《GNU Radio软件无线电技术》白勇胡驻华编著笔记（1）

软件无线电定义：

多频段无线电，具有天线、射频前端、模数和数模转换器，能支持多种无线通信协议。理想软件无线电中，包括信号的产生、调制/解调、定时、控制、编/解码、数据格式、通信协议等各种功能都可以通过软件来实现。总之，软件无线电是硬件平台不改变前提下通过软件编程对物理硬件进行配置以获得灵活性的无限电。

软件无线电关键技术

宽带/多频段天线
软件无线电台频段2~2000MHz。
最理想、难实现：全频段天线
现实可行：组合式多频段天线，将频段分为2 ~ 30，30 ~ 500，500 ~2000。
高速ADC与DAC
ADC转换速率要满足奈奎斯特采样定律，即采样率至少为带宽的两倍。
ADC产生量化噪声，SNR（dB）=6.02*N(比特)+1.76
采样速率和量化精度由ADC电路特性和结构决定，实际中是相互矛盾的。
高速数字信号处理器
硬件处理速度高，算法优化。利用多个芯片并行处理

软件无线电平台

1.GNU Radio

GNU Radio主要由Python编程语言进行编写，核心信号处理模块为C++在带浮点运算的处理器上构建
优点：快速简单
缺点：受限于信号处理的软件实现方式，只能由有限的信号处理速度，不能满足高速无线通信协议中大计算量的需求

USRP:GNU Radio配套的硬件前端，可将PC连接到射频前端，本质上充当无线电通信系统的数字基带或中频部分
作用：对模拟信号操纵，将模拟信号转变为数字域的低速率、数字复信号

2.SORA

3.Open Air Interface

软件无限电基本理论

1.信号采样理论

软件无线电的三种基本结构：

基于低通采样的软件无线电结构
基于带通采样的宽带中频软件无线电结构（现实使用）

为了使原始数据x(n)的采样率fs降低，对x(n)每D个数据抽取一次，形成xD(m)，其抽样率为fs/D;要想xD(m)能恢复x(n),要保证x(n)中不含有fs/(2D)的频率分量，由此先通过低通滤波器。
整倍数内插

整数倍内插：原始两个采样点之间插入I-1个零值，提高I倍采样率。
内插器过程：
两个滤波器都是工作在采样率为I*fs上，两个滤波器可用一个组合滤波器替代。
3.数字滤波器

半带滤波器（HBF:half-band filter）

类型：fir滤波器
应用：适合D=2^M倍的抽取或内插
特点：阻带带宽和通带宽度相等，通带、阻带的波纹也相等。
优点：采用半带滤波器实现频率变化时，只需要一半的计算量，计算效率高，适用于实时处理

数字下变频

数字下变频：所需的分量从中频载波频率搬移到所需频率(如基带)，来降低之后信号处理的速率
数字下变频原理：
其中CIC和HBF滤波器用于抽取，降低速率
数字上变频

数字上变频：数字下变频的逆过程，是将基带处理后的数字信号转换为信道传输信息；频域上来看，是将基带信号搬移到更高的频率上。
包括内容: 脉冲波形成形、滤波、混频等
过程：

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