軟件無線電 （SDR） 這個“抱怨的老兵”在充滿灰塵的休息室里對未來躍躍欲試。在這個大時代，除了戰(zhàn)場無線電、電子對抗和蜂窩小區(qū)基站外，它還在等待從其他領域大獲成功的機會。而射頻 （RF） 半導體和計算加速技術的不斷發(fā)展極大的降低了 SDR 硬件成本，簡化了相應的軟件實施，以更低的價格開辟了新應用。機遇來自當前的下一個大事件 — 物聯網 （IoT），以及發(fā)展中國家的低成本重新配置無線電，還有發(fā)燒友的開放平臺等。發(fā)展的焦點是 SDR 體系結構的關鍵成本點。進行討論的一種方法是了解大部分 SDR 實現有哪些相同的部分，技術變革是怎樣影響它們的。深入基帶從最終用戶的角度看，SDR 系統(tǒng)的主要模塊是可編程基帶處理器。要理解整個概念實際上是從這一模塊開始的。在其中，計算電路完成的功能包括，把輸出數據變換成基帶頻率范圍內的調制波形，把輸入的數字化基帶波形變換為接收數據。 SDR 概念很簡單：如果您只是處理數字數據，那么在數字信號處理器 （DSP） 等可編程處理器而不是固定硬件上完成這一工作。然后，您可以通過修改在處理器上執(zhí)行的軟件，來修改濾波器、調制方法、糾錯算法，以及數據包或者數據流協議。這是一個很強大的概念，但確實有些樂觀了。能夠滿足復雜的算法、數據速率和基帶頻率要求的可編程引擎必須非常強大：例如，最快的 DSP 芯片，或者高端 FPGA。這實際上限制了基帶處理器的成本，無法發(fā)揮其可移植性和易于編程的優(yōu)勢。深入 RF 基帶處理器并不是 SDR 概念中唯一的難題。信號鏈的下一環(huán)節(jié)是數據轉換：發(fā)送器的數模轉換，以及接收器的模數轉換，還有相應的模擬濾波器。那么，必須要有上下轉換器實現信號在基帶和 RF 之間的轉換，還要有濾波器和放大器：發(fā)送側的預驅動電路，當然還有接收側的低噪聲放大器 （LNA）。最后是采用不同工藝技術的獨立組件：功率放大器 （PA）、天線放大器，以及天線開關等。這些 RF 模擬和混合信號組件的問題在于它們本質上不是可編程的 — 傳統(tǒng)上是采用固定功能 RF 模擬組件實現的。雖然您可以通過修改軟件來改變 SDR 的基帶功能，但是改變載波頻率或者射頻帶寬意味著完全改變或者復制硬件組件。聰明的設計人員想出了解決方法 — 可調振蕩器、可調濾波器和增益可調放大器，通過負載寄存器來調整它們，從而管理模擬通路。但是這些方法起到的作用有限 — 要滿足大范圍可調模擬組件的帶寬和線性度要求，必須付出很大的成本和功耗。因此，多頻段、連續(xù)可調SDR會需要多組RF信號通路，包括從本地振蕩器直至天線的所有通路。在很多潛在的大批量應用中，這種限制帶來了成本、體積和功耗問題。對于認知無線電等某些特殊應用，信號會出現在寬帶頻譜的任意位置，無法滿足多個 RF 鏈的需求。雖然面臨很大的基帶計算負載和多個 RF 收發(fā)器難題，但 SDR 顯然能很好的工作。它用在發(fā)達國家的高端軍事和應急響應應用中，否則就要采用填滿了各種單一功能無線電設備的機箱或者機架。它還用在商業(yè)應用中，這類應用的協議、調制和頻帶的組合是有限的，而且是事先知道的。而其他領域的應用機會還有待挖掘。