1、一。軟件無線電來由美軍統一其戰術通信系統動機及實踐，開發出了 美國陸軍戰術通信系統JTRS （Joint Tactical Radio System）及空軍SPEAKeasy。并由此 發展出了軟件無線電概念：一部無線通信機，其通信功效由軟件來實現。一樣硬件，輸入不一樣軟件，就含有不一樣通信功效，這么就能夠使不一樣單位不一樣制式通信機能夠互通。九十年代軟件無線電開始進入民用通信系統, 比如Vanu軟件無線電基站。軟件無線電論壇 （SDR Forum）-一個非盈利推進軟件無線電技術發展國際組織，給出軟件無線電定義：“一個無線電系統中，天線以后就數字化，對信號全部必要處理都由存放在高速數字信號處理器

2、中軟件來完成”。軟件無線電的現在和未來第1頁圖一。理想軟件無線電軟件無線電的現在和未來第2頁圖二。 傳統無線通信機。軟件無線電的現在和未來第3頁圖三。過分型軟件無線電軟件無線電的現在和未來第4頁圖一 所表示為理想軟件無線電方框圖。通信載頻信號由天線接收后，經低噪聲放大器放大后即進行A/D轉換，以后全部信號處理都是數字式，由軟件處理。圖二所表示為傳統無線通信系統方框圖。整個系統為模擬式。圖三所表示為過渡型軟件無線電系統方框圖。因為當前前置放大器及A/D轉換器尚達不到理想軟件無線電要求，故采取過渡型。A/D轉換器在中頻以后采樣，以降低對A/D轉換器要求。軟件無線電的現在和未來第5頁二。采取軟件無線

3、電好處對用戶：1。一機多功效，能夠與各種制式通信系統通信。2。能夠做到真正環球漫游。對于通信營運商，能夠降低營運開銷。當無線終端需要升級或改進時，無須召回，只要讓用戶下載新軟件就能夠了。對通信設備制造商，增加了通信系統服務功效， 能夠開拓更多商機。軟件無線電的現在和未來第6頁對于專用通信系統，各種不一樣功效專用系統用戶數有限，所以價格很高。采取軟件無線電后，不但得到各系統能夠互通好處，而且因為統一了硬件，擴大了市場，價格也會下降。對于軍隊，因為軍內各不一樣單位采取不一樣通信設備，互通極難。有時一部通信指揮車上要有幾部不一樣通信系統通信機，造成電子兼容問題。一部軟件無線電能夠和各種不一樣制式通信

4、機通信，能夠方便各軍事單位聯絡。假如全軍都采取軟件無線電，全部通信機采取同一硬件，用軟件實現不一樣功效，從而降低通信系統采購成本。軟件無線電的現在和未來第7頁三。實現軟件無線電關鍵技術軟件無線電能夠普及使用在技術上要做到三點: (1)。A/D轉換器要盡可能靠近天線。(2)。用軟件處理取代硬件處理。(3)。數字信號處理要盡可能用通用微處理器替換專用集成電路，以降低成本。滿足上面第一， 第二條要求，1。要有頻帶又寬，尺寸又小，效率又高，價格又廉價天線，這么天線當前尚不存在。2。要有寬頻帶，低噪聲，線性性能好，價格廉價前置放大器。3。要有工作頻率高，采樣速度快，分辨率高，功耗低，價格又廉價A/D轉換

5、器。滿足第三條要求，要求有速度快，功耗低，價格廉價通用DSP 或CPU。這些技術都沒有到達理想軟件無線電所要求性能，所以當前不存在理想型軟件無線電系統，只有過渡型軟件無線電系統。即使是過渡型，民用產品也只有基站，沒有手機，因為功耗及價格問題都還沒有處理。軟件無線電的現在和未來第8頁四。實現理想軟件無線電系統關鍵技術現實狀況和進展。天線和射頻前置放大器：當前尚沒有工作頻段覆蓋整個軟件無線電所需覆蓋頻段器件，預測很快就會有適當器件問世。微電子機械系統 (Microelectromechanical system), 簡稱MEMS 能夠幫助實現寬帶天線和前置放大器要求。MEMS 是采取生產集成電路一

6、樣技術生產微型機械部件。所以一致性很好。MEMS 能夠做成各種微型機械部件，應用非常廣泛。軟件無線電的現在和未來第9頁MEMS能夠做成微型開關，和微型諧振腔濾波器，和微型天線。MEMS組成天線庫，開關庫，濾波器庫能夠組成體積不大，能夠覆蓋很寬頻帶天線和前置放大器。圖四所表示為一MEMS開關。軟件無線電的現在和未來第10頁圖四。MEMS開關，（a）。開關開，（b）。開關俯視圖，（c）。開關閉合。軟件無線電的現在和未來第11頁圖五。用MEMS開關組成天線和前置放大級Adjustable MEMS AntennaMEMS SwitchesMEMS Switchable Impedance Match

7、ing CircuitHigh-Q MEMS Filter for Band 1High-Q MEMS Filter for Band 2High-Q MEMS Filter for Band NSoftware ControlLOADCTo Baseband Processing軟件無線電的現在和未來第12頁圖五是一個用MEMS組成寬帶天線和寬帶前置級方案示意圖。MEMS是當前實現軟件無線電前置和天線一個可行方案。ADC：ADC一直是實現軟件無線電瓶頸，現有ADC大多都不超出100兆。這是為何現有軟件無線電系統都是過渡型。最近ADC技術進展有不一樣方向，一個方向依然從半導體技術著手。最新AD

8、C性能如表所表示。軟件無線電的現在和未來第13頁從表中能夠看出速度到達要求了，不過功耗依然偏高，不能用于手機。 參數 GaAs SiGe最高鐘頻5GHz15GHz信號噪聲失真比70dB110dB2.5GHz時分辨率14比特18比特RF輸入電壓范圍-1.5V1.5V-0.5V0.5V功率消耗 5瓦 1瓦軟件無線電的現在和未來第14頁另一個開發中新型ADC是超導ADC。這種ADC名字叫做RSFQ （rapid single-flux quantum）。這種ADC含有功耗低，速度快，靈敏度高特點。采樣率可達20G次/秒。現在仍在試驗室階段，相信很快就會開發出產品。數字處理部件：數字信號處理器有三種：

9、ASIC，FPGA和DSP。ASIC速度最快，靈活性最差；FPGA 據中；DSP靈活性最高，速度最慢。三種器件選擇哪種，要依據實際設計要求斟酌決定。現在DSP速度能夠滿足軟件無線電要求，不過速度越高，功耗越大，價格也越高。選擇普通速度DSP加加速器（accelerator）是一個可行方案。圖六是這一方案示意圖。軟件無線電的現在和未來第15頁軟件無線電的現在和未來第16頁五。軟件無線電未來軟件無線電未來發展是智能無線電 （Cognitive Radio）。簡稱CR。CR是一個高度智能化通信技術，它能夠自己學習周圍環境，自己取得適當軟件，自己選擇最正確頻段，最正確，適合通信環境制式進行通信。軟件無

10、線電的現在和未來第17頁1。什么是智能無線電（Cognitive Radio ）？FCC: 一個無線電系統各種參數是由關于系統所在周圍環境信息來決定。NTIA：一個無線電系統，能夠感知它周圍電磁環境，能夠動態地，自動地，調整它工作參數來修改它本身工作狀態。科技界廣義定義：自適應，多維探查，自治無線電系統，它能夠從它經歷中學習，能夠推理，作計劃，并決定它未來行動，以滿足用戶需要。軟件無線電的現在和未來第18頁軟件無線電的現在和未來第19頁2。智能無線電（CR）特征自適應：調整傳輸參數以滿足各種需要，到達各種目標。感覺（覺察）：獲取并保留關于本身功效知識，內部網絡狀態，外部數據（比如應用頻譜，規則

11、），和用戶需要。推理：應用推理（案例為基礎，模型為基礎），基于本體及觀察來調整自適應目標和對新情況作出反應。軟件無線電的現在和未來第20頁學習：結合過去表現去重新認知各種狀態而且在任何時候都為到達目標作出快速反應。計劃：基于過去和現在情況，預測未來所要采取行動。網絡：聯絡自己經驗和其它更多經驗以到達正確決定。圖八是CR主要組成功效。軟件無線電的現在和未來第21頁軟件無線電的現在和未來第22頁 C4ISR系統介紹 什么是C4ISR系統呢？C4代表指揮，控制，通訊，計算機，四個字英文開頭字母均為“C，”所以稱“C4。”“I”代表情報；“S”代表電子監聽；“R”代表偵察。C4ISR是軍事術語,意為自動化指揮系統。它是當代軍事指揮系統中，7個子系統英語單詞第一個字母縮寫,即指揮Command、控制Control、通信 Communication、計算機computer、情報Intelligence、監視Surveillance、偵察Reconnaissance。C4ISR，