编者按:这是发表在《现代传播杂志》上的一篇老文章。看到大家现在对SDR的热情，我特意整理了一遍，希望能帮助大家了解SDR。-CQ现代传播
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SDR是英文软件定义无线电的缩写，字面意思是“软件定义无线电”。软件无线电作为一个专业词汇，很少出现在公众面前，但基于SDR技术和架构的无线电产品早已广泛应用于军事和商业无线电领域，近年来势头越来越猛。许多新生产的无线电信号接收和分析仪器已经悄然采用了SDR架构，与公众密切接触的手机中的无线电通信组件SDR产品得到了相当多的应用，基于SDR的手机基站受到了运营商的青睐。在电台领域，SDR架构产品已广泛应用于军用无线电系统和部分高端政府级无线电通信系统，不少高端商用电台也转向SDR架构。随着SDR技术的成熟和低端SDR硬件设备价格的下降，基于SDR的短波电台和接收机开始在业余无线电领域崭露头角。
软件无线电是基于数字信号处理技术和通用可编程数字信号处理硬件平台。软件定义用于实现无线电台的各个单元功能，调制或解调无线电信号并对其进行测量。SDR架构摒弃了传统无线电电路中的所有硬件单元，包括变频、混频、滤波器、放大器、检波器、解调器等。这是一种全新的架构和技术。理想的软件定义无线电A/D转换尽可能靠近天线，无线电功能尽可能在通用数字信号处理平台上由软件实现。理想的软件无线电是用单个芯片实现无线电的所有功能，但目前仅限于设备的实际性能。在高端应用中，硬件设备通过模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接，形成可编程的集成硬件平台。SDR可以构成一个发射机和一个接收机，通过加载不同的软件来完成各种信号的调制解调。在对讲机电台中，SDR架构的优势显而易见。过去，无线电收发机的一些功能需要通过复杂而昂贵的硬件来实现，如频谱显示、接收信号强度测量、多频段工作、跳频、特殊调制解调、高强度加密等。可以容易地以低成本在软件无线电中实现，并且通过加载不同的软件可以容易地修改和添加不同的功能。软件无线电是继无线电台设备架构从管电路向晶体管电路转变后的又一次质的飞跃。
软件无线电的发展历史
软件无线电并不是一个全新的概念。早在20世纪80年代初，国外就提出了完整的概念。然而，由于A/D转换器和可编程器件的性能，实际电路工作频率很低，处理效果不好。主要提出了概念和发展方向。
软件无线电的概念在20世纪90年代被国外军方看中，因为它适合于构建一个支持多频段、多标准、多协议的通用军用无线电通信平台，方便不同业务甚至多国部队之间的通信兼容，也满足军用无线电硬件生产标准化、备件通用化、维护便捷化的要求。美军的SPEAKeasy系统是首次大规模研发和应用SDR。后来美军研制了JTRS，以满足三军联合作战的需要。目前，国外很多军用电台已经从数字架构过渡到SDR架构。
个人手机在世界各地如雨后春笋般涌现。随着手机的发展，各种频段、各种标准的手机系统开始陆续出现，通信协议也不断发展更新。支持多频段多标准且具备升级功能的手机和基站备受关注，这正是SDR的实力所在，因此SDR架构产品迅速进入商业市场并得到广泛应用。目前，中兴和华为已经推出了基于SDR的基站产品，涉及GSM、WCDMA/LTE、CDMA2000和TD-SCDMA主流标准，受到市场上运营商的欢迎。在向4G标准的过渡中，他们展现了SDR基站灵活性高、升级成本低的优势。
在通信测量仪器市场，为了满足测量各种日新月异的通信信号的需求，优化测量方案提高了测量精度，射频仪器厂商也将目光转向了SDR架构设计。同时，基于软件无线电的测量仪器在硬件批量制造成本、配置灵活性和体积重量控制等方面都比传统仪器具有明显优势。
软件无线电在业余无线电中的应用主要是近年来的事情。一些欧美业余无线电厂商根据HAM的应用特点和口味，推出了基于SDR的产品。虽然在性能上距离政府监控接收机还有很长的路要走，但业余无线电爱好者可以低成本领略现代通信技术的魅力。在SDR业余无线电设备中，仅靠频谱图和瀑布图已经牢牢抓住了HAM的心。许多业余无线电设备制造商已经将下一代业余无线电设备锁定在软件无线电技术中。一些技术HAMs利用市场上廉价的SDR硬件平台或使用声卡作为前端A/D转换器，配合国外HAMs编制的通用软件，在计算机上实现业余无线电SDR接收机。从而使大多数HAM能够以极低的成本探索SDR的技术特性。此举再次体现了SDR通用可编程数字信号处理平台的灵活性和开放性。
软件无线电的优势
软件无线电的主要优点是配置灵活、体积小、集成度高、硬件故障率低、硬件成本低、入门门槛低。
SDR在通用可编程数字信号处理硬件的基础上，以软件定义的方式工作，注定具有极大的配置灵活性。作为一个SDR电台，其工作频段、调制解调、数字信号传输编码加密、信号传输协议实现和操作权限控制都是由软件控制的。这样，通过在同一个硬件平台上加载不同的软件，这些站可以配置为相互通信，也可以配置为工作频段调制方式完全不同的站。玩SDR接收机的HAM知道，要增加解调模式，只需要在SDR上加载相应的解码程序软件即可。原来SDR接收机作为标准只能解调AM/FM/SSB/CW常规模拟系统，通过加载软件可以支持DMR、APCO 25、GSM等数字信号和常规数字编解码格式。软件无线电电台的这一特点特别适合制造多频段、多标准、多协议的电台。一些外军使用的基于SDR的军用电台的一些功能和按键甚至可以通过空中的无线链路进行配置。此外，许多SDR接收器提供可变带宽接收和I/Q输出，可以用第三方专业软件进一步分析和处理数字信号。
软件无线电的硬件主要基于高速数字信号处理芯片、现场可编程门阵列芯片、模数和数模转换芯片。这些芯片集成度高，面积往往小于一枚印章，大大降低了设备的尺寸、重量和功耗，使一些设备小型化、便携化、手持化成为可能。与分立元件和小规模集成电路的组合相比，现代高度集成芯片的电路失效概率低得多，这使得产品更加可靠和耐用。虽然SDR架构产品属于高科技，但纯硬件成本和制造成本明显低于传统架构产品，厂商利润在空之间更大。
很多SDR产品都是由市场上容易买到的通用芯片组成，电路布局也不是很复杂，从而降低了新产品开发的门槛。SDR架构的高度集成和基于软件的特性削弱了老牌公司射频制造经验的优势。许多中小型公司甚至私人工作室都有机会开发和生产自己的SDR架构产品，与行业内的大公司竞争。在业余无线电行业，许多业余无线电爱好者设计和开发了各种不同等级的软件无线电接收机，并以整机或套件的形式出售。
作者:杨法，删节。
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