《软件无线电原理与技术》课件-1第1章软件无线电综述

课程概述专业基础类必修课40学时课程名称课程性质课程学时软件无线电****实习毕业设计****原理****导论软件无线电导航原理通信原理数字信号处理信号与系统高频电子线路计算机程序设计大学计算机基础知识结构综合实践类专业方向类课程专业基础类课程基础课课程内容第一章综述第三章软件体系结构第二章硬件体系结构第六章发射机第七章接收机第八章天线第五章采样与量化第四章信号的表示系统架构用通建典型模块技术基础软件无线电第九章认知无线电课程内容计划1软件无线电综述2软件无线电硬件结构3软件无线电的软件架构及

SCA4信号的表示5采样与量化6

调制及发射机7解调及接收机8软件无线电天线9

认知无线电22266666440学时课堂讲授层次推演式对比分析式问题链式自主学习发现问题分析问题解决问题实验练习编程能力工程实践教学思路与方法感性认识理性思维实践教材教材：《软件无线电原理》向新著参考书：向新主编陈祝明主编阎毅贺鹏飞主编软件无线电的定义、特点1软件无线电的发展历程2软件无线电的研究热点和难点3课堂设计教学内容教学目标

掌握软件无线电的定义、特点

理解软件无线电与硬件无线电的区别

了解软件无线电的起源和发展、研究热

点和难点以及未来发展课堂设计重点难点

重点：软件无线电的定义、特点

难点：软件无线电的定义课堂设计

层层质疑教学思路与方法“问题剖析式”教学法为什么提出软件无线电技术？什么是软件无线电？软件无线电的特点是什么？经历了哪些发展阶段？研究热点和难点是什么？课堂设计软件无线电综述JamesClerkMaxwell1873年电磁辐射理论

HeinrichHertz1887年电磁波的存在

GuglielmoMarconi1901年无线电信息跨越大西洋

数字无线通信系统软件无线电无线电软件无线电：利用电磁波的空间传播实现信息的传输。软件：是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。

什么是软件无线电？问题一概述概述概述双中频超外差式收发机结构概述

什么是硬件无线电？问题二硬件无线电软件无线电硬件射频部分调制解调部分编码解码部分射频部分软件框架信号处理调制解调部分编码解码部分框架、信号处理功能改变改变硬件软件定义数字无线电可重配置技术软件无线电模拟无线电硬件无线电1992年5月，美国MITRE公司的JosephMitolaIII首次明确提出“软件无线电”的概念。定义JosephMitolaIII的软件无线电定义

软件无线电是多频带无线电，它具有宽带的天线、射频转换、ADC/DAC，能够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。定义定义

软件无线电是一种新型的无线体系结构，它通过硬件和软件的结合使无线网络和用户终端具有可重配置能力。

软件无线电提供一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效而且相当经济的解决方案，可以通过软件升级实现功能提高。相同的硬件可以通过软件定义完成不同的功能。它可以使整个系统（包括用户终端和网络）采用动态的软件编程对设备特性重配置。多频带多模式多功能三多特点可重配置可重编程两重理想的体系结构

核心思想（1）采用开放的、标准化的、通用的硬件平台；（2）宽带A/D、D/A

转换尽可能的靠近天线；（3）用软件实现尽可能多的无线电功能；（4）通过软件实现系统功能的设置与升级。“波形（waveform）”，传统上指在一个物理媒质中运动的“波”随时间或距离等变化的形状，或其抽象表达。“波形”是指用于信息传输全过程的变换的集合；（原始信息通过编码、调制、解调、译码等全过程所涉及的所有变换）。波形在这里可以等同为通信协议。发展历程软件的参与程度数字硬件无线电软件控制无线电软件定义无线电理想软件无线电终极软件无线电第0级第3级第2级第1级第4级灵活性发展的5个层次软件的参与程度发展的5个层次发展历程数字硬件无线电第0级固定波形硬件控制系统控制无软件参与。系统不能做任何修改，系统操作由开关、拨号盘和按钮来完成。软件的参与程度发展的5个层次发展历程软件控制无线电第1级固定波形软件控制系统控制软件上实现了控制功能，但是在不改变硬件的条件下，这些无线通信设备是不能改变像频带或调制方式这样的特征参量。软件的参与程度发展的5个层次发展历程软件定义无线电第2级软件可定义、频率范围固定波形软件控制系统控制软件参与处理及控制。使用软件对调制、宽/窄带、安全、波形产生和检测进行控制，但通常受到频率的约束。软件的参与程度发展的5个层次发展历程理想软件无线电第3级软件可定义、频率范围不限波形软件控制系统控制在接收端或发射端无需任何下变频或上变频转换，它完全可编程。这种SDR将RF前端的输出直接接入ADC，然后进入到DSP，消除了大部分的模拟部件，从而降低了失真和噪声。发展历程军事应用软无概念最早起源于上个世纪70年代美军对VLF频段多模式无线电系统的开发。发展历程1978年，美国空军开发了通信、导航和识别综合航空电子（ICNIA）系统。美国开发的第四代战斗机上高度综合化的航空电子系统，CNI子系统。发展历程CNI系统具有支持22种不同的通信、导航和识别的信号波形的能力，可以提供从HF到L波段的无线电通信。发展历程完成基于软件无线电概念构建多频带、多模式无线电（MBMMR）系统的可行性研究和适用性验证。发展历程SPEAKeasy计划后开发了可编程模块化通信系统（PMCS）随后成为JTRS电台的基础。发展历程民用移动通信5G发展历程民用移动通信发展历程未来发展智能化方向的趋势我国已将软件无线电纳入国家“863”高科技发展计划。软件无线电技术的未来将向智能化方向发展，它将成为21世纪无线电通信领域的核心技术。

技术热点和难点（1）宽带/多频段天线

技术热点和难点（2）灵活射频前端设计射频部分包括预放大和功率输出两部分。要求工作频带足够宽，并采用数字频率合成技术设置，能够适应多载波工作。

技术热点和难点（3）高速ADC、DAC孔径信号分布网络共用模拟模