面向 ZYNQ-7000 SOC 的軟件定義無線電原理及實現：涵蓋 GNU RADIO 和 MATLAB 軟件的通信系統設計

何賓

面向 ZYNQ-7000 SOC 的軟件定義無線電原理及實現：涵蓋 GNU RADIO 和 MATLAB 軟件的通信系統設計
  • 出版商: 電子工業
  • 出版日期: 2025-05-01
  • 售價: $594
  • 貴賓價: 9.5 折 $564
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 464
  • ISBN: 7121500930
  • ISBN-13: 9787121500930
  • 相關分類: Matlab、Radio-networks

    • 立即出貨

商品描述

本書以Xilinx公司Zynq-7000系列SoC和ADI公司AD9361射頻收發器為核心定製的硬件平臺SDR-AI-Z7為基礎，以GNU Radio軟件和MATLAB軟件為設計平臺，詳細介紹了軟件定義無線電（Software Defined Radio，SDR）的原理，以及基於不同軟件平臺實現SDR通信系統的方法。 本書在介紹SDR的原理和基於SDR技術實現通信系統時，為讀者展現了不同實現方法對通信系統的性能、靈活性、成本和功耗方面的影響。本書共13章，主要內容包括軟件定義無線電技術基礎、軟件定義無線電平臺硬件和軟件架構、軟件定義無線電平臺開發環境的構建、通信信號處理的基礎知識、正交調制和覆指數的基礎知識、前向糾錯的基本原理和實現、軟件定義無線電系統同步原理和實現、通道估計與均衡原理和實現、FM和FSK的GNU Radio實現、BPSK和QPSK無線傳輸的Simulink實現、OFDM無線傳輸的Simulink實現、802.11a無線傳輸的MATLAB實現，以及ADS-B信號接收Simulink實現。此外，本書的附錄提供了AM的GNU Radio實現和QPSK的GNU Radio實現等。 本書理論和實踐並重，通過採用不同的軟件框架實現SDR通信系統，從多個角度詮釋了軟件定義無線電中“軟件”的本質含義。

作者簡介

何賓，北京化工大學教師，國內知名的嵌入式系統和電子信息技術專家，長期從事嵌入式系統和信號處理方面的教學和科研工作。與包括意法半導體在內的全球多家知名的半導體廠商和EDA工具廠商大學計劃部門保持密切合作。已經出版電子信息方面的著作近80部，內容涵蓋電路仿真、電路設計、可編程邏輯器件、單片機、嵌入式系統等。典型的代表作有《STC單片機原理及應用》《EDA原理及Verilog HDL實現》《ARM Cortex-M0全可編程SoC原理及實現》《Altium Designer 15.0電路仿真、設計、驗證與工藝實現權威指南》《Xilinx FPGA數字信號處理權威指南》等。

目錄大綱

第1章 軟件定義無線電技術基礎
1.1 無線電頻譜及分配
1.1.1 無線電頻譜的定義
1.1.2 無線電頻譜分配
1.1.3 頻譜許可和合法使用
1.1.4 頻譜政策
1.2 自由空間路徑損耗
1.3 軟件定義無線電的發展歷史
1.4 通信系統的分層模型
1.4.1 開放系統互連模型
1.4.2 TCP/IP模型
1.5 無線通信標準
1.5.1 通信標準的定義和重要性
1.5.2 Wi-Fi的發展歷程
1.5.3 蜂窩網絡的發展歷程
1.6 SDR實現通信協議棧
1.6.1 MAC和PHY
1.6.2 上層
1.6.3 無線物理層
第2章 軟件定義無線電平臺硬件和軟件架構
2.1 軟件定義無線電架構的演進
2.1.1 基帶采樣/模擬中頻基帶采樣SDR
2.1.2 數字中頻采樣SDR
2.1.3 帶可調諧RF的基帶采樣SDR
2.1.4 直接射頻SDR
2.2 可重構軟件定義無線電平臺硬件架構
2.2.1 Xilinx Zynq-7000異構架構SoC
2.2.2 ADI的AD9361射頻收發器
2.2.3 軟件無線電硬件開發平臺
2.2.4 Vivado底層硬件框架
2.3 使用軟件無線電框架的必要性
2.4 ADI的IIO子系統
2.5 GNU Radio軟件無線電開發框架
2.5.1 GNU Radio的發展歷史
2.5.2 GNU Radio的功能
2.5.3 GNU Radio的初衷
2.5.4 GNU Radio中的典型塊
2.6 MathWorks軟件無線電開發框架
2.6.1 AD9361 Simulink模型
2.6.2 通用的通信和DSP系統工具箱功能
2.6.3 面向硬件可編程邏輯的Simulink工具流程
2.6.4 SDR設計中的軟硬件協同設計方法的框架
2.6.5 SDR設計中的軟硬件協同設計方法的實現
2.7 動態可重配置軟件無線電開發框架
2.7.1 動態可重配置技術與SoC結構的結合
2.7.2 動態可重配置技術的核心單元
第3章 軟件定義無線電平臺開發環境的構建
3.1 Vivado設計套件的下載和安裝
3.1.1 Vivado設計套件的設計流程
3.1.2 Vivado設計套件的下載
3.1.3 Vivado設計套件的安裝
3.1.4 添加許可文件
3.1.5 添加板支持包
3.2 GNU Radio軟件的下載和安裝
3.2.1 GNU Radio軟件的下載
3.2.2 GNU Radio軟件的安裝
3.3 MATLAB軟件的下載和安裝
3.3.1 MATLAB軟件的下載
3.3.2 MATLAB軟件的安裝
3.3.3 安裝Simulink軟件支持包
3.3.4 添加HDL Coder工具補丁包
3.3.5 安裝定制硬件平臺的軟件支持包
第4章 通信信號處理的基礎知識
4.1 調制和解調
4.2 射頻術語和參數
4.3 多速率信號處理
4.3.1 多速率采樣的原因
4.3.2 過采樣ADC和DAC
4.3.3 抽取
4.3.4 插值
4.3.5 半帶和L帶濾波器
4.3.6 抽取和插值級聯
4.4 基帶調制（位到符號）
4.4.1 正交調制與符號空間維度
4.4.2 幅移鍵控
4.4.3 正交幅度調制
4.4.4 相移鍵控
4.4.5 其他調制方案
4.5 基帶解調（符號到位）
4.5.1 符號判決
4.5.2 加性高斯白噪聲信道
4.5.3 誤差矢量幅度
4.5.4 比特錯誤率
4.6 無線信道
4.6.1 信道效應
4.6.2 解決方法
4.7 脈沖整形與匹配濾波
4.7.1 符號作為脈沖
4.7.2 脈沖整形要求和實現
4.7.3 平方根升余弦匹配濾波
4.7.4 最大效果點
4.8 比特錯誤率分析
第5章 正交調制和覆指數的基礎知識
5.1 信號的表示
5.1.1 模擬和數字信號
5.1.2 實數和覆數信號
5.1.3 歐拉公式
5.1.4 使用覆數頻譜在頻域中查看實信號
5.2 幅度調制和解調
5.2.1 雙邊帶抑制載波幅度調制
5.2.2 幅度解調
5.2.3 帶有相位誤差的幅度解調
5.3 正交幅度調制和解調
5.3.1 正交調制的三角表示
5.3.2 正交解調的三角表示
5.3.3 帶相位移動的正交解調
5.4 覆數符號的正交調制和解調
5.4.1 覆指數表示法的正交調制
5.4.2 覆指數表示法的正交解調
5.5 覆指數解調的頻譜表示
5.6 接收機的頻率偏移和校正
第6章 前向糾錯的基本原理和實現
6.1 前向糾錯概論
6.1.1 前向糾錯的背景
6.1.2 前向糾錯的基本原理
6.1.3 最大似然譯碼
6.2 漢明碼
6.2.1 漢明碼的參數
6.2.2 最小距離的定義及其和糾錯檢錯能力的關系
6.2.3 一致監督矩陣
6.2.4 生成矩陣
6.2.5 線性分組碼的編碼
6.2.6 線性分組碼的譯碼
6.3 循環碼
6.3.1 循環碼的定義和生成多項式
6.3.2 監督多項式和監督矩陣
6.3.3 (n,k)循環碼的編碼
6.3.4 (n,k)循環碼的譯碼
6.4 卷積碼
6.5 維特比譯碼器
6.6 BCJR、Log-MAP和Max-Log-MAP算法
6.6.1 BCJR算法
6.6.2 Log-MAP和MAX-Log-MAP算法
6.7 卷積碼的性能
6.8 衰落信道的前向糾錯
6.9 Turbo碼

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