無(wú)線電接收機(jī)定義

一般來(lái)說(shuō), 無(wú)線電接收機(jī)常指收音機(jī)(與此相對(duì)的還有無(wú)線電收?qǐng)?bào)機(jī)，雷達(dá)信號(hào)接收機(jī)也屬于此類)，指的是由調(diào)臺(tái)裝置，前置放大器和功率放大器組成的，放在一個(gè)盒子里的電子電路。一些老的接收機(jī)還有揚(yáng)聲器。 在高保真或者家庭影院系統(tǒng)中這是一種很普通的設(shè)備，然而一些音樂(lè)發(fā)燒友們相信一個(gè)獨(dú)立的調(diào)諧器能提供更高質(zhì)量的表現(xiàn)力和聲音效果。 接收機(jī)通常是一個(gè)精密的家庭影院系統(tǒng)的核心，它提供可選擇的音源輸入給各種放聲設(shè)備，諸如電唱機(jī), 激光唱機(jī), 和卡帶播放機(jī); 視頻設(shè)備(即盒式磁帶錄像機(jī), DVD播放機(jī), 電視游戲機(jī), 和電視機(jī))?，F(xiàn)代接收機(jī)正在趨向于淘汰唱盤(pán)機(jī)和卡帶機(jī)，而提供數(shù)字信號(hào)處理器使之放出的聲音效果可以像在音樂(lè)廳現(xiàn)場(chǎng)那樣真實(shí)?，F(xiàn)今數(shù)字音頻 S/PDIF連接口已經(jīng)很普及了。

一些現(xiàn)代接收機(jī)可以在七個(gè)擴(kuò)音喇叭和一個(gè)附加的超低音聲道發(fā)送音頻，還附帶耳機(jī)插孔以方便使用耳機(jī)。支持立體聲或者環(huán)繞聲的接收機(jī)的價(jià)格差異范圍非常大，包含一個(gè)高質(zhì)量單元的接收機(jī)有時(shí)相當(dāng)便宜--在美國(guó)可能低于200美元或者更少。在中國(guó)國(guó)內(nèi)，有些廠商因?yàn)榧ち腋?jìng)爭(zhēng)，生產(chǎn)一些低于10美元的接收機(jī)，其中包括數(shù)字解碼單元和雙聲道耳機(jī)以及AAA電池組。因?yàn)楝F(xiàn)代接收機(jī)是純粹的 電子設(shè)備，它和機(jī)電設(shè)備(例如:機(jī)械的轉(zhuǎn)盤(pán)或卡帶回放機(jī))不一樣，它并不包含移動(dòng)部件，并且它能提供多年的免故障服務(wù)。由于整合家庭影院系統(tǒng)變得很普遍，它通常與DVD播放機(jī)、環(huán)繞音響整合在一起。用戶只需簡(jiǎn)單的將它連接到電視機(jī)、其他設(shè)備和擴(kuò)音喇叭就可以使用。

自供電收音機(jī)有一個(gè)自帶手搖發(fā)電機(jī)可用于發(fā)展中國(guó)家或者作為緊急情況/救災(zāi)裝備。

第1章概述Jon Hamkins，Marvin K.Simon

1.1緒論

1.1.1信號(hào)模型

1.1.2接收信號(hào)的分析

1.2無(wú)線電接收機(jī)結(jié)構(gòu)

1.2.1常規(guī)無(wú)線電接收機(jī)

1.2.2Electra

1.2.3自主無(wú)線電接收機(jī)

1.3自主無(wú)線電接收機(jī)的估計(jì)器和分類器

1.3.1載波相位跟蹤

1.3.2調(diào)制分類

1.3.3信噪比估計(jì)

1.3.4頻率跟蹤

1.4一種迭代的信息傳遞結(jié)構(gòu)

1.4.1來(lái)自符號(hào)時(shí)鐘估計(jì)器的信息

1.4.2來(lái)自相位跟蹤器的信息

1.4.3來(lái)自調(diào)制分類器的信息

1.4.4來(lái)自解碼器的信息

1.5一個(gè)演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

參考文獻(xiàn)

第2章Electra無(wú)線電接收機(jī)Edgar Satorius，Tom Jedrey，

David Bell，Ann Devereaux，Todd Ely，

Edwin Grigorian，Igor Kuperman，Alan Lee

2.1Electra接收機(jī)的前端處理

2.1.1AGC

2.1.2ADC

2.1.3數(shù)字下變頻和抽取

2.2Electra 解調(diào)

2.2.1頻率捕獲和載波跟蹤環(huán)

2.2.2導(dǎo)航: 多普勒相位測(cè)量

2.2.3符號(hào)時(shí)鐘恢復(fù)

2.2.4維特比節(jié)點(diǎn)同步和符號(hào)SNR估計(jì)

2.3Electra數(shù)字調(diào)制器

參考文獻(xiàn)

第3章調(diào)制指數(shù)估計(jì)Marvin K.Simon，Jon Hamkins

3.1相干估計(jì)

3.1.1BPSK

3.1.2M?PSK

3.2非相干估計(jì)

3.3在調(diào)制、數(shù)據(jù)速率、符號(hào)時(shí)鐘和SNR未知情況下的估計(jì)

3.4載波頻率未知情況下的非相干估計(jì)

第4章頻率校正Dariush Divsalar

4.1殘留載波的頻率校正

4.1.1信道模型

4.1.2在AWGN信道上的最優(yōu)頻率估計(jì)

4.1.3瑞利衰落信道的最優(yōu)頻率估計(jì)

4.1.4開(kāi)環(huán)頻率估計(jì)

4.1.5閉環(huán)頻率估計(jì)

4.2已知數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)的頻率校正

4.2.1信道模型

4.2.2開(kāi)環(huán)頻率估計(jì)

4.2.3閉環(huán)頻率估計(jì)

4.3未知數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)情況下的頻率校正

4.3.1開(kāi)環(huán)頻率估計(jì)

4.3.2閉環(huán)頻率估計(jì)

參考文獻(xiàn)

第5章數(shù)據(jù)格式和脈沖波形分類

Marvin K. Simon，Dariush Divsalar

5.1BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式相干分類器

5.1.1BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式的最大似然相干分類器

5.1.2簡(jiǎn)化的BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式分類器

5.1.3相干BPSK調(diào)制的誤分類概率

5.2QPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式相干分類器

5.2.1QPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式最大似然相干分類器

5.2.2簡(jiǎn)化的QPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式分類器

5.2.3相干QPSK的誤分類概率

5.3BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式非相干分類

5.3.1BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式最大似然非相干分類器

5.3.2非相干BPSK的誤分類概率

5.4QPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式最大似然非相干分類器

5.5殘留載波和抑制載波情況下BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式的

最大似然相干分類器

5.6殘留載波和抑制載波情況下BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式

最大似然非相干分類器

5.7最大似然脈沖波形分類

參考文獻(xiàn)

第6章信噪比估計(jì)Marvin K. Simon，Samuel Dolinar

6.1估計(jì)器的信號(hào)模型及構(gòu)成

6.1.1采樣形式

6.1.2I&D形式

6.2相位補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

6.3h±的計(jì)算

6.4SNR估計(jì)器的均值和方差

6.4.1精確的矩計(jì)算

6.4.2漸近矩計(jì)算

6.5存在符號(hào)時(shí)鐘誤差情況下的SNR估計(jì)

6.5.1估計(jì)器的信號(hào)模型和構(gòu)成

6.5.2SNR估計(jì)器的均值和方差

6.6廣義SSME所提供的性能改進(jìn)

6.7提高廣義SSME穩(wěn)健性的方法

6.8BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)下SSME的特例

6.9與SNR估計(jì)器方差的Cramer?Rao下邊界比較

6.10在頻率不確定情況下性能的改善

6.11存在符號(hào)時(shí)鐘誤差時(shí)過(guò)采樣因子對(duì)于改進(jìn)SSME性能的

影響

6.12其他調(diào)制

6.12.1偏移QPSK

6.12.2QAM

6.13時(shí)間復(fù)用SSME

6.13.1自適應(yīng)SSME

參考文獻(xiàn)

附錄6?ASSME漸近均值和方差的推導(dǎo)

第7章數(shù)據(jù)速率估計(jì)Andre Tkacenko，Marvin K.Simon

7.1基于SSME SNR估計(jì)器均值的數(shù)據(jù)速率估計(jì)

7.1.1信號(hào)模型和假設(shè)

7.1.2SSME SNR估計(jì)器與數(shù)據(jù)速率估計(jì)的關(guān)系

7.1.3SSME數(shù)據(jù)速率估計(jì)算法

7.1.4GLRT型SSME數(shù)據(jù)速率估計(jì)算法

7.2符號(hào)時(shí)鐘誤差對(duì)數(shù)據(jù)速率估計(jì)的影響

7.3符號(hào)時(shí)鐘誤差的量化

7.3.1基于SSME的數(shù)據(jù)速率估計(jì)器的全數(shù)字實(shí)現(xiàn)

7.3.2SSME數(shù)據(jù)速率/SNR/符號(hào)時(shí)鐘誤差估計(jì)算法

7.3.3GLRT型SSME數(shù)據(jù)速率/SNR/符號(hào)時(shí)鐘誤差

估計(jì)算法

7.4基于SSME估計(jì)算法的仿真結(jié)果

7.4.1用于評(píng)估估計(jì)算法性能的衡量標(biāo)準(zhǔn)

7.4.2基于SSME的數(shù)據(jù)速率估計(jì)算法作為SNR函數(shù)的

性能

7.4.3作為符號(hào)時(shí)鐘誤差函數(shù)的基于SSME的數(shù)據(jù)速率估

計(jì)算法的性能

參考文獻(xiàn)

第8章載波同步Marvin K.Simon,Jon Hamkins

8.1抑制載波與殘留載波同步

8.2混合載波同步

8.3有源與無(wú)源支路濾波器

8.4任意調(diào)制的載波同步

8.4.1MPSK

8.4.2QAM和非平衡QPSK

8.4.3π/4微分編碼QPSK

參考文獻(xiàn)

附錄8?ABPSK信號(hào)載波相位估計(jì)誤差方差的Cramer?Rao

邊界

第9章調(diào)制分類Jon Hamkins，Marvin K. Simon

9.1序

9.1.1信號(hào)模型

9.1.2條件似然函數(shù)

9.2調(diào)制分類器

9.2.1ML分類器

9.2.2次優(yōu)分類器

9.3門(mén)限最優(yōu)化

9.3.1以前推導(dǎo)出的門(mén)限的次最優(yōu)特性

9.3.2經(jīng)驗(yàn)門(mén)限最優(yōu)化

9.4復(fù)雜度

9.4.1ML分類器

9.4.2粗略積分近似ML分類器

9.4.3qGLRT分類器

9.4.4qLLR和nqLLR

9.5分類基底誤差

9.6數(shù)字結(jié)果

9.7未知符號(hào)時(shí)鐘

9.8BPSK/π/4?QPSK分類

9.8.1先在數(shù)據(jù)，然后在載波相位上進(jìn)行平均的ML非相

干分類器

9.8.2先在載波相位，然后在數(shù)據(jù)上進(jìn)行平均的ML非相干

分類器

9.8.3次最優(yōu)分類器

9.9偏移正交調(diào)制的非相干分類

9.9.1信道模型和條件似然函數(shù)

9.9.2OQPSK相對(duì)BPSK分類

9.9.3次最優(yōu)(簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn))分類器

9.9.4MSK相對(duì)QPSK分類

9.10存在殘留載波頻偏情況下的調(diào)制分類

參考文獻(xiàn)

附錄9?AGLRT參數(shù)估計(jì)

附錄9?Bπ/4?QPSK調(diào)制的載波相位ML估計(jì)

第10章符號(hào)同步Marvin K. Simon

10.1MAP激勵(lì)的閉環(huán)符號(hào)同步

10.2DTTL--在高SNR條件下用于二進(jìn)制NRZ信號(hào)的MAP

估計(jì)環(huán)的

一種實(shí)現(xiàn)

10.3常規(guī)與線性數(shù)據(jù)跳變跟蹤環(huán)

10.3.1環(huán)路S曲線

10.3.2噪聲性能

10.3.3均方時(shí)鐘誤差性能

10.4M?PSK調(diào)制下簡(jiǎn)化MAP激勵(lì)的閉環(huán)符號(hào)同步器

10.5MAP滑動(dòng)窗口符號(hào)時(shí)鐘估計(jì)

10.5.1開(kāi)環(huán)和閉環(huán)符號(hào)時(shí)鐘技術(shù)的性能和邊界的簡(jiǎn)單

討論

10.5.2滑動(dòng)窗口估計(jì)器的公式表達(dá)

10.5.3擴(kuò)展到其他脈沖波形

10.6缺乏載波相位信息情況下的符號(hào)同步

10.6.1次最優(yōu)方案

10.6.2非相干DTTL

10.7載波頻偏對(duì)性能的影響

10.7.1S曲線性能

10.7.2噪聲性能

10.7.3均方時(shí)鐘誤差性能

10.7.4最后的說(shuō)明

10.8用于SNR估計(jì)的粗略符號(hào)時(shí)鐘估計(jì)

參考文獻(xiàn)

第11章估計(jì)器和分類器的實(shí)現(xiàn)與交互作用

Jon Hamkins，Hooman Shirani?Mehr

11.1信號(hào)模型

11.2估計(jì)器和分類器的交互作用

11.3粗略和精確估計(jì)器/分類器

11.3.1調(diào)制指數(shù)估計(jì)

11.3.2頻率校正

11.3.3數(shù)據(jù)速率、數(shù)據(jù)格式、SNR和粗略符號(hào)時(shí)鐘的

聯(lián)合估計(jì)

11.3.4調(diào)制分類

11.3.5載波同步

11.3.6符號(hào)同步

參考文獻(xiàn)

縮略語(yǔ)

在過(guò)去幾十年里，無(wú)線電接收機(jī)技術(shù)的穩(wěn)步前進(jìn)使無(wú)線電終端變得體積更小、功能更加強(qiáng)大。20世紀(jì)50年代晶體管的發(fā)展使之代替了笨重的電子管，大大減輕了接收機(jī)的 重量。利用更輕的晶體管，工程師們?cè)?0世紀(jì)后半葉不斷努力，用數(shù)字部件代替無(wú)線電接收機(jī)的每一個(gè)模擬部件。例如，模擬鎖相環(huán)由線性乘法器、壓控振蕩器和電阻電容(RC)環(huán)路濾波器構(gòu)成，現(xiàn)在則由數(shù)字乘法器、數(shù)控振蕩器和數(shù)字濾波器構(gòu)成的數(shù)字鎖相環(huán)所代替。那些年里，數(shù)字技術(shù)的范圍被不斷向前推進(jìn)，一直到達(dá)接收機(jī)的前端，最終在20世紀(jì)90年代誕生了全數(shù)字接收機(jī)。這種接收機(jī)將中頻信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字采樣，因此所有處理全部以數(shù)字方式完成。

完全以數(shù)字方式工作，無(wú)線電接收機(jī)變得更加靈活，因?yàn)榄h(huán)路帶寬、增益、數(shù)據(jù)速率等在數(shù)字域更容易調(diào)整。這種能力不斷增加的可重新配置的無(wú)線電接收發(fā)展成為目前所謂的軟件無(wú)線電(SDR)接收機(jī)，或稱智能(cognitve)無(wú)線電接收機(jī)，幾乎無(wú)線電接收機(jī)的所有方面都是可再定義的。SDR接收機(jī)的第一個(gè)例子是美國(guó)國(guó)家航空航天局的Electra無(wú)線電接收機(jī)，其基帶處理完全用一個(gè)可重新配置的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，對(duì)該SDR進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑倬幊炭梢赃m應(yīng)任何信道編碼、調(diào)制和數(shù)據(jù)速率。

本書(shū)的目的及無(wú)線電接收機(jī)發(fā)展的下一步，是發(fā)展一種自主配置技術(shù)，對(duì)到達(dá)天線的任何類型的信號(hào)能夠自主配置SDR接收機(jī)。我們基于所觀測(cè)到的接收信號(hào)，介紹了載波頻率、調(diào)制指數(shù)、數(shù)據(jù)速率、調(diào)制類型和脈沖波形的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。上述功能通常需要SDR用戶根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)，在接收前進(jìn)行人工配置。我們還介紹了接收機(jī)的信噪比、載波相位和符號(hào)時(shí)鐘等常規(guī)估計(jì)器如何需要調(diào)制類型、數(shù)據(jù)速率等信息，同時(shí)也給出了在這些信息缺乏的情況下如何實(shí)現(xiàn)這些常規(guī)功能。

對(duì)上述每一種估計(jì)器，我們使用最大似然(ML)方法開(kāi)發(fā)出最優(yōu)的解決方案，并給出了簡(jiǎn)化的、復(fù)雜度低的近似值。如果這些最優(yōu)解決方案極為復(fù)雜或難處理，我們還給出了一些特殊的估計(jì)器。最后，介紹了如何將一組估計(jì)器組成一部實(shí)用的無(wú)線電接收機(jī)。

雖然本書(shū)的書(shū)名表明書(shū)中介紹的自主無(wú)線電接收機(jī)技術(shù)是用于深空的，用來(lái)自動(dòng)配置深空網(wǎng)(DSN)和深空中繼無(wú)線電接收機(jī)，但書(shū)中的研究成果實(shí)際上是通用的。實(shí)際上，地球上任何能夠處理不止一種信號(hào)的無(wú)線電接收機(jī)都可以利用本書(shū)提供的理論研究成果和算法。

英文名稱:Sensitivity

無(wú)線電接收機(jī)對(duì)輸入電波反應(yīng)程度也叫靈敏度;尤指此機(jī)輸出功率或其它功能除以輸入功率或其它功能的商。