所謂軟件無線電（Software Defined Radio,簡稱SDR），就是采用數(shù)字信號處理技術，在可編程控制的通用硬件平臺上，利用軟件來定義實現(xiàn)無線電臺的各部分功能：包括前端接收、中頻處理以及信號的基帶處理等等。即整個無線電臺從高頻、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"數(shù)字/模擬"轉換器，盡早地完成信號的數(shù)字化，從而使得無線電臺的功能盡可能地用軟件來定義和實現(xiàn)。總之，軟件無線電是一種基于數(shù)字信號處理(DSP)芯片，以軟件為核心的嶄新無線通信體系結構。
軟件無線電的核心是以一個通用硬件平臺上，通過軟件編程來實現(xiàn)無線電臺的各種功能。天線后端把高頻信號數(shù)字化處理，進行A/D和D/A變換，后面的模塊實現(xiàn)功能的軟件化。軟件無線電強調體系結構的開放性和全面可編程性，通過軟件的更新改變硬件的配置結構，實現(xiàn)新的功能。軟件無線電采用標準的、高性能的開放式總線結構，以利于硬件模塊的不斷升級和擴展。軟件無線電的基本組成結構，如圖1所示。
圖1 軟件無線電結構框圖
軟件無線電主要由天線、射頻前端、高速A/D-D/A轉換器、通用和專用數(shù)字信號處理器、低速A/D-D/A轉換器以及各種接口和各種軟件所組成。軟件無線電的天線一般要覆蓋比較寬的頻段，比如1MHz~2000MHz，要求每個頻段的特性均勻，以滿足各種業(yè)務的需求。例如可為VHF/UHF的視距通信、UHF衛(wèi)星通信，HF通信作為備用通信方式。
在發(fā)射時RF部分主要完成濾波、功率放大等任務，接收時實現(xiàn)濾波、放大等功能。因實現(xiàn)射頻直接帶通采樣，要求A/D轉換器有足夠的工作帶寬（例如2000MHz以上），較高的采樣速率（一般在60MHz以上），而且要有較高的A/D轉換位數(shù)，以提高動態(tài)范圍。目前8位A/D轉換器的工作帶寬已做到1500MHz以上。
模擬信號進行數(shù)字化后的處理任務全由DSP和專用的可編程處理器的軟件來承擔。為了減輕通用DSP的處理壓力，通常把A/D轉換器傳來的數(shù)字信號，經(jīng)過專用數(shù)字信號處理器件（如數(shù)字下變頻器DDC）處理，降低數(shù)據(jù)流速率，并把信號變至基帶后，再把數(shù)據(jù)送給通用DSP進行處理。通用DSP主要完成各種數(shù)據(jù)率相對較低的基帶信號的處理，比如信號的調制解調，各種抗干擾、抗衰落、自適應均衡算法的實現(xiàn)等。還要完成經(jīng)信源編碼后的前向糾錯（FEC）,幀調整、比特填充和鏈路加密等算法。也有采用多DSP芯片并行處理的方法，以提高其處理的能力。
軟件無線電具有如下的特點
第一、具有很強的靈活性，軟件無線電可以通過增加軟件模塊來增加新的通信功能。可以通過調用不同的軟件，轉換不同的通信方式，實現(xiàn)與其他無線電臺的通信，并可作為其他電臺的射頻中繼。
第二、具有極強的開放性。軟件無線電采用標準化、模塊化的結構，其硬件可以隨著器件技術的發(fā)展而更新或擴展。軟件無線電不僅能和新體制電臺通信還能與舊體制電臺兼容，延長了無線電臺的生命周期。
軟件無線電的測量
1．發(fā)射機測試：主要測試發(fā)射機發(fā)出信號的質量。主要測試指標：矢量調制誤差，輸出功率，頻譜參數(shù)等。
2．接收機測試：
a. 接收機邏輯功能測試：
驗證接收機在理想工作環(huán)境中，其接收算法無邏輯錯誤。例如，其通信制式是QAM16,將中等強度的信號激勵接收機，在接收機輸出端檢查是否得到正確的發(fā)送數(shù)據(jù)，從而驗證其接收算法是正確的。
b. 接收機真實野外工作測試：
接收機在野外工作中，其周圍電磁環(huán)境極其復雜，如：多臺發(fā)射機同時工作時，接收機可能會被強電磁信號所阻塞，不能正常工作。另外，發(fā)射機發(fā)出的信號經(jīng)過復雜的環(huán)境路徑傳到接收機，這時的信號不僅包含有用信號，還有噪聲信號，以及多徑信號等等。如果接收算法強大，那么，在如此復雜環(huán)境的環(huán)境中，接收機還能正常工作。在電子對抗環(huán)境中，空中還存在敵方的干擾信號與假信號，要求接收算法要能夠正確鑒別。
3. 數(shù)字信號處理系統(tǒng)的測試：如圖2所示。
圖2 SDR數(shù)字信號處理系統(tǒng)的測試
動態(tài)探頭解決了FPGA內部信號的探測問題，為了進一步驗證FPGA內部的調制解調算法的性能，使用數(shù)字VSA的方案，即可以結合強大的89601軟件進一步對各模塊的數(shù)字調制信號進行矢量解調分析。
作者：安捷倫科技專家 孫燈亮
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