摘 要：軟件無(wú)線技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的“純硬件電路”具有非常大的優(yōu)越性，以硬件為基礎(chǔ)，軟件在可以在此之上擴(kuò)展更多的通信功能，使得設(shè)備的通信功能不再硬件鎖限制，并且可以大大簡(jiǎn)化設(shè)備的硬件復(fù)雜程度，提升其可靠性、維護(hù)性，耐用性，并且由于軟件的可升級(jí)性以及更加優(yōu)良的兼容性，因此可以大大降低開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、升級(jí)換代和維護(hù)成本。軟件無(wú)線電技術(shù)是通信領(lǐng)域的第三次革命，前兩次模擬通信和數(shù)字通信。目前新技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)基本都已開(kāi)始轉(zhuǎn)移軟件之上。文章就軟件無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行一些詳細(xì)的探討。

關(guān)鍵詞：軟件無(wú)線電；軟件無(wú)線電發(fā)展；軟件無(wú)線電應(yīng)用

1 軟件無(wú)線電各個(gè)系統(tǒng)的作用

1.1 軟件無(wú)線電技術(shù)與傳統(tǒng)無(wú)線電技術(shù)的區(qū)別

軟件無(wú)線電與軟件控制無(wú)線電的區(qū)別在于軟件無(wú)線電是開(kāi)放并且標(biāo)準(zhǔn)化的，因此研究更加容易也更加靈活，設(shè)備具有的功能不再主要依賴(lài)系統(tǒng)的構(gòu)架和硬件，轉(zhuǎn)而開(kāi)始依賴(lài)軟件環(huán)境，通過(guò)改變軟件來(lái)改變功能，使得系統(tǒng)、功能的升級(jí)或是不同系統(tǒng)間的兼容變得更加簡(jiǎn)單，升級(jí)換代所需要的時(shí)間大大縮短。而數(shù)字無(wú)線電主要依賴(lài)于硬件和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展，使得環(huán)境更加封閉，不利于推廣交流，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，需要花費(fèi)相當(dāng)多的人力、物力以及時(shí)間。

1.2 軟件無(wú)線電技術(shù)硬件平臺(tái)解析

軟件無(wú)線電是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式的平臺(tái)，以硬件作為基礎(chǔ)，將編寫(xiě)好的指令預(yù)先錄入，用以操縱硬件進(jìn)而實(shí)現(xiàn)盡可能多的無(wú)線通信功能，可以通過(guò)改變軟件的方式改變軟件無(wú)線電所具有的功能，并可因此減少硬件模塊的數(shù)量和復(fù)雜程度，所具備的靈活性、集中性、維護(hù)性無(wú)可比擬。一個(gè)典型的軟件無(wú)線電需要以下的硬件系統(tǒng)：射頻、中頻、基帶、信源、信令，軟件部分則為數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），DSP通過(guò)錄入程序，可以對(duì)帶寬、頻率、調(diào)制模式、信源解碼等進(jìn)行控制，因此DSP處理性能的強(qiáng)弱直接影響通信功能的數(shù)量和質(zhì)量。通過(guò)錄入程序，DSP控制各個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電軟件具體化。

1.2.1 天線

天線是保證信號(hào)的基礎(chǔ)，理論上天線最好應(yīng)該能覆蓋全部的通信頻段，但在實(shí)際應(yīng)用中，并不能做到覆蓋如此多的頻段，更多的時(shí)候需要能保證完美適配軟件所需的、線性性能較好的頻段，使用組合式多頻段天線，通過(guò)測(cè)試自動(dòng)尋找干擾較小，流量寬松的頻段，因此就有多頻段天線和寬帶天線，其二者都可以為軟件無(wú)線電技術(shù)提供信號(hào)的保障，而區(qū)別主要在于多頻段可在分離的不同頻段上工作，而寬帶則意味著是連續(xù)的寬頻。而調(diào)頻、信號(hào)接收、算法優(yōu)化仍然是天線在無(wú)線電技術(shù)中的關(guān)鍵。

1.2.2 A/D、D/A轉(zhuǎn)換器件

由于在輸入和輸出之間既有模擬信號(hào)型號(hào)又有數(shù)字型號(hào)，而DSP作為數(shù)字信號(hào)處理器更加適合處理數(shù)字信息，因此在射頻天線與DSP之間需要模數(shù)變換器（A/D）及數(shù)模變換器（D/A）形成具有A/D-DSP-D/A基本模型的硬件平臺(tái)。目前大多數(shù)低功耗的的A/D還不能做到同時(shí)滿足速率和采樣率，因此在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下會(huì)使用多條ADC。同時(shí)為了加快處理速度，使用多頻段的寬帶天線和智能天線，并將A/D、D/A變換盡可能地靠近射頻天線端口，將原來(lái)的基帶移至中頻，如果滿足條件甚至可以移至射頻，由于把A/D轉(zhuǎn)換盡可能的向天線段靠近，因此對(duì)模擬與數(shù)字之間來(lái)回變換的還原度要求很高。如何減少信號(hào)損失是關(guān)鍵的技術(shù)。

1.2.3 數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）

DSP是整個(gè)軟件化的硬件核心，相當(dāng)于PC上的CPU。由于軟件化，在A/D變換后的所有處理都用DSP所編入的軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括濾波、變頻、數(shù)據(jù)處理、解調(diào)、解碼、等工作，這對(duì)DSP的計(jì)算能力提出了一定的要求，尤其是一些大流量且要求高速的工作環(huán)境，比如DDC（包括數(shù)字下變頻、二次采樣和濾波），一個(gè)低性能的DSP幾乎無(wú)法完成任務(wù)。而對(duì)于高速信號(hào)的處理，這部分需要完成的工作有調(diào)制解調(diào)、處理比特流、編譯、基帶處理。由于容易出現(xiàn)瓶頸，故在需要高性能時(shí)可以通過(guò)多路DSP并行解決。

1.2.4 中頻處理

中頻處理技術(shù)用于基帶與中頻之間信號(hào)的變換，中頻處理能力需求主要在于頻率變化的程度和濾波的復(fù)雜程度，而在未來(lái)，可能可以做到基帶與射頻進(jìn)行直接的信號(hào)溝通。

1.3 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及軟件算法優(yōu)化

算法是編程的靈魂，光有性能而沒(méi)有一個(gè)良好的算法予以支持只會(huì)白白浪費(fèi)處理器的性能，而軟件能給整個(gè)系統(tǒng)一個(gè)完整的平臺(tái)。軟件的優(yōu)勢(shì)是靈活、定制化容易，因此應(yīng)針對(duì)不同的通信模式，開(kāi)發(fā)出專(zhuān)門(mén)的軟件環(huán)境，保證DSP處在一個(gè)優(yōu)良的處理環(huán)境，最大限度的發(fā)揮DSP的性能，并在實(shí)踐過(guò)程中不斷改善算法，完善系統(tǒng)，適應(yīng)新的技術(shù)，新的功能模塊，提供更高效的服務(wù)而這也是軟件無(wú)線電的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

2 軟件無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用

無(wú)線電具有功耗低，體積小的優(yōu)勢(shì)，因此能在便攜設(shè)備上運(yùn)行，同時(shí)還可運(yùn)用在復(fù)雜場(chǎng)所，降低硬件量，減少維護(hù)工作量，因此使用范圍非常廣泛，從軍事到民用，從醫(yī)療到教育都有適合它們發(fā)揮的場(chǎng)所。

2.1 軟件無(wú)線電技術(shù)在軍事上的作用

2.1.1 電子戰(zhàn)

軟件無(wú)線電所具有的新概念，新思想在軍事中有著廣泛的應(yīng)用，首當(dāng)其沖的就是電子戰(zhàn)。電子戰(zhàn)頻段寬，信號(hào)種類(lèi)多，而且主要以被動(dòng)為主要工作模式。以往的電子戰(zhàn)都是以幾種信號(hào)為目標(biāo)進(jìn)行戰(zhàn)略設(shè)計(jì)，而如果敵方的信號(hào)的特征或者傳輸方式發(fā)生改變，那么就需要重新設(shè)計(jì)，部署。效率不足，不僅需要更多的經(jīng)濟(jì)預(yù)算還很有可能延誤戰(zhàn)機(jī)，而軟件無(wú)線電可以通過(guò)改變軟件來(lái)改變工作模式，提升效率降低成本，軟件無(wú)線電的下一步認(rèn)知無(wú)線電則可以對(duì)此進(jìn)行智能化搜索和對(duì)應(yīng)，可以看見(jiàn)未來(lái)的電子戰(zhàn)都在往這個(gè)方向發(fā)展。

2.1.2 雷達(dá)

雷達(dá)對(duì)于軍事的作用和價(jià)值無(wú)需多言，而不同單位、不同作戰(zhàn)設(shè)備工作方向不同，使用的雷達(dá)也不同，而不同的雷達(dá)對(duì)于信號(hào)、載波、頻寬、解碼等都有不同的要求，如果能使用軟件無(wú)線電，則可以大大降低后勤部門(mén)的補(bǔ)給壓力，同時(shí)一旦被解密，也可以通過(guò)更換軟件的方式保護(hù)數(shù)據(jù)和通信的正常交流。

2.1.3 軟件無(wú)線電技術(shù)在衛(wèi)星通信上的應(yīng)用

衛(wèi)星通信的覆蓋范圍廣，技術(shù)更加先進(jìn)。但由于多采用復(fù)雜、種類(lèi)繁多的硬件，使得其維護(hù)的成本高，而且效率低，已經(jīng)不能很好適應(yīng)當(dāng)今飛速的高速科技發(fā)展的步伐，而軟件無(wú)線電技術(shù)則可以小型模塊化，把一個(gè)大而復(fù)雜的整體拆分成多個(gè)小型化、模塊化的系統(tǒng)，降低維護(hù)成本，發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題也可以更加快速。而在加入了軟件無(wú)線電技術(shù)以后，可以做到在不改變?cè)泄δ艿幕A(chǔ)上減少系統(tǒng)運(yùn)行的成本，而且升級(jí)方式簡(jiǎn)單，也更加靈活。

2.2 軟件無(wú)線電技術(shù)在民用技術(shù)領(lǐng)域的作用

2.2.1 移動(dòng)通訊

移動(dòng)通信是通信領(lǐng)域的一塊大蛋糕，網(wǎng)絡(luò)從最早的GSM，再到CDMA2000、TD-SCDMA和WCDMA，如今已經(jīng)發(fā)展到了4G，即FDD-LTE和TDD-LTE，這么多代的升級(jí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一系列的問(wèn)題：2G、3G、4G的基站設(shè)備，不同制式的網(wǎng)絡(luò)受限于硬件壁壘導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)互不兼容，通信標(biāo)準(zhǔn)不一致，靈活度差，客戶(hù)使用感受度差。而在未來(lái)的LTE-A則有可能進(jìn)行統(tǒng)一和兼容，因?yàn)檐浖o(wú)線電技術(shù)的加入，使系統(tǒng)更加的實(shí)用和靈活，增強(qiáng)與2G，3G移動(dòng)通信的兼容程度，通信行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，而提升用戶(hù)體驗(yàn)并降低成本方為上策，軟件無(wú)線電技術(shù)簡(jiǎn)直可以稱(chēng)得上是量身定做的解決方案。

2.2.2 小區(qū)的維護(hù)管理以及智能化升級(jí)

小區(qū)內(nèi)配套設(shè)施完善，集成度高，而且人口密度大，財(cái)產(chǎn)價(jià)值高，所以對(duì)于小區(qū)的經(jīng)營(yíng)管理非常重要。而如果使用采用軟件無(wú)線電技術(shù)的設(shè)備對(duì)小區(qū)進(jìn)行監(jiān)控管理，首先可以節(jié)約大量的人力物力，其次未來(lái)小區(qū)升級(jí)智能化（人臉識(shí)別門(mén)控、自動(dòng)報(bào)警、信息上傳等）也相當(dāng)容易，無(wú)須對(duì)核心部件更換，僅需要更換軟件，同時(shí)采用無(wú)線模式，無(wú)需再次打孔穿線，方便施工?？芍^完美的小區(qū)生活管理助手。

3 軟件無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 國(guó)際通用使用標(biāo)準(zhǔn)

軟件無(wú)線電技術(shù)本身是標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)放化的，相對(duì)于過(guò)于的模式兼容性強(qiáng)可擴(kuò)展性好，十分適合作為國(guó)際通用的使用標(biāo)準(zhǔn)。很多合作伙伴都可以對(duì)此技術(shù)進(jìn)行合作開(kāi)發(fā)，得到屬于自己的系統(tǒng)，針對(duì)性強(qiáng)，定制程度高，資源利用效果好。

3.2 增強(qiáng)自適應(yīng)頻譜管理

大多數(shù)的國(guó)家和敵區(qū)，頻譜資源都已經(jīng)永久分配，但是由于不能主動(dòng)調(diào)頻，因此很多的頻譜實(shí)際利用率并不高，而軟件無(wú)線電和認(rèn)知無(wú)線電通過(guò)ASM可以?xún)?yōu)化空中接口，進(jìn)行探測(cè)、分析，自動(dòng)改變頻譜、發(fā)射功率，跳轉(zhuǎn)到較為空閑的頻段，充分利用有限的資源，在當(dāng)前不能擴(kuò)大總頻段的頻段使用范圍之時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)大大的提高了資源利用率，對(duì)于移動(dòng)終端無(wú)線上網(wǎng)的意義非常重大。

3.3 擴(kuò)大通信產(chǎn)業(yè)的影響力

每一次的重大理論技術(shù)進(jìn)步都會(huì)讓相關(guān)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)質(zhì)的飛躍，軟件無(wú)線電技術(shù)同樣如此。軟件無(wú)線電技術(shù)的潛在利益會(huì)體現(xiàn)在不同價(jià)值鏈的不同層次場(chǎng)合上。軟件無(wú)線電技術(shù)讓產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步標(biāo)準(zhǔn)由硬件轉(zhuǎn)變成軟件，發(fā)展更加迅速，而軟件的產(chǎn)出速度與硬件不在一個(gè)層次，因此可以變相提高企業(yè)的整體進(jìn)步步伐，從原來(lái)的5年一換到現(xiàn)在的智能化升級(jí)，無(wú)時(shí)無(wú)刻都在搜集數(shù)據(jù)，分析，應(yīng)對(duì)，升級(jí)。對(duì)于其他的產(chǎn)業(yè)同樣如此。

3.4 物聯(lián)網(wǎng)的基石

物聯(lián)網(wǎng)的口號(hào)是每一個(gè)物體都有自己的標(biāo)志。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，可以使用手機(jī)操作、監(jiān)控、管理家中的各個(gè)家電，而這一切都需要以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，而軟件無(wú)線電就是基礎(chǔ)，軟件無(wú)線電將更多的向物理空間上的延伸，使得物理空間物體有靈魂，更加智能化，更加可聯(lián)系化，產(chǎn)品不再是單獨(dú)的一個(gè)產(chǎn)品，而是一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)其中一個(gè)點(diǎn)。而這已經(jīng)開(kāi)始改變目前各個(gè)行業(yè)的贏利點(diǎn)，未來(lái)的企業(yè)將會(huì)把重心向軟件化轉(zhuǎn)移和傾斜，擁有自己的軟件核心技術(shù)是立足在當(dāng)前信息化浪潮的資本。

4 結(jié)束語(yǔ)

軟件無(wú)線擁有的開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)、靈活、更新速度無(wú)可比擬，推動(dòng)了移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展，因此勢(shì)必會(huì)吸引越來(lái)越多的產(chǎn)業(yè)去發(fā)展、吸收、應(yīng)用。而軟件無(wú)線電技術(shù)的下一代認(rèn)知無(wú)線電也已開(kāi)始推廣。當(dāng)一個(gè)產(chǎn)業(yè)由硬件發(fā)展轉(zhuǎn)向軟件發(fā)展時(shí)，發(fā)展與推廣的速度就將獲得大大的提升，我們需要把握和享受新技術(shù)在生活中帶給我們的方便，并滿懷感激的像下一技術(shù)進(jìn)發(fā)。

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