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复习——第一章（无线电系统技术概述）1.理解常见无线电技术中的AGC技术，超外差接收技术和双工技术。低噪放大技术、自动增益控制技术、超外差接收技术、收/发双工技术噪声系数的定义：(/)/(/)sinisonoNFPPPP将无线电接收机看成是多级电路网络构成的系统，则整个级联系统的噪声系数为：321112121111.........nnNFNFNFNFNFGGGGGG接收灵敏度影响因素：外部噪声、内部噪声和电路系统的非线性失真等提高接收灵敏度的方法：在接收机前端增加一个射频放大器，并使其噪声系数尽可能小，一般采用低噪声放大器为使接收机输出信号的强度相对稳定，接收机的增益就应随着输入信号强度的大小自动调整，这一技术即为自动增益控制。AGC提高了接收机的动态范围AGC的工作原理：按负反馈原理工作压缩比：即输入电平变化量VRi与输出电平变化量VRO之比（或dB差）：()()ioMVRdBVRdB接收机的动态范围：接收机在输出信号不变的条件下，可接收的最大功率Pmax与最小功率Pmin之比:maxmin10lg(/)()DRPPdB超外差技术：通过混频器本振频率fL和选频滤波器中心频率f0=fRF同步改变来实现中频频率fIF固定不变。(中频频率fIF是射频频率和本振频率差拍的结果)镜频干扰中频频率是射频频率和本振频率差拍的结果，即()IFLRFfabsff比本振信号分别高和低一个中频频率的信号经混频后都会进入到接收机的中频信道中两个信号在射频上对称地位于本振频率两侧，互为镜像，因此被称为镜频干扰镜频干扰抑制效果用镜频干扰抑制比来表征/10lg(/)()RFRFIRRPPdB超外差接收机要获得好的镜频抑制比，应该采用高中频的系统方案常见的收/发双工技术：时分双工、频分双工和环形器双工2.无线模拟通信系统、无线数字通信系统、数字无线电技术比较、软件无线电比较。除调制/解调外，无线数字通信系统与无线模拟通信系统相同无线数字通信系统与无线模拟通信系统的根本区别：（1）信源的数字化；（2）调制/解调传输信道中其它各环节仍相同，如信道分离、混频和滤波等，但模拟信道技术结构复杂、集成度低、体积功耗大，运用不灵活。模拟无线电技术中，信号处理大多采用实信号处理技术，而数字无线电则多采用复信号处理技术，即采用正交双通道技术3.实现正交双通道的关键。实现正交双通道的关键有两个1）需要产生两个正交本振2）需要严格保证两通道的幅度平衡若上述条件无法满足，则会产生镜像信号，造成镜像干扰4.硬件无线电与软件无线电的主要区别。硬件无线电是指无线电设备的功能由硬件结构确定，系统的工作很少或没有软件参与，在功能上是固定的。软件无线电技术可以多频带/多模式/多功能工作，具有可重编程、可重配置能力。模拟无线电和数字无线电都属于硬件无线电；数字无线电+软件无线电和重配置技术构成软件无线电。5.数字无线电常见结构。根据A/D转换在数字无线电系统中所处的位置分类零中频数字基带的结构：中频频率为零，不存在一般超外差接收机中的镜频干扰问题超外差式数字基带的结构：中频频率固定超外差式数字中频的结构：中频频率固定6.软件无线电的定义、特点及软件无线电的中心思想。软件无线电的定义：软件无线电是将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接构成基本平台，并通过软件加载实现各种无线电功能的一种开放式体系结构。特点：功能的灵活性、结构的开放性、成本的集中性。可以多频带/多模式/多功能工作、具有可重编程、可重配置能力。其中心思想是：构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能，如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成，并使A/D和D/A转换器尽可能靠近天线，以实现具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。7.软件无线电的分级。第0级：数字硬件无线电（基本不可改变）第1级：软件控制无线电（可以改变一些功能，例如功率水平和互连方式不能改变像频带或调制方式这样的特征参量）第2级：软件定义无线电（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。通常模数和数模变换只能在中频及以后出现）第3级：理想的软件无线电（它完全可编程，直接在射频前端进行模数和数模变换，消除了大部分模拟部件，降低了失真和噪声）第4级：终极软件无线电（完全可编程，无外置天线，不受运行频率和带宽的限制，能快速实现空中接口的检测和转换）基于盲源分离总结：随级别的提高，系统的灵活性逐步提高，通常所说的软件无线电一般是指第2级和第3级8.理想的软件无线电的组成结构。结构的核心是：使模拟信号转换为数字信号的部分尽可能接近天线复习——第二章（信号采样理论与模数前端技术）1.低通、带通采样定理及应用。低通抽样定理：设有一个频率带限信号x(t)，其频带限制在(0,fh)之间，如果以不小于fs＝2fh的采样速率对x(t)进行等间隔采样，得到时间离散的采样信号x(n)＝x(nTs)（其中Ts＝1/fs称为采样间隔）,则原信号x(t)将被所得的采样值x(n)完全地确定。max22shfff欠采样，频谱混叠max22shfff过采样，不混叠max22shfff等采样，不混叠，其采样率称为Nyquist采样率带通采样定理：设一个频率带限信号x(t)，其频带限制在（fL,fH)内，如果其采样速率fs满足：S42()f2121oLHfffMM式中，M取能满足fs=2(fH-fL)=2B的最大整数(0,1,2,…)，则用fs进行等间隔采样所得到的信号采样值x(nTs)能准确的确定原信号x(t)。注意：1）上述采样定理的适用前提条件是：只允许在其中的一个频带上存在信号，而不允许在不同的频带上同时存在信号，否则将引起混叠。2）为了能使用最低采样速率即：fs=2B，带通信号的中心频率必须满足BnffBnfHL)12(或2120即信号的最高频率加上最低频率是带宽的整数倍（奇数倍）,fL=nB。3）带通采样的结果是把位于(nB,(n+1)B)(n=0,1,2….)不同频带上的信号，都挪位于(0,B)上相同的基带信号频谱来表示，因此，带通采样有等效混频的作用，这是低通采样所没有的。4）但是，当n为奇数时，其频率对应关系是相对于中心频率“反折”的，即奇数通带上的高频分量对应基带上的低频分量，奇数通带上的低频分量对应基带上的高频分量。2.软件无线电中的几种常用ADC及其特点。逐次逼近式、并行比较式、子区式可以获得较高的采样速度，可用于软件无线电系统。逐次逼近式ADC结构简单但速度不能很高，并行比较式ADC速度高但结构复杂，引入子区式ADC→结构相对简单而且速度又较高。3.ADC的各种性能指标，SNR和ENOB的计算，过采样的好处。1）分辨率：ADC所能分辨的输入模拟量的最小值用输入的电压（电流）最小值表示（设输入范围（0~UREF）=2REFNU分辨率此变化量称为1个LSB用百分比表示12=2REFNNREFREFUuUU分辨率用ADC的转换位数N表示位数越多，分辨率的值越小，分辨率越高。2）转换时间和采样速率转换时间（tCON）指ADC完成一次转换所需要的时间，即从转换开始到输出端出现稳定的数字信号所需要的时间，它的倒数称为转换速率采样速率(fs)考虑了器件延迟等因素的影响，是转换时间和器件延迟时间之和的倒数，它更能反映出ADC的实际转换性能，单位一般用sps（样点每秒）表示3）转换误差绝对误差：输出数字量对应的理论值与实际值之间的差值，通常用LSB的倍数表示，例如：1/2LSB，1LSB。相对误差：绝对误差与模拟满量程值的比值，通常用百分数表示，例如：0.05%，0.1%ADC的转换精度由转换误差和分辨率（转换位数）共同决定转换误差包括增益误差、偏移误差、非线性误差等等，它们都会对ADC的转换精度造成影响4）量化信噪比在量化过程中，会产生量化噪声。量化噪声：量化误差对信号的影响等效于在信号上叠加了噪声。当只考虑量化噪声的影响时，采样后信号与噪声的功率之比称为量化信噪比。10lgqSSNRN当采用均匀量化，且输入为正弦满幅信号时，210lg=6.021.76()12qqSVSNRNdBN（其中，N=）结论：量化信噪比与量化位数有关，量化位数每提高1位，量化信噪比提高约6dB.采用过采样的方法，可以改善A/D转换的输出信噪比，改善程度取决于过采样的倍数6.021.7610lg()2sfSNRNdBB10lg()2sfB被称为过采样处理增益。5）孔径误差在实际的A/D转换中，转换需要一定的时间tCON，称为孔径时间。在孔径时间内由输入信号变化引起的转换误差Ve，称为孔径误差。采样保持有两种工作状态：跟踪和保持。6）无杂散动态范围理想ADC的输入和输出成线性关系，但实际的ADC往往存在着非线性从静态特性看，非线性会引入转换误差从动态特性看，非线性会引入谐波失真（单频率输入时）或互调失真（两个以上频率输入时），也称为杂散，两种失真对系统的影响用无杂散动态范围（SFDR）来表征SFDR的定义为：当输入为单频正弦信号时，其输出端的正弦信号功率与输出功率谱上最大杂散分量功率之比7）有效转换位数ADC所获得的实际转换位数不仅取决于转换器件的转换位数，还与系统的采样速率、转换误差、孔径误差和PCB抗电磁干扰性能等因素有关实际可获得的等效转换位数称为有效转换位数（ENOB），它的计算公式为：1.766.02SNRENOB其中，SNR是ADC输出的实际信噪比，用dB表示。4.SNR和SFNR的比较。SFDR与SNR之间的区别：SFDR表征的是A/D转换输出信号与它的最大杂散分量之间的相对功率关系，SFDR与它的杂散是相关的；SNR反映的是信号与噪声相对功率关系，信号与噪声是不相关的5.软件无线电中的几种常用DAC及特点，阶梯重构的概念。D/A转换器的主要电路形式有：1）权电阻网络D/A转换器（电阻加权型）：权电阻的排列顺序和权值的排列顺序相反。权电阻网络D/A转换器的特点：①优点：结构简单，电阻元件数较少，转换速度较快；②缺点：阻值相差较大，制造工艺复杂，不利于转换精度的控制和电路的集成。2）R-2R倒T型电阻网络D/A转换器（综合加权型）：整个网络的等效输入电阻为R。倒T型电阻网络D/A转换器的特点：①优点：电阻种类少，只有R和2R，提高了制造精度；而且支路电流流入求和点不存在时间差，提高了转换速度。②应用：它是目前集成D/A转换器中转换速度较高且使用较多的一种，如8位D/A转换器DAC0832，就是采用倒T型电阻网络。3）权电流型D/A转换器(电流加权型)：在权电流式DAC中，各支路权电流的大小均不受开关导通电阻和压降的影响，这样降低了对开关电路的要求，提高了转换精度。与理想采样信号的重构相比，实际的输出一是存在模数变换时引入的量化误差，二是输出模拟信号的时域波形不是连续变化的，而是阶梯变化的，因此DAC的实际输出不再与理想的重构信号相同。实际DAC的输出重构也称为阶梯重构。6.实际的软件无线电的系统可分为哪几种结构形式？相应的系统结构框图，特点。根据软件无线电系统中射频接收信号采样方式的不同，实际的软件无线电系统可分为三种结构：射频低通采样结构理想的软件无线电射频带通采样结构软件定义无线电（SDR）中频带通采样结构1）基于射频低通采样结构软件无线电系统系统结构：系统特点：基于射频低通采样结构的软件无线电系统是一种理想的软件无线电系统。这种系统的输入、输出都是在射频上基于低通采样定理进行采样，因而具有最大的灵活性和全部的可编程性。这种结构要求系统的处理带宽为整个频段，因此对A/D、D/A转换器的转换速率、工作带宽等参数的要求很高，在实际应用中往往受到实际器件水平的控制。目前的软件无线电的通信系统，其处理频段为中波段到S波段，其处理带宽达到3GHz,因此要求A/D、D/A转换器的转换速率达到6GHz以上。目前的器件还不能满足这样的要求，即使满足此要求，对系统的实时的信号处理的速度也要求太高，目前还无法实现。为此，基于射频