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軟件無線電范文1
隨著我國廣播事業的發展，數字化、網絡化、交互式的無線電廣播正在高速建設和發展中，軟件無線電技術就是在這種背景下得到了大規模的應用。隨著人們娛樂方式的多樣化，人們越來越重視娛樂方式的質量。無線電廣播的模擬信號往往不穩定且質量較差，不能適應現代人們的需要，因此數字化廣播才是出路。推廣數字化無線電廣播，就需要借助軟件無線電技術，對需要廣播的信息進行加工和優化處理。應用軟件無線電技術，可以對無線廣播設備的使用程度最大化，降低無線電廣播的成本，提高無線電廣播的經濟效益。
1軟件無線電技術簡介
軟件無線電技術是由硬件和軟件兩部分組成，缺一不可。在應用軟件無線電技術時，應先購置相應的硬件設備，并根據需要采購對應的軟件。
1.1軟件無線電硬件設備
由于無線電廣播的寬泛性，導致對軟件無線電設備的需求不同，自然也就有不同類型的軟件無線電硬件設備。通常來說，一套軟件無線電硬件設備包含有：數字變頻器、模擬前端設備、數字信號處理設備、寬帶設備等。這些設備構成了軟件無線電技術的基礎，在此基礎上構建的軟件無線電技術平臺，具有開放性、拓展性、兼容性強等特點，能夠適應多種軟件無線電技術標準，大大提高了無線電廣播設備的使用壽命。
1.2軟件無線電的軟件
在建立了無線電設備的硬件平臺后，就需要相應的軟件來發揮硬件平臺的作用。無線電廣播按照其播出內容、發送頻段、發送范圍的不同，需要采取不同的軟件無線電技術。軟件無線電技術是在無線通信協議的基礎上，通過軟件實現對無線電廣播的播送功能。應用軟件無線電技術，可以使無線電廣播的工作頻段、設備調制、數據類型、信息傳輸等功能，都由軟件無線電技術來實現。當無線電廣播因播送需要而需要升級時，不需要升級硬件平臺，只需要升級無線電廣播的軟件無線電技術平臺即可。軟件無線電技術的主要功能都是通過強大的軟件來實現的，因此在構建數字無線電廣播平臺時，為了保證通信質量，需要將軟件無線電技術的寬帶轉換器盡可能的靠近天線，以此提高通信質量。
2軟件無線電技術在無線電廣播中的應用
2.1與計算機科學技術相結合
現代的無線電廣播中的軟件無線電技術是和計算機科學技術緊密相結合的，尤其是計算機科學技術中的通信技術和軟件技術關系最為緊密。計算機的通信技術為無線電廣播提供了更為廣闊的傳播空間，在無線電廣播的傳統播送中，每增加一個頻段的播送，就需要增添相應的硬件設備和操作人員，給廣播事業帶來相應的經濟壓力。而現在使用軟件無線電技術，只需要依托計算機通信技術，就可以實現多頻段的播送。依托計算機通信技術的多頻段帶寬技術，組建軟件無線電技術的核心技術，可以大大拓展無線電廣播的頻段至1MHz-4GHz。應用計算機的軟件技術，可以為軟件無線電廣播提供更加強大的功能，增強無線電廣播對環境的適應能力。如當下數字化的廣播的實現，就離不開計算機科學技術中的軟件技術，通過軟件編程，實現了對無線電廣播信號的進程編制，以及實現了對其進行數字化的轉換。將無線電廣播信號轉化為數字信號后，不僅增強了信號質量，保證了廣播信息的安全，更增強了其傳輸距離和速度。在實際工作中，由于無線電廣播的實時性，需要及時的將無線電廣播轉換為數字信號，這就離不開軟件無線電技術中的DSP技術，但是DSP技術的處理速度與計算機的硬件有直接關系，因此在應用計算機科學技術時，要及時的更新計算機設備，才能使軟件無線電技術設備發揮出相應的功能。
2.2軟件無線電技術在DRM中的應用
DRM發射機是無線電廣播中常用的發射設備，通過DRM發射機，無線電廣播實現了信號的遠距離傳輸。隨著信息數字化時代的到來，一些研究機構開始對DRM實現數字化進行研究，在計算機科學技術的幫助下，借助網絡可以提升DRM的播放質量。但是在實際應用中發現網絡帶寬要比無線電廣播的帶寬小，這就導致了無線電廣播在借助網絡進行傳播時未必能夠達到預期效果。因此在無線電廣播中選擇網絡進行傳播時，需要使用到軟件無線電技術，增強網絡帶寬，實現全網絡的播送，從而達到無線電廣播預期的播送帶寬。在應用軟件無線電技術時，應考慮到DRM發射機的特性，即DRM發射機系統的獨立性，由于DRM在工作時會獨立完成信號的數字化，因此在使用軟件進行調制時，要考慮到這一特性，并為之設置相應的調制功能。使DRM發射機能夠具備調制、信號數字化功能，并能夠將轉換后的數字信號，再次放大并進行全頻段的信號播送。
2.3在接收系統中的應用
軟件無線電技術不僅可以應用于DRM發射系統，還可以應用于數字化接收系統中。在無線電廣播中，完成了信號傳輸后，便需要進行信號的接收。接收系統能否接收數字信號，并將數字信號轉換輸出是關鍵。在這一關鍵過程中，DSP系統發揮著重要的作用。當數字接收機接收到DRM發射機的數字信號后，接收機會將信號傳遞到射頻部分。并將數字信號進行轉換為播放設備可以播放的格式進行輸出。此時軟件無線電系統開始發揮作用，通過DSP模塊將數字信號先進行轉碼，轉換為本機兼容格式，然后再經由DSP進行處理為基帶信號，并根據接收裝置的播放設備，對基帶信號進行降頻處理，以便轉為數字信號。軟件無線電技術在這一接收和轉換的過程中，發揮著協調的作用，通過對預制的模塊進行功能調制，使無線電廣播系統的各個硬件按照一定的模式進行自動運轉，從而大大提高了工作效率，也使數字信號順利的輸出。但是這一過程的關鍵在于DSP系統所能發揮的作用，需要DSP系統能夠對龐大的基帶信號進行及時的處理和傳輸，才能保證數字信號的連續，對于用戶來說，才能提高用戶的使用感受。而對龐大的數據流進行處理時，若DSP系統不夠強大，處理較慢則會導致出現信號的卡頓，導致用戶體驗降低。因此要提高硬件設備，并做好軟件無線電系統的優化，降低對系統資源的占用，保證DSP系統在工作時能夠有充足的系統資源。
2.4大數據下軟件無線電技術的應用
在現代移動網絡高度發達，無線網也遍布社會之中，越來越多的用戶開始通過網絡接受廣播信號。在此趨勢下，無線電廣播也迎來了發展的機遇和挑戰，要想在新的市場競爭中勝出，除了依靠節目質量外，還需要擴大無線電廣播的播送范圍。通過軟件無線電技術，通過網絡可以實現更大范圍的播送。但是在無線網和4G網絡中進行無線電廣播信號的傳輸，需要考慮不同帶寬之間帶來的頻段問題，因此使用軟件無線網技術對信號數字化，以及通過DSP實現解碼就很重要。通過DRM發射和DSP接收，不僅能夠實現無線電廣播信號的單一傳送，更可以實現雙向互動，即聽眾和無線電廣播者之間的互動，大大提高了無線電廣播的互動性，提高了用戶的使用體驗，使得無線電廣播不再局限于廣播，通過當下熱門的App，為無線電廣播增加了新的功能，拉近了無線電廣播和聽眾之間的距離。
3結論
隨著軟件無線電技術在無線電廣播中的應用，無線電廣播事業將迎來一個發展的春天，為無線電廣播事業注入了新鮮的血液，使無線電廣播借助網絡這一介質，進行了更大規模和范圍內的傳播。在應用軟件無線電技術時，需要根據無線電廣播的特性，進行針對性的選擇。由此提高無線電廣播的開放性、兼容性和信息化水平。
參考文獻
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軟件無線電范文2
Sun Guangdong
（Daqing Radio Monitoring Station，Daqing 163311，China）
摘要： 軟件無線電是將硬件作為無線通信的基本通用平臺，用軟件實現盡可能多的無線通信功能。它被視為繼模擬和數字技術后的又一次電子技術革命。未來理想的網絡將是一個統一網絡，這個網絡會容納多種協議與標準，將對各種傳播環境與物理介質進行適應，還有更加開放的接口需要其來提供，所以軟件無線電將會有更加廣闊的發展前景。
Abstract: Software radio takes hardware as the basic common platform of wireless communications, and uses software to achieve wireless communications as much as possible. It is seen as another revolution in electronic technology following the analog and digital technology. Ideal future network will be a unified network which will accommodate a variety of protocols and standards, will adapt to the mass media and physical environment, as well as will provide a more open interface requires, so software radio will have a more broad development prospect.
關鍵詞： 軟件無線電 射頻天線 DSP數字處理 高性能總線技術
Key words: software radio；RF antenna；DSP digital processing；high-performance bus technology
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）19-0170-01
0引言
在1992年5月的美國電信系統會議中美國科學家Joe.Mitola首次對軟件無線電（Software Radio）作了明確定義：將硬件作為無線通信的基本通用平臺，用軟件實現盡可能多的無線通信功能其具有開放性、靈活性的特點，它采用的是模塊化設計原則，其結構為開放的ISO/OSI體系，同時它也可編程、可移植，支持多模式、高速率、寬頻段的無線通信。
1軟件無線電面臨的技術挑戰
近些年，軟件無線電技術有了一定的發展，然而仍然存在很多技術難題，如射頻天線、DSP數字處理及高性能總線等問題。可以說這些技術決定著軟件無線電的發展和實現。
1.1 射頻天線軟件無線電系統的理想狀態是天線部分應對整個無線通信頻段都有覆蓋，它的主要特點是頻率高、帶寬。我們能夠利用智能天線與多頻段組合式天線將其實現。智能天線的理念是：天線利用若干高增益的動態窄波束對多個用戶分別進行跟蹤，窄波束對準期望用戶，波瓣零點對準期望信號以外的干擾信號，從而得到最大的信干比。多頻段組合式天線是在全頻段甚至每個頻段使用幾付天線組合起來以形成寬帶天線。寬帶天線被視為是實現理想軟件無線電系統的最佳天線方案。近一些年發展的微機電系統器件被高度小型化，能夠當作小型開關來代替天線中體積大、成本高的真空繼電器、二極管及超寬帶場效應晶體管，是促使寬帶可重構天線設計得以實現的一項突破性技術。MENS技術的應用將使WB和UWB天線的體積和成本降低多個數量級。
1.2 DSP數字處理技術在軟件無線電發展中，DSP的限制作用已經成為瓶頸問題，DSP數據處理精度與處理速度和軟件無線電臺的實現與否有直接關系。現在，數字信號處理及數字控制的方案大概包含：數字信號處理器（DSP）、可編程邏輯器件（FPGA）、可由參數控制的硬件電路、用戶定制集成電路（ASIC）。對于以上四種方法，可編程性能為DSP最高，后者依次降低，ASIC不具編程能力；運算速度則相反，以ASIC為最高，DSP最低；功耗以DSP為最高，ASIC最低。在軟件無線電的設計中，要綜合考慮器件性能和特點，構架可編程性能高、運算速度快、功耗低的系統。另外，虛擬無線電（Virtual Radios）也是可供選擇的一種方法，其思想是把高速ADC當作模擬和數字的接口，以高性能的工作站硬件作為處理器的核心。該方案就使用戶能夠對工作站的軟件與硬件加以運用從而對新的算法進行設計，而且能夠使系統結構的實驗方便地在工作站上進行。
1.3 高速總線技術總線資源也是在軟件無線電硬件平臺中，總線資源也是特別重要的，總線資源對數字器件之間傳輸數據的能力起著決定性的作用。若沒有足夠的總線的帶寬，那么整個平臺的處理能力將會受到嚴重影響。通用總線有VME總線與PCI總線兩種類型，在這兩種類型中，VME總線是軟件無線電的最佳選擇，因為它擁有最成熟的技術、具有最好的通用性、得到最廣泛的支持。然而，目前這兩種總線形式處理高速復雜系統的的能力比較緊張的問題凸現出來了。當前，一些公司已對專用總線類型進行了開發，而且在軟件無線電的通用硬件平臺上已經得到應用。比如加拿大Spectrum Signals Processing 公司開發的SONANO總線支持高于 400 Mbit/s的全雙工數據傳輸。設計中，估測總線能力需求時涉及到的方面有：硬件平臺上詳細的任務分配及整個系統的數據流量的分析，因此必須做認真仔細的考慮。
2無線電軟件的應用和優點
如今，軟件無線電的應用越來越廣泛，在蜂窩移動通信系統中軟件無線電的應用也是一個發展趨勢。如我國的第三代移動通信系統TD―SCDMA中就結合了軟件無線電、智能天線、全質量話音壓縮編碼技術與聯合檢測技術等新通信技術。蜂窩基礎結構以合適的軟件無線電技術為基礎，他可以利用安裝新軟件進行升級，這與配置新硬件相比更廉價、更迅速，同時也使得數字通信更迅速地進入市場，提高頻譜的利用率。在無線電監測系統中，軟件無線電的作用也越來越重要。在達到一定精度的前提下，與利用硬件來實現監測、測向等功能相比較，軟件無線電的能夠大大節省資金。例如，華日公司的小型監測系統則成功運用了軟件無線電技術。跟蹤新技術的能力是軟件無線電最大的優點。對于目前無線通信系統的技術，其應用與數字通信相比已經非常落后了。這在很大程度上是因為經費的問題與時間的問題，包括配置底層的基礎設備來完成特殊的空中標準設置。因為資金投入很大，不可能經常對設備升級，因此新技術應用大約會滯后10年。軟件無線電消除了需要預先定義空中接口標準的大量工作，它僅需要一個接口定義及應用程序接口。進而使軟件的運行可以在不同的操作平臺上進行，而且使無線電設備可以對必要的軟件進行下載。理想中的軟件無線電還能夠適用于任意一種調制器、編碼器、指定信道帶寬的射頻信道協議。
3結束語
軟件無線電是現代計算機技術、超大規模集成電路和數字信號處理技術在無線電通信應用的產物。軟件無線電的通用性和靈活性決定了它的發展將在一定程度上決定或改變無線通信發展的方向，它將使無線通信具有更大市場價值和發展前景。
參考文獻：
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軟件無線電范文3
[關鍵詞]軟件無線電；QAM；調制解調
中圖分類號：TN915.05；TN791 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）30-0099-01
在新興的數字調制方式之中，軟件無線電應用的最為典型的調制解調信號就是QAM（正交幅度調制解調）。QAM的優點很多，如：抗干擾能力強、能夠保持較小的頻帶占用率、能夠充分利用帶寬、具有強大的信息傳輸速率，由于具有以上諸多優點，使得系統效率獲比之傳統方式明顯提高。已經被有線衛星通信、電視網絡、數字微波通信等頻帶資源十分有限的領域泛采用。我們來看一下在軟件無線電中實現QAM技術的特點和理論依據。
一、QAM調制實現研究
QAM （正交幅度）調制的一般表達式為：
y（t）=Amcosωt+Bmsinωt，0≤t
其中由兩個相互正交的載波構成，每個載波被一組離散的振幅{Am}，{Bm}所調制，所以稱這種調制方式為正交振幅調制。式中，T為碼元寬度，m=1，2，…，M。M為Am和Bm的電平數。
QAM中的振幅Am和Bm可以表示成如下形式：
Am=dmA （1-2）
Bm=emA （1-3）
上式中，A是固定的振幅，（dm，em）由輸入數據確定。（dm，em）決定了已調QAM信號在信號空間中的坐標點。QAM調制框圖見圖1-1。
在調制過程中，輸入數據經過串并變換后分為兩路，分別經過2電平到L電平的變換，形成Am和Bm。為了抑制已調信號的帶外輻射，Am和Bm還要經過預調制低通濾波器，才能與載波相乘，最后將兩路信號相加就可得到已調QAM輸出信號。QAM是同時對載波的幅度和相位聯合調制的一種方式，是一種多進制的調制系統，即MQAM。MQAM信號時域表達式可寫為：
s（t）=Ang（t-nTs）cos（ωt+n），n=1，2，3…，M （1-4）
調制后要發送的信號信息包含在載波的幅度An和相位n內。
一般常見的MQAM有16QAM、64QAM，對于M=4的4QAM和正交相移鍵控（QPSK）是完全相同的。對于M大于4的多進制相移鍵控方式（MPSK），信號點是等間隔均勻分布在一個同心圓周上的，而多進制正交幅度調制（MQAM）中，信號點是均勻的分布在整個平面上的。16PSK和16QAM星座圖的比較見圖1-2，圖中a）為16PSK星座圖，圖中b）為16QAM星座圖。從圖中可以看出MQAM中相鄰信號的間隔大于MPSK中的信號間隔，即相鄰信號之間的干擾小，所以MQAM系統比MPSK系統的抗干擾能力更強。
二、QAM解調實現研究
軟件無線電的所有功能部分幾乎都用軟件來實現，解調也在其范圍之中。數字相干解調的方法一般被使用在軟件無線電的解調之中。下面簡要說明QAM解調的數學過程。
信號表達式：
s（n）= amg（n-m）cos（ωn）+ bmg （n-m）sin（ωn） （2-1）
式中：am，bm=1，2，…M。
QAM解調通過對信號進行正交分解，得到同相分量和正交分量：
同相分量：
XI（n）=amg（n-m） （2-2）
正交分量：
XQ（n）=bmg （n-m） （2-3）
對同相、正交兩路信號進行多電平抽樣判決，即可恢復并行數據，再經過并串轉換后可得所傳輸原始數據流。
QAM信號解調具體流程見圖4-3。
QAM信號解調過程中，在接收端，輸入信號與本地恢復的兩個正交載波信號相乘后，經過低通濾波，多電平判決，L電平到2電平轉換，再經過并串轉換就可得到輸出數據。
通過上文的分析和介紹，就可以在制作軟件無線電的過程中根據數學模型進行軟件無線電的程序編寫工作，實現軟件無線電的調制和解調工作。
參考文獻
[1] Walter Tuttlebee. 軟件無線電技術與實現[M]. 楊小牛，鄒少丞，樓才義，等，譯. 北京：電子工業出版社.2004：1-122.
軟件無線電范文4
【關鍵詞】 鐵路無線通信 軟件無線電 應用分析 數字信號處理
無線通信中存在著諸如多種通信體系、各種標準并存、缺乏頻率資源的問題，無線個人通信系統在發展過程中新系統逐漸出現，其生存周期縮短，過去的無線通信因為主要對硬件充分應用，導致其難以跟上時代，所以軟件無線電就此產生，其基本概念是在無線通信平臺中對硬件作為主要方式，多使用具有個人通信功能的軟件，保證軟件也具有無線通信新系統，軟件無線電在技術上將A/D和D/A變換器向射頻端進行靠攏，充分應用寬帶天線和多頻段天線，A/D變換將在中頻頻段中進行，應用可編程數字軟件來進行處理，這個體系在結構上非常通用，能對以上問題進行充分解決，保證無線通信系統能夠在頻段、用戶和體制上能夠具有多樣性。這種系統的實現需要非常高性能的寬帶天線、A/D變換器、數字信號處理器和通用CPU，目前的個人通信系統其硬件平臺的處理能力很高，能夠博愛恒對不同軟件進行應用保證功能和服務更加豐富。
一、軟件無線電介紹
關于其體系結構特點如圖1所示，其和過去無線電系統結果區別是A/D和D/A趨近RF端，從過去的基帶移動到中頻位置，完成采樣工作。另外在對A/D前和D/A后進行處理中采用的DSP/CPU更加高速。在微電子技術的發展過程中，數字器件性能得到了提升，數字無線電得到發展，然而軟件無線電和數字無線電概率具有不同，因為A/D和D/A趨近RF端只能保證軟件無線電形成，其真正目的是用是器件編程能力強取代數字電路能夠帶來很多優勢。軟件無線電工作模塊有處理信道、管理環境和在線/離線工具三個部分，信道頻段頻程形狀更加均勻、耗損更低，其接口也能為不同業務提供方便，比特流的數據信號能夠利用基帶處理進行調制和解調，能夠對抗衰落和抗干擾進行計算，因為基帶寬帶和調制波形的變化，所以其復雜程度不統一，比特流處理主要做前后糾錯處理，之后通過軟件解碼來對數字話音和數據進行信源編解碼處理，在環境管理模塊中對頻率、時間、空間特征等進行用來對無線電環境進行表征。軟件無線電目的是保證通信系統能不受硬件限制，如果系統結構穩定可以采用軟件實現，在系統改進和升級過程中，其成本更小，更加便捷，能保證系統之間的兼容性。
二、感應通信技術
利用27.5接觸網作為波導線，采用無線-有線-無線方式保證前后機車協調操縱同步運行對講，保證了機車、車站和調度三者間的無線調度，對隧道和山道間的無線通信問題進行了有效解決。感應通信在傳播上不僅靈活而且場強分布具有自己特點，其沿著感應線鏈狀分布，在隧道中應用較為穩定，難以受到環境的影響，雖然很多鐵路感應通信電臺采用模擬系統，其性能較好，但是對于通信性能進行提高是最主要工作。鐵路通信感應電臺系統如何達到數字化、智能化和軟件化，并對軟件設計和智能模塊技術進行應用，保證在不同技術通信環境下鐵路移動機車感應電臺系統的通信能夠達到相應標準，保證控制調整更加智能，軟件無線感應電臺傳輸頻段更加靈活，可以按照傳播環境等自動完成網絡調整和動態優化工作。
三、感應電臺系統構成
軟件無線電鐵路感應電臺主要是對對感應通信特點進行結合，軟件無線電技術傳輸頻段更加靈活，信道接入模式較多，速率多樣化，能夠按照網絡傳播環境做出自動調節，這個系統不僅有可靠的硬件平臺，還與實用的軟件體系。這種感應電臺，其性能和技術指標更高、在射頻發射前和接收后用戶接口采用數字化處理、其對語音接口進行模擬，語音編碼方式速率為5.3kbps，其數據傳輸有備用接口，采用RS232，在數字調制中采用4PSK方式，通信更加可靠，對碼流采用糾錯技術，系統能夠抵抗噪聲和干擾，其可靠性更強，其通信方式有兩種，一種是點對多點廣播式，另一種是點對點雙向式，并對原來的模擬AM、FM感應電臺兼容互通性進行了保留，其硬件結構如圖2所示，其有效帶寬為25KHZ，中心頻率是412.5KHz，其收發頻道對DSP編程進行自動選擇，可以選擇信道進行數據的發送和接收，能達到雙向通信的效果。系統主要功能是信源信道編解碼、調制、協議和信令處理，可以通過DPS編程完成，軟件系統方面主要采用五個模塊，分別是實時處理模塊、控制分析模塊、線路輸入輸出模塊、終端模塊以及功能選擇模塊等，
四、通信方式
感應通信電信系統主要采用FDD方式，兩個頻段分別作為正反鏈路，防止發射和接收同時工作過程中信號泄露問題的出現，其頻帶寬度為25kHz，其通道兩個子信道和隔離帶，如圖3所示，分貝用來發、收信息，每個信道有三個邏輯信道，分別是語言、數據和信令，其中信令處于打開狀態，機車和車站利用信令進行通信控制。
五、采用軟件無線電的數據結構
感應電臺數據結構應對三個層，分別是物理、鏈路和應用，鏈路層在數據打包和解包過程中國最為主要，可以分為邏輯鏈路控制子層和介質訪問控制子層，采用簡化高級數據鏈路控制規程對數據進行打包處理，根據電臺通信的需要，把其中存著的不用的部分進行刪減。射頻采用橋式電路、帶通濾波器保證信號的收發兩個程序能夠分開進行，防止干擾的存在，如果發送功率太大，貴對接收電路造成影響，雖然感應通信系統和其他無線通信系統比起來，其更加穩定，但是其存在著一定的波動，主要是因為在火車運行過程中接收電平降低，因為在射頻電路中添加自動增益控制，能夠保證電平的穩定性。
六、信號處理
屹接收端的信號處理中，當電臺在接收模式下，其信號會在前端接收放大，通過帶通濾波器送到高速D/A轉換器，濾波器的頻率相位和幅度等能夠通過DPS設定和調整，保證符合信道變化的要求，并在帶通濾波后的模擬信號經過帶寬A/D變換器轉換成數字信號進入DSP。除此之外，還有億發送端信號處理和役DPS信號處理能力的估計?？傊畱密浖o線電概念和系統模型，感應無線電臺能多模式轉換，對職能切換，在通信領域中廣泛應用，其實現離不開DPS技術的應用，今后還會更好發展。
參 考 文 獻
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軟件無線電范文5
關鍵詞：軟件無線電；體系結構；應用
軟件無線電是JoeMitola于1991年提出的一種無線通信新概念，指的是一種可重新編程或者可重構的無線電系統，也就是說，無線電在其系統硬件不需變更的情況下，可根據不同的需要通過軟件加載來完成不同的功能。軟件無線電概念的提出立馬得到了通信、雷達、電子戰、導航、測控、衛星載荷及民用廣播電視等整個無線電工程領域的廣泛關注，成為無線電工程領域具有廣泛適用性的現代方法。
1 軟件無線電的體系結構
軟件無線電在設計理念和結構體系上和傳統的無線電系統有著明顯的不同。軟件無線電則采用了硬件平臺與軟件平臺結合的全新體系結構，通過硬件平臺來對軟件進行編程和管理以實現通信功能。
⑴功能模型與功能接口。軟件無線根據不同的功能模型可分為多個不同的部分，主要包括信道集、信道編，譯碼、信息安全、服務與網絡支持、信源編譯和信源集。信道集包括RF信道、多波段傳播、有線互操作性及為了控制服務質量自動采用多信道模式。
軟線無線電的接口示于各個功能模型之間，主要包括：RF波形接口，與之相對的是IF接口，信號被濾波及變換為IF波形進行處理。保護比特就是加密比特，明比特就是非加密比特。網絡比特要符合網絡協議要求，源比特適用于解碼器。這些接口組成了軟件無線電的接口系統，形成了信源到信道之間的信號的傳輸和控制。
⑵軟件分層結構。在軟件無線電的分層結構中，通過層可把無線電的功能實體分為接口層、配置層和處理層三層。這三層結構都建立在流處理的機制上。接口層主要控制各種信息資源的輸入與輸出，是無線電平臺硬件與外部信息資源的接口。配置層主要負責存儲硬件平臺的二進制存儲信息，并接收接口層輸入的各種信息包，在信息報內加上配制信息，然后發送給處理層。處理層主要負責對配置層信息的接收，并對其中的數據信息進行分析處理，由處理模塊的可重構模塊組成。
⑶硬件平臺。平臺模塊化是軟件無線電的重要特征之一，它是由多種功能各異的硬件模塊和軟模塊按照一定的結構構成的。軟件無線電的多功能硬件模塊主要有：1）寬帶較大的多頻段天線模塊；2）射頻信號（RF）處理模塊；3）模擬信號、數字信號轉換模塊；4）數字信號處理模塊；5）平臺控制模塊與接口。
在對軟件無線電的硬件平臺構建時必須遵循開放性、擴展性、即插即用性等原則，并且要具有對信號的并行處理機制。軟件無線電的主要硬件平臺結構包括：流水式結構、總線式結構、交換式結構等。
2 軟件無線電的應用
⑴在現在通信系統中的應用。3G通信是當今通訊系統中最為準確的通訊系統，它的完善性和規范性使之成為現今最常用的通訊系統，有著濃重的商業化。但是3G通信依然存在很大漏洞。全球化信息化的現代通信，存在非常大的局限性，各國并沒有消除相互之間的差異性，缺乏通訊系統之間統一的綜合標準。因此要使3G通訊完全達到全覆蓋全地區使用還需技術的進一步發展。技術的進一步發展可以分為兩類：寬帶連接，分布網絡。它的作用是在多個無線接收頻道中可以隨意實現信遞、接收、定位以及跟蹤，為通訊系統的發展、未來信息覆蓋提供便利。特點具有高效性、安全性及靈活多變性。
軟件無線電的另一大特點就是它強大的適應多變性，可以運用于不同系統軟件的需要，可以與任意接收器為基礎做出相應適用性變化。不僅方便于今后系統開發，更為其提供了良好平臺，減少不必要的麻煩 作為現在信息通訊系統的核心存在，軟件無線電技術必將在今后被廣泛運用。
⑵用于衛星控制平臺。軟件無線電技術正日益廣泛地應用于現代通信的各個領域。隨著A/D/A器件與DsP處理器的迅速發展，使得軟件無線電技術廣泛地應用于陸上移動通信、衛星移動通信與全球定位系統等。用軟件無線電技術實現衛星控制平臺包括軟件無線電通用平臺的DsP技術和DSP實現信號調制和解調。其中軟件無線電通用平臺的DSP技術又包括TMS320C6701 DSP芯片，DSP技術在軟件平臺中的應用，調制器與解調器。DSP實現信號調制和解調又包括信號調制，信號解調。
軟件無線電通用測控平臺是衛星測控平臺發展的方向，可以很好地解決原來平臺開發成本高、周期長、通用性差的問題。以新一代DsP芯片TMs32oc6ooo～為軟件無線電平臺的核心，可以很好地滿足需要，且有較大的冗余度，利用升級。
3 軟件無線電的發展方向
軟件無線電自動化程度高、擴展能力強，并能在城市復雜的電磁環境進行良好的工作，很有可能成為未來無線電檢測的主流技術。軟件無線電相比現有無線電通信體制具備更多的特點。軟件無線電可以實現多種軍用電臺的互聯，還可以接入各種軍用移動網絡，并能運用到多頻段多模式的手機、基站以及無線局域網和通用網關等領域，應用前景非常廣泛。
經過近20年的推廣和全世界范圍的深入研究，軟件無線電概念不僅得到了普遍認可，而且己獲得廣泛應用；尤其是近幾年，軟件無線電的發展勢頭更猛，已觸動到無線電工程的每一個角落。可以說軟件無線電的思想已對現代無線電工程的設計和開發產生重大影響。
[參考文獻]
軟件無線電范文6
【關鍵詞】 SCA4.0 自適應 軟件無線電 小型化設備軟件架構
一、引言
SCA規范的制定實現了軟件無線電[1]的思想，提高了波形的可移植性、可重用性和互操作性，降低波形的開發成本。從1999年推出的最初版本到目前為止已有多個版本，SCA4.0[2-3]是2012年推出的。
SCA規范軟件架構包含了操作系統、核心框架、分布式處理中間件和應用層軟件。由于功能完備的軟件架構，往往需要占用比較多的資源，這對于一些小型設備來說并不適合。因此，JTRS提出了一種自適應的軟件無線電體系結構，相較之前的版本增加了輕量級組件，功能單元，輕量級AEP，選擇性繼承以及Push Model等機制，支持不同的傳輸機制，由此來提高框架的靈活性，便于在不同量級的平臺上實施。以小型化設備的軟件架構為例，采用輕量級核心框架、輕量級中間件以及輕量級應用環境架構能極大地提高設備的運行性能，降低資源的占用率。
二、SCA4.0規范特性
2.1 PUSH MODEL
在SCA4.0之前的版本，核心框架通過Pull Model獲取注冊資源的各項信息，SCA4.0中通過采用Push Model[4]，一方面可以進行直接的信息交換，減少了調用的總次數，從而減少啟動和初始化的時間，另一方面，交換信息的屬性和操作是可選的，可以減少不必要的實現。圖1，對比了Pull Model和Push Model的注冊操作。為了適用Push Model，SCA4.0新制定了一個ComponentRegister接口用于設備和波形組件的注冊。
為了實現Push Model，SCA4.0對端口連接方式進行了改進。SCA4.0提供了Registered和Obtainable兩種類型的端口提供方式，對應于舊版本的靜態和動態兩種形式的端口提供方式。新的端口連接方式采用推送所有信息的方式，用單次的調用取代了多次連接。圖2對比了SCA2.2.2[5]和SCA4.0中obtainable 端口的連接序列圖。
2.2輕量級組件
輕量級組件和功能單元（UOFs）是SCA4.0的兩個機制，用于調整框架以適應不同產品和任務的需求。之前的SCA版本接口功能齊全，要求實現的功能往往比實際需要的大，決定實現一個接口時，即使是一個虛擬的實現，它會增加額外的成本，如需求分析、設計決策、開發時間、軟件集成和測試和遵從性測試。SCA4.0采用了新的接口繼承方式――選擇性繼承，開發人員可以通過預編譯和IDL指令定義特定的組件選擇性繼承需要實現的接口功能，這使得組件更小、更注重實現。
對于輕量級組件的實現，可參考SCA規范中各組件的繼承關系，以ResourceComponent為例，如圖3所示，通過IDL指令和預編譯配置接口繼承，只有在定義了標識符時，接口才被繼承，例如只有在定義了TESTABLE時TestableObject接口才需要被實現，因此通過控制Resource接口的繼承方式就能控制ResourceComponent的大小。
2.3功能單元
UOFs用以提供一個標準化的方法，允許從一個組件規范省略不必要的接口和需求。通過選擇不同的組件和UOFs可以構建不同量級的SCA架構。SCA4.0推薦了三種量級的架構[5]：輕量級架構、中量級架構和全功能架構。輕量級架構適用于硬件模塊靜態配置的無線電臺，提供的是一組最低功能的實現，往往應用在資源受限的平臺環境。中量級架構適用于硬件模塊支持即插即用，但不支持注銷的無線電臺，相對于輕量級架構，它引入了可動態配置的功能。全功能架構適用于支持硬件模塊的即插即用和可注銷的無線電臺。圖4展示了SCA不同架構的UOFs，針對實際情況可以選擇不同量級架構。
三、軟件架構
3.1核心框架
SCA4.0定制核心框架，去除了一些冗余接口，通過選擇性繼承實現輕量級組件。SCA4.0規范中將CF組件分為五類：基本構件組件，用于提供SCA軟件產品的一些共同特征、約束和關聯的抽象；基本應用組件為應用開發者提供應用結構定義；框架控制組件為組件在平臺上執行部署提供結構定義；基本設備組件提供的結構定義將被用于實現和管理域內的物理設備，如對設備進行加載、執行和聚合操作；框架服務組件為平臺開發者提供與邏輯設備不直接相關的通用軟件功能。在此針對處理器能力有限，系統硬件模塊固定，不存在分布式結構的小型化設備提出輕量級核心框架[6]的設計建議：移除文件服務由于小型化設備中其它專用處理器一般不向CF提供文件服務，可轉由GPP操作系統來提供文件服務，不需要專門的文件服務管理。在不需要使用嵌套應用時可移除集合操作組件。盡量少的繼承接口，使用輕量級組件。例如當不需要測試時，可不繼承TestableObject接口。先制定要求，再定制組件。在設備資源已知，設備信息基本不變時使用靜態部署提高系統運行效率。
3.2 中間件
SCA4.0支持不同的傳輸機制，SCA2.2中指定CORBA這種傳輸機制作為中間件，但是由于CORBA常采用TCP/IP作為 底層傳輸機制，引入的延時較大，對于一些產品并不適用。在此針對小型化設備的輕量級中間件設計建議：1）使用小型化的CORBA產品。CORBA/e是一種嵌入式CORBA規范，用于開發分布式嵌入式系統。CORBA/e定義的三種量級的架構：完全量級CORBA 架構、輕量級CORBA架構）、超輕量級CORBA 架構。其中，完全量級適用于一般的GPP；輕量級適用于資源受限的處理器（如DSPs）；超輕量級適用于資源高度受限的處理器（如應用程序同時分布在DSPs和FPGAs上）。2）使用其他傳輸機制，如數據分發服務（DDS），簡單對象訪問協議（SOAP）等。DDS信息分發中間件是一種輕便、能夠提供實時信息傳送的中間件技術，應用于分布式實時系統中，能可靠實時的交換分配群體數據。SOAP用于在分布式環境中發送消息，并執行遠程過程調用。SOAP基于XML的輕量級協議，使不同操作系統平臺和不同編寫語言的應用程序可以進行相互通信。
3.3 應用程序環境架構
AEP是基于POSIX實時應用程序支持標準。SCA操作環境中的操作系統應是滿足POSIX兼容的實時操作系統，并且提供AFP指定的功能和選項。在SCA4.0規范附錄B中詳細的說明了與AEP相關的標準。附錄中定義的實時描述文件，只需在包括了這項標準的UOF使用即可。需要注意的是一旦引入約束，每個使用該功能的程序都必須遵守該項約束。SCA4.0包括了AEP和輕量級AEP（LwAEP）兩種描述。在小型化設備中建議使用LwAEP，它既能滿足資源受限的操作系統上的可移植性，還能保證系統的性能，減少集成和重用代碼的開發，減少代碼的修改量，提高代碼的可移植性。
四、結束語
在軟件無線電項目的實施過程中，SCA規范本身的語義不清、重復定義和不完整往往給軟件無線電架構的實現帶來了諸多挑戰。然而JTRS最新提出的SCA4.0是一種自適應的軟件無線電體系結構，為解決這些問題提出了很多優化機制，使框架具有更靈活、輕量級，更易實現新技術的特點，這讓它在未來的軟件無線電發展中將占有不可或缺的位置。本文分析了SCA4.0規范的各類優化機制，適用于多種平臺，并提出將各類特征機制應用于輕量級軟件架構，從而使得SCA的自適應性能夠在資源受限的小型化設備中體現。
參 考 文 獻
[1] 范建華， 王曉波， 李云洲. 基于軟件通信體系結構的軟件定義無線電系統[J]. 清華大學學報： 自然科學版， 2011， 51（8）： 1031-1037.
[2] JTRS JPEO. SCA Specification Version 4.0 （2012-02-28），Software Communications Architecture Specification [S].
[3] JTNC. Software Communications Architecture Specification 4.0 User’s Guide [EB/OL]. （2010-11-30） [2014-12-11]. http：//jtnc.mil/Pages/ StandardsAndAssessments.aspx， 2012.
[4] 蔡卓， 張小瓊. SCA 4.0 規范概述[J]. 通信技術， 2013， 7： 041.
