软件无线电入门教程——使用LabVIEW设计与实现

\"本书是一部系统论述软件无线电的立体化教程（含纸质图书、电子书、教学课件、源代码与视频教程）。 全书共分为10章。第1章介绍LabVIEW编程。第2章介绍无线电系统设计与仿真过程。第3章介绍软件无线电RTL-SDR的硬件结构。第4章介绍接收机系统性能分析与优化方法。第5章介绍LabVIEW动态链接库函数的封装和调用方法。第6章介绍LabVIEW和MATLAB的混合编程技巧。第7章介绍软件无线电的结构和关键技术。第8章介绍两款当前较为典型的开源软件无线电项目。第9章介绍高性能软件无线电平台的使用方法。第10章介绍无线数字通信系统中典型信号处理算法。 为便于读者高效学习，快速掌握软件无线电设计与实践。本书作者精心制作了电子书（110页案例资料）、完整的教学课件（10章PPT）、完整的源代码（10章60多个案例）与丰富的配套视频教程（超过300分钟）以及在线答疑服务等内容。 本书适合作为广大高校通信工程专业软件无线电课程教材，也可以作为软件无线电技术开发者的自学参考用书。\"

吴光：博士，高级通信技术工程师，南方科技大学资深教学工程师，长期从事无线通信领域创新性实验教学设计和研究，主要承担“信号与系统”“通信原理”“无线通信”“微波工程”“前沿通信系统设计”“基于LabVIEW的通信电子设计”等专业课程的实践教学。先后参与和承担了“十一五”国防预研项目“无线传感器网络节点定位技术研究”、NSFC-微软亚洲研究院联合项目“基于无线网络的应急搜救关键技术研究”，以及广东省教学质量工程建设项目“无线通信实验在线开放课程”。

第1章LabVIEW简介 1.1LabVIEW编程基础 1.1.1VI的创建 1.1.2控件创建 1.1.3函数模块创建 1.1.4连线 1.1.5实例1： 加法器 1.1.6条件结构 1.1.7实例2： 选择器 1.1.8循环结构 1.1.9实例3： 累加器 1.1.10帮助文档 1.2LabVIEW编程进阶 1.2.1数组 1.2.2簇结构 1.2.3波形 1.2.4动态数据 1.2.5多分支条件结构 1.2.6多层嵌套条件结构 1.2.7移位寄存器 1.2.8波形显示 1.2.9子VI的定义和调用 1.2.10调制工具包 1.3LabVIEW设计模式 1.3.1项目需求分析 1.3.2事件结构 1.3.3事件驱动用户界面模式 1.3.4状态机模式 1.3.5队列 1.3.6生产者消费者模式 1.4项目实例： FM解调软件 1.4.1项目介绍 1.4.2主程序框架 1.4.3FM解调方案 1.4.4项目编程 1.4.5软件生成和发布 1.5本章小结 第2章无线电系统设计与仿真 2.1FM系统简介 2.1.1无线电系统 2.1.2FM系统传输模型 2.2FM系统程序设计和仿真 2.2.1系统设计和仿真流程 2.2.2WBFM的数学模型 2.2.3仿真界面 2.2.4程序框图 2.2.5WBFM单音测试 2.2.6WBFM语音测试 2.3FM调制原理 2.3.1FM的时域表达 2.3.2NBFM的时频域表达 2.3.3WBFM的时频域表达 2.3.4贝塞尔函数 2.3.5卡森准则 2.4FM解调原理 2.4.1反正切法 2.4.2包络检波法 2.4.3锁相环的基本原理 2.4.4FM抗噪声性能 2.5本章小结 第3章软件无线电RTLSDR 3.1RTLSDR简介 3.1.1RTLSDR的应用 3.1.2RTLSDR驱动安装 3.1.3SDR应用软件 3.1.4RTLSDR发现趣事 3.2RTLSDR的LabVIEW接口 3.2.1RTLSDR接口安装 3.2.2RTLSDR接口函数 3.2.3RTLSDR数据采集流程 3.3FM电台搜索 3.3.1信号的复数表示 3.3.2FM的复基带表示 3.3.3RTLSDR控制参数 3.3.4FM接收机设计模型 3.3.5FM 电台搜索实例 3.4FM信号解调和播放 3.4.1FM信号解调流程 3.4.2RTLSDR解调程序框图 3.4.3基于队列的FM接收机 3.5RTLSDR硬件结构 3.5.1RTLSDR硬件简介 3.5.2RTLSDR信号处理流程 3.5.3调谐器芯片R820T 3.5.4控制器芯片RTL2832U 3.5.5数字中频接收机结构 3.6本章小结 第4章接收机系统性能分析与优化 4.1信号分析基础 4.1.1采样率 4.1.2频谱测量 4.1.3信噪比估计 4.1.4低通滤波器 4.1.5波形重采样 4.2FM解调算法优化 4.2.1FIR滤波器解调 4.2.2双FIR滤波器解调 4.2.3移位寄存器解调 4.2.4FM门限效应 4.2.5信噪比最大化 4.3软件界面设计 4.3.1界面设计概述 4.3.2功能定义 4.3.3界面布局 4.3.4界面美化 4.3.5设计实例 4.4本章小结 第5章动态链接库封装和调用 5.1RTLSDR接口函数的封装 5.1.1动态链接库简介 5.1.2RTLSDR接口函数封装 5.2导入共享库向导 5.2.1导入前准备 5.2.2导入共享库向导过程 5.3动态链接库编译 5.3.1编译前准备 5.3.2编译步骤 5.4调用库函数的配置 5.4.1函数配置 5.4.2端口参数配置 5.4.3回调函数配置 5.4.4错误检测配置 5.5本章小结 第6章LabVIEW和MATLAB混合编程 6.1混合编程基础 6.1.1混合编程简介 6.1.2MATLAB编程简介 6.1.3MATLAB编译器安装 6.2MATLAB可执行文件生成 6.2.1MATLAB生成EXE文件 6.2.2MATLAB生成DLL文件 6.2.3MATLAB生成COM组件 6.2.4MATLAB生成.NET库文件 6.3混合编程实例 6.3.1MATLAB Script实现FM解调 6.3.2DLL实现FM解调 6.3.3COM组件实现FM解调 6.3.4.NET组件实现FM解调 6.3.5混合编程的比较 6.4本章小结 第7章软件无线电接收机 7.1软件无线电结构 7.1.1低中频接收机结构 7.1.2超外差结构 7.1.3镜像抑制滤波 7.1.4零中频结构 7.2数字下变频器 7.2.1数字振荡器 7.2.2数字混频器 7.2.3抽取低通滤波器 7.3抽取和内插 7.3.1带通采样定理 7.3.2整数倍抽取结构 7.3.3整数倍内插结构 7.3.4分数倍速率变换 7.4数字滤波器 7.4.1CIC滤波器 7.4.2Noble恒等式 7.4.3HB滤波器 7.5本章小结 第8章开源软件无线电 8.1开源软件无线电简介 8.1.1GNU Radio平台 8.1.2无线电开发流程 8.2GNU Radio开发环境 8.2.1GRC编程 8.2.2GNU Radio安装 8.2.3虚拟机GNU Radio环境 8.2.4Win 64开发环境 8.3开源软件无线电HackRF 8.3.1HackRF硬件架构介绍 8.3.2HackRF开发板资源 8.3.3HackRF的开源项目 8.4开源软件无线电LimeSDR 8.4.1LimeSDR Mini硬件架构 8.4.2LimeSDR Mini开发板资源 8.4.3LimeSDR Mini开源项目 8.5本章小结 第9章高性能软件无线电 9.1USRP概述 9.1.1USRP简介 9.1.2USRP硬件接口 9.1.3USRP内部结构 9.2USRP频谱扫描 9.2.1静态IP地址设置 9.2.2USRP驱动安装 9.2.3USRP频谱扫描 9.3正弦信号的发射和接收 9.3.1正弦信号的发射 9.3.2正弦信号的接收 9.3.3USRP控制参数 9.3.4USRP驱动模块 9.4基于USRP的FM收发机 9.4.1基于USRP的FM发射机 9.4.2基于USRP的FM接收机 9.4.3基于USRP的研究项目 9.5本章小结 第10章数字通信算法 10.1数字通信算法简介 10.1.1多径传播模型 10.1.2基带信号处理流程 10.1.3星座图测量 10.1.4眼图测量 10.2数字调制和解调 10.2.1技术需求 10.2.2符号映射 10.2.3抽样判决 10.3脉冲成形和匹配滤波 10.3.1技术需求 10.3.2脉冲成形模型 10.3.3匹配滤波 10.4同步技术 10.4.1符号同步 10.4.2帧同步 10.4.3频率同步 10.5信道估计和时域均衡 10.5.1多径效应引起的问题 10.5.2离散时间等效信道 10.5.3时域均衡系统设计 10.5.4信道估计方法 10.5.5窄带信道估计和均衡 10.6正交频分复用 10.6.1宽带信道引起的问题 10.6.2OFDM的基本思想 10.6.3OFDM的基本模型 10.6.4OFDM中的循环前缀 10.6.5OFDM的优势及其应用 10.7信道编码 10.7.1信道编码简介 10.7.2生成矩阵和校验矩阵 10.7.3低密度奇偶校验码 10.7.4泰勒图 10.7.5BitFlipping解码算法 10.8多天线技术 10.8.1信道容量 10.8.2多天线模型 10.8.3Alamouti传输方案 10.8.4线性预编码 10.8.5MIMOOFDM技术 10.9本章小结 参考文献