[SDR] 用SDR定义下一代无线电

软件无线电被设置为为下一代军事通信设备铺平道路。

菲尔·塔恩研究了它的原理

Prism的Spectra SDR开发套件允许SDR制造商创建自己的兼容波形。以前，船只通常携带几架无线电设备与飞机、海岸、小船和各种盟国进行通信，由于船上有一个SDR设备，所以这被简化为一个机架。

在无线电的头100年左右，无线电的改进是由更好的硬件的发展推动的，包括改进的部件、更复杂的电路和更精确的制造。在这段时间里，每种类型的无线电都有一个特定的用途，其工作的波段和使用的波形都由硬件固定。要改变一个设备的行为是不可能的，除非你卸下并更换了电路的实质部分。

软件定义无线电（SDR）的到来改变了这一切。

SDR利用现代计算机技术的处理能力来模拟无线电路的行为。该软件定义了无线电的工作方式，使单个无线电可以模拟和与许多不同类型的无线电通信。与基于硬件的设备不同，这些设备可以通过更改软件来改进和更新，并赋予新的功能。

从理论上讲，可以将SDR精简到一台计算机中，该计算机可以对到达与其相连的天线的所有信息进行解码。然而，在实践中，这是不可行的：天线电压很小，远远低于计算机的模拟数字转换器（ADC）所能处理的任何东西，因此至少SDR必须在天线和ADC之间有一个低噪声放大器。然而，放大会产生问题，因为来自其他设备的假信号甚至背景辐射也会被放大，并会扭曲所需的信号，甚至完全阻塞它们。一种解决方案是在天线和放大器之间放置带通滤波器，但这会降低无线电的灵活性。有些SDR有几个可切换的通道，每个通道都有自己的滤波器和放大器，提高了识别能力，但降低了灵活性，增加了电路的复杂性。SDR利用现代计算机技术的处理能力来模拟无线电路的行为。

其实，SDR概念起源于欧洲和美国国防部门的工作，尽管直到1991年约瑟夫·米托拉（Joseph Mitola）在1992年的IEEE国家电信系统会议上发表了第一篇关于这一主题的论文时，这个术语才被创造出来。

20世纪90年代的美国Speakeasy项目是第一个使用可编程处理来模拟现有军用无线电的SDR实施项目，而通用动力公司的数字模块无线电（DMR）系统（包括SDR）大约在10年前被美国海军采用。
以前，船只经常携带几架无线电设备与飞机、海岸、小船和各种盟国进行通信；由于船上有SDR设备，这被减少到一个机架，节省了空间和重量，并降低了复杂性。通用动力声称其DMR系统通常替换了14个不同的无线电机架，占用的空间减少了50%。

早期的SDR系统采用了专有软件，使得很难将一家公司制造的无线电组件“移植”到另一家公司。因此，国防部希望下一代联合战术无线电系统（JTRS或“jitters”）标准化。JTRS基于开放式软件通信体系结构（SCA），该体系结构越来越被公认为国际标准，并被世界各地的设备制造商使用，而欧洲安全软件无线电计划（ESSOR）标准也基于SCA。制造商认为软件只是另一个可以购买的组件，如电池和开关。

自DMR数字模块无线电首次在船上使用以来，JTRS无线电变得更小、更节能，而且该系统现在也广泛应用于手持无线电中。现场可编程门阵列（fpgas）以其固有的灵活性和可重编程性，也大大提高了现代SDR系统的能力，使其能够支持新兴和变化的SDR波形。FPGAs满足收音机的性能需求，同时将尺寸、重量和功耗降至最低，延长电池寿命。

随着SCA标准化软件与无线电硬件的交互方式，每个硬件制造商不再需要或希望创建独特的软件。因此，制造商现在将软件视为可以购买的另一个组件，如半导体、电池和开关。

Prism的Spectra SDR开发套件允许SDR制造商创建自己的兼容波形，无论是新的还是与旧设备匹配。Wind River为SDR生产操作系统，两家公司已联手为各种硬件提供完整、高性能、商用现货SDR解决方案。

下一步——认知无线电cognitive radio

20世纪90年代，约瑟夫·米托拉（Joseph Mitola）为启动SDR做了很多工作，他将注意力转向了认知无线电，他在2000年的博士论文中定义了认知无线电：“认知无线电一词确定了无线个人数字助理（PDA）和相关网络在无线电资源和相关计算机到计算机通信方面具有足够的计算智能的点”：
（a）检测用户通信需求，作为使用环境的一个功能
（b）提供最适合这些需求的无线资源和无线服务。
PDA同样适用于军事SDR系统，其理念是无线电应足够智能，以在拥挤的频谱中找到空间，并使用它连接操作员要求的任何网络，打破网络、地理和电磁频谱上特定位置之间的联系。

认知无线电[cognitive radio]是从部署开始的一种方式，技术问题和管理问题仍然存在。按照惯例，无线电频谱由各国政府划分，并分配给各种用途，因此一个任意利用任何可用带宽的系统几乎在任何地方都是非法的。