软件无线电是1992年美国首次提出的一种实现无线通信的新的体系结构。所谓软件无线电(Software Defined Radio,简称SDR),就是采用数字信号处理技术,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来定义实现无线电台的各部分功能:包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。其核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的“数字/模拟”转换器,尽早地完成信号的数字化,从而使得无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现。相较传统的系统,具有通用性好、增加功能方便、小型化、灵敏度高、可靠性高等优点。
软件无线电技术是电子科学与技术、信息通信工程等相关专业的专业课。随着其飞速发展,应用从军事领域走向民用领域,是3G和4G通信等领域的关键技术。本课程主要讲授软件无线电的基本概念、基本理论、数字信号的生成、同步技术、数/模转换器和模/数转换器、软/硬件平台与算法的工程实现,以及智能天线等方面的内容。通过本课程的教学,物理电子学、电路与系统相关专业的研究生可掌握软件无线电技术的基本理论和关键技术,为今后的研究和开发工作打下坚实的基础。 教学内容:
第1章 软件无线电概述
1.1 软件无线电的概念 1.2 软件无线电技术的发展概况 1.3 理想的软件无线电及其限制的解决思路
第2章 软件无线电的体系结构
2.1 体系结构简介 2.2 体系结构研究 2.3 评价软件无线电系统的软件程度的“矢量” 2.4 可编程数字电台(PDR)实例研究
第3章 软件无线电的理论基础
3.1 信号采样理论 3.2 采样率变换原理 3.3 高效数字滤波器 第4章 信号的数字生成
4.1 基带成形滤波 4.2 频率合成技术 第5章 高速ADC
5.1 D/A转换原理 5.2 A/D转换器原理 5.3 ADC的技术指标分析 5.4 超高速数据采集系统 5.5 孔径时间抖动及其对ADC精度的影响 5.6 高速ADC的性能测试 5.7 Dither技术及其应用 5.8 高速ADC对系统性能的影响及高速ADC芯片的选择 5.9 高速ADC的硬件设计
第6章 射频及模拟前端
6.1 无线收发系统的主要技术指标 6.2 混频器的技术指标设计 6.3 小信号低噪声放大器 6.4 自动增益控制环路 6.5 抗混叠滤波 6.6 高频功率放大器的原理和特性
第7章 数字下变频及同步技术
7.1 数字下变频 7.2 同步技术 7.3 HSPS0210专用DCL芯片 第8章 软件无线电中的信号处理算法
8.1 软件无线电中的调制解调算法 8.2 利用CORDIC计算特殊函数 8.3 软件无线电中的数字正交技术 8.4 数字化接收技术 8.5 信噪比估计算法
第9章 软件无线电的数字信号处理硬件平台
9.1 DSP简介 9.2 现场可编程门阵列及开发环境简介 9.3 选择ASIC、FPGA或DSP的原则
第10章 智能天线
10.1 引言 10.2 智能天线的优点及应用 10.3 智能天线提高系统性能的原理 10.4 智能天线的理论研究 10.5 智能天线的工程实现进展 10.6 智能天线分类 10.7 智能天线的理论简介 10.8 波束成形算法 10.9 波达方向估计 教材及主要参考书目:
1.《软件无线电原理与工程应用》,姜宇柏等编,机械工业出版社,2007年; 2.《软件无线电》,(美)Johnson C.R.等著,潘甦译,机械工业出版社,2008年; 3.《软件无线电——无线电工程的现代方法》,(美)Jeffrey H.Reed著,陈强译,人民邮电出版社,2004年;
4.《软件无线电体系结构》,(美)Joseph Mitola III著,赵荣黎等译,机械工业出版社,2003年;
5.《软件无线电原理与技术》,向新,西安电子科技大学出版社,2008年; 6.《软件无线电原理与应用》,杨小牛等编,电子工业出版社,2001年; 7.《软件无线电技术与应用》,钮心忻等编,北京邮电大学出版社,2000年。 预修课程:
模拟电路、数字电路、数字信号处理 教学网站和相关专业文献网站:
1.移动通信在线网站(软件无线电技术专辑):http://www.mc21st.net/techsubject
/subjects/softradio/l01.htm
2.Reed Engineering网站:http://www.softradios.com
3.Mprg(The Mobile and Portable Radio Research Group)网站:http://www.mprg.org
课程编号: 020028 课程名称:微电子技术及应用 总 课 时:54 学 分:3 开课单位:物理与电子工程学院 开课学期:II 教学要求:
本课程介绍各种典型微电子器件的功能和特点,介绍它们在应用中的一些特殊问题
和应用技巧,并结合微电子技术的最新发展介绍它们在现代通信、智能化仪器仪表和自动控制等电路系统中的典型应用。要求学生能结合已经学过的专业知识,联系实际应用综合性地掌握微电子器件的友谊知识,提高微电子技术的应用能力。 教学内容:
第一章 使用微电子器件的必备知识
集成电路的外形封装和管脚识别;数字集成电路使用的注意事项;模拟集成电路和专用集成电路使用的注意事项;用微电子器件的接口技术
重点:微电子器件的接口技术及其应用 第二章 数字集成电路的应用设计
数字集成电路的设计基础;CMOS数字集成电路的应用设计;门电路的应用;D触发器的应用;单稳态电路的应用;施密特触发器的应用
重点:各种CMOS数字集成电路的工作原理及其应用方法 第三章 MOS运算放大器及其应用
Bi-MOS运算放大器和CMOS运算放大器;CMOS运算放大器和电压比较器的典型应用 重点:Bi-MOS运放和CMOS运放的区别 难点:CMOS运放和电压比较器在应用上的区别 第四章 集成时基电路555及其应用设计
555型集成时基电路基本特性;555型集成时基电路的三种基本应用模式;555/7555的负载能力;555型集成时基电路的应用
重点:555型时基电路的三种基本应用模式
第五章 专用集成电路的应用设计 红外遥控电路的应用;光控电路的应用 重点:遥控电路中的编码和解码原理 第六章 ADC和DAC 集成电路的应用
ADC 集成电路7126 简介及其应用; DAC 集成电路的应用举例 重点:ADC集成电路7126的工作原理 教材及主要参考书目:
1.张兴等,《微电子学概论》,北京大学出版社,2004年 2.郝跃等,《微电子概论》,高等教育出版社,2008年 3. 王志功,《集成电路设计》,高等教育出版社,2006年 预修课程:
半导体器件原理,模拟电子电路,数字电子电路,电子技术
课程编号: 020014 课程名称:高等计算方法 总 课 时:54 学 分:3 开课单位:物理与电子工程学院 开课学期:Ⅰ 教学要求:
本课程属于数值计算系列课程的强化部分,数值计算系列课程是非数学类研究生数学公共基础课程之一。计算方法是一门运用计算机解决数学计算问题的学科,在科学与工程的计算中发挥着重要作用。计算机与计算技术的发展使计算方法的研究和应用有了更广阔的前景。数值模拟方法已成为实验与理论两大科学研究方法之后的第三种方法。因此,学习和掌握计算方法的基本理论,包括算法设计和误差分析,对于将来从事科学研究和工程技术工作的工科研究生来说是必不可少的。本课程在一个较高的层次上,讲授数值计算的基本内容:数值代数,数值逼近,方程数值解,常微分方程数值解,然后转入特殊矩阵及其快速算法和偏微分方程的数值方法。 要求学生了解这些数值计算问题的来源,理解求解它们的数学思想和理论根据,掌握相应计算方法及其计算步骤,能够分析计算中产生误差的原因,能采取减少误差的措施;还希望学生能够解释计算结果的意义,根据计算结果作合理的预测。 教学内容:
第一部分 绪论
内容:计算机中的数系,舍入误差和浮点运算、误差的传播。 要求:掌握误差的来源与常用的控制方法。 第二部分 解线性方程组的直接法
内容:Gauss消去法和LU分解,平方根和追赶法,向量与矩阵的范数,矩阵的条件数,Householder方法与QR分解。
要求:掌握Gauss消去法,平方根法,追赶法和Householder方法的基本原理和思想方法,能对矩阵做LU和QR分解,理解矩阵条件数的意义。 第三部分 解线性方程组的迭代法
内容:Jacobi迭代法,Gauss-Seidel迭代法和松弛迭代法,矩阵的对角占优和不可约对角占优。
要求:掌握构造迭代格式的基本原理与技巧,能判别迭代法的收敛性。 第四部分 非线性方程求根
内容:二分法,简单迭代法收敛性与收敛性分析,Newton法与割线法。 要求:掌握构造迭代格式的基本原理与常用技巧,能对迭代格式作收敛性分析。 第五部分 矩阵特征值与特征向量的计算
内容:特征值的定位与估计,幂法与反幂法,QR算法。
要求:掌握特征值与特征向量计算的算法设计思想,能求解矩阵的特征值与特征向量问题。
第六部分 插值与逼近
内容:常用的多项式插值方法,分片插值,三次样条插值,最佳平方逼近与正交多项式,曲线的最小二乘拟合。
要求:掌握插值问题的提法与求解原理,能对表格函数作出插值的结果与拟合。 第七部分 数值积分与数值微分
内容:Newton-Cotes求积法,复合求积法,Richardson外摊法与Ronberg求积法,Gauss求积法,常用的数值微分法。
要求:掌握常用数值积分法与数值微分法的原理与公式,理解代数精确度的概念,掌 握数值积分公式的误差分析理论和稳定性理论。 第八部分 常微分方程的数值解法
内容:常用的常微分方程数值方法,Runge-Kutte方法,单步法的误差估计理论,