隨著數字技術和微電子技術的迅速發展，數字信號處理器（DSP）等通用可編程器件的運算能力成倍提高，而價格卻顯著下降，現代無線電系統越來越多的功能可以由軟件實現，因此產生了軟件無線電。軟件無線電的核心思想是將寬帶模／數（A／D）及數／模（D／A）變換器盡可能靠近射頻天線，并盡可能用軟件實現無線電功能。

1.軟件無線電的起源

軟件無線電起源于美國國防部的易通話（speakeasy）戰術通信系統計劃。1990年8月，美國國防部與Hazeltine公司簽訂了430萬美元的合同，開始易通話無線電系統第一階段的研制工作。其主要目標是研制三軍通用的多頻段多功能無線電臺（MBMMR），工作頻段2～2000MHz，能兼容現有15種主要軍用電臺，同時與其中4種電臺通信。這項計劃已于1997年完成，并裝備部隊，最終將取代軍隊所有的傳統電臺。

2.軟件無線電的體系結構

傳統的標準通信模式是源編碼、信道編碼、信道（加上噪聲、干擾、失真）傳輸、信道解碼和源解碼。標準軟件無線電采用基于標準虛擬機環境（VME）的硬件結構，將射頻（RF）、中頻（IF）、基帶和比特流部分組裝在一個VME系統中，完成無線系統的基本功能，用工作站將用戶接口、研究工具、開發工具和本地信源編碼／解碼等集成在一起，提供對系統的軟件支持。天線、VME分系統和工作站構成一個完整的軟件無線電體系結構。
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軟件無線電的天線跨多個頻段，形式統一，損耗低。射頻部分完成輸出功率的產生及前置放大，將射頻信號轉換成標準中頻信號，或將標準中頻信號轉換成射頻信號，該標準中頻信號適合A／D和D／A轉換。中頻部分完成中頻信號與已調基帶信號之間的變換（接收和發射），它的主要功能是頻率變換和濾波。基帶信號處理部分把數據流變換成適合信道傳輸的基帶信號和解調基帶信號（含定時恢復），包括針對非線性信道的預失真、柵格編碼和軟判決參數估計等。比特流部分采用數字方式復接和分接多個用戶的比特流，這些比特流經過信源編碼，包括前向糾錯碼FEC（如比特交織、分組或卷積編碼、ARQ等）幀定時、比特填充、無線鏈路加密等，它還具備信令、控制、運營、管理和維護等功能。
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軟件無線電硬件采用模塊化結構寬帶A／D和D／A及高速DSP，建立VME公共硬件平臺，支持并行、流水線及異種多處理機。軟件采用基于OSI參考模型的分層軟件體系，支持開放式的模塊化設計。靈活應用軟件無線電的基本硬軟件模塊，可使軟件無線電設備對傳播條件具有多種自適應能力（包括頻率、功率、速率及多徑分集等），多種抗干擾能力（包括自適應天線調零、自適應干擾抵消、擴頻及跳頻等），靈活可變的多址方式（包括FDMA、TDMA、CDMA、SDMA及其混合等），用戶需要的多種業務（包括話音、傳真、數據及圖象等）及多種組網與接口能力等。

3.應用

3.1蜂窩移動通信系統

在蜂窩移動通信系統中，基站和移動終端采用軟件無線電結構，硬件簡單，功能由軟件定義。射頻頻段、信道訪問模式及信道調制都可編程。在此系統中，軟件無線電的發射與其它系統不同，它先劃分可用的傳輸信道，探測傳播路徑，進行適合信道的調制，電子控制發射波束指向正確的方向，選擇合適的功率，然后再發射。接收也同樣如此，它能劃分當前信道和相鄰信道的能量分布，識別輸入傳輸信號的模式，自適應抵消干擾，估計所需信號多徑的動態特征，對多徑的所需信號進行相干合并和自適應均衡，對信道調制進行柵格澤碼，然后通過FEC譯碼糾正剩余錯誤，盡可能降低誤比特率。此外，軟件無線電能通過許多軟件工具增加增值業務。這些軟件工具能幫助分析無線電環境，定義所需的增加內容，在無線環境下，測試由軟件開發增值業務的樣板，最后通過軟件和（或）硬件開放該增值業務。
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1998年7月，我國向ITU提交的第三代移動通信提案TD－SCDMA中就采用了軟件無線電技術。SCDMA的基站和終端設備采用高速DSP和高速A／D變換器，處理速度高于5000萬次／秒。在SCDMA系統中，軟件無線電技術實現的功能包括采用IS－95或G.729標準，實現編碼速率8kb／S，質量接近于64kb／S PCM編碼；直接序列碼分多址（DS－CDMA）的調制和解調；同步檢測和控制；天線波束的賦形（智能無線技術）；自動控制頻率、發射功率、接收增益和時延；用戶定位（確定用戶基站的方位和距離）；處理空中接口Um物理層；基帶預失真，以降低對收發信機線性的要求。軟件無線電通過硬件平臺安裝不同的軟件，完成不同的功能，因此可在不改變硬件設備的條件下，通過軟件升級來實現系統功能。

3.2智能天線

智能天線最初用于雷達、聲納及軍事通信領域，由于價格等因素，一直未能普及到其它通信領域。近年來，數字信號處理技術迅速發展，數字信號處理芯片的處理能力不斷提高，芯片價格已可接受。同時，利用數字技術可在基帶形成天線波束，取代了模擬電路，提高了天線系統的可靠性和靈活程度。在我國的TD-CDMA方案中，基站采用智能天線技術，利用數字信號處理技術識別用戶信號到達方向，形成天線主波束；引入空分多址（SDMA）方式，根據用戶信號不同的空間傳播方向，提供不同的空間信道；采用數字方法對陣元接收信號加權處理，形成無線波束，使主波束對準用戶信號方向，在干擾信號方向，形成天線方向圖零陷或較低的功率增益，達到抑制干擾目的。

SCDMA無線用戶環路的智能天線及基帶處理器。

使用智能無線的優勢在于：（1）無線波束賦形的結果等效于提高天線的增益；（2）天線波束賦形后，可大大減少多徑干擾；（3）信號到達方向（DOA）提供了用戶終端的方位信息，用于實現用戶定位；（4）用多個小功率放大器代替大功率放大器，降低了基站成本，提高了設備可靠性。

3.3多頻多模手機

在歐共體的ACTS FIRST項目中，將軟件無線電技術應用于設計多頻/多模（可兼容GSM、DCS1800、WCDMA及現有的大多數模擬體制）可編程手機。它可自動檢測接收信號，接入不同的網絡，而且能滿足不同接續時間的要求。軟件無線電技術可用不同軟件實現不同無線電設備的各種功能，可任意改變信道接入方式或調制方式，利用不同軟件即可適應不同標準，構成多模手機和多功能基站，具有高度的靈活性。它的出現，使無線通信的發展經歷了由固定到移動，由模擬到數字，由硬件到軟件的三次變革。軟件無線電技術正越來越廣泛應用于移動通信領域，在第二代移動通信系統向第三代移動通信系統過渡過程中，軟件無線電技術將發揮重要作用。