什么是SDR ？

SDR (Software Definition Radio), “軟件定義的無線電”

　　一種無線電廣播通信技術，它基于軟件定義的無線通信協(xié)議而非通過硬連線實現。換言之，頻帶、空中接口協(xié)議和功能可通過軟件下載和更新來升級，而不用完全更換硬件。SDR 針對構建多模式、多頻和多功能無線通信設備的問題提供有效而安全的解決方案。

　　SDR 能夠重新編程或重新配置，從而通過動態(tài)加載新的波形和協(xié)議可使用不同的波形和協(xié)議操作。這些波形和協(xié)議包含各種不同的部分，包括調制技術、在軟件中定義為波形本身的一部分的安全和性能特性。

　　隨著移動通信的發(fā)展，從２０世紀９０年代初開始，軟件無線電（Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｒａｄｉｏ）的概念開始廣泛流行起來。由于多種數字無線通信標準共存，如ＧＳＭ、ＣＤＭＡ－ＩＳ９５等，每一種制式對其手機都有不同的要求，不同制式間的手機無法互連互通。為了解決這個問題，軟件無線電方案提出將２ＭＨｚ～２０００ＭＨｚ的空中信號全部收下來進行抽樣、量化，轉化成數字信號用軟件處理。換句話說，就是把空中所有可能存在的無線通信信號全部收下來進行數字化處理，從而與任何一種無線通信標準的基站進行通信。從理論上說，使用軟件無線電技術的手機與任何一種無線通信制式都兼容。

　　雖然在理論上軟件無線電有良好的應用前景，但在實際應用時，它需要極高速的軟、硬件處理能力。由于硬件工藝水平的限制，直到今天，純粹的軟件無線電概念也沒有在實際產品中得到廣泛的應用。但一種基于軟件無線電概念基礎上的軟件定義無線電技術卻越來越受到人們的重視。在２００１年１０月份舉行的ＩＴＵ－８Ｆ會議上，軟件定義無線電被推薦為今后無線通信發(fā)展極有可能的方向。 軟件定義無線電是一個系統(tǒng)和體系，它必須有可重新編程和可重構的能力，使設備可以使用于多種標準、多個頻帶和實現多種功能，它將不僅僅使用可編程器件來實現基帶數字信號處理，還將對射頻及中頻的模擬電路進行編程和重構，目前人們對軟件定義無線電的功能的要求包括：重新編程及重新設定的能力、提供并改變業(yè)務的能力、支持多標準的能力以及智能化頻譜利用的能力等等。應該看到，ＳＤＲ并不是一種孤立的技術，而是可為所有技術使用的公共平臺。 軟件定義無線電與軟件無線電最重要的一點不同之處在于，前者不要求將全頻帶內（２ＭＨｚ～２０００ＭＨｚ）的空中無線信號都收下來，而是通過手動配置／自動查找的方式，一個頻帶一個頻帶地找出當前空中最適合于通信的頻帶和制式。眾所周知，由于各種各樣的原因，ＩＭＴ２０００或稱３Ｇ標準并未如其初衷所設想的那樣，形成一個全球統(tǒng)一的標準，而是形成了歐洲的ＷＣＤＭＡ、北美的ｃｄｍａ２０００和中國的ＴＤ－ＳＣＤＭＡ為代表的系列標準。多種不同標準帶來的一個問題就是手機在不同制式標準之間的漫游和兼容問題。此外，考慮到３Ｇ標準從現有２Ｇ標準平滑過渡的問題，３Ｇ的手機最好還同時支持ＧＳＭ和ＣＤＭＡ－ＩＳ９５協(xié)議。如果采用軟件定義無線電技術，使用通用的軟件平臺，通過手動配置／自動查找的方式，依次工作在可能的工作頻段和制式模式下，對接收到的數字信號采用針對性的軟件處理方案處理，從中選出并跳轉到最適合的工作頻段和制式下進行通信，就可實現對各種模式的全兼容，其優(yōu)勢將是不言而喻的。 當然，要實現ＳＤＲ的目標，人們目前還需要面對巨大的挑戰(zhàn)，包括體系結構、寬帶可編程、可配置的射頻和中頻技術等等。而在用軟件定義無線電方案實現不同的無線通信制式時，ＴＤ－ＳＣＤＭＡ標準由于其特性，更容易與軟件定義無線電方案相結合。因為ＴＤ－ＳＣＤＭＡ是唯一明確將智能天線和高速數字調制技術設計在標準中，明確用軟件無線電技術來實施的標準。同時ＴＤ－ＳＣＤＭＡ技術用ＳＤＲ來實現相對也比較方便。首先，ＴＤ－ＳＣＤＭＡ標準中每個頻帶的帶寬較窄，信號處理量不是很大，易于使用軟件平臺實現，而不必采用處理速度要求非常高的硬件平臺，因此移植到基于軟件定義無線電方案非常容易，不必再考慮如何由硬件平臺轉換到軟件平臺。其次，ＴＤ－ＳＣＤＭＡ標準中上、下行信號都采用同步傳輸方式，因此在解調時可以采用實現方案相對簡單的相干解調方案，而不必使用復雜的非相干解調，也使得軟件編程處理量下降，便于實

　　現。

　　開源軟件無線電　

　　開源軟件無線電（Gnuradio）或 開源軟件定義無線電 是一個對學習，構建和部署軟件定義無線電系統(tǒng)的免費軟件工具包。發(fā)起于2001年，Gnuradio 現在成為 GNU 的正式項目之一。慈善家 John Gilmore 發(fā)起并捐助 $320,000.00 (US) 給 Eric Blossom 用來構建代碼和維護。

　　Gnuradio 是一個無線電信號處理方案，它遵循 GNU 的 GPL 的條款分發(fā)。它的目的是給普通的軟件編制者提供探索電磁波的機會，并激發(fā)他們聰明的利用射頻電波的能力。

　　正如所有軟件定義無線電系統(tǒng)的定義， 可重構性是其最重要的功能。再也不需購買一大堆發(fā)射接收設備，只要一臺可以裝載信號處理軟件（這里：Gnuradio）通用的設備。目前它雖然只定義幾個有限的無線電功能，但是只要理解無線發(fā)射系統(tǒng)的機理（算法），你便可以任意的配置去接受它。

　　Gnuradio 起源于美國的麻省理工學院的 SpectrumWare 項目小組開發(fā)的 Pspectra 代碼的分支。2004年被完全重寫。所以今天的 Gnuradio 已不包含原 Pspectra 任何代碼。另外值得一提的是 Pspectra 已被用作創(chuàng)立商業(yè)化的 Vanu Software Radio.

　　Gnuradio 開發(fā)了通用軟件無線電外設 （USRP)，它是一個包含4個64 MS/s 的12位 ADC，4 個 128 MS/s 的 14 位的 DAC，以及其它支持線路包括高速的 USB 2.0 接口。該USRP能夠處理的信號頻率高達16 MHz寬。一些發(fā)射器和接收器的插件子板，可覆蓋0至5.9MHz 頻段。 它是Ettus研發(fā)的。