1、簡介

軟件定義無線電 (SDR) 是一種無線電通信系統(tǒng)，通常以硬件(例如混頻器、濾波器、放大器、調(diào)制器和解調(diào)器、檢波器等)組件實施的東西現(xiàn)在通過個人計算機(jī)或嵌入式系統(tǒng)上的軟件來實現(xiàn)。雖然軟件定義無線電(SDR)不是新的概念，但其涉及的許多快速的數(shù)字電子發(fā)展能力過去只在理論上是可能的。

基本的SDR系統(tǒng)可能由包括配有聲卡或其它模數(shù)轉(zhuǎn)換器、前面有某種形式的射頻前端的個人電腦組成。大量的信號被交給通用處理器處理，而不是用的硬件。這種設(shè)計生產(chǎn)了一種*基于所使用的軟件、可以接收和傳輸廣泛不同的無線電協(xié)議（有時稱為波形）的收音機(jī)。

在軍事和手機(jī)服務(wù)中軟件無線電具有重大的實用性，這兩個都要求實時提供各式各樣變化的無線電協(xié)議。

長遠(yuǎn)來看，提倡者像SDRForum（現(xiàn)在的無線創(chuàng)新論壇）預(yù)計軟件定義無線電將成為無線電通信中的主導(dǎo)技術(shù)。軟件定義無線電與軟件定義天線一同是認(rèn)知無線電的使成者。

軟件定義無線電有足夠的靈活性避免以前種類無線電設(shè)計師的"有限的頻譜"假設(shè)，以一種或多種方式，包括：

擴(kuò)頻和超寬帶技術(shù)允許幾臺發(fā)射機(jī)在相同的位置用相同的頻率發(fā)射而干擾很小，通常結(jié)合有一個或多個錯誤檢測和校正技術(shù)來修復(fù)所有由該干擾引起的錯誤。

軟件定義天線自適應(yīng)地"鎖定到"定向信號，以便接收機(jī)可以更好地拒絕來自其它方向的干擾使其能夠檢測微弱的傳輸。

認(rèn)知無線電技術(shù)：每個電臺檢測使用中的頻譜并把這些信息傳達(dá)給其它合作的電臺，以便發(fā)射機(jī)通過選擇未使用的頻率能避免相互干擾。

動態(tài)發(fā)射機(jī)功率調(diào)整，基于來自接收機(jī)的信息，按zui低所需降低發(fā)射功率，減少遠(yuǎn)近的問題，并減少對其它的干擾。

每添加電臺總?cè)萘吭黾硬p少在任何一個節(jié)點上所要求的功率的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。每個節(jié)點只發(fā)射足夠大聲的信息跳到那個方向zui近的節(jié)點，減少了遠(yuǎn)近問題并減少干擾到其它的。

工作原理

理想的接收機(jī)方案應(yīng)是給天線附加一個模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。數(shù)字信號處理器會讀轉(zhuǎn)換器，數(shù)字信號處理器的軟件然后把來自轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)流變換成應(yīng)用程序需要的任何其它形式。

理想的發(fā)射機(jī)是類似的。數(shù)字信號處理器將生成數(shù)字的流。這些將會發(fā)送給連接到無線電天線的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器。

由于技術(shù)的實際限制理想的計劃不是*可以實現(xiàn)的。在兩個方向上的主要問題是在同一時刻數(shù)字和模擬域之間以足夠高的速度和足夠高的精度轉(zhuǎn)換的難度，并不依靠像干擾和電磁共振物理過程的輔助。

接收機(jī)結(jié)構(gòu)

大多數(shù)接收機(jī)使用變頻振蕩器、混頻器和濾波器來調(diào)諧所需的信號到常用中頻或基帶，然后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣。然而，在某些應(yīng)用中沒有必要把信號調(diào)諧到中頻，射頻率信號直接由模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣（后放大的）。

實用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器缺少檢出亞毫伏、納瓦功率的無線電信號動態(tài)范圍。因此在轉(zhuǎn)換步驟前必須低噪聲放大器，此設(shè)備引入了自己的問題。例如，如果雜亂信號出現(xiàn)（這是典型的），這些與放大器動態(tài)范圍之內(nèi)的所需信號競爭。它們可能會引入所需信號的失真，或者可能*封鎖它們。標(biāo)準(zhǔn)的解決方案是在天線和放大器之間使用帶通濾波器，但這些減少無線電的靈活性。真正的軟件無線電往往有兩個或三個不同的帶寬轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出的模擬通道濾波器。