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。

在軍事和手機服務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。

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

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

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

軟件定義天線自適應地"鎖定到"定向信號，以便接收機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。

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

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

每添加電臺總容量增加并減少在任何一個節(jié)點上所要求的功率的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡。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，減少了遠近問題并減少干擾到其它的。

工作原理

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

理想的發(fā)射機是類似的。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-模擬轉換器。

由于技術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。

接收機結構

大多數(shù)接收機使用變頻振蕩器、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)轉換器采樣。然而，在某些應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)轉換器采樣（后放大的）。

實用的模數(shù)轉換器缺少檢出亞毫伏、納瓦功率的無線電信號動態(tài)范圍。因此在轉換步驟前必須低噪聲放大器，此設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。標準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入和轉出的模擬通道濾波器。