.1混合编程简介
6.1.2MATLAB编程简介
6.1.3MATLAB编译器安装
6.2MATLAB可执行文件生成
6.2.1MATLAB生成EXE文件
6.2.2MATLAB生成DLL文件
6.2.3MATLAB生成COM组件
6.2.4MATLAB生成.NET库文件
6.3混合编程实例
6.3.1MATLAB Script实现FM解调
6.3.2DLL实现FM解调
6.3.3COM组件实现FM解调
6.3.4.NET组件实现FM解调
6.3.5混合编程的比较
6.4本章小结
第7章软件无线电接收机
7.1软件无线电结构
7.1.1低中频接收机结构
7.1.2超外差结构
7.1.3镜像抑制滤波
7.1.4零中频结构
7.2数字下变频器
7.2.1数字振荡器
7.2.2数字混频器
7.2.3抽取低通滤波器
7.3抽取和内插
7.3.1带通采样定理
7.3.2整数倍抽取结构
7.3.3整数倍内插结构
7.3.4分数倍速率变换
7.4数字滤波器
7.4.1CIC滤波器
7.4.2Noble恒等式
7.4.3HB滤波器
7.5本章小结
第8章开源软件无线电
8.1开源软件无线电简介
8.1.1GNU Radio平台
8.1.2无线电开发流程
8.2GNU Radio开发环境
8.2.1GRC编程
8.2.2GNU Radio安装
8.2.3虚拟机GNU Radio环境
8.2.4Win 64开发环境
8.3开源软件无线电HackRF
8.3.1HackRF硬件架构介绍
8.3.2HackRF开发板资源
8.3.3HackRF的开源项目
8.4开源软件无线电LimeSDR
8.4.1LimeSDR Mini硬件架构
8.4.2LimeSDR Mini开发板资源
8.4.3LimeSDR Mini开源项目
8.5本章小结
第9章高性能软件无线电
9.1USRP概述
9.1.1USRP简介
9.1.2USRP硬件接口
9.1.3USRP内部结构
9.2USRP频谱扫描
9.2.1静态IP地址设置
9.2.2USRP驱动安装
9.2.3USRP频谱扫描
9.3正弦信号的发射和接收
9.3.1正弦信号的发射
9.3.2正弦信号的接收
9.3.3USRP控制参数
9.3.4USRP驱动模块
9.4基于USRP的FM收发机
9.4.1基于USRP的FM发射机
9.4.2基于USRP的FM接收机
9.4.3基于USRP的研究项目
9.5本章小结
第10章数字通信算法
10.1数字通信算法简介
10.1.1多径传播模型
10.1.2基带信号处理流程
10.1.3星座图测量
10.1.4眼图测量
10.2数字调制和解调
10.2.1技术需求
10.2.2符号映射
10.2.3抽样判决
10.3脉冲成形和匹配滤波
10.3.1技术需求
10.3.2脉冲成形模型
10.3.3匹配滤波
10.4同步技术
10.4.1符号同步
10.4.2帧同步
10.4.3频率同步
10.5信道估计和时域均衡
10.5.1多径效应引起的问题
10.5.2离散时间等效信道
10.5.3时域均衡系统设计
10.5.4信道估计方法
10.5.5窄带信道估计和均衡
10.6正交频分复用
10.6.1宽带信道引起的问题
10.6.2OFDM的基本思想
10.6.3OFDM的基本模型
10.6.4OFDM中的循环前缀
10.6.5OFDM的优势及其应用
10.7信道编码
10.7.1信道编码简介
10.7.2生成矩阵和校验矩阵
10.7.3低密度奇偶校验码
10.7.4泰勒图
10.7.5Bit Flipping解码算法
10.8多天线技术
10.8.1信道容量
10.8.2多天线模型
10.8.3Alamouti传输方案
10.8.4线性预编码
10.8.5MIMO OFDM技术
10.9本章小结
参考文献
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| 內容試閱：
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2012年，芬兰一名工程专业的学生Antti Palosaari在V4L GMANE开发者论坛上表示，他能够用Realtek(瑞昱)的一款电视棒侦听无线电信号，由此引发了软件无线电硬件解决方案的研发热潮。在过去的9年，各种软件无线电的硬件实现方案相继推出。例如，在业余无线电领域有Realtek的RTLSDR、Michael Ossmann的HackRF； 在专业无线电领域有Ettus Research的USRP等。
早在20世纪90年代，软件无线电技术就被应用于军事通信中，其目的是解决不同电台之间的互通性问题，以提高协同作战能力。后来经过国际电信联盟的推动，软件无线电进一步成为3G/4G实现的技术基础。正是看到了软件无线电的巨大应用前景和产业价值，世界各国的研究者和业余无线电爱好者在各自领域对软件无线电技术的理论和实现问题进行了大量的研究。在专业的工程教育领域，软件无线电更是成为通信专业实验课的方案。例如，在美国MathWorks公司发布的5G白皮书中，就明确指出软件无线电是5G原型验证的解决方案。与此同时，美国国家仪器公司(National Instruments， NI)通过收购Ettus Research的USRP系列产品扩大自身的5G仪器生态。近几年，美国ADI公司也加入了这一市场，先后推出AD936X系列产品。例如，2018年，ADI公司发布了通信原理实验教学的超低成本解决方案ADALMPlutoSDR。
那么，软件无线电究竟是一项什么样的技术呢？1992年，在Joseph Mitola Ⅲ博士发表的论文中，就对软件无线电有着明确的定义。软件无线电被定义为一种多频段的无线电技术，它能够支持多种无线通信协议，其硬件实现方案模型主要由天线、射频前端、模/数和数/模转换器以及数字信号处理器构成。其中，数字信号处理器、数/模和模/数转换器是硬件的核心器件。在过去的几十年，受限于核心器件的发展水平，软件无线电的硬件实现进展缓慢。近10年来，随着处理器技术的高速发展，研究人员意识到这项技术实现的可能性。与此同时，移动通信从2G到3G，再到4G，乃至现在的5G，系统更新换代的速度越来越快，设备更新成本越来越高，这就为未来通信系统的部署提出了新的挑战，即未来通信系统的升级换代不应受硬件限制。在这种背景下，软件无线电技术为解决该问题提供了新的方向：将信号处理尽可能交给数字信号处理器完成，通信系统协议升级通过升级软件实现。
软件无线电主要融合了电子信息、通信和计算机等专业技术，对于初学者，会简单的编程就可以利用开源软件无线电平台进行一些开源项目探索，但是要深入掌握这门技术，并进行创新项目开发，就需要深入学习一些专业基础课，如模拟电路、数字电路、数字信号处理、无线通信、通信系统设计、射频微电子、嵌入式系统开发，以及LabVIEW/MATLAB编程等专业课程和编程技能。从业余到专业，不仅需要更多的编程实践，还需要不断充实更多的理论知识，并能够将这些理论应用于实践，融会贯通，才能够领悟软件无线电的本质。本书采用LabVIEW作为主要的编程软件，再搭配实践案例介绍软件无线电，尽量避免复杂的理论推导，使学习过程轻松有趣。
本书可作为通信工程、电子信息工程等专业基础课选修教材，也面向工程科技类普通读者，尽可能删减繁杂、抽象的公式、定理和理论推导。读者除需要具备基本的数学知识和编程能力外，无须预修任何课程。本书特别理想的受众是无线通信系统、电子侦测与对抗、雷达系统、无线电安全以及通信基带芯片设计等领域需要用到LabVIEW进行开发的研发人员； 本书也为业余软件无线电开发者提供了有价值的参考。
感谢南方科技大学孟庆虎院士，张璧、贡毅、王锐、张青峰、虞亚军等老师对本书提出的宝贵意见。感谢邵竹元先生(老邵的开源世界)对本书文字的校对，使本书的内容更加清晰形象，概念的解释更加具体准确。感谢南方科技大学在本书写作过程中提供的资源和支持。感谢清华大学出版社的大力支持，他们认真细致的工作保证了本书的质量。
由于编者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，恳请读者批评指正！
编者2022年3月
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