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[摘 要]随着现代人对于通讯的需求的不断增长，通讯技术和通讯产业也得到了很大的发展。在众多无线电通讯技术中，软件无线电通讯技术是一种新型的智能的无线电通讯技术，它克服了诸多传统通讯技术在使用中存在的问题，基于这种技术的通讯系统也被越来越广泛的应用。所以，笔者觉得有必要对于这项新型的通讯系统的相关知识进行一次学术上的交流和探讨。
[关键词]软件无线电；通信系统；信号处理技术
中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0355-01
引言
在经济水平和生产力水平不断提升的前提之下，人类的通信需求也越来越旺盛，现代通信对安全性以及及时性要求越来越高，崭新的通信要求呼唤新的通信方式的诞生，软件无线电依托数字化和模块化具有极强的可编程性，被誉为信息领域的第三次变革，以灵活开放的运用方式成为通信行业的研究热点。
1 软件无线电概述
软件无线电的概念的历史可谓非常悠久，早在上个世纪二十年代初就被美国的科学家提出，该概念的最初涵义是指指搭建一个硬件的模块平台，使得各项通讯信号可以在不进行具体的物质连接的情况下互相感知和接收到对方。从该概念问世至今，各个国家都对其研发和应用进行了各种探索，相关部门也为此作出了很大努力。而这种努力也是多方面的，如除了在研发和投产使用上，还在使用的安全性上作出努力。因为通讯过程中会涉及到许多的个人和企业的重要信息，所以使各相关部门对于通讯的安全性更加关注。我们要在保证通讯安全的基础上，追求通讯的多样化，多功能化。在今天，电子技术的更新换代的速度之快，令我们目不暇接，一代又一代的高科技的电子产品在不断更新自己产品技术的同时，也在更新着我们的生活方式。传统的不能满足现代通讯仪器功能的硬件必须及时的被更换掉，否则会极大的影响通讯的质量和水平。
2 软件无线电应用于通信系统中的优势
2.1 实现通信系统的功能模块化
功能模块化是软件无线电技术的设计理念，对通信系统的各个功能进行系统化的模块设计，可以方便对整个通信系统进行管理，应用软件无线电技术的整个通信系统硬件平台实行统一标准，并且遵循开放性的设计原则，在需要对系统进行维护或者性能提升时，可以通过单独模块的更换实现，减轻了通信人员的工作压力，也降低了通信系统建设的投资。
2.2 有利于通信系统的灵活重构
软件无线电技术是全面数字化的系统，整个系统的工作重点是以数字化的处理方式对天线周围多频段的信息进行处理，软件化的功能增强了通信系统的灵活性。在通信技术日新月异的当今时代，通信技术和通信设备在不断更新，软件无线电系统的宽频处理方式依托于原有的硬件设备，具有极强的兼容性，以功能性的软件实现对信息的编程，有助于通信系统的灵活重构。
3 在通信系统中应用软件无线电技术的几个核心技术
3.1 DDC（数字下变频技术）
DDC是“DigitalDownConverter”的缩写，即数字下变频技术。数字下变频是A/D变换完成之后排在第一位的需要处理的工作项目。通常而言，数字下变频主要包括数字下变频、二次采样以及滤波等三项内容，是通信系统当中进行数字处理工作量最大的环节，也是工作难度最大的环节。一般情况下，人们均抱有以下观点，即只有对每一个采样点进行一百次以上的操作才能够在比较好的程度上进行滤波等处理。我们假设基于软件无线电的通信系统的频率是10MHz，那么采样率则必须要高于25MHz。则单个DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）芯片需要具备至少2500MIPS（Million Instructions PerSecond，百万条指令）的运算水平，目前的DSP水平是很难满足这样的运算要求的。目前为了有效解决DSP预算能力的瓶颈问题，通常都将DDC（数字下变频技术）的工作交给专用的可编程芯片去完成。借助此举，软件无线电的可靠性不仅获得了保证，还保留了无线电所特有的优势。目前的DDC芯片通常具有很高的可编程能力，可以比较简单地通过改变控制参数的方式来控制信道的中心频率、二次采样率以及带宽，实现从一个带宽信号中将所需要频点和带宽的信号进行滤出的效果。
3.2 宽带/多频段天线技术
我们对基于软件无线电的通信系统的天线提出的要求是，能够有效地覆盖所有的无线通信频段。显然，这样的要求还是非常高的。我们以美军为例，它曾经研发出一款几个倍频程的宽带天线，然而由于效率非常之低而最终放弃。对于绝大多数的通信系统而言，其天线只需要覆盖几个频程不同的窗口便可以，而不是一定要覆盖所有的频段；如果想要覆盖所有的频段，则可以采用组合式多频段天线的方法来实现该要求。并且，组合式多频段天线在技术上具有很高的可行性，我们以美国研制的AN-400型的超宽带叶片状天线为例，它可以覆盖960MHz至1220MHz和30MHz至400MHz的频段。
3.3 高速信号处理技术
高速DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）芯片是基于软件无线电通信系统的核心部件之一，其中主要的职责就是完成编码/译码、比特流处理、调制解调以及基带处理等环节的工作内容。但是高速DSP芯片也是制约基于软件无线电通信系统发展的重要因素之一，主要原因就是单个的高速DSP芯片处理能力不能够有效地完成单路数字话音调制解调和编码/译码的工作量。因此，为了应对以上问题，通常需要采用多个DSP芯片并行处理的方式来获得运算能力的提升。
4 软件无线电接收机硬件设计思路
硬件电路的实现是检验理论的最有效的方法，基于软件无线电的通信系统是基于中频带通采样数字化结构的，使用专用数字下变频芯片HSP50214进行设计的软件无线电接收机，可实现模拟下变频、采样、数字下变频、信号处理和模拟输出等功能。此接收机的整体设计思路包括以下几个模块：其一，模拟前端。这个部分的主要作用是变频，将所得到的数字化信息进行变频处理，以得到适合接口接收的頻率。其二，中频放大采样模块。该步骤要做到的是将上述变频环节后得到的中频信号进行放大处理，然后再将其传输至模块的平台上。其三，数字下变频模块。此部分主要功能是从输入的宽带高速数据流的数字信号中提取所需的窄带信号，将其下变频为数字基带信号，并转换成较低的数据流。其四，直接数字合成器模块。直接数字合成器由变频器和传输器两部分组成，可以省掉将数字信息变频后得到的数字传输到模块平台上的步骤，将两道工序合二为一，不仅仅大大提高了变频效率，同时也提升了传输的准确度，从源头上防止了传输过程中的衔接错误，是一种灵活的数字变频技术。其五，数字信号处理（DSP）模块。数字信号处理是整个系统的中心枢纽，所有的系统的前期工作环节都是为了更好的对数字信号进行处理，良好的数字信号处理的运作，也有利于后续的传输环节高效和快速的完成。其六，转换模拟功放模块。转换模块的主要作用是将芯片所得数据的详细内容进行放大，以便可以顺利的衔接到各个制定窗口，再由信息处理器进行接收。
结束语
软件无线电具有极强的开放性，符合未来通信技术的发展趋势，是现代的通信技术与电子技术相结合的产物，相比于传统的无线通信技术具有明显的优越性，无论是在军事领域还是民用领域都有广阔的应用前景。软件无线电的发展客观上带动着认知无线电技术的进步，认知无线电技术尚存在不少的缺陷，相关的研究人员应该积极努力，为未来的无线通信技术注入了新的活力。
参考文献
[1] 祝陈，赵虎，柯海宁.雷达信号中频采样技术[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2009（2）：102-103.
[2] 钱团结，章晓霞，陈离.软件无线电技术在数字电视中的应用[J].安徽工程科技学院学报，2002（1）：105-106.
[3] 唐睿，陈霞，谈振辉.软件无线电的数字中频技术在WCDMA基站中的应用[J].北京交通大学学报.
[关键词]软件无线电；通信系统；信号处理技术
中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0355-01
引言
在经济水平和生产力水平不断提升的前提之下，人类的通信需求也越来越旺盛，现代通信对安全性以及及时性要求越来越高，崭新的通信要求呼唤新的通信方式的诞生，软件无线电依托数字化和模块化具有极强的可编程性，被誉为信息领域的第三次变革，以灵活开放的运用方式成为通信行业的研究热点。
1 软件无线电概述
软件无线电的概念的历史可谓非常悠久，早在上个世纪二十年代初就被美国的科学家提出，该概念的最初涵义是指指搭建一个硬件的模块平台，使得各项通讯信号可以在不进行具体的物质连接的情况下互相感知和接收到对方。从该概念问世至今，各个国家都对其研发和应用进行了各种探索，相关部门也为此作出了很大努力。而这种努力也是多方面的，如除了在研发和投产使用上，还在使用的安全性上作出努力。因为通讯过程中会涉及到许多的个人和企业的重要信息，所以使各相关部门对于通讯的安全性更加关注。我们要在保证通讯安全的基础上，追求通讯的多样化，多功能化。在今天，电子技术的更新换代的速度之快，令我们目不暇接，一代又一代的高科技的电子产品在不断更新自己产品技术的同时，也在更新着我们的生活方式。传统的不能满足现代通讯仪器功能的硬件必须及时的被更换掉，否则会极大的影响通讯的质量和水平。
2 软件无线电应用于通信系统中的优势
2.1 实现通信系统的功能模块化
功能模块化是软件无线电技术的设计理念，对通信系统的各个功能进行系统化的模块设计，可以方便对整个通信系统进行管理，应用软件无线电技术的整个通信系统硬件平台实行统一标准，并且遵循开放性的设计原则，在需要对系统进行维护或者性能提升时，可以通过单独模块的更换实现，减轻了通信人员的工作压力，也降低了通信系统建设的投资。
2.2 有利于通信系统的灵活重构
软件无线电技术是全面数字化的系统，整个系统的工作重点是以数字化的处理方式对天线周围多频段的信息进行处理，软件化的功能增强了通信系统的灵活性。在通信技术日新月异的当今时代，通信技术和通信设备在不断更新，软件无线电系统的宽频处理方式依托于原有的硬件设备，具有极强的兼容性，以功能性的软件实现对信息的编程，有助于通信系统的灵活重构。
3 在通信系统中应用软件无线电技术的几个核心技术
3.1 DDC（数字下变频技术）
DDC是“DigitalDownConverter”的缩写，即数字下变频技术。数字下变频是A/D变换完成之后排在第一位的需要处理的工作项目。通常而言，数字下变频主要包括数字下变频、二次采样以及滤波等三项内容，是通信系统当中进行数字处理工作量最大的环节，也是工作难度最大的环节。一般情况下，人们均抱有以下观点，即只有对每一个采样点进行一百次以上的操作才能够在比较好的程度上进行滤波等处理。我们假设基于软件无线电的通信系统的频率是10MHz，那么采样率则必须要高于25MHz。则单个DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）芯片需要具备至少2500MIPS（Million Instructions PerSecond，百万条指令）的运算水平，目前的DSP水平是很难满足这样的运算要求的。目前为了有效解决DSP预算能力的瓶颈问题，通常都将DDC（数字下变频技术）的工作交给专用的可编程芯片去完成。借助此举，软件无线电的可靠性不仅获得了保证，还保留了无线电所特有的优势。目前的DDC芯片通常具有很高的可编程能力，可以比较简单地通过改变控制参数的方式来控制信道的中心频率、二次采样率以及带宽，实现从一个带宽信号中将所需要频点和带宽的信号进行滤出的效果。
3.2 宽带/多频段天线技术
我们对基于软件无线电的通信系统的天线提出的要求是，能够有效地覆盖所有的无线通信频段。显然，这样的要求还是非常高的。我们以美军为例，它曾经研发出一款几个倍频程的宽带天线，然而由于效率非常之低而最终放弃。对于绝大多数的通信系统而言，其天线只需要覆盖几个频程不同的窗口便可以，而不是一定要覆盖所有的频段；如果想要覆盖所有的频段，则可以采用组合式多频段天线的方法来实现该要求。并且，组合式多频段天线在技术上具有很高的可行性，我们以美国研制的AN-400型的超宽带叶片状天线为例，它可以覆盖960MHz至1220MHz和30MHz至400MHz的频段。
3.3 高速信号处理技术
高速DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）芯片是基于软件无线电通信系统的核心部件之一，其中主要的职责就是完成编码/译码、比特流处理、调制解调以及基带处理等环节的工作内容。但是高速DSP芯片也是制约基于软件无线电通信系统发展的重要因素之一，主要原因就是单个的高速DSP芯片处理能力不能够有效地完成单路数字话音调制解调和编码/译码的工作量。因此，为了应对以上问题，通常需要采用多个DSP芯片并行处理的方式来获得运算能力的提升。
4 软件无线电接收机硬件设计思路
硬件电路的实现是检验理论的最有效的方法，基于软件无线电的通信系统是基于中频带通采样数字化结构的，使用专用数字下变频芯片HSP50214进行设计的软件无线电接收机，可实现模拟下变频、采样、数字下变频、信号处理和模拟输出等功能。此接收机的整体设计思路包括以下几个模块：其一，模拟前端。这个部分的主要作用是变频，将所得到的数字化信息进行变频处理，以得到适合接口接收的頻率。其二，中频放大采样模块。该步骤要做到的是将上述变频环节后得到的中频信号进行放大处理，然后再将其传输至模块的平台上。其三，数字下变频模块。此部分主要功能是从输入的宽带高速数据流的数字信号中提取所需的窄带信号，将其下变频为数字基带信号，并转换成较低的数据流。其四，直接数字合成器模块。直接数字合成器由变频器和传输器两部分组成，可以省掉将数字信息变频后得到的数字传输到模块平台上的步骤，将两道工序合二为一，不仅仅大大提高了变频效率，同时也提升了传输的准确度，从源头上防止了传输过程中的衔接错误，是一种灵活的数字变频技术。其五，数字信号处理（DSP）模块。数字信号处理是整个系统的中心枢纽，所有的系统的前期工作环节都是为了更好的对数字信号进行处理，良好的数字信号处理的运作，也有利于后续的传输环节高效和快速的完成。其六，转换模拟功放模块。转换模块的主要作用是将芯片所得数据的详细内容进行放大，以便可以顺利的衔接到各个制定窗口，再由信息处理器进行接收。
结束语
软件无线电具有极强的开放性，符合未来通信技术的发展趋势，是现代的通信技术与电子技术相结合的产物，相比于传统的无线通信技术具有明显的优越性，无论是在军事领域还是民用领域都有广阔的应用前景。软件无线电的发展客观上带动着认知无线电技术的进步，认知无线电技术尚存在不少的缺陷，相关的研究人员应该积极努力，为未来的无线通信技术注入了新的活力。
参考文献
[1] 祝陈，赵虎，柯海宁.雷达信号中频采样技术[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2009（2）：102-103.
[2] 钱团结，章晓霞，陈离.软件无线电技术在数字电视中的应用[J].安徽工程科技学院学报，2002（1）：105-106.
[3] 唐睿，陈霞，谈振辉.软件无线电的数字中频技术在WCDMA基站中的应用[J].北京交通大学学报.