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摘 要：回溯软件无线电的起源动因并就其核心概念展开论述，再对软件无线电的强大灵活性及开放性等主要特点加以阐释。随后，在简要描述软件无线电基本框架结构原理的基础上，重点介绍软件无线电实现的关键技术，从而预见其发展前景。
关键词：无线电；测控；研究
一、软件无线电的起源
软件无线电（Software Radio） 这个术语，最早是美军为了解决海湾战争中，多国部队各军兵种进行联合作战时，所遇到的互联互通互操作（简称“三互”） 问题，而提出来的。军用电台一般是根据某种特定用途设计的，功能单一。虽然有些电台基本结构相似，但其信号特点差异很大，例如工作频段、调制方式、波形结构、通信协议、编码方式或加密方式不同。这些差异极大地限制了不同电台之间的互通性，给协同作战带来困难。同样，民用通信也存在互通性问题，如现有移动通信系统的制式、频率各不相同，不能互通和兼容，给人们从事跨国经商、旅游等活动带来极大不便。为解决无线通信的互通性问题，各国军方进行了积极探索。1992年5月，在美国通信体系会议上，MITRE公司的JoeMitola首次明确提出软件无线电的概念。
二、软件无线电概念及特点
所谓软件无线电，就是说其通路的调制波形是由软件确定的，即软件无线电是一种用软件实现物理层连接的无线通信设计。软件无线电的核心是将宽带A/D、D/A尽可能靠近天线，用软件实现尽可能多的无线电功能；其中心思想是在一个标准化、模块化的通用硬件平台上，通过软件编程，实现一种具有多通路、多层次和多模式无线通信功能的开放式体系结构。应用软件无线电技术，一个移动终端可以在不同系统和平台间畅通无阻地使用。软件无线电的主要优点是具有多频段、多功能通信能力和很强的灵活性，可以通过增加软件模块，很容易地增加新的功能。 它可以与其它任何体制电台实现空中接口进行不同制式间的通信，并可以作为其它电台的射频中继； 还可通过无线加载来改变软件模块或更新软件； 亦可以根据所需功能的强弱，取舍选择软件模块，降低系统成本，节约费用开支。
此外，软件无线电具有较强的开放性系统软件。由于采用了标准化、模块化的结构，其硬件可以随着器件和技术的发展而更新或扩展， 软件也可以随需要而不断升级。软件无线电不仅能和新体制电台通信，还能与旧式体制电台相兼容。 这样，既延长了旧体制通信系统的使用寿命，也保证了软件无线电本身有很长的生命周期。最后，它支持网络的功能强，网络结构能灵活改。
三、软件无线电的基本结构
天线、射频发射、接收模块未能实现可编程外，从中频（含零中频） 至基带的全部数字信号处理过程，均由可编程和软件实现。 其内容包括从中频采样后各种类型的信号调制、解调、解扩（DS） 、解跳、同步、相关运算、滤波、信道编解码、语音、数据编译码、信道控制、电台功能控制、信息安全等均由可编程器件及软件完成。
四、实现软件无线电的关键技术
1.宽带/多频段天线与RF信号处理
宽带/多频段天线与RF模块是软件无线电不可替代的硬件出入口。软件无线电要求天线能覆盖所有频段，能用程序控制方法对其功能及参数进行设置，可采用智能化天线技术。智能天线也称自适应阵列天线，由天线阵、波束形成网络、波束形成算法三部分组成。它通过满足某种准则算法调节各阵元信号的加权幅度和相位，进而调节天线阵列的方向图形状，来达到增强所需信号，抑制干扰信号的目的。智能天线也可以用空分复用（SDMA）的概念加以解释，即利用信号入射方向上的差别，将同频率、同时隙的信号区分开来，从而达到成倍扩展通信系统容量的目的。智能天线具有抑制噪声、自动跟踪信号、采用智能化时空处理算法形成数字波束等功能。
2. 宽带A/ D 变换器
数字化是软件无线电的基础，模拟信号必须经过采样转化成数字信号才能用软件进行处理。软件无线电体系结构的一个重要特点是将A/D和D/A尽量靠近射频前段。A/D和D/A器件在软件无线电中的位置非常关键，它直接反映了软件无线电系统的软件化可操作程度。为减少模拟环节及适应错综复杂的电磁环境，要求A/D器件具有适中的采样频率、较高的工作速度、较宽的工作带宽和较大的动态范围。在设计无线电系统时，选择模数器件依据的性能指标有：信噪比、转换灵敏度、无散杂动态范围、非线性误差、互调失真、全功率模拟输入带宽等。
五、软件无线电的前景
由于软件无线电具有现有无线通信体制所不具备的许多优点，因此它有着广泛的应用前景。目前，软件无线电在国内外得到迅速发展，在诸多重大工程项目如美国国防部已完成“Speakeasy计划”二期工程、欧共体的ACTSFIRST项目及我国研究开发的第二代同步轨道航天测控设备方案等得以广泛应用。
随着无线网络的发展，各种无线通信体系结构和设计规范不断出现。未来的无缝多模式网络要求无线电终端和基站具有灵活的RF频段、信道接入模式、数据速率和应用功能。软件无线电可以通过灵活的应变能力，提高业务质量；同时可以简化硬件组成，快速适应新出现的标准和管理方式。
可以预见，随着现代计算机软、硬件技术与微电子技术迅猛的发展，软件无线电技术必将在21世纪得到更快、更完善的发展，并付诸应用。
参考文献 ：
[1] 王彦，曹鹏等. 软件无线电技术发展综述[J].测控技术， 2004，（23）： 139～140
[2] 查光明，倪成凯等. 软件无线电的兴起、特点及其关键技术. [J].云南民族大学学报， 2003，（12）： 138～141
[3] 邬正义，范瑜等. 现代无线通信技术[M]. 北京：高等教育出版社，2006
作者简介：
赵广超，男，中航工业洪都660所，从事武器测控设计工作，工程师。
关键词：无线电；测控；研究
一、软件无线电的起源
软件无线电（Software Radio） 这个术语，最早是美军为了解决海湾战争中，多国部队各军兵种进行联合作战时，所遇到的互联互通互操作（简称“三互”） 问题，而提出来的。军用电台一般是根据某种特定用途设计的，功能单一。虽然有些电台基本结构相似，但其信号特点差异很大，例如工作频段、调制方式、波形结构、通信协议、编码方式或加密方式不同。这些差异极大地限制了不同电台之间的互通性，给协同作战带来困难。同样，民用通信也存在互通性问题，如现有移动通信系统的制式、频率各不相同，不能互通和兼容，给人们从事跨国经商、旅游等活动带来极大不便。为解决无线通信的互通性问题，各国军方进行了积极探索。1992年5月，在美国通信体系会议上，MITRE公司的JoeMitola首次明确提出软件无线电的概念。
二、软件无线电概念及特点
所谓软件无线电，就是说其通路的调制波形是由软件确定的，即软件无线电是一种用软件实现物理层连接的无线通信设计。软件无线电的核心是将宽带A/D、D/A尽可能靠近天线，用软件实现尽可能多的无线电功能；其中心思想是在一个标准化、模块化的通用硬件平台上，通过软件编程，实现一种具有多通路、多层次和多模式无线通信功能的开放式体系结构。应用软件无线电技术，一个移动终端可以在不同系统和平台间畅通无阻地使用。软件无线电的主要优点是具有多频段、多功能通信能力和很强的灵活性，可以通过增加软件模块，很容易地增加新的功能。 它可以与其它任何体制电台实现空中接口进行不同制式间的通信，并可以作为其它电台的射频中继； 还可通过无线加载来改变软件模块或更新软件； 亦可以根据所需功能的强弱，取舍选择软件模块，降低系统成本，节约费用开支。
此外，软件无线电具有较强的开放性系统软件。由于采用了标准化、模块化的结构，其硬件可以随着器件和技术的发展而更新或扩展， 软件也可以随需要而不断升级。软件无线电不仅能和新体制电台通信，还能与旧式体制电台相兼容。 这样，既延长了旧体制通信系统的使用寿命，也保证了软件无线电本身有很长的生命周期。最后，它支持网络的功能强，网络结构能灵活改。
三、软件无线电的基本结构
天线、射频发射、接收模块未能实现可编程外，从中频（含零中频） 至基带的全部数字信号处理过程，均由可编程和软件实现。 其内容包括从中频采样后各种类型的信号调制、解调、解扩（DS） 、解跳、同步、相关运算、滤波、信道编解码、语音、数据编译码、信道控制、电台功能控制、信息安全等均由可编程器件及软件完成。
四、实现软件无线电的关键技术
1.宽带/多频段天线与RF信号处理
宽带/多频段天线与RF模块是软件无线电不可替代的硬件出入口。软件无线电要求天线能覆盖所有频段，能用程序控制方法对其功能及参数进行设置，可采用智能化天线技术。智能天线也称自适应阵列天线，由天线阵、波束形成网络、波束形成算法三部分组成。它通过满足某种准则算法调节各阵元信号的加权幅度和相位，进而调节天线阵列的方向图形状，来达到增强所需信号，抑制干扰信号的目的。智能天线也可以用空分复用（SDMA）的概念加以解释，即利用信号入射方向上的差别，将同频率、同时隙的信号区分开来，从而达到成倍扩展通信系统容量的目的。智能天线具有抑制噪声、自动跟踪信号、采用智能化时空处理算法形成数字波束等功能。
2. 宽带A/ D 变换器
数字化是软件无线电的基础，模拟信号必须经过采样转化成数字信号才能用软件进行处理。软件无线电体系结构的一个重要特点是将A/D和D/A尽量靠近射频前段。A/D和D/A器件在软件无线电中的位置非常关键，它直接反映了软件无线电系统的软件化可操作程度。为减少模拟环节及适应错综复杂的电磁环境，要求A/D器件具有适中的采样频率、较高的工作速度、较宽的工作带宽和较大的动态范围。在设计无线电系统时，选择模数器件依据的性能指标有：信噪比、转换灵敏度、无散杂动态范围、非线性误差、互调失真、全功率模拟输入带宽等。
五、软件无线电的前景
由于软件无线电具有现有无线通信体制所不具备的许多优点，因此它有着广泛的应用前景。目前，软件无线电在国内外得到迅速发展，在诸多重大工程项目如美国国防部已完成“Speakeasy计划”二期工程、欧共体的ACTSFIRST项目及我国研究开发的第二代同步轨道航天测控设备方案等得以广泛应用。
随着无线网络的发展，各种无线通信体系结构和设计规范不断出现。未来的无缝多模式网络要求无线电终端和基站具有灵活的RF频段、信道接入模式、数据速率和应用功能。软件无线电可以通过灵活的应变能力，提高业务质量；同时可以简化硬件组成，快速适应新出现的标准和管理方式。
可以预见，随着现代计算机软、硬件技术与微电子技术迅猛的发展，软件无线电技术必将在21世纪得到更快、更完善的发展，并付诸应用。
参考文献 ：
[1] 王彦，曹鹏等. 软件无线电技术发展综述[J].测控技术， 2004，（23）： 139～140
[2] 查光明，倪成凯等. 软件无线电的兴起、特点及其关键技术. [J].云南民族大学学报， 2003，（12）： 138～141
[3] 邬正义，范瑜等. 现代无线通信技术[M]. 北京：高等教育出版社，2006
作者简介：
赵广超，男，中航工业洪都660所，从事武器测控设计工作，工程师。