軟件無線電 (選修) 作業(yè)總結(jié)

1、第一章1、 影響天線效率的因素有哪些（答出至少三條）？答：工作頻率，天線長度，天線形狀，天線架設(shè)的高度等2、 語音頻率范圍是3003400Hz，當取f=3000Hz時，天線長度為多少時，天線效率最高？3、 如何解決最簡結(jié)構(gòu)中天線效率低和無法多路傳輸?shù)膯栴}？答：在其他參數(shù)相同的條件下，輸入激勵電流的頻率越高，基本振子天線的電磁波越強，即天線的效率越高。 實際的天線電系統(tǒng)都采用了調(diào)制/解調(diào)技術(shù)，即在發(fā)射端用一個可選擇的高頻率的正弦波信號去調(diào)制需要傳輸?shù)念l率較低的調(diào)制信號，這個高頻正弦波信號成為載波；在接收端采用解調(diào)技術(shù)再將調(diào)制的信號從載波上解出來，從而完成了信號的無線傳輸過程。這也是解決不能多路傳

2、輸?shù)姆椒ā?、請畫出無線電系統(tǒng)的實用結(jié)構(gòu)。5、常見的收/發(fā)雙工技術(shù)答：時分雙工、頻分雙工和環(huán)形器雙工6、畫出無線數(shù)字通信系統(tǒng)框圖發(fā)射端：接收端：7、畫出無線電系統(tǒng)的實用結(jié)構(gòu)圖，并指出基帶信號、中頻信號和射頻信號的位置答：同第4題8、簡述外差技術(shù)和超外差技術(shù)的概念，并畫出超外差技術(shù)的框圖答：外差技術(shù)：中頻頻率fIF固定不變，通過混頻器本振頻率fL和選頻濾波器中心頻率f0 = fRF同步改變來實現(xiàn)超外差技術(shù)：當取中頻頻率fIF低于射頻頻率fRF且高于信號帶寬B時9、 軟件無線電的特點答：功能的靈活性，結(jié)構(gòu)的開放性，成本的集中性。多功能、多頻帶、多模式。具有可重編程、可重配置能力。10、畫出理想的軟

3、件無線電體系結(jié)構(gòu)，并簡述結(jié)構(gòu)核心和構(gòu)造思想結(jié)構(gòu)核心：使模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的部分盡可能接近天線構(gòu)造思想：不可能采用數(shù)字器件實現(xiàn)的部分放在模擬子系統(tǒng)中其他部分放在數(shù)字子系統(tǒng)中，例如載以獲得最大程度的軟件可編程性。11、軟件無線電的研究熱點和難點答：寬帶/多頻段天線、智能天線；靈活的射頻前端設(shè)計；高速數(shù)模和模數(shù)變換器；高速信號處理器；軟件無線電的信號處理算法；軟件下載和軟件重配置技術(shù)。第二章1、模數(shù)變換的主要步驟包括哪些？起作用是什么？答：采樣：連續(xù)時間信號的離散化量化和編碼：采樣值的有限精度處理2、畫出下面信號經(jīng)采樣后的頻譜圖（考慮兩種情況：失真或非失真）。4、 低通采樣定理是什么？5、 正交

4、采樣的基本結(jié)構(gòu)6、 正交采樣的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)7、 ADC和DAC在軟件無線電系統(tǒng)中可能的位置答：基帶、中頻和射頻8、 ADC的基本結(jié)構(gòu)9、 幾種主要的ADC類型答：并行比較式、子區(qū)式、雙積分式、10、 ADC的主要性能指標答：分辨率、轉(zhuǎn)換時間和采樣速率、轉(zhuǎn)換誤差、量化信噪比、孔徑誤差、無雜散動態(tài)范圍、有效轉(zhuǎn)換位數(shù)。10、DAC的基本結(jié)構(gòu)11、幾種主要的DAC類型，并指出下圖為何種DAC，并指出其輸入部分，輸出部分，電阻網(wǎng)絡(luò)，參考電壓，模擬開關(guān)。推導輸出與輸入的關(guān)系表達式12、DAC的主要性能指標答：分辨率、轉(zhuǎn)換誤差、轉(zhuǎn)換輸出建立時間、轉(zhuǎn)換速率。第三章1、畫出內(nèi)插器的結(jié)構(gòu)圖，給出相應(yīng)濾波器的頻譜特性。

5、畫出如圖信號波形在I=2時的信號頻域和時域輸出波形，及經(jīng)過濾波后的波形。2畫出抽取器的結(jié)構(gòu)圖，給出相應(yīng)濾波器的頻譜特性。畫出如圖信號波形在D=2時的信號頻域輸出波形，及經(jīng)過濾波后的波形。3、畫出實用的分數(shù)率采樣結(jié)構(gòu)圖，并給出濾波器的頻譜特性。4、為降低數(shù)字濾波器的要求，通常采用哪兩種方法？答：采用多相濾波器實現(xiàn)、采用多級級聯(lián)方式實現(xiàn)。5、請分別說出FIR濾波器的優(yōu)缺點FIR濾波器的缺點：1、FIR濾波器只有零點，而沒有極點，因此不像IIR濾波器那樣容易取得比較好的通帶和阻帶衰減特性2、對FIR濾波器而言，要得到較好的衰減特性，一般要求較高的濾波器。FIR濾波器的優(yōu)點：1、由于沒有極點，因而系統(tǒng)

6、總是穩(wěn)定的，在設(shè)計時可以省略對字長效應(yīng)的估計與控制，以及對系統(tǒng)穩(wěn)定性的反復驗證。2、容易實現(xiàn)線性相位，這對軟件無線電這種寬帶甚至超寬帶的系統(tǒng)尤為重要。3、允許設(shè)計多通帶濾波器。6、半帶濾波器的特性第四章1、基于采樣方式的不同，軟件無線電的組成結(jié)構(gòu)哪幾種，并分別畫出框圖：答：1）射頻全寬帶低通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)2）射頻直接帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)3）寬帶中頻帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)。2、數(shù)字變頻器主要包含哪些結(jié)構(gòu)？答：1、數(shù)控振蕩器(NCO numeric control oscillator)2、數(shù)字混頻器3、數(shù)字濾波器3、畫出外差式接收機結(jié)構(gòu)（畫出數(shù)字混頻，模擬混頻），并說明該種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點優(yōu)點

7、：靈敏度高、選擇性好、接收機增益分散于工作在不同頻率的放大器上、中頻部分可標準化，易于實現(xiàn)、整個系統(tǒng)性能良好。缺點：需要高中頻設(shè)置、需要高性能模擬濾波器，不能單片集成實現(xiàn)、由于是多變換結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)復雜度高、需要兩個或兩個以上的本振。4、畫出零中頻接收機結(jié)構(gòu)（畫出數(shù)字混頻，模擬混頻），并說明該種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點優(yōu)點：消除了中頻部分，簡化了接收機的結(jié)構(gòu)，易于單片集成實現(xiàn)、大部分信號處理工作在較低的速率上，對處理器、的要求降低，并有助于降低系統(tǒng)的功耗、消除了相鄰信道引起的鏡像干擾問題，不再需要、由分立元件實現(xiàn)的模擬高Q值濾波器、只需要一個本振。缺點：零頻附近很不安全（直流失調(diào)、1/f 噪聲、二階失真）、需

8、要高精度、寬帶的正交變頻設(shè)置、只有一級AGC，信號的動態(tài)范圍相對較小。5、對于直流失調(diào)采用的補償手段有哪些？答：1、頻率調(diào)整（從本振泄漏角度入手）2、電容耦合（從消除直流信號角度入手）3、直流校準（從消除直流信號角度入手）。6、畫出兩種低中頻接收機結(jié)構(gòu)，并指出其優(yōu)點優(yōu)點：解決了零中頻接收機的直流失調(diào)問題、減小了本振泄漏的影響、復雜度適中，比外差式低，比零中頻高、同樣具有模擬正交混頻和數(shù)字正交混頻兩種結(jié)構(gòu)形式、由于存在中頻，因此需要抑制鏡像信號，鏡像信號抑制可以在正交下變頻后，在較低的頻率上完成，盡管鏡像抑制能力要求仍較高，但總體實現(xiàn)難度比外差式接收機大幅降低了7、圖為哈特雷鏡像抑制接收機，請分

9、別寫出AB點信號表達式，并分析哈特雷接收機是如何抑制鏡像信號的。A: B: 8、在正交變頻時，同相和正交兩個支路的失配為什么會降低正交變頻在防止原信號與鏡像信號在變頻后出現(xiàn)混疊方面的能力。給出一種正交失配的補償方案并簡要說明其原理。答：當失配現(xiàn)象出現(xiàn)時，原來單正頻率的本振信號會分裂成對稱的正、負頻率本振信號，不難看到，這個負頻率的鏡像本振信號會造成正交變頻結(jié)構(gòu)鏡像信號抑制能力的下降。第五章1、軟件無線電體系結(jié)構(gòu)包括哪些部分。答：軟件無線電體系結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)軟件無線電概念的具體設(shè)計結(jié)構(gòu)，包括硬件、軟件和接口協(xié)議等部分，是軟件無線電技術(shù)的核心軟件無線電體系結(jié)構(gòu)具。2、硬件體系結(jié)構(gòu)按各功能模塊連接方式劃

10、分為哪幾種結(jié)構(gòu)？答：流水式結(jié)構(gòu)、總線式結(jié)構(gòu)、交換式結(jié)構(gòu)、計算機和網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)3、對常用數(shù)字處理器，請分別按照可重編程能力、處理速度快慢來排序。4、影響數(shù)字信號處理能力的度量有哪些？答：1、時鐘頻率：時鐘頻率越高，運算速度就越快² 2、指令執(zhí)行速度：以一條指令的執(zhí)行時間(ns)或每秒鐘執(zhí)行的指令數(shù)目來度量² 3、操作執(zhí)行速度：以每秒鐘進行的操作數(shù)目來度量。操作可分為定點和浮點，其單位有MOPS，MFLOPS和BOPS² 4、乘法運算（MAC,乘法累加器）執(zhí)行速度：以一次乘法運算的時間(ns)或每秒鐘執(zhí)行的乘加運算數(shù)目來度量² 5、FFT運算執(zhí)行速度：以運行一個N點FFT程序所需的時間來度量5、軟件無線電的軟件部分應(yīng)具有以下特點答：具有良好的開放性，采用模塊化結(jié)構(gòu)、軟件可重用：可以實現(xiàn)軟件的“即插即用”6、軟件體系結(jié)構(gòu)都包括哪些？答：硬件特定的軟件結(jié)構(gòu)、開放的軟件結(jié)構(gòu)、面向過程的軟件設(shè)計方法、面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計方法。7、軟件無線電可用的編程語言答：匯編語言：可充分發(fā)揮硬件的性能優(yōu)勢，代碼執(zhí)行效