摘要：软件无线电的基本思想是在一个标准化、模块化的硬件平台上，通过软件编程来实现无线电台的各种功能。未来新系统的升级、新产品的开发将逐步转到软件上来，这是无线电通信继固定通信到移动通信、模拟通信到数字通信之后的第三次革命，它将通过与现代微电子技术、软件技术和数字通信技术的结合，实现真正的多媒体、多模式的个人通信系统这一软件无线电的最终目标。
关键词：软件无线电；技术；发展；应用
1软件无线电技术的发展历程
自1992年Joseph Mitola在美国电信系统会议上首次提出软件无线电的概念以来，美国军方给予了高度的重视，并在其发展中始终占据领先的地位。其发展可归纳为如下几个阶段：
（1）概念验证与初步体系结构的提出
在1992年和1997年，美国防部（DOD）先后实施了Speakeasy和可编程模块化通信系统（PMCS，Programmable Modular Communication System）计划，开展软件无线电的研究工作。Speakeasy（I、II期）和PMCS计划成功完成了多频段多模式电台样机的开发，实现了多类电台的互通，证明了软件无线电在技术上的可行性，并制定了军用无线通信系统的开放式的体系结构（即红、黑边分区的安全架构；模块化、标准化互联总线的硬件结构），为后续工作的开展奠定了基础。
（2）JTRS计划的颁布；明确需求、使命；推进阶段与组织管理机构的建立
1997年，美国防部批准了JTRS（Joint Tactical Radio Systems，联合战术无线电通信系统）计划，1998年3月发布了JTRS联合作战需求文件（JORD），10月成立了联合战术无线电系统计划办公室（JPO）。JTRS计划的使命是开发一系列可互操作，且经济上可承受的软件定义无线电台，为联合部队提供安全的无线网络通信能力。JTRS计划采用渐进式采购和螺旋式发展策略。
（3）JTRS计划的执行
第一阶段为体系结构定义阶段，对需求、波形和技术基础进行分析，提出可保证向下兼容、未来可扩展的JTRS软硬件体系结构，产生基础体系结构定义报告（ADR）。
第二阶段是体系结构开发和验证阶段，形成并完善JTRS的重要基础――软件通信体系结构（SCA）标准，具体细分为2A、2B、2C三期。
第三阶段为采购与装备阶段。JTRS将支持保密和非保密的宽带、窄带波形和话音、数据多媒体业务，具有动中通组网能力，且在体积、功耗和频谱利用率等性能指标上得到进一步改善。从2004年开始采办5大群集（Cluster）的JTRS硬件平台和波形，逐步装备部队并最终将取代各军种当前使用的各个频段的无线电台及一部分专用战术通信设备。
2软件无线电的关键技术及实现难点
（1）宽带天线和RF（射频）模块
软件无线电要求天线的频率覆盖是2～2000MHz，并可以用程序控制方法对天线功能及参数进行设置。根据当前国内外宽带天线的技术水平，研制全频段的宽带天线是不现实的。在实际应用中，可以采取组合多频段天线来实现，借鉴美军软件无线电Speakeasy（易通话）方案，分三段来实行，2～30MHz、30～500 MHz、500～2000MHz，这样在技术上比较可行，也不影响战术使用的要求。鉴于天线的宽带特性，射频前端要求器件要有较宽的频率范围，并采用数字频率合成技术设置，对每种标准应能够多载波工作。射频前端可考虑用同天线一样分三段来实现，将其做成可转换的标准化模块。射频前端的宽带低噪声放大功能和输出功率放大都可以由市场上现有的产品进行实现。
（2）高速A/D
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。A/D、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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆决定A/D器件的关键是它的采样速率和量化位数，就目前而言，对于某些软件无线电方面的应用，现有的A/D还不能同时满足速率和位数的需要，从长远考虑可以采用多个A/D并联使用，达到所需要求。
（3）高速DSP
软件无线电从设计思想到实现，其推动力来自DSP技术的发展，
作为软件无线电技术的灵魂所在，DSP运算能力的高低直接决定软件无线电的性能，软件无线电的诸多优势主要是通过以数字信号处理为中心的通用硬件平台及DSP软件实现的。目前的DSP无论是在功能上还是在性能上，都不能满足无线电的要求，很难用单片DSP直接处理宽带射频或中频信号。一方面可以先采用数字变频技术对宽带射频或者中频信号进行处理，然后再用DSP完成各种信号处理功能。另一方面是设计拥有多指令流多数据流的多处理器体系结构的处理器。
3软件无线电技术在军事通信中的应用
无线通信之所以在现代通信中占据着重要的位置，与其设备简单、便于携带、易于操作等特点是分不开的，也是这些独有的优势使其被广泛应用于各个领域，以军事领域为代表，它是各军种、各部队中必不可少的重要通信手段，
软件无线电台从其诞生至今，已经成为能使不同国家或者说同一国家的不同军种之间相互通信而没有障碍的新技术。自20世纪70年代开始，可编程软件无线电台正式被列入研制项目中，目前已经取得了突破性的发展，有不少的数字式软件可编程无线电台已经被投入使用并且收效甚好。
另外，传统的数字电台以硬件为主，软件无线电台在许多关键技术上对其进行了改进，例如：对模数转化器进行了改进，使其转换率和动态工作范围得到了大幅度的提升；对嵌入式处理器进行了改进，提高了其处理的速度和能力，使数字信号处理器能够完成调制解调器的功能；对以编程技术为目标的技术进行了开发，使软件的功能性独立于基础硬件之外。总之，随着科技的迅速发展与进步，无线电台将有望使军用电台获得新的定义。
4软件无线电技术在移动通信中的应用
4.1用于蜂窝移动通信系统
在蜂窝移动通信系统中，软件无线电的发射与其他系统相比较，有所不同。
它在发射前，要先对可用的传输信道进行划分，探测传播路径，对适合信道进行调制，将电子控制下的发射波束指向正确的方向，选择合适的功率，做完这些才能进行发射。至于接收也同样如此，它能对当前信道和相邻信道的能量分布进行划分，也能对输入传输信号的模式进行识别，通过自我适应抵消干扰，对所需信号多径的动态特征进行估计，对多径的所需信号进行相干合并和自适应均衡，对信道调制进行栅格译码，然后通过FEC译码纠正剩余错误，最大限度的降低误比特率
4.2用于第三代移动通信系统
软件无线电技术在第三代移动通信系统中的应用主要包括三方面：
（1）为第三代移动通信手机与基站提供了一个开放的、模块化的系统结构；
（2）产生了各种信号处理软件，包括：各类无线信令规则与处理软件、信道纠错编码软件、信号流变换软件、信源编码软件、调制解调算法软件等；
（3）实现了智能天线结构，包括DOA在内的空间特征矢量的获得、每射频通道权重的计算和天线波束赋形。
5.结语
总之，软件无线电技术有着传统数字无线电所无法比拟的优势，在将来的发展和应用上一定会越来越广泛，特别是在第四代移动通信的普及和推广道路上，软件无线电技术一定会贡献越来越多的力量。
参考文献：
[1]陶玉柱，胡建旺，崔佩璋.软件无线电技术综述[J].通信技术，2011，01：37-39.
[2]朱瑞平.软件无线电技术[J].科技传播，2012，04：179.
论文作者:周孟贤
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：无线电论文; 软件论文; 无线电台论文; 技术论文; 天线论文; 体系结构论文; 射频论文; 《基层建设》2018年第20期论文;