1 软件无线电的体系结构

软件无线电不是简单地将硬件功能用软件实现，他是一种基于宽带A／D器件，高速DSP芯，以软件为(Software Oriented)的全新体系结构，与基于ASIC，FPGA以及其他基于软件的数字系统相比有其独特的优点，即整体的可编程性，依靠这种性能他能够在单一的结构中多模工作和自适应地工作。开放式的系统结构是软件无线电的另一个重要特点，他可灵活地配置系统，系统功能的改变或通过软件做适应调整，或增减具有开放互连结构(总线接口)的功能模块，不需重新设计系统，特别是硬件系统。

软件无线电的原理框图如图1所示，他是传统的流水线式结构。

由图1可知，其主要部分有：

(1)宽带、射频模段；
(2)高速、高分辨率、高质量的A／D／A变换；
(3)高速中频处理部分；
(4)基带处理部分。

2 软件无线电实现中的技术课题

实现软件无线电要解决的课题，主要有如下几点：

2．1 设备构成技术 多处理器结构和传输路径决定系统的性能，多处理器的分散处理适于根据各种处理器的特性进行功能分配，比如由MPU(微处理单元)进行数据处理和控制，用DSP进行实时的数字信号处理。要找到一个具有大运算能力的单片和单板目前还很困难，但可以采用高速总线，比如VEM总线连接MPU和DSP的结构，可是对于要求在微秒单位内处理收发信号的高速
数据通信方式，这样的总线结构已成为瓶颈。

软件无线电的终目的是要在高频中进行A／D变换，目前虽然可以在A／D变换器的输人宽带所能允许的高频中(数百兆赫兹)直接对带通信道进行A／D变换，但会产生折叠噪声重叠，SN比下降的问题。作为频率变换方式，直接变频方式是一种有望实现多频段工作的方式，但DC偏移和2次失真的问题也仍未解决。

2．2 方式技术

解决方式技术的课题，首先要解决硬件与软件的体系结构，API(应用程序接口)及软件加载(无线加载)的标准化问题。SDR(Software Defined Radio)论坛正在讨论的一种体系结构，如图2所示，我们可以清楚地看出对各模块间分层后的信息流接口和控制与状态接口。API的优点是，功能不同的两模块之间可以通过API通信了解对方功能，称之为性能交换(Capability Exchange)。在软件加载方面，已提出了分别用WAP和MexE(Mobile Station Application Execution Environment)等方法。

随着移动环境中的电子商务和电子付款业务的普及，技术的安全性显得越来越重要，但密码的加密深度与运算量是相互矛盾的，利用软件无线技术实现可塑性的密码方式是人们所希望的。

2．3 器件技术

微处理技术是软件无线电实现的，人们希望通过多处理器的单片化来实现高速链路和并行处理。FPGA器件在工作速度、处理性能、灵活性、以及功耗方面都显示出他的独特优点。因此，能够大量缩短重配置时间的、可以动态书写的FPGA以及PCA(可塑性小区结构：Plastic Cell Architecture)那种新的再组合(reconfiguration)器件的实现被人们寄予了厚望。

要达到多频段工作目的的模拟器件，对于天线、滤波器以及高频放大电路来说，有3种方法：采用宽带器件；将多个窄带器件交替使用；使用特性可变的窄带器件。但是，具体采用什么样的构成方式是今后要研究的问题。

由于受到接受功率动态范围的影响，当基站要成批处理带宽在数十兆赫兹的数据时，须有采样率和分辨率较高的A／D变换器，因此，宽带AGC的研制也是必要的。如要达到接收跳频扩展方式的目的，还必须研制灵活性强、高速切换的振荡器，同时希望开发低寄生的DDS(直接数字合成器)。

3 软件无线电的应用前景

软件无线电可以应用于固定通信、移动通信、卫星通信、广播、ITS(Intelligent Transport Systems)、家用网络、家电、无线电监测、计量等众多的领域。软件无线电技术的应用有望加速通信、广播及各种介质的融合。软件无线电在第三代移动通信中的应用也越来越受到世界各国的重视并成为研究的热点，因为只有软件无线电技术才能解决第三代移动通信系统中的多频多模及网络互通问题。近几年来，软件无线电发展的新趋势，主要体现在体系结构分层化、软件模块化、结构数学分析化、网络化以及信息安全化等方面。在2000年10月，日本还公布了要进行关于在第四代移动通信系统中导入软件无线电技术研究的方针。与此同时，软件无线电也被许多有远见的军事家看好。因此，软件无线电的应用前景将十分广阔。

4 结 语

软件无线电有极大的灵活性，是一门跨学科的研究领域，他涉及通信原理、网络技术、电子技术、信息科学、软件技术和数字信号处理理论等学科。可以说有关软件无线电实用化要求的基本功能的可行性研究已基本完成，今后将是开发提供实用平台及软件的时期，将要面临实现高的信号处理技术和资源管理技术的课题。可以预见，软件无线电技术必将成为本世纪无线电通信领域的技术。