本书首先介绍软件无线电技术的发展背景和历程,然后对一些常见的软件无线电平台进行详细的介绍(第1章);其次介绍软件无线电技术中的主要理论,包括信号采样理论、多速率信号处理技术、数字滤波器技术以及软件无线电的基本结构等(第2章);接着,针对 GNU Radio软件无线电中的软硬件平台进行详细的介绍(第 3章),并给出GNU Radio软件无线电系统环境在 Ubuntu上的安装与测试方法(第4章);随后,介绍 GNU Radio中的附带工具和功能软件,重点介绍 GRC的使用方法,以及如何使用 GRC和 Python来开发通信系统(第 5、6章);在此基础上,本书还详细分析基于 C++语言来开发信号处理模块的问题(第7章),同时对 QPSK&GMSK调制方式、OFDM无线传输以及 MIMO技术的 GNU Radio仿真实现进行详细的介绍和分析(第8章);最后,本书对常见的基于 GNU Radio的软件无线电科研项目(OpenBTS、Hydra和GQRS)进行深入的分析和探讨(第9章)。
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目录 前言 第1章 绪论1 1.1 软件无线电发展概述1 1.1.1 背景1 1.1.2 软件无线电概念及关键技术2 1.1.3 软件无线电研究现状3 1.1.4 存在的问题探讨5 1.2 软件无线电平台介绍6 1.2.1 GNU Radio6 1.2.2 SORA7 1.2.3 Open Air Interface14 参考文献17 第2章 软件无线电基本理论20 2.1 信号采样理论20 2.1.1 采样定理21 2.1.2 带通信号采样定理22 2.2 多速率信号处理23 2.2.1 整数倍抽取23 2.2.2 整数倍内插25 2.2.3 采样率分数倍变换27 2.3 数字滤波器27 2.3.1 数字滤波器设计基础28 2.3.2 半带滤波器28 2.3.3 积分梳状滤波器29 2.4 软件无线电基本结构30 2.4.1 数字下变频30 2.4.2 数字上变频31 参考文献32 第3章 GNU Radio 软件无线电平台33 3.1 GNU Radio 平台综述33 3.2 GNU Radio 软件架构35 3.3 GNU Radio 硬件平台37 3.3.1 HackRF38 3.3.2 bladeRF39 3.3.3 USRP40 3.4 USRP 硬件平台42 3.4.1 USRP 母板43 3.4.2 USRP2 母板45 3.4.3 USRP 子板46 参考文献49 第4章 GNU Radio 的安装50 4.1 安装需求50 4.2 Linux 下的安装50 4.2.1 安装Ubuntu 10.10 操作系统50 4.2.2 在Ubuntu 10.10 系统下安装GNU Radio52 4.3 安装后的测试53 4.3.1 连接检测54 4.3.2 程序测试56 4.3.3 图形界面GRC 的测试60 参考文献61 第5章 GNU Radio 的使用62 5.1 引言62 5.2 使用系统附带工具及功能软件62 5.3 使用GNU Radio 仿真64 5.4 使用图形化信号处理开发工具GRC64 5.4.1 GRC 简介 64 5.4.2 核心概念64 5.4.3 GRC 使用要点66 5.4.4 GRC 使用举例68 参考文献71 第6章 使用 Python 开发GNU Radio 应用程序72 6.1 Python72 6.1.1 Python 语言简介72 6.1.2 GNU Radio 中的Python77 6.2 编程概念77 6.2.1 低通滤波器音频记录机77 6.2.2 拨号音发生器78 6.2.3 QPSK 解调器78 6.3 第一个Python 代码例程79 6.4 编程指南81 6.4.1 Python 如何调用C++程序81 6.4.2 GNU Radio 模块82 6.4.3 选择、定义和配置功能块83 6.4.4 模块的阶层结构85 6.4.5 并行流程图87 6.4.6 GNU Radio 的扩展和工具89 6.4.7 流图的控制89 6.4.8 非流图应用91 6.4.9 高级主题91 参考文献95 第7章 使用 C++开发GNU Radio 信号处理模块96 7.1 C++编程规范96 7.1.1 编辑规范96 7.1.2 设计规范100 7.2 模块结构102 7.3 信号处理模块的编写103 7.3.1 关键知识点103 7.3.2 基于C++的开发方法108 7.3.3 第一个模块112 7.4 图形界面的使用116 7.5 外部库文件的使用121 7.6 Octave 和MATLAB 的使用122 7.6.1 Octave 的使用122 7.6.2 MATLAB 的使用124 7.7 版本控制127 参考文献129 第8章 GNU Radio 无线传输实现范例131 8.1 GNU Radio 调制方式实现131 8.1.1 DQPSK&QPSK 调制方式实现131 8.1.2 GMSK 调制方式实现140 8.2 GNU Radio 的OFDM 无线传输145 8.2.1 系统框图和MAC 帧的构成145 8.2.2 物理层147 8.2.3 开发和调试方法151 8.2.4 OFDM 系统实验结果及分析153 8.3 GNU Radio 的MIMO 技术155 8.3.1 mux 参数的含义156 8.3.2 代码示例158 参考文献164 第9章 GNU Radio 科研项目166 9.1 GNU Radio 科研项目概述166 9.2 GNU Radio 科研项目介绍166 9.2.1 OpenBTS 项目166 9.2.2 Hydra 项目180 9.2.3 认知无线电压缩频谱感知项目183 9.2.4 其他应用191 参考文献191 附录A main_usrp_tx.py193 附录 B demo_usrp_rx.py198