軟件無線電，顧名思義，就是利用軟件來實(shí)現(xiàn)無線通信系統(tǒng)中的各種功能，是繼無線電臺(tái)從模擬制式過渡到數(shù)字后的又一次革命性的飛躍。有人把軟件無線電看作是一臺(tái)帶天線的超級(jí)計(jì)算機(jī)，通過對軟件模塊的重構(gòu)和控制，可以調(diào)整和改變電臺(tái)的工作頻段、調(diào)制解調(diào)方式、編解碼方式、業(yè)務(wù)種類、數(shù)據(jù)速率及格式、加密模式、接入控制協(xié)議等。軟件模塊由各種軟件算法庫組成，通過加載軟件算法或是升級(jí)軟件版本，就可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能的擴(kuò)展和采用新的通信標(biāo)準(zhǔn)。目前世界上有許多國家和一些大的通信公司都投入了大量的人力物力來對它進(jìn)行研究，可以看到，軟件無線電將廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。軟件無線電的發(fā)展歷史和研究背景無線通信中的基本設(shè)備是無線電臺(tái)。從七、八十年代開始，隨著數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展和成熟，傳統(tǒng)的無線電臺(tái)從系統(tǒng)的控制、信源信道編解碼、硬件技術(shù)等多方面都實(shí)現(xiàn)了從模擬到數(shù)字的過渡。微電子技術(shù)的發(fā)展使得器件的集成度越來越高，各種數(shù)字電路和數(shù)字芯片廣泛用于通信設(shè)備中，使無線電臺(tái)的體積、重量和功耗都大大減小，在功能和性能方面都有了長足的進(jìn)步。有人還提出了全數(shù)字收發(fā)信機(jī)的概念，就是將電臺(tái)中的絕大部分用數(shù)字電路來替代，將模擬信號(hào)經(jīng)A/D采樣數(shù)字化，運(yùn)用數(shù)字處理技術(shù)對信號(hào)進(jìn)行處理，完成信息的接收和發(fā)射，這是無線傳輸設(shè)備在本質(zhì)上的一次飛躍。但是，數(shù)字電臺(tái)仍存在許多不足之處，其功能的實(shí)現(xiàn)對于硬件有很強(qiáng)的依賴性，特定的電臺(tái)僅能在特定的通信系統(tǒng)中使用，不能在不同的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)通用；另外，隨著功能業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，新老電臺(tái)的兼容性很困難。因此，面對無線通信系統(tǒng)中的多種制式，現(xiàn)有的無線電臺(tái)無法滿足未來個(gè)人通信的目標(biāo)。 1992年5月，MILTR公司的Joe Mitola在美國電信系統(tǒng)會(huì)議上首次明確提出了“軟件無線電（Software Radios）”的概念，引起了各方面特別是軍方的注意。其基本思想是構(gòu)造一個(gè)通用的開放性可編程硬件平臺(tái)，通過加載相應(yīng)的軟件模塊來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的電臺(tái)功能。在通用平臺(tái)上，只需更改有關(guān)軟件就可以很方便地完成對電臺(tái)功能的修改及擴(kuò)展，而不必重新設(shè)計(jì)構(gòu)造硬件電路。這樣的軟件無線電臺(tái)很容易實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有的或未來的多種電臺(tái)的兼容，最大限度地滿足互聯(lián)互通的要求，同時(shí)電臺(tái)更新時(shí)又可以節(jié)省大量的開發(fā)時(shí)間和研制費(fèi)用，在軍事領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。美國空軍Rome實(shí)驗(yàn)室與Hazeltine公司簽定了研究開發(fā)軍用軟件無線電Speakeasy多頻段、多功能電臺(tái)（MBMMR）的合同，從此正式開展了軟件無線電的研究。

　　二、軟件無線電的原理及結(jié)構(gòu)

　　1、原理

　　所謂軟件無線電，就是采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，在可編程控制的通用硬件平臺(tái)上，利用軟件來定義實(shí)現(xiàn)無線電臺(tái)的各部分功能：包括前端接收、中頻處理以及信號(hào)的基帶處理等等。即整個(gè)無線電臺(tái)從高頻、中頻、基帶直到控制協(xié)議部分全部由軟件編程來完成。其核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，盡早地完成信號(hào)的數(shù)字化，從而使得無線電臺(tái)的功能盡可能地用軟件來定義和實(shí)現(xiàn)?？傊浖o線電是一種基于數(shù)字信號(hào)處理（DSP）芯片，以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結(jié)構(gòu)。軟件控制的全數(shù)字無線電臺(tái)雖然也采用了軟件控制和數(shù)字處理技術(shù)，但它并不是真正意義上的軟件無線電。兩者最重要的差別是軟件無線電的結(jié)構(gòu)和功能是完全可編程性，包括可編程的射頻頻段、可編程的信道接入模式、可編程的信號(hào)調(diào)制解調(diào)方式等等，而軟件控制的無線電臺(tái)則不能。

　　2、結(jié)構(gòu)

　　一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件無線電臺(tái)包括：寬帶天線、前端接收、寬帶數(shù)模轉(zhuǎn)換器、通用數(shù)字信號(hào)處理器等幾部分。在圖1中給出了它的功能和所需的接口。移動(dòng)用戶單元通過模擬接口（窄帶A/D和D/A），通過可選的混合源編碼提供諸如話音、數(shù)據(jù)、傳真和多媒體接口。準(zhǔn)實(shí)時(shí)和實(shí)時(shí)軟件通過可編程處理器完成窄帶與寬帶數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)分析、處理和變換，然后寬帶的A/D/A完成與射頻RF之間的變換。基站方面提供給公用交換電話網(wǎng)（PSTN）數(shù)字接口，另一方面通過各類設(shè)備提供自身的操作和維護(hù)，通過業(yè)務(wù)開發(fā)工作站，利用離線的軟件分析工具，為研究開發(fā)人員提供業(yè)務(wù)的開發(fā)環(huán)境支持。寬帶A/D/A轉(zhuǎn)換器的放置位置以及電臺(tái)功能的軟件定義程度是衡量軟件無線電品質(zhì)的重要指標(biāo)。A/D及D/A的位置越接近天線，說明電臺(tái)可以用軟件實(shí)現(xiàn)的部分越多，其軟件化程度就會(huì)越高。軟件無線電臺(tái)最理想的目標(biāo)是將數(shù)模轉(zhuǎn)換器件直接放置在寬帶天線之后，在射頻就直接將信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。這樣電臺(tái)其它所有的部分都可以用軟件來完成，實(shí)現(xiàn)通信電臺(tái)的全軟件化。