软件无线电(Software-DefinedRadio,SDR)是指在由数字信号处理器DSP和通用微处理器组成的通用硬件平台上运行的软件模块,用于实现诸如产生发射信号(调制)、无线电信号调谐/检测(解调)等功能的技术。

促使SDR产生的原因:

由于链路层协议标准(2.5G、3G和4G)的不断快速演进,商业无线通信产业面临标准兼容与升级等问题。
不同国家的无线网络技术的不兼容阻碍了全球漫游设施的部署。
由于不同标准用户手机的广泛存在,导致运营商在推出新服务/特性上面临困难。

软件无线电零中频架构 软件无线电的基本结构_软件无线电零中频架构

基于Altera FPGA的SDR硬件架构

DUC:Digital upconverter数字上变频

DDC:Digital downconverter数字下变频

CFR:Crest factor reduction波峰因子降低

DPD:Digital predistortion数字预失真

PA:Power amplifier功率放大器

LNA:Low noise amplifier低噪声放大器

SDR软件架构

软件无线电零中频架构 软件无线电的基本结构_应用程序_02

SDR系统采用由可编程模块(DSP、FPGA、微处理器等)和模拟RF模块构成的通用硬件平台。操作环境执行硬件资源管理活动,如向不同应用程序分配硬件资源、内存管理、中断服务以及向硬件模块提供一致的接口。在SDR系统中,实现链路层协议和调制/解调操作的软件模块称为无线应用程序,这些应用程序为更高层的通信协议(如WAP和TCP/IP)提供链路层服务。

典型的SDR系统组成:

200MHz至GHz的模拟射频接收机/发射机;
采样率为25 – 210 Msamples/sec高速A/D和D/A转换器;
高速数字前端处理,包括数字变频等;
信号编码协议处理,如宽带CDMA、OFDM等,包括加扩/解扩、跳频、码元恢复、编码/解码、调制/解调、载波和码元速率恢复、信道交织与去交织等;
与网络和背板的数据/控制IO交互,通常用ARM、PowerPC、实时操作系统RTOS等实现。