什么是SDR

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软件无线电(Software Defined Radio,SDR)是一种实现无线通信的新概念和体制。一开始应用在军事领域,在21世纪初,由于众多公司的努力,使得它已从军事领域转向民用领域,成为经济的、应用广泛的、全球通信的第三代移动通信系统的战略基础。


历史

沿革

美国国防部实验室(DoD)的研究员,在1970年创造的术语“数字接收机”。在美国加州TRW公司一个实验室叫“黄金间”(Gold Room),创建了一个软件名为“麦达斯”(Midas)基带分析工具(baseband analysis tool,软件定义)。


意义

由于无线通信领域存在的一些问题,如多种通信体系并存,各种标准竞争激烈,频率资源紧张等,特别是无线个人通信系统的发展,使得新的系统层出不穷,产品生产周期越来越短,原有的以硬件为主的无线通信体制难以适应这种局面,迫使软件无线电的概念的出现。它的出现,使无线通信的发展经历了由固定到移动,由模拟到数字,由硬件到软件的三次变革。


特性

传统模拟无线电系统的射频部分、上/下变频、滤波及基频处理全部采用模拟方式,某频段和某种调制方式的通信系统都对应专门的硬件结构;而数字无线电系统的低频部分采用数字电路,但其射频部分和中频部分仍离不开模拟电路。与传统无线电系统相比,软件无线电系统的A/D、D/A变换移到了中频,并尽可能靠近射频端,对整个系统频带进行采样,这是软件无线电的一个突出特点。数字无线电采用专用数字电路,实现单一通信功能,无编程性可言。而软件无线电以可编程力强的DSP器件代替专用数字电路,使系统硬件结构与功能相对独立。这样就可基于一个相对通用的硬件平台,通过软件实现不同的通信功能,并对工作频率、系统带宽、调制方式、信源编码等进行编程控制,系统灵活性大为增强。


体系结构

软件无线电的硬件平台采用模块化设计,是一个具有开放性、可扩展性和兼容性的通信平台。我们基于这一相对通用的硬件平台,通过加载不同的软件来实现不同的通信功能。通过使用软件无线电,可以快速改变信道接入方式或调制方式,利用不同软件即可适应不同标准,构成具有高度灵活性的多模手机和多功能基站,这样不同通信体制就可以实现互联互通。 软件无线电的通用硬件平台设计通常采用总线形式。软件无线电的硬件平台比PC要求高得多,它需要宽带射频前端、宽带A/D/A转换器、高速DSP器件等。为了进行高速A/D/A变换及数字信号处理,软件无线电系统必须多个CPU并行工作。另外,数字信号处理数据要高速交换,系统总线必须具有极高的T/O传输速率。在目前符合要求的系统总线中,VME总线技术最成熟,通用性最好,且得到的支持最广泛。VME提供多个CPU并行处理,支持独立的32位数据总线和地址总线,速率达40Mb/s(甚至320Mb/s),是软件无线电的首选总线方式。


关键技术

  • 宽带/多频段天线
  • 宽带模/数变换器(ADC)和数/模变换器(DAC)
  • 高速并行的DSP
  • 部分开放性及扩展性的总路线结构
  • 软件协议和标准(如JTRS-SCA)
  • 系统的功耗、体积和成本