軟件無線電

軟件無線電（Software Defined Radio，SDR）是一種實現無線通信的新概念和體制。在硬件中可以通過組件（例如混頻器，濾波器，放大器，調製器 / 解調器，檢測器等）實現，也可以通過軟件手段實施。一開始軟件無線電應用在軍事領域，在21世紀初，由於眾多公司的努力，使得它已從軍事領域轉向民用領域，成為經濟的、應用廣泛的、全球通信的第三代移動通信系統的戰略基礎。

概述

基本的SDR系統可以由裝備有聲卡或其他模數轉換器的個人計算機組成，之前是某種形式的RF前端。大量的信號處理被交給通用處理器，而不是在專用硬件（電子電路）中完成。這種設計產生一種無線電裝置，它可以僅僅基於所使用的軟件來接收和發送廣泛不同的無線電協議（有時也稱為波形）。

軟件無線電對於軍事和手機服務具有顯着的效用，這兩者都必須實時地服務於各種變化的無線電協議。

歷史意義

軟件無線電的一套設備

由於無線通信領域存在的一些問題，如多種通信體系並存，各種標準競爭激烈，頻率資源緊張等，特別是無線個人通信系統的發展，使得新的系統層出不窮，產品生產周期越來越短，原有以硬件為主的無線通信體制難以適應這種局面，迫使軟件無線電的概念的出現。它的出現，使無線通信的發展經歷了由固定到移動，由模擬到數碼，由硬件到軟件的三次變革。

特性

傳統模擬無線電系統的射頻部分、上/下變頻、濾波及基頻處理全部採用模擬方式，某頻段和某種調製方式的通信系統都對應專門的硬件結構；而數碼無線電系統的低頻部分採用數字電路，但其射頻部分和中頻部分仍離不開模擬電路。與傳統無線電系統相比，軟件無線電系統的A/D、D/A變換移到了中頻，並儘可能靠近射頻端，對整個系統頻帶進行採樣，這是軟件無線電的一個突出特點。數碼無線電採用專用數字電路，實現單一通信功能，無編程性可言。而軟件無線電以可編程力強的DSP器件代替專用數字電路，使系統硬件結構與功能相對獨立。這樣就可基於一個相對通用的硬件平台，通過軟件實現不同的通信功能，並對工作頻率、系統帶寬、調製方式、信源編碼等進行編程控制，系統靈活性大為增強。

體系結構

軟件無線電的硬件平台採用模塊化設計，是一個具有開放性、可擴展性和兼容性的通信平台。我們基於這一相對通用的硬件平台，通過加載不同的軟件來實現不同的通信功能。通過使用軟件無線電，可以快速改變信道接入方式或調製方式，利用不同軟件即可適應不同標準，構成具有高度靈活性的多模手機和多功能基站，這樣不同通信體制就可以實現互聯互通。

軟件無線電的通用硬件平台設計通常採用總線形式。軟件無線電的硬件平台比PC要求高得多,它需要寬帶射頻前端、寬帶A/D/A轉換器、高速DSP器件等。為了進行高速A/D/A變換及數字信號處理，軟件無線電系統必須多個CPU並行工作。另外，數字信號處理數據要高速交換，系統總線必須具有極高的I/O傳輸速率。在目前符合要求的系統總線中，VME總線技術最成熟，通用性最好，且得到的支持最廣泛。VME提供多個CPU並行處理，支持獨立的32位數據總線和地址總線，速率達40Mb/s(甚至320Mb/s)，是軟件無線電的首選總線方式。

關鍵技術

• 寬帶/多頻段天線
• 寬帶模/數變換器(ADC)和數/模變換器(DAC)
• 高速並行的DSP部分
• 開放性及擴展性的總路線結構
• 軟件協議和標準(如JTRS-SCA)
• 系統的功耗、體積和成本

參考文獻

1. Mitola Joe. Software radio architecture. IEEE Communication, May 1995: 6-38.
2. Buracchini Joe. Software Radio Concept. IEEE Communication, Sep 2000: 138-143.
3. 肖維民, 許希斌. 軟件無線電綜述. 電子學報, 1998, 26 (2).
4. 陳浩, 羅序梅. 軟件無線電關鍵技術的新趨勢. 通信世界. 2004, 12 (2) .

外部連結

• PocoCapsule SDR and JTRS-SCA 一個GPL開源的,基於C++組件的軟件無線電平台（支持JTRS-SCA核心框架（CF）組件模型）
• GNU Radio 中文維客 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 開源軟件軟件無線電平台
• OSSIE 中文維客 認知軟件無線電平台
• SDR.hu （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• WebSDR （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）