摘要：移动通讯频谱资源是一个很难解决的问题，无线电技术被认为是解决频谱利用率低下和频谱资源紧张的一种有效途径。软件无线电技术及其测试技术的发展，使得通信测试设备拥有模块化、开放式、易扩展和重用可编程的硬件平台，有助于提高测试效率。文章主要针对软件无线电技术的发展状况和软件无线电的体系结构等理论进行分析，并对软件无线电的关键技术作了重点分析，针对软件无线电技术在移动通讯测试领域中的应用作了具体而详细的分析。
关键词：软件无线电；测试；移动通讯
中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编号：1673-1131（2015）12-0224-02
作者简介：何纬（1981-），男，江苏泰兴人，工程师，研究方向为软件无线电技术；邵瑞（1983-），男，江苏徐州人，工程师，研究方向为软件无线电技术
0引言
软件无线电技术（SDR）可以通过硬件和软件的结合，使无线通信设备、终端等具有可编程、可重配置的能力，其提供了能完成多种模式、多个频段、多种功能无线通讯测试的一种解决方案。软件无线电的关键在于使用软件来完成过去使用专业硬件无线电平台才能完成的工作，其结构特点是将A/D、D/A尽可能靠近频射端，从而使信号尽早数字化，然后借助拥有强大的信号处理能力和灵活的可重构特性的可编程平台实现对多种通信标准的支持。
1软件无线电的研究现状
无线电技术是目前无线通信测试领域的一个研究热点，通过认知无线电技术进行通讯频谱系统的创新管理，采用新的方法和技术来解决目前通讯系统频谱利用率不高的问题。本文分析了软件无线电技术在移动通信测试领域的挑战，并介绍了一种实用的软件无线电测试平台。采用全数字技术，这是然间无线电广播电台与第二代数字接收机的本质区别。软件无线电技术采用通用可编程硬件平台，不仅具有全数字接收机，最大特点是通过软件对硬件功能、技术体制等进行重新定义和配置。该机的硬件芯片结构仿真技术和数字技术的完美结合。软件无线电技术将模拟信号与数字信号之间的相互转化尽可能接近射频端。将接收的射频模拟信号转换为数字信号，通过数字信号处理技术实现射频数字信号到中频数字信号以及基带数字信号的转换，通过可编程处理器最大限度地实现系统的各种功能。理想的软件无线电电台是将通信天线接收到的射频模拟信号直接进行采样获得射频数字信号，通过对射频数字信号的一系列处理技术包括变频混频、信号滤波、载波提取、相位解调、低通滤波、位同步提取、信道编解码、加解密等，获得通信基带信号。理想软件无线电现在完全可编程，适用于如FDMA（频分多址），TDMA（时分多址）和CDMA（码分多址）等多种通信体制的实现。
2软件无线电的体系结构
软件无线电体系结构是实现软件无线电的一个基本框架。在软件无线电技术体系结构中，一组特定的功能可以根据特定的设计规则，通过几类特定的组件来实现。软件无线电体系结构的硬件结构主要包括宽带天线和射频/中频处理器、宽带A/D转换器、宽带D/A转换器、通用可编程处理器（如FPGA、DSP）等。通过分析硬件组织，可以更加充分地发挥软件的灵活性。软件无线电技术体系结构的设计应具有即插即用的特性。软件无线电终端的重配置包括所有的功能性能方面，即从无线通信物理层、协议栈、服务或服务执行平台的可重配置。另外设备之间和设备各层之间应用编程接口的开放性决定了终端的可编程和可重配置的能力。现在，许多专家和学者认为，通讯频率的管理应该是开放式的可编程平台，这可以重新配置移动通讯频率系统，正如软件无线电的最初定义一样“无线世界的PC”。这种定义准确地勾画出可重配置通信平台/终端所须的开放性和可编程能力，这使得未来软件无线电具有更为安全、可靠的可重配置性，以满足未来移动通讯发展的要求。1997年软件无线电论坛发布的技术报告，在软件无线电技术发展历史上具有里程碑意义，该报告第一次为软甲无线电构架了一个明确的体系框架—开放的、即插即用的发展框架体系。它把IT线程元件合并到实体中即对象母体中，它们促进了模块间接口的定义。辅助接口（AUX）是专用的接口，用于输入、输出、天线多样性控制、减弱同址干扰和密钥注入（还将确定其它一些项目）。软件无线电在模块之间采用SDR的段间接口，SDR射频接口是介于模拟视频和数字射频之间的新型射频接口。
3认知软件无线电的关键技术
软件无线电的硬件发展阻碍软件无线电技术的发展，软件无线电技术主要包括宽带天线技术、宽带技术、高速数字信号处理技术和高性能互连结构技术等。全球众多高校和研究机构都在对软件无线电技术进行深入的研究，但是受众多研究者一致公认的标准机构系统尚未形成。对软件无线电关键技术领域的研究与突破，将促进软件无线电的进一步发展和应用。软件无线电是一种智能频谱共享技术，具有动态检测的认知功能。在空间、时间和频率域中可应用于空间、时间和频率多维度的频谱复用，大大降低了无线技术发展的频率和带宽限制。软件无线电技术被认为是解决频谱利用率低下和频谱资源短缺问题的最佳方案之一，将有可能成为通信发展史上的另一个里程碑。软件无线电的关键技术是频谱检测技术，其分为授权用户的接收和授权用户的检测。授权用户的接收是实现频谱感知与分配的有效方法，这种方法可以减少其他用户对其的干扰，目前的软件无线电技术还是难以实现的；授权用户的检测是比较容易实现的，但是存在频谱资源浪费的现象，目前的。目前频谱感知的研究主要是对授权用户的开放检测，可分为单点频谱感知、协同频谱感知和干扰检测三大类。
4在移动测试领域中的应用
在蜂窝移动通信系统中的应用虽然蜂窝移动通信有固定的频段划分，但频谱资源是不合理的。这是在移动通信系统的问题还没有得到解决。在白天，频谱资源非常紧张，晚上频谱资源是比较空闲的，这就导致在繁忙时间的频率谱是拥挤和频谱的大量浪费，特别对一些重要频谱而言，问题就显得尤为突出。认知无线电技术在蜂窝移动通信系统中，采用自适应频率来解决问题。对于传统的移动通信系统，由于充足的频谱预留空间，目前还没有认知无线电技术的引入，具体的规范协议的出台还需要进一步研究。对于运营商，引入成本和运营管理是一个值得思考的问题。但从技术层面，蜂窝移动通信系统共享频谱资源的认知无线电的一个发展方向，这方面的研究已经开始。在GSM系统中的空闲频谱分析的情况下，基于认知无线电的初步研究有三种：对GSM系统的空闲频谱的工作条件是给定的，同一小区、距离较远的任意通信系统模型，随着越来越多的通信标准的引入和移动通信的不断发展，终端和芯片制造商测试的成本和测试时间要求更严格，边流压力测试设备制造商将推出更接近软件无线电，更低成本、更快速测试的开放式平台，试验厂家也将更多的功能和应用引入到更多高指标和更灵活的射频测试仪器中。
5结语
伴随着网络发展的需求和用户对于网络技术开放性的需求，多种移动通信制式将持续长久地共同发展。开放型软件无线电频率测试平台还需要进一步研究，通过软件定义实现特定应用的测试，在移动通讯测试领域中软件无线电的应用非常重要，也越来越受到专家和学者的关注。
参考文献：
[1]杨小牛.从软件无线电到认知无线电,走向终极无线电——无线通信发展展望[J].中国电子科学研究院学报,2008(1)
[2]陶玉柱,胡建旺,崔佩璋.软件无线电技术综述[J].通信技术,2011(1):37-39
[3]张鹏.软件无线电技术在移动通信测试领域的应用[J].电子测量技术,2013(3):110-117
作者：何纬 单位：中国电子科技集团公司第二十八研究所
