软件无线电概述概论
软件无线电技术概述PPT课件
整理人：吴玉成
主要内容
一、软件无线电技术概述 二、软件无线电的关键和难点 三、软件无线电研究 四、软件无线电的应用 五、第三代移动通信中的软件无线电技术
一、 软件无线电技术概述
改变未来世界之技术 软件无线电的由来、发展及研究机构
软件无线电的基本概念
软件无线电主要特点 软件无线电优势
改变未来世界之技术
无线漫游的革命
• 无线通信领域是一个标准混乱的世界。手机通信、无线局 域网、军用无线通信、以及公共安全无线网络各自在特定 的频段工作，这一工作频率是相关硬件在工厂生产时就已 经设定的。所以美国的CDMA手机在欧洲不能用，而欧洲 的许多GSM手机在日本也没法用。
• 用软件替代相关硬件，从而能够与不同标准、不同工作频 段的无线通信网络兼容。这种技术称为软件无线电 (softwareradio)。
• 军事应用中，软件无线电技术将使海陆空各级指挥官和士 兵能够在激烈战斗的时候保持无线通信。
• 软件无线电技术进入消费市场还要再过一段时间。不过几 年之内，你就可以买一个能够在各种不同标准无线通信网 络工作的手机，从此无线漫游再无障碍。
• 软件无线电技术的崛起走的是从军用到民用的老路。无线 通信中CDMA(码分多址)本来是军用卫星通信技术，后来 用到民用移动通信，并因此出现了高通这样的企业。所以 就是在今天，军用领域的需求仍然是推动技术发展的动力。
软件无线电的由来
软件无线电最初是在军事通信中提出的，软件无线电作 为军用技术已有30年以上的历史，但是由于不同部队用 于不同目的的无线电台在工作频段、调制方式上存在差 异而无法互通。如果需要互通，就需要作进一步的改进， 如美国推出的JTRS(战术合作无线系统)的意向合同，其 目的就是能实现基于软件无线电技术的可以互操作、互 工作的系统。
软件无线电技术
软件无线电技术摘要：本文主要介绍无线电的起源，概念及特点，并对无线电的基本组成模块：宽带/多频段天线与RF模块、模数转换部分、高速数字信号处理器等进行了简明的叙述，并对无线电技术未来发前景进行概括。
一、软件无线电概念软件无线电技术，是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。
软件无线电技术的重要价值在于：传统的硬件无线电通信设备只是作为无线通信的基本平台，而许多的通信功能则是由软件来实现，打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局。
软件无线电技术的出现是通信领域继固定通信到移动通信，摸拟通信到数字通信之后第三次革命。
二、软件无线电的起源软件无线电(Software Radio)最初起源于军事通信。
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，在美国电信系统会议。
IEEENational Telesystems Conference)上，MITRE公司的JoeMitola首次明确提出软件无线电的概念。
三、软件无线电特点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它的灵活性，可以通过增加软件模块，方便地增加新功能。
在软件无线电中，诸如信道带宽、调制及编码等都可以进行动态调整，以适应网络标准和环境、网络通信负荷及用户需求的变化。
软件无线电概述
第一章 概述
§1.1 无线电技术的发展
通信是伴随人类进步的推动力
200多年以前现代文明还未启动，人类已经进行做 大量远距离通信的探索，看看远古的烽火台吧！
电的发明推动现代通信诞生
电的发现与现代通信
Benjamin Franklin (1706-1790) Samuel Morse (1791-1872) Thomas Edison's Telephone
杨小牛等编著，《软件无线电 原理与应用》，电子工业出版 社，2001
参考书目
[美]Joseph Mitola著，赵荣黎 等译，《软件无线电体系结构 ——应用于无线系统中的面向 对象的方法》，机械工业出版 社，2003
[英]Walter Tuttlebee主编，杨 小牛等译，《软件无线电技术 与实现》，电子工业出版社， 2004
电磁场电磁波理论推动无线通信
On December 1901, Marconi proved to the world that it was possible to send messages across continents when he sent the letter "S" in Morse from Cornwall, England to St. John's, Newfoundland in Canada.
在现今的通信技术环境中： 新的通信体制和“标准”不断提出，通信产品生存周期缩短，开 发费用上升； 多种通信体制共存，对多种体制间互联的要求也日趋强烈； 随着标准种类的不断增加，频率分配、管理更为困难，需要的频 率资源增加。
矛盾的核心：互通性
通信中的软件无线电技术简介
通信中的软件无线电技术简介在现代通信系统中，无线电技术的应用越来越广泛，从短距离通信到长距离通信，从简单语音通信到复杂的数据传输，都离不开无线电技术的支持。
而软件无线电技术则是在无线电技术发展中崭露头角的一种技术，其能够通过软件方式实现无线电信号的生成和处理，可以节省设备成本，更灵活、高效地应用于各种通信场景中。
什么是软件无线电技术？软件无线电技术是一种新兴的数字通信技术，其底层实现原理是利用计算机或数字信号处理器（DSP）来实现无线电发送和接收信号的功能，而不需要传统的硬件来完成这些任务。
与传统的无线电通信系统相比，软件无线电技术具备更大的灵活性和可扩展性，可以根据需要快速配置和修改系统参数，实现多种通信模式和调制方式。
软件无线电技术的应用在无线电通信领域，软件无线电技术的应用越来越广泛，包括以下几个方面：1. 商业和消费电子软件无线电技术在商业和消费电子中有着广泛的应用，比如无线路由器、智能手机、蓝牙耳机、无线麦克风等设备，都使用了软件无线电技术。
2. 业余无线电通信业余无线电通信是一种爱好，也是一种紧急通信手段。
软件无线电技术在业余无线电中得到了广泛的应用，比如采用软件定义无线电技术的业余电台，可以实现多种通信模式和更高的带宽。
3. 军事通信军事通信是国家安全的重要组成部分，软件无线电技术在军事通信中的应用也越来越广泛。
软件无线电技术可以通过软件方式实现多种通信模式和调制方式，适应不同的战场环境和通信需求。
软件无线电技术的发展趋势软件无线电技术与现代通信技术的融合，将推动通信技术的快速发展和进步。
软件无线电技术在将来的发展中，将呈现以下几个趋势：1. 软件定义无线电技术将成为主流传统的无线电通信系统需要使用硬件电路来处理信号，其具备了固有的硬件限制，无法根据通信需求灵活配置和扩展，而软件定义无线电技术能够以软件方式实现无线电信号的发射和接收，因此将成为未来通信系统的主流技术。
2. 多天线技术将得到广泛应用多天线技术可以显著提高通信信号质量和带宽利用率，对于无线电通信领域而言，也有着重要的意义。
第二章 软件无线电综述
2.1 软件无线电的定义
软件无线电的定义
软件无线电论坛的定义：软件无线电一种新 型的无线体系结构，它通过硬件和软件的结 合使无线网络和用户终端具有可重配置能力。 软件无线电提供了一种建立多模式、多频段、 多功能无线设备的有效而且相当经济的解决 方案，可以通过软件升级实现功能提升。
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2.1 软件无线电的定义
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2.1 软件无线电的定义
软件无线电的特点
4、结构的开放性
软件无线电的结构分为硬件和软件两大部
分。这两大部分都具有模块化和标准化的 特点，是一种开放式的体系结构，使得研 制、生产和使用各环节可以共享已有成果， 共同推进软件无线电技术的发展。
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2.1 软件无线电的定义
硬件无线电
所谓硬件无线电，是指无线电设备的功能由 硬件结构确定，系统的工作没有软件参与或 只有很少一部分有软件参与，它们在功能上 是固定的。
1、可多频带/多模式/多功能工作：(M3, Multiband/Multimode/Multirole)。
多频带是指软件无线电可以工作在很宽的
频带范围内；
多模式是指软件无线电能够使用多种类型
的空中接口，其调制方式、编码、帧结构、 压缩算法、协议等可以选择；
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2.1 软件无线电的定义
软件无线电的特点
软件无线电终端通过软件下载方式就可以进 行重新配置，适应不同体制、不同标准的通 信需求，获得新的服务。因此，软件无线电 将是一个解决全球无线通信需求的最佳方案， 将成为未来无线通信设备设计的核心。 42
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2.1 软件无线电的定义
无线电发展过程的困扰
其中心思想是：
软件无线电简介
例：基于软件无线电的空中接口监测系统研究
空中接口是移动网络终端设备与基站之间的无线接口,根据使用环境的不同,各种因素的影 响较大,存在很多不稳定的因素,空中接口协议以及信令消息相对有线结构更为复杂。所以 , 对移动网络空中接口的监测是网络监测的重点,唯有对其实现动态监测,对网络故障的分析 才会更准确。这也是网络规划、网络评测和网络优化所关注的领域。
GNURadio
GNU Radio 是一个开源的可以构建软件无线电平台的软件包，开源世 界中软件无线电的代表项目。它的出现，使得开源世界能够打破传统通 信巨头的垄断，使得人们能够自由地了解整个通信系统的任何细节。 GNURadio不同于MATLAB等旨在仿真的工具，它生来就是准备玩真的， GNURadio对于软件无线电射频前端硬件的支持非常全面，例如USRP、 HackRF、BladeRF等。
/
URadio
• 30MHz – 6GHz
• 与RTL2832U(RTLSDR)不同，HackRF可以进行发射 • 比USRP更廉价 • 最大采样率: 20 Msps (10倍于电视棒RTLSDR) • 接口: High Speed USB • USB供电 • 硬件/软件全部开源（https:///mossmann/hackrf）
软件无线电技术简介及特点应用
软件无线电技术简介及特点应用软件无线电是最近几年提出的一种实现无线电通信的体系结构 ,是继模拟到数字、固定到移动之后 ,无线通信领域的又一次重大突破。
并从软件无线电的基本概念出发 ,讨论了其功能结构、关键技术和难点以及应用和发展前景。
1.引言完整的软件无线电 (Software Definition Radio)概念和结构体系是由美国的Joe.Mitola首次于1992年5月明确提出的。
其基本思想是 :将宽带A/D 变换尽可能地靠近射频天线 ,即尽可能早地将接收到的模拟信号数字化 ,最大程度地通过软件来实现电台的各种功能。
通过运行不同的算法 ,软件无线电可以实时地配置信号波形 ,使其能够提供各种语音编码、信道调制、载波频率、加密算法等无线电通信业务。
软件无线电台不仅可与现有的其它电台进行通信 ,还能在两种不同的电台系统间充当“无线电网关”的作用 ,使两者能够互通互连。
软件无线电充分利用嵌入通信设备里的单片微机和专用芯片的可编程能力 ,提供一种通用的无线电台硬件平台 ,这样既能保持无线电台硬件结构的简单化 ,又能解决由于拥有电台类型、性能不同带来的无线电联系的困难。
2.软件无线电台的功能结构图1给出了典型的软件无线电系统的结构简图 ,包括天线、多频段射频变换器、含有A/D 和D/A变换器的芯片以及片上通用处理器和存储器等部件 ,可以有效地实现无线电台功能及其所需的接口功能。
其关键思想以及与传统结构的主要区别在于 :(1)将A/D 和D/A向RF端靠近 ,由基带到中频对整个系统频带进行采样。
(2)用高速DSP/CPU代替传统的专用数字电路与低速DSP/CPU做A/D 后的一系列处理。
A/D 和D/A移向RF端只为软件无线电的实现提供了必不可少的条件 ,而真正关键的步骤是采用通用的可编程能力强的器件 (DSP和CPU等 )代替专用的数字电路 ,由此带来的一系列好处才是软件无线电的真正目的所在。
典型的软件无线电台的工作模块主要包括实时信道处理、环境管理以及在线和离线的软件工具三部分。
《软件无线电技术》课件
通过本课件，我们将深入了解软件无线电技术的概念、应用和发展趋势，带 您探索这一引人入胜的领域。
引言
介绍软件无线电技术的概念和背景，分析其优势和应用。
基础知识
讲解无线电通信的基本原理，解释重要概念和术语，介绍软件定义无线电（SDR）的技术原理。
软件无线电技术的不同应用
探索在移动通信系统、卫星通信系统和无线电信号处理中的软件无线电技术应用。
软件无线电技术的发展趋势
分析软件无线电技术的现状和发展，展望未来的发展趋势和应用。
结语
总结本次课程的重点和亮点，并提
浅析软件无线电的体系结构及应用
浅析软件无线电的体系结构及应用1. 引言1.1 介绍软件无线电的概念软件无线电是一种基于软件定义的无线电技术，可以通过对信号处理器进行软件编程和配置，改变无线电系统的行为。
相比传统硬件无线电，软件无线电具有灵活性高、可重配置性强、适应性好的特点。
它可以通过软件更新来改变其功能，实现不同频率、调制方式和协议的切换，适应不同应用场景的需求。
软件无线电技术的提出，极大地推动了无线通信的发展，为现代无线通信系统的设计和实现提供了更多的可能性。
在软件无线电中，无线电前端的硬件主要负责信号的变换和放大，而大部分信号处理功能则由软件算法来完成。
软件无线电系统的体系结构包括前端RF模块、中频模块、数字信号处理模块以及控制模块等部分，各部分协同工作，完成信号的接收、解调、解码等操作。
软件无线电的应用场景十分广泛，包括移动通信、卫星通信、物联网、无人机、雷达等多个领域。
在通信领域，软件无线电可以灵活适应不同的通信标准和频段，提高了通信系统的灵活性和效率。
在军事领域，软件无线电技术可以实现无线电干扰、侦察、通信等多种功能，提供了更加灵活和高效的通信保障。
与传统无线电技术相比，软件无线电具有更高的灵活性和可靠性，能够更好地满足现代通信系统的需求。
1.2 引言部分软件无线电是一种基于软件定义的概念，通过对无线电信号进行软件处理和调节，实现无线电通信的技术。
软件无线电的概念在20世纪90年代末开始兴起，随着计算机和通信技术的发展，软件无线电技术得到了广泛的应用和推广。
传统的无线电通信技术需要使用硬件电路来实现不同频段的信号发送和接收，而软件无线电则通过软件程序对可编程硬件进行控制和配置，实现对多种信号的处理和管理。
这种灵活的软件控制方式使得软件无线电技术具有更大的灵活性和可升级性，可以适应不同的通信需求和环境要求。
在软件无线电的体系结构中，主要包括硬件平台、软件定义的接口、信号处理和调制等模块。
通过对这些模块的设计和优化，可以实现更高效、更灵活的无线电通信系统。
软件无线电（softwareradio）
软件无线电（softwareradio）概要软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。
功能的软件化实现势必要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，把数字化处理（A/D和D/A变换）尽量靠近天线。
软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件更新改变硬件配置结构，实现新的功能。
软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构，以利于硬件模块的不断升级和扩展。
软件无线电（software radio）在一个开放的公共硬件平台上利用不同可编程的软件方法实现所需要的无线电系统。
简称SWR。
理想的软件无线电应当是一种全部可软件编程的无线电，并以无线电平台具有最大的灵活性为特征。
全部可编程包括可编程射频（RF）波段、信道接入方式和信道调制。
一般说来，SWR就是宽带模数及数模变换器（A/D及D/A）、大量专用/通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Proicesser，DSP）构成尽可能靠近射频天线的一个硬件平台。
在硬件平台上尽量利用软件技术来实现无线电的各种功能模块并将功能模块按需要组合成无线电系统。
例如：利用宽带模数变换器（Analog Digital Converter，ADC），通过可编程数字滤波器对信道进行分离；利用数字信号处理技术在数字信号处理器（DSP）上通过软件编程实现频段（如短波、超短波等）的选择，完成信息的抽样、量化、编码/解码、运算处理和变换，实现不同的信道调制方式及选择（如调幅、调频、单边带、跳频和扩频等），实现不同的保密结构、网络协议和控制终端功能等。
在目前的条件下可实现的软件无线电，称做软件定义的无线电（Software Defin ed Radio，SDR）。
SDR被认为仅具有中频可编程数字接入能力。
发展历史无线电的技术演化过程是：由模拟电路发展到数字电路；由分立器件发展到集成器件；由小规模集成到超大规模集成器件；由固定集成器件到可编程器件；由单模式、单波段、单功能发展到多模式、多波段、多功能；由各自独立的专用硬件的实现发展到利用通用的硬件平台和个性的编程软件的实现。
软件无线电技术综述
软件无线电技术综述一、概述随着信息技术的飞速发展，无线通信技术在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
传统的硬件主导的无线通信系统由于其固有的局限性，已无法满足日益增长的多样化、个性化通信需求。
在这一背景下，软件无线电技术应运而生，以其独特的优势引领着无线通信领域的新一轮变革。
软件无线电技术是一种基于数字信号处理（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）等先进技术的无线通信体系。
它的核心理念在于构建一个通用的硬件平台，通过加载不同的软件来实现各种无线通信功能。
这种技术范式不仅使得硬件平台能够兼容多种无线标准，如GSM、CDMA、WLAN等，还显著提高了系统的灵活性和可扩展性。
软件无线电技术的核心原理在于将模拟信号进行数字化处理，并在数字域上执行信号处理操作。
具体实现过程中，需要构建可编程的数字信号处理器（DSP）和FPGA等硬件平台，并开发相应的数字信号处理算法和软件模块。
通过这些技术和手段，软件无线电技术能够实现无线信号的收发和处理，从而满足不同的无线通信标准和功能需求。
软件无线电技术的应用领域广泛，涵盖了军事、移动通信、无线传感器网络、广播通信等多个领域。
在军事领域，软件无线电技术有助于构建灵活的军事通信系统，提高作战指挥效率和协同能力。
在移动通信方面，该技术能够实现多模多频的通信功能，支持多种无线标准，提升移动设备的通信能力和互联互通性。
在无线传感器网络和广播通信等领域，软件无线电技术也发挥着重要作用，推动着这些领域的持续创新和发展。
软件无线电技术以其独特的优势在无线通信领域展现出了广阔的应用前景。
本文将对软件无线电技术的定义、原理、发展历程、应用领域以及未来发展趋势进行全面综述，以期为相关研究和应用提供参考。
1. 软件无线电技术的定义软件无线电技术，是一种引领无线通信领域的技术革新。
它的核心理念在于利用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”，打破了传统通信设备仅仅依赖硬件来实现通信功能的局限。
软件无线电(个人整理)
1. 软件无线电是什么无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置， 几乎任何领域都使用无线通信， 包括有 商业、气象、金融、军事、工业、民用等。
我们可从通信系统、调制方式、多址方式等几方 面可看到无线通信系统种类的繁多。
类 别 通信系统 调制方式 多址方式 种 类卫星通信系统、蜂窝移动通信系统、无线寻呼系统、短波通信系统、 微波通信系统等 AM、FM、LSB、USB、ISB、FSK、PSK、MSK、GMSK、QAM 等 时分多址（TDMA） 、频分多址（ FDMA）和码分多址（CDMA）等各种通信系统由于自身的特点而适用于各种特定的场合，例如： 短波电台适合远距离，其所需的发射功率不大，传输的“中继系统” —电离层不会被 摧毁；卫星通信能传播高质量的信息，所能提供的频带很宽 微波通信抗干扰能力强，适合大量的数据传输，但只能在点与点之间传输，传输距离 又有一定的限制 由于无线通信的设备简单、便于携带、易于操作、架设方便等特点，在军事和民用通信领域 中都是不可缺的重要通信手段。
然而， 电台往往是根据某种特定的用途而设计的， 功能单一， 有些电台的基本结构相似，而信号特征差异很大。
比如，工作的频段不同，调制方式不同， 波形结构不同，通信协议不同，数字信息的编码方式、加密方式不同等等。
电台之间的这些 差异极大地限制了不同电台之间的互通互连。
经过几十年的发展， 无线通信已有很大的发展， 通信系统由模拟体制不断向数字化体制过渡， 因此是否可能在数字化体制础上一个电台能满足多调制方式和多址方式， 从而根椐需要构成 多种通信系统呢。
我们先看一下一个数字蜂窝网接收站, 显示在图 1 中。
（注意： 为了说明软件无线电的概念， 这里给出了无线电的接收装置部分） 。
图 1：窄带无线接收装置在窄带接收装置中所有的功能模块：滤波、放大、向下变频，直到调制，都是使用模拟 技术 ( 除了频率合成的部分 ) 实现的 。
信号解调出来以后，使用一个可编程的数字信号 处理 ( DSP ) 器件进行处理。
《软件无线电技术》课件
边缘计算技术可以将计算和数据处理能力从中心服务 器转移至设备边缘，降低延迟和提高响应速度。
物联网的广泛应用
随着物联网的广泛应用，软件无线电将在智能家 居、智能交通、智能工业等领域发挥重要作用。
软件无线电可以通过物联网技术实现各种设备的 互联互通，提高设备的智能化程度和用户体验。
软件无线电还可以通过物联网技术实现设备的远 程监控和维护，提高设备的可靠性和安全性。
谢谢聆听
信号处理复杂性
总结词
信号处理复杂性是软件无线电技术的另一个挑战。
详细描述
软件无线电需要处理各种不同的信号，包括模拟信号和数字信号，而且需要能够 快速、准确地转换和处理这些信号。这需要高效的算法和强大的计算能力，增加 了软件无线电的复杂性。
安全与隐私保护
总结词
安全与隐私保护是软件无线电技术必须考虑的重要问题。
详细描述
在无线通信中，安全和隐私保护至关重要。软件无线电需要 采取有效的措施来保护用户的隐私和通信安全，防止数据被 窃取或篡改。这需要在设计和实现软件无线电时充分考虑安 全和隐私保护的需求。
标准化与互操作性
总结词
标准化与互操作性是软件无线电技术的另一个挑战。
详细描述
为了实现不同厂商和不同系统之间的互操作性，软件无线电需要遵循统一的标准化协议和规范。这需要软件无线 电技术和相关标准不断发展和完善，以确保不同系统之间的兼容性和互操作性。同时，标准化也有助于推动软件 无线电技术的普及和应用。
的信号接收和发送，支持多种移动通信标准。
02பைடு நூலகம்
软件无线电技术可以提高移动通信系统的灵活性和可
软件无线电
软件无线电摘要：本文主要论述了软件无线电的基本概念、组成、关键技术、应用及制约因素。
1．软件无线电的基本概念软件无线电技术，顾名思义是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。
这就打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局，所以说软件无线电技术的出现是通信领域继固定通信到移动通信，摸拟通信到数字通信之后第三次革命。
软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电的各种功能，从基于硬件、面向用途的无线通信机设计中解放出来。
软件无线电的核心是将宽带A/D和D/A尽可能靠近天线（将A/D和D/A由基带移到中频甚至射频），用实时高速DSP/CPU代替传统的专用数字电路做A/D转换后的一系列处理，将无线通信的各种功能用软件进行定义。
软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件更新改变硬件的配置结构，实现新的功能。
软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构，以利于硬件模块的不断升级和扩展。
理想软什无线电的组成结构如图l一1所示。
2．软件无线电的组成及关键技术软件无线电技术是软件化、计算密集型的操作形式。
它与数字和模拟信号之间的转换、计算速度、运算量、存储量、数据处理方式等问题息息相关，这些技术决定着软件无线电技术的发展程度和进展速度。
软件无线电主要由天线、射频前端、宽带模数／数模转换器(ADC／DAC)、通用数字信号处理器(DSP)以及各种软件组成。
理想的软件无线电系统的天线部分应该能够覆盖全部无线通信频段，通常来说，由于内部阻抗不匹配，不同频段电台的天线是不能混用的。
而软件无线电要在很宽的工作频率范围内实现无障碍通信，就必须有一种无论电台在哪一个波段都能与之匹配的天线，所以，实现软件无线电通信，必须有一副可通过各种频率信号而且线性性能好的宽带天线。
射频前端在发射时主要完成上变频、滤波、功率放大等任务；接收时实现滤波、放大、下变频等功能。
软件无线电技术特点及其应用
构系统最早是由美国的Joe Mitola 在1992年5月提出的。
它的基本思想是使宽带A/D 转换尽可能靠近射频天线。
这意味着尽快将接收到的模拟信号数字化，并通过软件充分实现无线电台的各种功能。
软件无线电可以运行不同的算法来实时配置信号波形，因此它可以提供各种无线通信服务，例如语音编码，信道调制，载波频率，加密算法等。
一个软件无线电站不仅可以与其他现有的无线电站进行通信，而且还可以充当两个不同无线电系统之间的“无线电网关”，从而使两个无线电系统可以相互通信。
结构如图1所示。
图1 软件无线电结构框图2 软件无线电技术特点与常规无线系统相比，软件无线系统的结构有很大不同。
在传统的模拟无线电系统的情况下，射频部分，滤波等均采用模拟方法，并且特定频带和特定调制方法的通信系统对应于特殊的硬件结构。
随后开发的数字无线系统在低频部分使用数字电路，例如用于本地振荡器的数字频率合成器，源编码解码器和调制和解调由专用芯片完成，而射频部分和中频部分仍然是模拟的，它不能和模拟电路分开。
软件无线电系统的A/D 和D/A 转换从中频开始，并尽可能靠近RF 端，从RF 端开始，对整个系统频带进行采样，甚至进行数字处理直至射频。
也就是说，除了射频滤波以外，低噪声放大和功率的能相对独立，从而可以基于相对通用的硬件平台通过软件来实现不同的通信功能，以及工作频率和系统频率可以调整的频宽，调制模式，源代码等均受到编程和控制，系统的灵活性大大提高，这是软件无线电的突出特点。
通过预先分析传输信道和相邻信道的干扰特性，不仅可以传输信号，而且可以检测和确定最佳传输路径。
选择并确定最适合信道传输的调制和编码方法。
它确定宽带天线的位置，以便使传输波束获得最佳方向，并且可以自动调整适当的传输功率，以避免不必要的功率损耗。
它还可以分析在传输信道和相邻信道上接收到的信号的分布特性，自动调整接收天线的方向，并识别接收到的信号的调制模式和编码模式。
通过在硬件平台上安装其他软件，软件无线电可以完成各种功能，因此可以通过软件升级来实现系统功能，而无需更改硬件设备。
软件无线电技术综述
软件无线电技术综述摘要软件无线电技术是一种以通用硬件平台为基础，通过软件加载来实现无线通信功能的工程技术。
本文将全面介绍软件无线电技术的概念、发展历程、应用领域及其重要性和未来发展趋势，旨在帮助读者深入了解该技术的内涵和应用。
引言随着通信技术的迅速发展，无线通信技术在现代社会中发挥着越来越重要的作用。
然而，传统的硬件为主的无线通信系统存在着很多局限性，无法满足多样化、个性化的通信需求。
在这种背景下，软件无线电技术应运而生。
软件无线电技术通过将硬件平台通用化，软件开发灵活化，能够实现多种无线通信功能，具有很高的实用价值和应用价值。
软件无线电技术综述1、软件无线电技术的定义、原理和实现方法软件无线电技术是一种基于数字信号处理（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）等先进技术的无线通信技术。
其基本思想是构建一个通用硬件平台，通过软件加载来实现不同的无线通信功能。
这种技术体系使得硬件平台可以支持多种无线标准，如GSM、CDMA、WLAN等，从而提高了系统的灵活性和可扩展性。
软件无线电技术的原理是，将模拟信号进行数字化处理，然后在数字域上进行信号处理。
具体实现方法包括，构建可编程的数字信号处理器（DSP）和FPGA等硬件平台，以及开发相应的数字信号处理算法和软件模块。
通过这些方法和手段，实现无线信号的收发和处理，以支持不同的无线通信标准和功能。
2、软件无线电技术的应用领域和重要性软件无线电技术具有广泛的应用领域，其中主要包括军事、移动通信、无线传感器网络、广播通信等。
在军事方面，软件无线电技术可用于构建灵活的军事通信系统，提高作战指挥效率和协同能力。
在移动通信方面，软件无线电技术可以实现多模多频的通信功能，支持多种无线标准，提高移动设备的通信能力和互联互通性。
在无线传感器网络方面，软件无线电技术可以构建低功耗、低成本的无线传感器节点，实现传感器网络的灵活部署和智能感知。
在广播通信方面，软件无线电技术可以实现灵活的多通道音频传输，提高音频系统的传输效率和音质体验。
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❖ 其中心思想是：
构造一个具有开放性、标准化、模块化的通 用硬件平台，将各种功能，如工作频段、调制 解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等 用软件来完成，并使A/D和D/A转换器尽可能靠 近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的 新一代无线通信系统。
❖ 软件无线电定义：将模块化、标准化的硬 件单元以总线方式连接构成基本平台，并 通过软件加载实现各种无线电功能的一种 开放式的体系结构。
对软件无线电的认识需要注意的问题
1、软件无线电并不是不要硬件，而是把硬件作为 一个基本平台；
2、软件无线电与种开放的体系结构。
软件无线电论坛
❖ 软件无线电论坛 （SDR Forum）--一个非盈利的 推动软件无线电技术发展的国际组织，给出的软 件无线电的定义：“一个无线电系统中，天线以 后就数字化，对信号的所有的必要的处理都由存 放在高速数字信号处理器中的软件来完成”。
行控制，但通常受到频 率的约束。 ❖ 第3级为理想的软件无线电(ISR)，在接收端或发射端无需任
何下变频或上变频转 换，它完全可编程。
软件无线电论坛
软件无线电论坛
❖ 软件无线电论坛 （SDR Forum）对SDR的正式定 义包括五个等级：
❖ 第0级为不可改变的数字硬件无线电。 ❖ 第1级为软件控制无线电(SCR)，软件可以改变一些功能(例
如功率水平和互连方式)，但不进行调制或者频率操作。 ❖ 第2级使用软件对调制、宽/窄带、安全、波形产生和检测进
§1.2 软件无线电的由来
无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置， 被广泛应用于商业、气象、军事、民用等领域。 然而，大家可曾知道……
❖ “沙漠风暴”行动和格林纳冲突，美军各种通信设 备的不兼容性暴露无疑，不得不借助许多额外的
无线电台，才能保障高效的通信联络。
软件无线电的由来
❖ 欧洲第一代模拟网：加入欧洲邮电会议(CEPT)的16个国家，分别 共使用6种不同的制式。这些模拟通信体系的制式，频率各不相同， 不能互通、兼容。那些喜欢到邻国旅游的人们，车一出国门电话 就不通了，带来了极大的不便。
(1791-1872)
Telephone
Michael Faraday (1791-1867）
Alexander Graham Bell
❖ 电磁场电磁波理论推动无线通信
无线通信发展
James Clerk Maxwell (1831-1879)
Heinrich Hertz (1857-1894) made the first radio transmitter and demonstrated the existence of radio waves in 1887.
无线通信在军事和民用上迅速发展
❖ 军事上：电台，雷达等 ❖ 民用上：广播/电视/无线通信/卫星通信等
无线通信在军事和民用上迅速发展
Early RADAR from the UK
无线通信在军事和民用上迅速发展
无线通信在军事和民用上迅速发展
无线通信在军事和民用上迅速发展
无线通信在军事和民用上迅速发展
移动通信的发展历史
第三代：以世界范围的个人通信为目标。
第三代移动通信所采用的宽带CDMA技术完全能够满足 现代用户的多种需要，满足大容量的多媒体信息传送，具有 更大的灵活性。
1999年，芬兰赫尔辛基国际电联（ITU）大会上，大唐 电信正式提出了中国的3G标准：TD-SCDMA。
2000年5月，在土耳其召开的ITU全会上，经投票表决， 由中国大唐电信提出的TD-SCDMA系统，被采纳为国际3Ｇ 标准，与欧洲提出的ＷＣＤＭＡ和美国提出的ＣＤＭＡ2000 同列三大标准之一。
❖ 电磁场电磁波理论推动无线通信
On December 1901, Marconi proved to the world that it was possible to send messages across continents when he sent the letter "S" in Morse from Cornwall, England to St. John's, Newfoundland in Canada.
到底怎么办？ 1992 年 ， MILTRE 公 司 的 约 瑟 夫 ·米 托 拉 （ Joseph Mitola ） 在 1992年5月“美国远程系 统 会 议 （ National Tele systems Conference）”
上首次明确提出了软件 定 义 无 线 电 （ Software Defined Radio ， 简 称 SDR）的概念。
在现今的通信技术环境中： ❖ 新的通信体制和“标准”不断提出，通信产品生存周期缩短，开
发费用上升； ❖ 多种通信体制共存，对多种体制间互联的要求也日趋强烈； ❖ 随着标准种类的不断增加，频率分配、管理更为困难，需要的频
率资源增加。
❖ 矛盾的核心：互通性
❖ 为了解决互通性的问题，各国军方积极探索， 提出一种研制多频段、多功能电台，用一个 系列的电台来解决互通问题的方案。 但是，其庞大的开支，短暂的寿命，使 这种设想并没有发挥多大作用。
移动通信的发展历史
第一代：模拟制式蜂窝移动通信系统
1978 年 美 国 贝 尔 实 验 室 研 制 成 功 先 进 移 动 电 话 系 统 （AMPS）是第一代移动通信系统的典型代表。
第二代：数字移动通信系统
第二代移动通信系统采用数字调制技术，具有频谱利用率 高、保密性好的特点，既可支持话音业务，也可支持低速数 据业务。又称为窄带数字通信系统。典型代表是美国的 DAMPS系统、IS-95和欧洲的GSM系统。
软件无线电技术
第一章 概述
§1.1 无线电技术的发展
❖ 通信是伴随人类进步的推动力
200多年以前现代文明还未启动，人类已经进行做 大量远距离通信的探索，看看远古的烽火台吧！
❖ 电的发明推动现代通信诞生
电的发现与现代通信
Benjamin Franklin (1706-1790)
Samuel Morse Thomas Edison's