软件无线电(个人整理)

1. 软件无线电是什么
无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置， 几乎任何领域都使用无线通信， 包括有 商业、气象、金融、军事、工业、民用等。我们可从通信系统、调制方式、多址方式等几方 面可看到无线通信系统种类的繁多。 类 别 通信系统 调制方式 多址方式 种 类
卫星通信系统、蜂窝移动通信系统、无线寻呼系统、短波通信系统、 微波通信系统等 AM、FM、LSB、USB、ISB、FSK、PSK、MSK、GMSK、QAM 等 时分多址（TDMA） 、频分多址（ FDMA）和码分多址（CDMA）等
各种通信系统由于自身的特点而适用于各种特定的场合，例如： 短波电台适合远距离，其所需的发射功率不大，传输的“中继系统” —电离层不会被 摧毁；卫星通信能传播高质量的信息，所能提供的频带很宽 微波通信抗干扰能力强，适合大量的数据传输，但只能在点与点之间传输，传输距离 又有一定的限制 由于无线通信的设备简单、便于携带、易于操作、架设方便等特点，在军事和民用通信领域 中都是不可缺的重要通信手段。 然而， 电台往往是根据某种特定的用途而设计的， 功能单一， 有些电台的基本结构相似，而信号特征差异很大。比如，工作的频段不同，调制方式不同， 波形结构不同，通信协议不同，数字信息的编码方式、加密方式不同等等。电台之间的这些 差异极大地限制了不同电台之间的互通互连。 经过几十年的发展， 无线通信已有很大的发展， 通信系统由模拟体制不断向数字化体制过渡， 因此是否可能在数字化体制础上一个电台能满足多调制方式和多址方式， 从而根椐需要构成 多种通信系统呢。 我们先看一下一个数字蜂窝网接收站, 显示在图 1 中。 （注意： 为了说明软件无线电的概念， 这里给出了无线电的接收装置部分） 。
图 1：窄带无线接收装置

在窄带接收装置中所有的功能模块：滤波、放大、向下变频，直到调制，都是使用模拟 技术 ( 除了频率合成的部分 ) 实现的 。信号解调出来以后，使用一个可编程的数字信号 处理 ( DSP ) 器件进行处理。 软件无线电决定性的步骤， 是将 A/D （和 D/A） 变换器尽量向射频端靠拢 （如图 2 所示） 。 应用宽带天线或多频段天线，并将整个中频频段作 A/D 变换，这之后整个的处理都用可编 程数字器件特别是软件来实现。它的结构图显示在图 3 上。我们可看出，这样一个体系结构 具有非常大的通用性，对解决上面提到的问题有很大的潜力，可用来实现多频段、多调制方 式和多址方式，构成多体制的通用无线通信系统。
图 2 软件无线接收装置
图 3：软件无线电的结构图 从图 3 中可看出，所谓软件无线电，其关键思想是构造一个具有开放性、标准化、模块 化的通用硬件平台，各种功能，如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协 议等，用软件来完成，并使宽带 A/D 和 D/A 转换器尽可能靠近天线，以研制出具有高度灵 活性、开放性的新一代无线通信系统。可以说这种电台是可用软件控制和再定义的电台，选 用不同软件模块就可以实现不同的功能， 而且软件可以升级更新。 其硬件也可以像计算机一 样不断地更新模块和升级换代。 由于软件无线电的各种功能是用软件实现的， 如果要实现新 的业务或调制方式只要增加一个新的软件模块即可。 同时， 由于它能形成各种调制波形和通 信协议，故还可以与旧体制的各种电台通信，大大延长了电台的使用周期，也节约了成本开 支。 软件无线电与传统结构数字无线电的主要区别在于： 将 A/D 和 D/A 向 RF 端靠近，由基带移到中频，对整个系统频带进行采样。 用高速的 DSP/CPU 代替传统的专用数字电路与低速 DSP/CPU 做 A/D 后的一系列处理。

以上两点仅仅是结构上的区别。 随着微电子技术的发展， 各种数字器件的性能不断提高， 现有的数字无线电也会不断发展，也将使得 A/D、D/A 一步步地向 RF 端靠近。那么软件无 线电会不会仅仅是数字无线电的进一步发展呢?回答是否定的。我们认为：软件无线电和数 字无线电的进一步发展在概念上是不同的。这主要是因为 A/D、D/A 的移向 RF 端只是为软 件无线电的实现提供了必不可少的条件， 而真正关键的步骤是采用通用的可编程能力强的器 件(DSP、CPU 等)代替专用的数字电路。由此带来的一系列好处才是软件无线电的真正目的 所在。 软件无线电的最终目的就是要使通信系统摆脱硬件系统结构的束缚。 在系统结构相对通 用和稳定的情况下，通过软件实现各种功能，使得系统的改进和升级非常方便又代价很小， 且不同的系统之间能够互联和兼容。 而数字无线电的进一步发展并不能做到这一点， 它只能 导致对硬件和系统结构更多的依赖。 不过， 目前软件无线电更多地是以一种概念和设想的形式出现， 具体的定义和体系结构 尚无定论。 可以说除了上面提到的两点关键思想被普遍接受以外， 其它各方面的内容都在探 讨之中。这一现状，除了由于软件无线电提出的时间还很短以外，还有这样几个原因： （1）硬件发展水平的限制是其中的最主要因素，应该说，现在的硬件水平对于实现真正的 软件无线电还是不足够的。 但软件无线电的某些应用， 在对系统结构和性能要求做一些适当 的折衷后，是可实现的。而且从目前器件的发展趋势来看，满足要求的产品应在不久的将来 能够得到。正是由于处于这样一个发展阶段，导致不同的研究机构、不同的应用采用了不同 折衷方案的各自不同的体系结构，而又都称为软件无线电。 （2）目前对软件无线电的研究工作还处于起步阶段，各研究机构相对独立，交流很少。待 研究的问题很多， 从不同的出发点和侧重面， 得出的结论也各不相同。 随着研究工作的深入， 问题会逐渐清晰，而软件无线电的定义和体系结构的规范问题则是应该尽早研究讨论的。 （3）传统的通信系统的体系结构也在很大程度上影响着目前的软件无线电的体制研究。软 件无线电与传统的体系结构有很大不同， 仅仅简单地将传统的通信系统用新的方式实现是不 够的。 可见，软件无线电的研究还刚刚开始，有许多问题需要解决，但它能给通信产业带来根 本性的变革，同时还会带来巨大经济效益和社会效益，值得我们努力去解决这些问题。 我们可以把软件无线电的主要特点归纳如下： 具有很强的灵活性。软件无线电可以通过增加软件模块，很容易地增加新的功能。它 可以与其它任何电台进行通信， 并可以作为其它电台的射频中继。 可以通过无线加载来 改变软件模块或更新软件。为了减少开支，可以根据所需功能的强弱，取舍选用的软件 模块。 具有较强的开放性。软件无线电由于采用了标准化、模块化的结构，其硬件可以随着 器件和技术的发展而更新或扩展。 软件也可以随需要而不断升级。 软件无线电不仅能和 新体制电台通信， 还能与旧式体制电台相兼容。 这样， 既延长了旧体制电台的使用寿命， 也保证了软件无线电本身有很长的生命周期。

软件无线电这一新概念一经提出， 就得到了全世界无线电领域的广泛关注。 由于软件无 线电所具有的灵活性、开放性等特点，使得软件无线电不仅在军民无线通信中获得了应用， 而且将在其它领域比如电子战、雷达、信息化家电等领域得到推广，这将极大促进软件无线 电技术及其相关产业（集成电路）的迅速发展.
2. 软件无线电的基本结构
软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实 现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。功能的软件化 的实现方法势必减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，把数字化处理 （A/D 和 D/A 变换）尽量靠近天线。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性， 通过软件的更新改变硬件的配置结构，实现新的功能。软件无线电采用标准的、高性能的开 放式总线结构， 以利于硬件模块的不断升级和扩展。 理想软件无线电的组成结构如图 1 所示。
图 1 软件无线电结构框图 软件无线电主要由天线、射频前端、高速 A/D-D/A 转换器、通用和专用数字信号处理 器、低速 A/D-D/A 转换器以及各种接口和各种软件所组成。软件无线电的天线一般要覆盖 比较宽的频段，比如 1MHz~2000MHz，要求每个频段的特性均匀，以满足各种业务的需求。 例如可能为 VHF/UHF 的视距通信、UHF 卫星通信，HF 通信作为备用通信方式。为便于实 现，可在全频段甚至每个频段使用几付天线，并采用智能化天线技术 在发射时 RF 部分主要完成滤波、功率放大等任务，接收时实现滤波、放大等功能。因 实现射频直接带通采样，要求 A/D 转换器有足够的工作带宽（例如 2000MHz 以上） ，较高 的采样速率（一般在 60MHz 以上） ，而且要有较高的 A/D 转换位数，以提高动态范围。目 前 8 位 A/D 转换器的工作带宽已做到 1500MHz 以上。 模拟信号进行数字化后的处理任务全由 DSP 和专用的可编程处理器的软件来承担。为 了减轻通用 DSP 的处理压力，通常把 A/D 转换器传来的数字信号，经过专用数字信号处理 器件（如数字下变频器 DDC）处理，降低数据流速率，并把信号变至基带后，再把数据送 给通用 DSP 进行处理。通用 DSP 主要完成各种数据率相对较低的基带信号的处理，比如信 号的调制解调，各种抗干扰、抗衰落、自适应均衡算法的实现等。还要完成经信源编码后的 前向纠错（FEC）,帧调整、比特填充和链路加密等算法。也有采用多 DSP 芯片并行处理的

方法，以提高其处理的能力。 由于高速宽带 A/D 和 D/A 转换器目前还比较困难，价格也高，图 1 中的下变频和上变 频模块（DDC/DUC）都用模拟线路放在 RF 部分中。 软件无线电的结构基本上可以分为三种： 射频低通采样数字化结构、 射频带通采样数字 化结构和宽带中频带通采样数字化结构。 1， 射频低通采样数字化结构 这种结构的软件无线电，结构简洁，把模拟电路的数量减少到最低程度，如图 2 所示。 从天线进来的信号经过滤波放大后就由 A/D 进行采样数字化，这种结构不仅对 A/D 转换器 的性能如转换速率、工作带宽、动态范围等提出了非常高的要求，同时对后续 DSP 或 ASIC （专用集成电路） 的处理速度要求也特别的高， 因为射频低通采样所需的采样速率至少是射 频工作带宽的两倍。比如，工作在 1MHz~1000MHz 的软件无线电接收机，其采样速率就至 少需要 2GHz，这样高的采样率 A/D 能否达到暂且不说，后接的数字信号处理器也是难以满 足要求的。
图 2 射频低通采样数字化结构 2， 射频带通采样结构 射频带通采样结构的软件无线电可以较好地解决上述射频低通采样软件无线电结构对 A/D 转换器、高速 DSP 等要求过高，以致无法实现的问题。其结构图在图 3 上。

图 3 射频带通采样结构 这种射频带通采样软件无线电结构与低通采样软件无线电结构的主要不同点是 AD 前 采用了带宽相对较窄的电调滤波器，然后根据所需的处理带宽进行带通采样。这样对 AD 的 采样速率的要求就不高了，对后续 DSP 的处理速度要求也可以随之大大降低。但是需要指 出的是，这种射频带通采样软件无线电结构对 A/D 工作带宽的要求（实际上主要是对 AD 中采样保持器的速度要求）仍然还是比较高的。 3， 宽带中频带通采样结构 宽带中频带通采样结构的软件无线电结构与目前的中频数字化接收机的结构是类似的， 都采用了多次混频体制或叫超外差体制， 如图 4 所示。 这种宽带中频带通采样软件无线电结 构的主要特点是中频带宽更宽（比如 20MHz） ，所有调制解调等功能全部由软件加以实现。 中频带宽宽是这种软件无线电与普通超外差中频数字化接收机的本质区别。 显而易见， 这种 宽带中频带通采用软件无线电结构是上述三种结构中最容易实现的，对器件的性能要求最 低，但它离理想软件无线电的要求最远，可扩展性、灵活性也是最差的。
图 4 宽带中频带通采样结构 由于软件无线电的硬件具有开放性， 其硬件必将采用总线式的结构。 工业控制总线的总 线标准很多，比如 ISA,PCI,EISA,VESA,VME 等等。ISA 总线和 VME 总线在目前的数字信 号处理和工业控制中用得较多。而 VME 总线比 ISA 总线更有优势。ISA 总线的数据为 16 位，地址总线为 24 位，地址空间 16MB，其总线带宽仅有几 MHz；而 VME 总线数据宽度 为 32 位，地址线共有 32 根，地址空间有 4GB,总线带宽为几十 MHz。VME 总线是针对多 处理器系统设计的，而 ISA 总线是单处理器系统总线，在采用多处理器时系统的调度能力 较低，而在软件无线电中为了提高处理能力往往采用多处理器系统。VME 总线已经被广泛 用于工业控制之中，具有众多的支持者和强大的生命力。下图 5 给出一种基于 VME 总线结 构的软件无线电硬件系统框图。

图 5 基于 VME 总线的软件无线电硬件结构 从图上可看出，在 VME 总线上各功能模块都在一些插板，随着技术的发展这些插板也 可不断地更新和升级；同时软件无线电中的软件也具有开放性，可以不断更新或升级，而软 件的加载或更新都可以通过无线传输来实现，这样使用起来更加快捷和方便。
3.软件无线电的应用
软件无线电是把硬件作为无线通信的通用平台， 使它尽可能地脱离通信体制、 信号波形 和通信功能，尽可能多地由软件来实现，这样的无线通信系统具有很好的通用性、灵活性， 而且系统升级也变得非常容易。 软件无线电有这么多的特点和优越性， 它在通信领域中有极 广泛的应用天地。例如在个人移动通信中、军事通信中、卫星通信中和数字电视中等。 1，个人移动通信中的软件无线电 个人移动通信已从第一代－－FDMA 模拟蜂窝移动通信发展到第二代－－蜂窝移动通信 （GSM 和 CDMA） ，目前正在向第三代 WCDMA 移动通信（3G）系统发展。未来的个人移 动通信要达到的目标是： 任何人在任何时间、 任何地点都可以和其它任何人进行任何种类 （话 音、数据和图象等）的通信。由于越来越大的通信需求，一方面使通信产品的生存周期短， 开发费用上升；另一方面，新老体制通信共存，各种通信系统之间的互联变得更加复杂和猓 难，因此要寻求一种既能满足新一代移动通信需求，又能兼容老的体制，而且更具扩展能力 的新的个人移动通信体系结构就成为人们努力的方向。 而软件无线电正好提供了解决这一问 题的技术途径，成为第三代移动通信系统研究的热点。
以下图 1 是软件无线电在基站的功能框图：

图 1 移动通信中软件无线电在基站的功能框图 以下图 2 是移动通信中软件无线电在手持终（端移动手机）的功能框图：
图 2 移动通信中软件无线电在手持终端的功能框图 2，军事通信中的软件无线电 软件无线电的术语最早是美军为了解决海湾战争中多国部队各军进行联合作战时所遇到的 互通互联互操 作问题 而提出来的一个新概念。因为以往的军事通信装备无论是工作频段， 还是信息传输格式或者通信体制，陆海空三军各自为政，互不兼容，导致在联歙乍战时各军 种之间法进行快速沟通、互传信息情报，结果是名义上的联合作战，而实际上只是各军种的 简单参与， 完全形成不了真正意义上的“联合”。 就工作频段来说， 陆军主要工作在 30MHz～ 88MHz，空军主要工作在 225MHz～400MHz，而海军则主要以短波（2MHz～30Mhz）为主。

陆海空三军上述这种简单的频率划分， 虽然角决了三军互相干扰的问题， 但军联合作战时的 互通互联互操作是根本不可能解决的。 特别在海湾战争中暴露出来的军事互通信极差、 反应 速度慢、带宽太窄、速度太低等一系列影响合作作战的关键技术问题。1995 年美国国防部 提出了 SPEAKeasy 计划，开发一种能适应联合作战要求的电台，它具有多频段、多模式 （Multi-Band Multi-Mode Radio）的特点，称为 MBMMR 电台。随时间的推移，美国又进行 SPEAKeasy II 和 SPEAKeasy III 计 划 。 图 3 中 给 出 MBMMR 电 台 的 组 成 。
图 3 MBMMR 电台的组成 软件无线电的新技术在电子战中也有广阔的应用前景。 电子战的最主要的特点是频段宽 （几乎复盖整个无线频段） ，待处理的信号种类多，而且是处有被动接收的条件下工作。而 目前的电子战系统往往都是已知的， 或者在事先假设的几种信号样式下工作， 一旦目标信号 的特征或信号的通信方式发生变化， 该系统就无能为力了， 必须研制开发新的电子战系统来 适应变化，这样必然贻误战机。所以研究开发一种工作频段宽，波形适应能力强，可扩展性 好，既能适应通信信号，又能适应雷达信号，还能适应导航和敌我识别信号的综合电子战系 统是现代信息战的必然要求。软件无线电正好是解决这一问题 的最佳途径。 雷达的作用是对目标（飞机或舰船）的探测、定位和跟踪，它的基本原理是通过向目标物发 射一串电磁信号，然而接收目标对该信号的反射波，根据该反射波可计算出目标物的距离、 方位、高度和速度等参数。雷达有几种分类方法，按工作频段有：米波雷达、分米波雷达、 厘米波雷达和毫米波雷达等；按功能和用途有：远程警戒雷达、炮瞄雷达、轰炸瞄准雷达、 制导雷达和战场监视雷达；按工作体制有：连续波雷达、脉冲多普勒雷达、脉冲压缩雷达、 编码脉冲雷达、动目标显示雷达、捷变频雷达、相控雷达和合成孔径雷达等。总的说来，雷 达的种类繁多，每一种雷达用于某一种特殊的用途。不同的雷达其信号叁数不一样，使其功 能单一， 无法适应在不同的环境下对不同属性的目标进行智能化跟踪探测的需求。 而在软件 无线电基础上的软件雷达恰是解决这问题的途径。图 4 中给出软件雷达的系统组成。

图 4 软件雷达的系统组成 3，卫星通信中的软件无线电 卫星通信是当代最重要的通信方式之一， 但是由于目前卫星通信系统设备种类繁多， 设备管 理和维护工作复杂， 使得卫星通信系统更新换代周期长， 不能很好地适应现代高科技的发展 步伐。同时考虑到卫星通信频带宽，信息速率高且变化范围大的特点，在目前的计算机技术 水平上，如果设备功能全由软件来实现，由于软件的逐条运行指令的特点，即使采用多处理 器来协同运算， 也无法实现高信息速率下的实时处理， 使其在卫星通信中的使用范围受到了 限制。 而软件无线电以其软件定义功能和开放式模块化结构的技术思想能很好地解决卫星通 信系统存在的问题。 软件无线电的主要特点是通信系统的功能可以用软件来定义。 通信系统 的功能包括设备功能和系统功能。 在卫星通信系统中， 系统功能主要指多址方式、 网络结构、 组网协议和通信业务等；而设备功能指接口标准、调制解调方式、信道编码方式、信源编码 方式、信息速率、复用方式等。软件无线电技术采用先进的技术手段，使得上述功能可以用 软件来定义。 通过友好的人机界面， 人们可以在不改变硬件设备的情况下实时地改变通信系 统的功能，从而使该系统能适应各种应用环境，因而具有很强的适用性和灵活性。图 5 中给 出卫星通信地面站软件无线电的结构图，接口设备和信道设备模块都由 DSP 处理。
图 5 卫星站软件无线电的结构图 4，软件无线电在数字电视系统中的应用

20 世纪 90 年代广播电视领域掀起划时代的数字革命，以高清晰度电视（HDTV）为标志的 第三代电视达到了理想的视听功效， 成为新的一代数字电视发展方向。 HDTV 信源编码速率 达 25MHz, 为了使 HDTV 能在现有的模拟电视信道（带宽为 6MHz～8MHz）上进行传输广 播，必须对 HDTV 进行信道编码，以压缩传输带宽。所谓信道编码就是选择合适的调制方 式，把 25Mbps 的视频数据调制到射频上，并保持其带宽在 6MHz～8MHz 范围内。信源编 码现已有统一标准，采用 MPEG-2, 而信道编码在国际上还没有统一的标准，它将会各种体 制并存。为完成信源编码和多种体制的信道编码，采用软件无线电来实现就比较方便。图 6 中给出数字电视的结构图。
图 6 数字电视结构图
4. 软件无线电的关键和难点
软件无线电关键的部分有： ，宽带/多频段天线； （1） （2）高速 A/D、D/A 变换器； （3）数字 下变频（DDC）（4）高速信号处理部分。下面分别讨论一些关键技术和实现的难点。 ； 一、宽带/多频段天线与宽带低噪声前置放大器和功率放大器 美国已研制出几个倍频程的宽带天线， 但是效率太低。 对于大多数系统只要覆盖不同频 程的几个窗口，而不必覆盖全部频段，故可以采用组合式多频段天线的方案，这在技术上是 完全可行的。如美国 Adams-Russell 公司的 AN-400 型超宽带叶片状天线就是一个例子，可 以覆盖 30～400MHz 和 960～1220MHz。 低噪声前置放大器可达到几个倍频程， 无论是器件上还是电路设计上都没有困难。 几个 倍频程的宽带功放则需要很好地选择器件，并使用电路 CAD 优化技术。 二、A/D、D/A 变换器 对 A/D 的要求主要包括采样速率和位数。采样速率主要由信号带宽决定，同时必须考 虑到采样后系统处理的能力，以及现有 A/D 的速度。A/D 的位数必须满足一定的动态范围 要求，以及数字部分处理精度的要求。 下表给出了现有的一些最先进性能的 A/D 变换器。可看出对于某些应用，现有的 A/D 还不能同时满足速度与采样位数的要求， 但很可能在近期获得满足要求的器件。 同时从长远 考虑，必须采取一些措施。 表1 常用高速 ADC 技术的例子

分辨率(位数) 6 8 8 8 10 12 12 14 18
抽样率(MSPS) 4000 750 2000 3000 70 50 100 24 10
生产厂家 Rockwell International Signal Processing Technology Hewlett-Packard * Pentek Hughes Aircraft * Hughes Aircraft Hewlett-Packard
软件无线电中需要实现多路信道的接收，为达到此目的，拟采取以下办法：如果从前一 模块送出的信号采样率不高，如低于 10MSPS，则可直接利用 DSP 中软件数字滤波器选取 相应信道（运行 FFT，同时实现多路 AM、FM、FSK 等信号信道的区分） ；如果从宽带 ADC 模块送出的信号采样率很高，如采样率大于 10MSPS 时，则可利用多路数字下变频变换器 并行使用，各选出一路信道的信号。多路 DDC 信号与 ADC 直接输出的信号都分别经寄存 器缓冲后，在 PCI 总线控制下依次送至 DSP 数据口。 为了满足软件无线电对数据采集模块的需求， 进一步提高采集的性能， 下面将介绍采用 了一些改进的采集技术： 1，正交采样技术 在正交采样中，将要进行数字化的信号分成两个分量，其中一个分量乘以正弦波，下变 频到零中心频率上，形成与原信号相同的信号；另一个分量乘以 90°相移的正弦波，下变频 到零中心频率上， 形成与原信号相位正交的信号。 每一分量只以原信号的二分之一带宽出现， 以原信号的二分之一采样速率进行取样，因此采用两个锁相 ADC 代替一个 ADC。 2，带通信号采样技术 一般从前一模块送出的是带通的模拟信号， 对于这类信号可以采用带通采样的方法以低 于抽样定理中的 Nyquist 采样率进行模数转换， 从而提高 ADC 的性能， 降低对 ADC 的需求。 其基本思想是： 理想的带通信号在低于一定频率 FL 和高于一定频率 FH 的范围里频率分量为 零，所以对带通的中频信号，只要采样率 FS 不低于两倍的信号带宽 FH－FL，时域的采样就 不会导致信号频谱的重叠，同时，FS 还应满足： 2FH/k

率附近阻带衰减不够所产生的混叠效应将会减轻， 因而恢复后信号的失真也会减小。 换句话 说，当采样率很高时，即使降低前级滤波器对阻带衰减特性的要求，也不会带来更大的信号 失真。其次，过采样技术还可提高信噪比，由于存在着量化噪声，ADC 的信噪比（S/N）可 用下式近似表示： S/N＝6。02B＋1。76＋10log（fm/2fmax） （dB） 其中，B 为 ADC 的位数，fm 为采样速率，fmax 为输入模拟信号的最高带宽。由上式 可以看出，如果 ADC 的采样速率远大于信号带宽的两倍，就能带来可观的信噪比，具体来 说，采样率每提高一倍，信噪比增加 3 dB。所以，在本模块之后的其它模块处理能力允许 的条件下，ADC 应尽量提高采样率。 4，抖动技术 软件无线电要求接收装置必须有极宽的动态范围，并对微弱信号足够敏感。影响 ADC 动态范围主要有两个来源，首先是来自于 ADC 编码器的静态误差，其次是来自于取样保持 电路及输入放大器的动态误差。在模数转换过程中加不相关抖动信号可提高 ADC 线性转换 的动态范围，抖动信号通常是伪随机噪声，把它加至 ADC 的输入端可消除 ADC 动态范围 内的静态误差，抖动信号的加入还会导致 ADC 中由于非线性产生的误差随机化为近似均匀 分布的噪声。抖动信号可通过特定的电路产生：宽带噪声由噪声二极管产生，由压控增益放 大器控制信号的功率，然后通过滤波器使所产生的信号处于直流或 Nyquist 频率附近。一般 抖动技术可使 ADC 的动态范围提高几十分贝。 需说明的是，如果对 AD9042 利用抖动技术，SFDR 可提高到 103dB。其最佳抖动幅度 为 16～21．3codes rms（码均方根） 。 5，并行 ADC、DAC 技术 由于在软件无线电中 A/D、D/A 尽可能靠近射频端，对于高频、宽带信号（如图像或扩 频） ，其数字化对采样速率、位数及动态范围都提出了较高的要求，比如，当处理带宽为 25 MHz 时，初步认为采样速率应为 62．5MSPS 左右，位数不少于 14 bit，SFDR 不低于 80dB， 现有的 ADC 器件还很难同时满足上述需求。对此矛盾，可以利用多个 ADC 并联使用来缓 解，如图 4（a）所示，采用高速的采样保持电路，采样的时间精度达零点几个纳秒（目前 可以做到） ，然后通过串并转换将量化速度降低，提高采样分辨率。这样每个 A/D 的采样率 需求下降，用多个高速采样保持和 A/D（如 24 MHz，14 bit）就可以完成超高速的 14 位的 A/D 转换。并行 D/A 转换的原理与并行 A/D 相似（如图 4（b）所示） ，把不同时间的数字 信号顺序分配给多个 D/A。 因为动态范围与采样率的乘积基本上是常数， 所以这种方法既降 低了对 A/D、D/A 高采样率的要求，又可以保证 A/D、D/A 具有较宽的动态范围。

图4 三、DDC 部分
高速 A/D、D/A 并联结构
数字下变频(DDC)是 A/D 变换后首先要完成的处理工作， 包括数字下变频、 低通滤波和 抽取器（二次采样） （如图 5 所示） ，是系统数字处理运算量最大的部分，也是最难完成的 部分。 数字混频器利用经离散化的单频本振信号与采样后的信号在乘法器中相乘， 把宽带频 谱搬移至基带，并由低通滤波器选出相应的信道。由于实信号的频谱呈双边带，混频时采用 一对正交乘法器，滤波器采用一对正交 FIR 低通滤波器。抽取器对原数字信号中的样本进 行抽取，降低采样率，以便满足后续模块中 DSP 对数据流速率的要求，减轻其运算负担。
图5
DDC 原理图
一般认为，要较好地进行滤波等处理，需要每采样点 100 次操作（执行 100 条指令） 。对 于一个系统带宽为 10MHz 的系统，采样率要大于 25MHz，这样就需要 2500MIPS 的运算能 力。 通常认为以现有的水平，将 DDC 这部分工作交给专用的可编程芯片完成是合适的，也 是可行的。这样既能保留软件无线电的优点，又有较强的可行性。同时在需要时对 DDC 有 可 作 并 行 使 用 ， 以 选 择 多 个 信 道 。
图 6 并联 DDC 结构 四、高速信号处理部分 这部分主要完成基带处理、 调制解调、 比特流处理和编码解码等工作。 如有跳频或扩频，

还需完成解扩和一部分解跳的处理。考虑到扩频信号的扩频/解扩是相对较为独立的部分， 用可编程的专用芯片来完成，同时也能保持软件无线电的结构通用性和良好的适应性。 另外，系统频谱监控，信道搜索等必须对 DDC 之前的高速采样数据作运算。虽然不需 要严格的实时实现，对 DSP 来说仍是一个很大的负担。因此引入 FFT 可编程专用芯片也是 应于考虑的。需指出的是，信道搜索是完成 DDC 的必要条件，好的信道搜索方法非常重要， 特别是对多模式软件无线电系统。 多模软件无线电系统的信道搜索必须对多频段/模式进行， 并对可能的信道作 DDC 以及一系列的处理以确认是否为用户信号、是哪种模式的用户。而 对不同的模式， 用户发起呼叫的方式和等待时间是不同的， 这就要求信道搜索方法必须具有 较好的实时性，并且能适应不同系统的要求。 由于软件无线电对 DSP 要求有较高的处理速率，可以把多个 DSP 平行处理，如图 7 所 示。
图 7 DSP 并行处理

软件无线电(个人整理)

1. 软件无线电是什么
无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置， 几乎任何领域都使用无线通信， 包括有 商业、气象、金融、军事、工业、民用等。我们可从通信系统、调制方式、多址方式等几方 面可看到无线通信系统种类的繁多。 类 别 通信系统 调制方式 多址方式 种 类
卫星通信系统、蜂窝移动通信系统、无线寻呼系统、短波通信系统、 微波通信系统等 AM、FM、LSB、USB、ISB、FSK、PSK、MSK、GMSK、QAM 等 时分多址（TDMA） 、频分多址（ FDMA）和码分多址（CDMA）等
各种通信系统由于自身的特点而适用于各种特定的场合，例如： 短波电台适合远距离，其所需的发射功率不大，传输的“中继系统” —电离层不会被 摧毁；卫星通信能传播高质量的信息，所能提供的频带很宽 微波通信抗干扰能力强，适合大量的数据传输，但只能在点与点之间传输，传输距离 又有一定的限制 由于无线通信的设备简单、便于携带、易于操作、架设方便等特点，在军事和民用通信领域 中都是不可缺的重要通信手段。 然而， 电台往往是根据某种特定的用途而设计的， 功能单一， 有些电台的基本结构相似，而信号特征差异很大。比如，工作的频段不同，调制方式不同， 波形结构不同，通信协议不同，数字信息的编码方式、加密方式不同等等。电台之间的这些 差异极大地限制了不同电台之间的互通互连。 经过几十年的发展， 无线通信已有很大的发展， 通信系统由模拟体制不断向数字化体制过渡， 因此是否可能在数字化体制础上一个电台能满足多调制方式和多址方式， 从而根椐需要构成 多种通信系统呢。 我们先看一下一个数字蜂窝网接收站, 显示在图 1 中。 （注意： 为了说明软件无线电的概念， 这里给出了无线电的接收装置部分） 。
图 1：窄带无线接收装置

软件无线电发展现状

<<移动通信>.>>2002年第 4期 软件无线电发展现状 罗序梅信息产业部电子七所 1 前言 — 软件无线电是实现无线通信新体系结构的一种技术，在经过近几年的发展之后，其重要性和可 行性正逐步被越来越多的人所认识和接受。软件无线电技术的重要价值体现在：硬件只是作为 无线通信的基本平台，而许多的通信功能则是通过软件来实现的，这就打破了长期以来设备的 通信功能实现仅仅依赖于硬件的发展格局。所以有人称，软件无线电技术的出现是通信领域继 固定到移动，模拟到数字之后的第三次革命。本文主要介绍全球软件无线电技术研究动态、对 实现软件无线电台至关重要的器件技术的发展以及软件无线电台商用前景。 2 全球软件无线电技术研究动态 软件无线电技术具有结构的开放性、软件的可编程性、硬件的可重构性以及功能和频段的… 多样性等特点，无论在军事还是在商用通信中都有着巨大的应用潜力。也正是因为这些独特的 优势，引发了全球对软件无线电技术的关注和研发热潮。除美国在 90年代初开始实施易通话计 划并成功地研制出多功能多频段电台外，欧洲、日本、中国等全球其它地区也纷纷开展了各自 的软件无线电技术项目。 欧洲委员会已将软件无线电技术列为重要的研发项目，大量与软件无线电技术相关的研究项目正在其 ACTS计划中进行。受潜在的商业利益所驱动，其研究重点集中在第三代标准上， 这包括 FIRST（灵活的综合无线电系统和技术）、FRAMES（未来无线电宽频段多址系统）和 · SORT等项目。前两个项目利用软件无线电台样机研究开发下一代无线接口。其中

FIRST项目 主要是评估实现软件重构空中接口的问题。目前最公开的工作集中在 RF结构最佳划分方法及 数字处理的实现上。 SORT主要是开展有关第三代系统（ UMTS）在地面和卫星接入方面的硬件 重构问题的研究，演示灵活而有效的软件可编程电台，实施该项目的目标是：

认知无线电的发展历程与现状

认知无线电的发展历程与现状 认知无线电的发展历程与现状 摘要：认知无线电是一种通过与其运行环境交互而改变其发射参数从而提高频谱利用率的新的智能技术，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互 信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生，认知无线电就是通过频谱感知(Spectrum Sensing )和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配(DSA dynamic spectrum allocation )和频谱共享(Spectrum Shari ng )。本文主要分析认知无线电的起源，认知无线电的关键技术概要，认知无线电的相关标准化进程以及认知无线电的应用场景等多个方面，对认知无线电进行一个概述，从而加深对无线电的认知与了解。关键字：认知无线电、起源、关键技术、标准化、应用 随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。为解决无线频谱资源紧张的问题，出现了许多先进的无线通信理论与技术，如链路自适应技术、多天线技术等。这些技术虽然能提高频谱效率，但仍受限于Sha nnon理论。 美国联邦通信委员会的大量研究表明：ISM频段以及适用于陆地移动通信的2GHz 左右授权频段过于拥挤，而有些授权频段却经常空闲。因而提出了认知无线电。认知无线电是一种智能频谱共享技术。它通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数，实现频谱的再利用，进而显著地提高频谱的利用率，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。 1. 认知无线电的发展历程

认知无线电的发展历程与现状

认知无线电的发展历程与现状 摘要：认知无线电是一种通过与其运行环境交互而改变其发射参数从而提高频谱利用率的新的智能技术，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生，认知无线电就是通过频谱感知（Spectrum Sensing）和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配（DSA：dynamic spectrum allocation）和频谱共享（Spectrum Sharing）。本文主要分析认知无线电的起源，认知无线电的关键技术概要，认知无线电的相关标准化进程以及认知无线电的应用场景等多个方面，对认知无线电进行一个概述，从而加深对无线电的认知与了解。 关键字：认知无线电、起源、关键技术、标准化、应用 随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。为解决无线频谱资源紧张的问题，出现了许多先进的无线通信理论与技术，如链路自适应技术、多天线技术等。这些技术虽然能提高频谱效率，但仍受限于Shannon理论。 美国联邦通信委员会的大量研究表明：ISM频段以及适用于陆地移动通信的2GHz左右授权频段过于拥挤，而有些授权频段却经常空闲。因而提出了认知无线电。认知无线电是一种智能频谱共享技术。它通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数，实现频谱的再利用，进而显著地提高频谱的利用率，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。 1.认知无线电的发展历程 认知无线电的概念是由Joseph Mitola博士在1999年提出的，他认为认知无线电可以使SDR从预置程序的盲目执行者转变为无线电领域的智能代理，并在论文中描述了认知无线电如何通过无线电知识表示语言（RKRL）来提高个人无线业务的灵活性。2004年Rieser支出认知无线电不一定必须有SDR的支撑，他提出基于遗传算法的生物启发认知模型更适用于可快速部署的灾难通信系统。该认知模型可对无线电系统的物理层和MAC层烦人演进建模，主要由三部分组成，包括用于监听无线环境，进行信道建模的无线信道遗传算法（WCGA）、演进并自适应无线环境的无线通信遗传算法（WSGA）和根据无线电信道模型和无线电参数，监视并改变系统的状态，以决定如何适应无线电的认知监视系统（CSM）。 2003年5月，FCC召开了无线电研讨会，讨论了利用认知无线电技术实现灵活频谱利用的相关技术问题。并且对从频谱管理的角度出发对认知无线网进行了官方定义，认为认知无线电是指能够通过与工作环境的交互，改变发射参数的无线电设备。针对频谱利用率低的现状，FCC提出采用认知无线电技术实现“开放

软件无线电技术

第四代移动通信技术之软件无线电技术 【摘要】软件无线电是目前无线通信领域在固定至移动、模拟至数字之后的最新革命，其正朝着产业化、全球化的方向发展，将在4G系统中得到广泛应用。本文主要研究软件无线电技术对通信传输的改善以及4G系统中软件无线技术的应用特点等。 一、引言 软件无线电提供了一条满足未来个人通信需要的思路。软件无线电突破了传统的无线电台以功能单一、可扩展性差的硬件为核心的设计局限性，强调以开放性的最简硬件为通用平台，尽可能地用可升级、可重配置不同的应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路。其中心思想是：构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能，如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成，并使宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。 图一、软件无线电原理框图 1 二、简介 软件无线电(SWR)技术是近年来提出的一种实现无线通信的新的体系结构，它的基本概念是把硬件作为无线通信的基本平台，而把尽可能多的无线通信及个人通信功能用软件实现。 1、WLAN与蓝牙融入广域网 近年来各国都在积极进行4G的技术研究，从欧盟的WINNER项目到我国的“FuTURE计划”都是直接面向4G的研究。 日本对4G技术的研究在全球范围内一直处于领先地位，早在2004年，运营商NTTdocomo就进行了1Gbit/s传输速率的试验。目前还没有4G的确切定义，但比较认同的解释是：4G采用全数字技术，支持分组交换，将WLAN、蓝牙技术等局域网技术融入广域网中，具有非对称的和超过100Mbit/s的数据传输能力，同时，因为采用高度分散的IP网络结构，使得终端具有智能和可扩展性。

认知无线电技术

现代通信系统 论文 题目：认知无线电技术 姓名：朱雪峰 学院：潇湘学院 专业：通信工程 班级： 001 学号： 1254040121 指导教师：钟斌 2015年11月1日

目录 一、引言 (2) 二、认知无线电的基本概念 (2) 三、认知无线电的功能与实现 (4) 1.认知无线电的主要功能 (4) 2.认知无线电的实现关键 (5) 四、认知无线电的标准化 (7) 五、认知无线电的管制与应用情况 (8) 六、未来发展与展望 (9)

认知无线电技术的研究及发展 【摘要】认知无线电技术作为软件无线电技术的一个特殊扩展，受到日益广泛的关注。由于该技术能够自动检测无线电环境，调整传输参数，从空间、时间、频率、调制方式等多维度共享无线频谱，可以大幅度提高频谱利用效率。本文首先从认知无线电技术的定义入手，分别讨论了认知无线电的基本概念、功能与实现、标准化的进程。然后介绍了当前应用状况，最后分析了未来的发展及面临的挑战。 一、引言 随着无线通信技术的发展，人们可以获得的带宽不断地增加，移动通信的数据速率从10 kbit/s增长到2 Mbit/s，在不久的将来还可能提高到上百兆比特每秒。但即使如此，也无法满足人们日益增长的无线接入需求。为了缓解这一矛盾，一方面，人们不断开发新的无线接入技术，利用新的频段来提供各种业务；另一方面，不断改进各种编码调制方式，提高频谱效率。但由于移动终端天线尺寸和功率的限制，可以用于无线接入的频段很有限。在提高频谱效率方面，目前较为先进的CDMA空中接口技术，如HSDPA可以达到1 bit/（s·Hz）的频谱效率，将来OFDM和MIMO技术的应用也只能达到3-4 bit/（s·Hz）的频谱效率。3-4倍的频谱效率的提高对于人们成百上千倍的带宽需求增长是微不足道的。认知无线电技术的出现，为解决频谱资源不足、实现频谱动态管理及提高频谱利用率开创了崭新的局面。 二、认知无线电的基本概念 认知无线电（cognitive radio，CR）的概念是由Joseph Mitola博士提出的，他在1999年发表的一篇学术论文[1]中描述了认知无线电如何通过一种“无线电知识表示语言（RKRL）”的新语言提高个人无线业务的灵活性。随后在2000年瑞典皇家科学院举行的博士论文答辩中详细探讨了这一理论[2]。 认知无线电也被称为智能无线电。从广义上来说是指无线终端具备足够的智能或者认知能力，通过对周围无线环境的历史和当前状况进行检测、分析、学习、推理和规划，利用相应结果调整自己的传输参数，使用最适合的无线资源（包括频率、调制方式、发射功率等）完成无线传输。认知无线电能够帮助用户自动选择最好的、最廉价的服务进行无线传输。甚至能够根据现有的或者即将获得的无线资源延迟或主动发起传送。 由定义可以看出。认知无线电的一个最大优势就是无线用户可以通过该技术实现“频谱共享”。目前大多数频谱已经被划分给不同的许可持有者（又称为首要用户），包括移动通信、应急通信、广播电视等。但是随着用户需求的增长，简单地通过开发新的无线接入技术和使用新的频点已经无法充分满足市场需求。 近年来，很多学者通过监测分析当前无线频谱使用状况发现，虽然大部分频谱已经被分配给不同的用户，但是在相同时间、相同地点频谱的使用却非常有限。常常是大部分频点未被使用，而某些热点频率又处于超负荷运行。美国联邦通信管理委员会（FCC）充分注意到了这一点，于2002年11月出版了频谱政策任务组撰写的一份报告[3]，该报告指出，当前分配的绝大多数频谱的利用率为15%-85%。因此FCC认为当前存在的最主要问题并不是没有频谱可用，而是现有的频谱分配方式导致资源没有被充分利用。只有彻底改变当前固定频谱分配政策，部分甚至全部采用动态频谱分配政策，使多种技术可以实现“频谱共享”，才能

软件无线电(software radio)

概要 软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。功能的软件化实现势必要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，把数字化处理（A/D和D/A变换）尽量靠近天线。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件更新改变硬件配置结构，实现新的功能。软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构，以利于硬件模块的不断升级和扩展。 软件无线电（software radio）在一个开放的公共硬件平台上利用不同可编程的软件方法实现所需要的无线电系统。简称SWR。理想的软件无线电应当是一种全部可软件编程的无线电，并以无线电平台具有最大的灵活性为特征。全部可编程包括可编程射频（RF）波段、信道接入方式和信道调制。 一般说来，SWR就是宽带模数及数模变换器（A/D及D/A）、大量专用/通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Proicesser，DSP）构成尽可能靠近射频天线的一个硬件平台。在硬件平台上尽量利用软件技术来实现无线电的各种功能模块并将功能模块按需要组合成无线电系统。例如：利用宽带模数变换器（Analog Digital Converter，ADC），通过可编程数字滤波器对信道进行分离；利用数字信号处理技术在数字信号处理器（DSP）上通过软件编程实现频段（如短波、超短波等）的选择，完成信息的抽样、量化、编码/解码、运算处理和变换，实现不同的信道调制方式及选择（如调幅、调频、单边带、跳频和扩频等），实现不同的保密结构、网络协议和控制终端功能等。 在目前的条件下可实现的软件无线电，称做软件定义的无线电（Software Defin ed Radio，SDR）。SDR被认为仅具有中频可编程数字接入能力。 发展历史无线电的技术演化过程是：由模拟电路发展到数字电路；由分立器件发展到集成器件；由小规模集成到超大规模集成器件；由固定集成器件到可编程器件；由单模式、单波段、单功能发展到多模式、多波段、多功能；由各自独立的专用硬件的实现发展到利用通用的硬件平台和个性的编程软件的实现。 20世纪70～80年代，无线电由模拟向数字全面发展，从无编程向可编程发展，由少可编程向中等可编程发展，出现了可编程数字无线电（PDR）。由于无线电系统，特别是移动通信系统的领域的扩大和技术复杂度的不断提高，投入的成本越来越大，硬件系统也越来越庞大。为了克服技术复杂度带来的问题和满足应用多样性的需求，特别是军事通信对宽带技术的需求，提出在通用硬件基础上利用不同软件编程的方法。20世纪80年代初开始的软件无线电的革命，将把无线电的功能和业务从硬件的束缚中解放出来。 1992年5月在美国通信系统会议上，Jeseph Mitola（约瑟夫·米托拉）首次提出了“软件无线电”（Software Radio，SWR）的概念。1995年IEEE通信杂志（Comm unication Magazine）出版了软件无线电专集。当时，涉及软件无线电的计划有军用的SPEAKEASY（易通话），以及为第三代移动通信（3G）开发基于软件的空中接口计划，即灵活可互操作无线电系统与技术（FIRST）。

软件无线电系统综述

软件无线电系统综述 [摘要] 软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托,通过软件编程来实现无线电台的各种功能。本文介绍了其系统的软硬件组成和发展情况。 [关键词]软件无线电GNU Radio USRP 一、引言 由于无线电系统,特别是移动通信系统的领域的扩大和技术复杂度的不断提高,投入的成本越来越大,硬件系统也越来越庞大。为了克服技术复杂度带来的问题和满足应用多样性的需求,特别是军事通信对宽带技术的需求,提出在通用硬件基础上利用不同软件编程的方法。软件无线电将把无线电的功能和业务从硬件的束缚中解放出来。 二、软件无线电系统简介 软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托,通过软件编程来实现无线电台的各种功能,从基于硬件、面向用途的设计方法中解放出来。功能的软件化实现势必要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路,尤其是减少模拟环节,把数字化处理(A/D和D/A变换)尽量靠近天线。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性,通过软件更新改变硬件配置结构,实现新的功能。软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构,以利于硬件模块的不断升级和扩展。 上图表示一个典型的软件无线电处理流程图。为了理解无线电的软件模块,首先需要理解和其关联的硬件。在这个图中的接收路径上,能够看到一个天线,一个RF前端,一个模拟数字转换器ADC和一堆代码。ADC是一个连接连续模拟的自然世界和离散的数字世界的桥梁。 三、软件无线电软件平台GNU Radio GNU Radio是一种运行于普通PC上的开放的软件无线电平台,其软件代码设计完全公开。基于该平台,用户能够以软件编程的方式灵活地构建各种无线应用。 GNU Radio是一个对学习,构建和部署软件定义无线电系统的免费软件工具包。GNU Radio是一个无线电信号处理方案。它的目的是给普通的软件编制者提供探索电磁波的机会,并激发他们聪明的利用射频电波的能力。 它提供信号运行和处理模块,用它可以在易制作的低成本的射频(RF)硬件和通用微处理器上实现软件定义无线电。这套套件广泛用于业余爱好者,学术机构

认知无线电原理技术与发展趋势

摘要：认知无线电是指具有自主寻找和使用空闲频谱资源能力的智能无线电技术。认知无线电技术的提出，为解决不断增长的无线通信应用需求与日益紧张的无线频谱资源之间的矛盾提供了一种有效的解决途径。当前，认知无线电技术从理论到实践都面临很多困难。文章简述了认知无线电的基本原理，对认知无线电涉及的射频、频谱感知和数据传输等物理层核心关键技术进行了总结分析，并结合当前的发展状况对该技术未来的发展趋势进行了预测。 关键词：认知无线电；频谱感知；数据传输；网络体系与协议 Abstract: Cognitive Radio (CR) is an intelligent radio technology which has the capability to search and utilize underutilized spectrum resources. CR has been recognized as an effective solution to the dilemma introduced by the rapid growth of wireless communications and the scarcity of spectrum resources. However, from theory to practical applications, there are many challenges faced by CR currently. In this paper, the key physical layer techniques of CR, such as radio frequency front-end, spectrum sensing and data transmission, are discussed. According to the status of the research, the development tendency of this technology is also predicted. Key words: cognitive radio; spectrum sensing; data transmission; network architecture and protocol 随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。因此，人们提出采用认知无线电(CR)技术，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。 这一思想在2003年美国联邦通信委员会(FCC)的《关于修改频谱分配规则的征求意见通知》中得到了充分体现，该通知明确提出采用CR技术作为提高频谱利用率的技术手段。此后，CR技术受到了产业界和学术界的广泛关注，成为了无线通信研究和市场发展的新热点。然而，CR技术从理论到大规模实际应用，还面临很多挑战。这些挑战包括了技术、政策和市场等诸多方面。本文从技术的角度，总结分析CR的基本原理、关键技术，并对将来技术发展趋势进行预测。 1 认知无线电基本原理 1.1 认知无线电的概念与特征 自1999年“软件无线电之父”Joseph Mitola Ⅲ博士首次提出了CR的概念并系统地阐述了CR的基本原理以来，不同的机构和学者从不同的角度给出了CR的定义[1-3]，其中比较有代表性的包括FCC和著名学者Simon Haykin教授的定义。FCC认为：“CR是能够基于对其工作环境的交互改变发射机参数的无线电”[4]。Simon Haykin则从信号处理的角度出发，认为：“CR是一个智能无线通信系统。它能够感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时改变某些操作参数(比如传输功率、载波频率和调制技术等)，使其内部状态适应接收到的无线信号的统计性变化，以达到以下目的：任何时间任何地点的高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。”

软件无线电.期末考试

1.什么是软件无线电？软件无线电的特点是什么？ 定义： 软件无线电是多频带无线电，它具有宽带的天线、射频转换、模/数转和数/模变换，能支持多个空中接口和协议，在理想状态下，所有方面（包括物理空中接口）都可以通过软件定义。 软件无线提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效并且相当经济的解决方案，可以通过软件升级实现功能提高 特点： 多频带/多模式/多功能（M3）工作：多频带是指软件无线电可以工作在很宽的频带范围内； 多模式是指软件无线电能够使用多种类型的空中接口，其调制方式、编码、帧结构、压缩算法、协议等可以选择；多功能是指采用相同的无线电设备用于不同的应用中。 具有可重配、重编程能力：可重配置是指系统的操作软件（包括程序、参数以及处理环境的软件方面）或硬件（处理环境的硬件方面）的改变。软件无线电采用多个软件模块在相同的系统上可实现不同的标准，只需要选择不同的模块运行就可实现系统的动态配置。所需要的模块可以通过空中接口或人工下载获得并升级。 功能的灵活性：软件无线电的功能由软件决定的，软件模块可以通过空中接口或人工下载的方式获得，以增加或改变其无线电功能，因此其功能的使用和配置非常方便、灵活。 结构的开放性：软件无线电的结构分为硬件和软件两大部分。这两大部分都具有模块化和标准化的特点，是一种开放式的体系结构，使得研制、生产和使用各环节可以共享已有成果，共同推进软件无线电技术的发展。 2.无线电技术经历了或正在经历哪几个阶段？各有什么特征？ 第0级：数字硬件无线电。系统不能做任何修改，系统操作由开关、拨号盘和按钮等来完成。 第1级：软件控制无线电。系统通过软件实现控制功能，但是在不改变硬件的条件下，软件控制无线电设备是不能改变像频带或调制方式这样的特征参量的。 第2级：软件定义无线电。系统使用软件对调制、宽/窄带、安全、波形产生和检测等方面的具体应用技术和参数进行控制，不需要对硬件做任何修改，但通常收到频带的约束，依然存在模拟部分，比如还有射频或中频电路。尽管前端的带宽是个限制因素，但由于SDR 能够提供宽带和窄带两种操作中的多种调制技术，因为利用软件可以控制相当宽的频带范围。SDR能够存储大量的波形或空间接口，并可以通过软件下载来添加新的内容。 第3级：（理想的）软件无线电。系统完全可以编程，在接收端或发射端无需任何下变频或上变频转换，将天线前段的输入/输出直接接入ADC/DAC，消除了大部分模拟部件，从而降低了失真和噪声，但仍然受到一定的频率约束。 第4级：终极软件无线电。这种软件无线电没有外置天线、运行频率或带宽的限制，完全可编程，同时支持广泛的频率和功能，能够快速实现空中接口的检测和转换。 3.为什么软件无线电一定要采用“硬件通用化”的设计准则？在软件无线电中是如何 体现“硬件通用化”这一设计思路的？ 体系结构：为了让软件和硬件下的用户独立，是系统功能软件化的前提。 设备生产商：满足设计指标，使生产专业化、批量化，提高生茶效率，降低生产成本。 运营商：降低维护成本，维护难度，建设成本。 硬件开发商：继承性，重用性更好。从而减少重复劳动提高研发效率 消费者：减少重复投资 4.你是如何理解软件无线电“功能软件化”这一本质特征的？为什么软件无线电的功 能可以采用软件来实现？

Sora高性能开源软件无线电平台

Sora : 高性能开源软件无线电平台

SORA软件无线电平台是世界上第一款100%基于PC的高性能可编程无线通信系统。它充分发挥了通用处理器（GPP）性能和灵活性，采用软硬件联合优化技术，满足高速信号处理的挑战。可以在通用的PC或者服务器上实时运行无线通信协议，速率可达54Mbps以上。 在传统的无线通讯系统，关键底层处理，如PHY层和介MAC层，通常ASIC芯片或者FPGA实现，因为有非常高的计算要求。这种设计更改或升级比较困难，对设计人员硬件水平要求很高，不适合作为科学研究或者算法工程师的研究平台。但是通用处理器（GPP）的软件和硬件系统都不是为了无线通信的信号处理而设计的，因此很难达到高性能的实时通信。例如，非常流行的USRP系列，只能实现8MHz带宽上，100多Kbps 的实时通信。 高性能的无线通信对系统有非常严格的需求，主要是以下三个方面： 1. 高速的系统吞吐量 包括远端射频头和PHY层协议之间以及PHY层协议内部的模块之间。例如，实现802.11系列协议，单天线需要大约1.2Gbps的吞吐量，如果支持4x4 MIMO应用，那么至少5Gbps以上，这个指标目前对大部分PC都是严峻的挑战。 2. 高强度的计算 无线通信的算法需要大量的计算，而且为了保证实时性，很多计算又是突发性的，因此必须充分发挥GPP的性能才能保证。目前主流的GPP都采用多核架构，所以如何将多核的计算能力汇聚起来，实现通信协议对软件开发也是一个挑战。 3. 实时的响应 无线通信协议中有很多响应门限，为了保证正常通信，这些响应门限必须满足。因此，低延迟的控制方法也很重要。例如，802.11系列的MAC层协议要在几个微秒内就可以得到响应。这对于PC和操作系统都是很难实现的。

基于DSP的软件无线电系统设计与实现

基于D S P的软件无线 电系统设计与实现Revised on November 25, 2020

基于DSP的软件无线电系统设计与实现 1 引言 软件无线电是一种以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的无线电通信体系结构。它将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接构成通用的硬件平台，并通过软件加载实现各种无线电通信功能的一种开放式体系结构[1]。将软件无线电技术应用于移动通信领域，能够大量节省改造移动通信网络的费用，又缩短了研究到应用的周期。 软件无线电的关键技术包括：开放式总线结构及实现、智能天线技术、高速A/D技术、数字上/下变频技术，高速数字信号处理技术、信令处理技术[2]。本文在分析软件无线电基础上设计，采用TMS320VC54X系列DSP芯片与软件结合，通过基本电路和扩展电路并辅以相应的软件设计实现无线电通信功能，并设计了标准串行接口使之可同多种通信终端连接，具有很高的实用性。 2 软件无线电结构 软件无线电的核心思想是将A/D、D/A尽可能地靠近天线，尽早地将天线接收下来的模拟信号数字化，DSP对 A/D转换后的数字信号进行同步提取（载波恢复、时钟恢复和帧同步）、信号调制样式的自动识别、信道解码、信源解码、信号特征提取。理想的软件无线电结构如图1所示，

其中接收机部分是对无线电接收到射频信号直接进行全宽带A/D转换，转换后的高速数据流送DSP处理，最后由窄带D/A转换为语音、数据或者图像输出。 图1 理想的软件无线电接收结构 然而，由于目前A/D器件采样率、输入带宽无法满足所述软件无线电结构要求，而且后续的DSP也无法实时处理大量的高速数据流，在实际应用中，软件无线电主要采用折中方案，主要是：一方面把射频信号通过混频搬移到中频带通采样，使得A/D采样率、输入带宽满足系统要求；另一方面是在DSP前加数字下变频器[3][4]。 3 系统总体设计方案 根据以上分析，并根据软件无线电的功能要求，主要包括以下几部分：射频处理（含天线）前端、高速A/D、D/A、数字上/下变频器、数字信号处理部分（DSP）以及外围接口电路。（其设计框图如图2）主要器件的部分的功能如下： （1）DSP5416模块：以TMS320VC5416 高性能定点DSP 为整个系统的核心，采用流水线指令执行结构和相应的并行处理结构控制系统的运行并完成全部基带处理功能，如信号检测、同步获取、解调等基本功能，还要完成加密、纠错、均衡等功能。

软件无线电的现状和发展趋势

□潘子欣刘毅 一、引言 移动通信在过去几十年中获得了飞速发展，成为现代通信中的一个亮点。同时由于移动通信的迅速发展和高收益，带来了激烈的竞争，从而造就了移动通信技术和系统的多样性，而各技术标准和系统之间差别很大又不能互相兼容。特别是新业务的巨大吸引力又给用户和移动业务提供商造成了很大的压力，迫使他们不断更新设备，可是这通常要造成设备和投资的浪费。问题的关键在于目前的绝大多数移动通信设备是完全基于专用硬件设计的，给移动通信系统的兼容和并联，以及快速、灵活的升级带来了很大的约束。此外通信设备制造商在研制新产品时，由于种种因素的制约，其设置的产品可能会存在缺陷，以致在产品售出后不得不重新召回，增加了产品的制造成本和设计周期。而软件无线电确能很好解决这些问题。 二、软件无线电的概念及其特点 软件无线电（ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｆｉｎｅｄＲａｄｉｏ，ＳＤＲ）是二十世纪９０年代初提出的通信新技术，它的基本思想是将标准化、模块化的硬件功能单元，通过高速总线或高速网络等连接形成一个通用的数字式硬件平台，再通过软件加载的方式来实现各种类型无线通信系统的开放式体系结构，用软件方式实现各种通信功能。并且能通过对软件的重新编程来实现系统的升级更新和适应不同的通信标准和协议。 由于软件无线电技术具有通用性广、可移植性好、适应性强等优点，在军用电台方面得到迅速的发展和应用。近些年，随着第三代移动通信（３Ｇ）系统的发展，软件无线电在民用领域也开始崭露头角。人们期待这种新技术能兼容现在所有的３Ｇ标准，从而制成通用的移动通信设备。软件无线电已经成为无线通信领域继固定到移动、模拟到数字之后的第三次革命。 软件无线电具有灵活性和集中性两大优点。 灵活性即可以任意地转换信道接入方式，改变调制方式或接收不同系统的信号等。当前蜂窝通信标准不断地发展变化，这种灵活性对移动通信系统来说就显得尤为重要。例如：基站可以通过承载不同的软件来适应不同的标准，而不用对硬件平台进行改动；基站间可由软件算法协调动态地分配信道与容量以优化性能；移动台可以自动检测接收到的信号的工作方式，以接入不同的网络（ＧＳＭ、ＤＡＭＰＳ等）。 集中性即多个信道享有共同的射频前端与宽带模／数、数／模转换器，以获取每一信道相对廉价的信号处理性能。尽管软件无线电要比传统的接收机贵很多，但每一信道的费用则低得多。在移动通信系统中，一般一个基站能容纳２０个甚至更多的无线接收器，这样软件无线电技术就显得很吸引人。 软件无线电硬件采用模块化结构宽带模／数和数／模转换及高速ＤＳＰ，建立公共硬件平台，支持并行、流水线及异种多处理机。软件采用基于ＯＳＩ参考模型的分层软件体系，支持开放式的模块化设计。灵活应用软件无线电的基本硬软件模块，可使软件无线电设备对传播条件具有多种自适应能力，多种抗干扰能力，灵活可变的多址方式、用户需要的多种业务及多种组网与接口能力等。 随着计算机硬件的迅速发展，软件无线电技术日益广泛地应用于陆上移动通信、卫星移动通信与全球定位系统等。对于不同的新标准（ＧＳＭ、ＤＣＳ１８００、ＩＳ－５４、ＩＳ－９５等），软件无线电提供了灵活的解决方案—— —在通用的硬件平台上由可变换的应用软件模块提供对不同新标准的兼容性。由于在移动通信领域中，用户对新业务的要求不断变化，空中接口标准不断发展，传统的数字系统会很快被淘汰，而软件无线电这种由软件的变化、升级实现增强业务功能的能力使得由软件无线电技术构筑的系统的生命周期要长的多，很有竞争力。 三、软件无线电的发展历史 为了解决军用无线电台多频段、多制式的互通问题，１９９２年５月，ＭＩＴＲＥ公司的ＪｅｏＭｉｔｏｌａ在美国电信系统会议上首次提出软件无线电的概念。其基本思想是：构造一个标准化、模块化、开放性的通用硬件平台，将通信中的各种功能，如设定数据格式、确定载波频率、信道编码、信道调制、加密、通信协议等用软件来完成。在这一构想中，宽带模／数转换器尽可能地靠近射频天线，最大限度地通过数字的方式来实现电台的各种功能。这样的软件无线电台不仅可以与普通电台进行通信，还能在两种不同制式的电台系统间充当“转接器”的作用，使两者能够互通互连。 在软件无线电概念产生不久后，美军提出了“易通话”（ＳＰＥＡＫＥＡＳＹ）科研计划，其主要任务是研制多频段多模式无线电台（Ｍｕｌｔｉ—ＢａｎｄＭｕｌｔｉ—ＭｏｄｅＲａｄｉｏ，ＭＢＭＭＲ）。这种电台的工作频率为２～２０００ＭＨｚ，能同时处理４种不同的信号波形，兼容美军当时的１５种电台，并适用于不同频段和不同调制方式下的通信互联。 １９９５年５月，ＩＥＥＥ《通信杂志》出版了软件无线电专刊，全 软件无线电的现状和发展趋势 科学管理商界 ３３ 广东科技２００８．０３．总第１８３期

军用软件无线电通信技术发展分析

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/0511876762.html, 军用软件无线电通信技术发展分析 作者：王志田 来源：《中国新通信》2016年第24期 【摘要】无线电通信技术能够帮助人们不受地域和时间的限制进行沟通的方式，随着我 国目前社会不断发展，无线电通信技术早就成为了人们生活的一部分，为人们的生活和工作都带来很大的便利条件。同时随着通信技术的发展，一部分的通信产品开发费用上升，并且出现新通信体制同时共存现象，通信系统之间的联系也变得更加复杂和困难。软件无线电逐渐被我军研究和应用，由于它具备了灵活性和通用性的使用特点，所以不仅在商用，在军用无线电通信领域同样起到了重要的作用。本文主要介绍了软件无线电的概念和其中包含的重要技术，以及军用无线电技术的现状和发展趋势。 【关键词】军用软件软件无线电通信技术 软件无线电的概念是1992年被提出来的，它具备了完全的数字化、模块化和全程可编程性，升级系统更加的便捷和可扩充，所以这一概念也同样带动了信息领域的第三次技术变革。软件无线电实现了军用电台还有各个网系之间的互联互通和互相操作，实现了通信系统的升级换代，变得更加经济合理。所以目前更加具备灵活性、开放性和通用型的军用软件无线电通信技术是我们国家部队通信技术研究者要不断研究的课题。 一、软件无线电的概念 软件无线电就是利用硬件建设为无限通新的平台，然后实现无线通信和个人通信功能的软件实现。软件无线电是近些年来才提出的一种概念，可实现无线通信的新体系结构，该结构具备了很强的灵活性和开放型。目前软件无线电具备了很多无线通信体制达不到的优点，所以会有很广泛的应用市场。让无线电通信技术在军事方面能够实现各个军用电台的互联互通，同时能够接入各种各样的军用移动通信网。软件无线电通信技术同样在生活中实现了移动电话通用手机、多频段多种模式的移动电话通用基站、无线局域网以及通用网关软件无线电的领域使用。无线通信产品的价值都体现在了软件上，通过软件来实现通信新系统核心产品的开发，代表了无线电领域从固定发展到了移动，从模拟发展到了数字的第三次信息技术革命。 二、国内软件无线电的技术发展和军事应用现状 我们国家目前针对软件无线电技术的研究还处于初步发展阶段，在某高新科技计划中专门针对高新通信技术制定了“软件无线电技术”的专业研究项目组，充分表示了国家针对这一项目的重视。在我们的现实生活中，软件无线电技术已经成功面向800MHz商用蜂窝移动通信、卫星通信、GPS全球定位系统等领域的应用。

基于软件无线电的通信系统研究

哈尔滨工程大学 硕士学位论文 基于软件无线电的通信系统研究 姓名：吕威 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：李一兵 20031201

摘要 ｆ软件无线电是特指用软件来定义和实现各种功能的多功能智能化无线电通信设备。它的设计主导思想是：将宽带Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换器尽可能地靠近天线，在基本硬件平台基础上，尽可能地采用软件实现无线通信功能。这样，无线通信系统具有很好的通用性和灵活性，使系统互联和升级非常方便。软 件无线电被认为是信领域的第三次突通信到数字通信、固定通信到移动通信之后无线通文介绍了软件无线电提出的背景和定义，对软件无 线电的丌放式总线结构、宽带／多频段天线技术、宽带模数转换技术、数字下变频技术和高速信号处理技术等关键技术进行了讨论。 本文研究了软件无线电的基本结构，并对软件无线电的三种结构射频低通采样数字化结构、射频带通采样数字化结构和宽带中频带通采样数字化结构进行了全方位的分析。软件无线电是一种以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线通信体系结构。其基础理论主要包括信号采样理论、多速率信号处理理论、高效数字滤波器以及数字信号证交变换理论等，本文对这些基础理论也进行了研究。 本文从信号空间映射的角度对通信信号的调制解调进行了研究，从信号空间的角度可以将调制解调过程理解为： （１）将已调信号表示为Ｎ维正交基函数的展开式，其展开系数对应于正交基函数形成的Ｎ维信号空间中的点，根据调制方式确定调制信号到Ｎ维信号空间的映射，就完成了调制过程； （２）在没有噪声的情况下，解调是一种一对一的逆映射，但在有噪声和衰落失真的情况下，逆映射不能完成解调，必须引入空间距离的概念，根据调制映射关系，建立起多对一的最优信号检测理论； （３）对于模拟解调和波形估计问题，可以基于信号空间的正交投影概念建立最佳滤波和最优估计理论。 本文对基于软件无线电的模拟、数字通信信号调制解调通用结构进行了研究，在此结构上推导出了ＡＭ、ＦＭ、ＤＳＢ、ＳＳＢ、２ＡＳＫ、２ＦＳＫ、２ＰＳＫ、ＭＡＳＫ、ＭＦＳＫ、ＭＰＳＫ和ＭＱＡＭ等常用体制的调制解调算法，并使用

认知无线电

航天器通信技术的发展和应用课程报告 《认知无线电技术研究》 姓名房鑫 学号 151230124 学院航天学院 专业信息工程 二〇一六年三月 I

摘要 摘要 认知无线电(Cognitive Radio,CR)的概念起源于1999年Joseph Mitola博士的奠基性工作，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生。随着无线通信技术的发展，一个日益严峻的问题摆在了我们的面前，那就是频谱资源日趋缺乏。但是另一方面，无线频谱资源在空间和时间上存在着不同程度的闲置，于是人们提出了认知无线电技术。认知无线电网络中的用户能感知周围的无线环境，并能择机进入频谱，从而提高了频谱利用率和实现了频谱的灵活分配。 本文主要对认知无线电的动态频谱分配算法进行了研究。频谱的灵活应用要求认知无线电系统能够动态地分配频谱资源，包括要为主用户的出现实现退避和切换功能，因此，频谱分配是能否充分高效利用空闲频谱的关键技术。 本文首先对认知无线电作了简要的介绍，阐述了认知无线电的概念、功能以及发展状况等。然后介绍了认知无线电关键技术及频谱分配方法，并分析了现有算法的优缺点。 关键词：认知无线电，频谱分配，图论着色，用户需求，公平。

1绪论 随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。因此，人们提出采用认知无线电(CR)技术，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。 现在的频谱管理策略是基十静态控制的模型，频谱是固定授权分配的，因此导致了较低的频谱利用率。而认知无线电技术使得次用户对频谱的二次使用成为可能，极大地提高了频谱利用率，被认为是解决频谱缺乏问题的方案之一。本章将对认知无线电技术做一个简单的介绍。 1.1认知无线电的概念与特征 自1999年“软件无线电之父”Joseph MitolaⅢ博士首次提出了CR的概念并系统地阐述了CR的基本原理以来，不同的机构和学者从不同的角度给出了CR的定义，其中比较有代表性的包括FCC和著名学者Simon Haykin教授的定义。FCC认为：“CR是能够基于对其工作环境的交互改变发射机参数的无线电”。Simon Haykin则从信号处理的角度出发，认为：“CR是一个智能无线通信系统。它能够感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时改变某些操作参数(比如传输功率、载波频率和调制技术等)，使其内部状态适应接收到的无线信号的统计性变化，以达到以下目的：任何时间任何地点的高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。” 无线频谱资源在传统的无线通信系统中是固定授权分配的，这样的分配方式有利于保证系统的服务质量(QoS,Quality of Service)，但是也这样的分配方式也导致了频谱利用率的低下[1][2]。FCC(Federal Communications Commissions，美国联邦通信委员会)的一份调查报告表明,分配给授权用户的频段其使用率在不同时间不同地区的波动很大,从15%-85%不等。而认知无线电的正是为了解决这个问题而提出的。 认知无线电的概念是Joseph MitolaⅢ博士于1999年在IEEE Personal Communications杂志上明确提出的[3]，强调软件定义无线电（SDR,Software Defined Radio）是实现CR的理想平台，是对软件无线电的进一步的扩展。Joseph MitolaⅢ博士于2000年在他的博士论文给出了他对认知无线电的定义。他认为：