2.7 SDR
SDR技术被誉为通信领域的第三次革命。第一次革命是1G通信系统，由有线通信到无线通信的革命；第二次革命是2G通信系统，由模拟通信到数字通信的革命。SDR是未来通信系统的发展趋势。
SDR即Software Defined Radio，软件无线电。是一种无线电广播通信技术，通俗来讲，SDR就是基于通用的硬件平台上用软件来实现各种通信模块。
概念中有两个关键词，“通用硬件平台”和“软件”。“通用硬件平台”就是说我们能基于这个硬件平台实现各种各样的通信功能，而不是说一个硬件平台只能实现一种通信功能。“软件”来实现通信模块是相对于传统的无线电技术来讲的，传统的无线电通信模块都是用硬件电路来设计，一个通信电路只能完成一种通信功能，开发周期长，开发成本高，而且一旦设计好功能后就无法改变。软件化可以加快通信模块的开发速度，降低开发成本，便于调试和维护。
我们可以用图2-19来简单看看软件无线电基站与传统的无线电基站的区别。图片左边的是传统的大基站，图片右边的是基于软件无线电的小型化基站。传统的商用基站体积较大，需要设计很多专用的硬件电路；而SDR基站体积较小，大部分通信功能由软件实现。
图2-19 传统的无线电基站与软件无线电基站的区别
软件无线电基站基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级，而不用完全更换硬件。
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。可以说这种平台是可用软件控制和再定义的平台，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。
SDR系统可以分为多种类别，比较通用的SDR系统分类是以SDR的硬件平台来分类。SDR系统分为三类：基于FPGA的SDR系统，基于DSP的SDR系统和基于GPP的SDR系统。
1）FPGA-BasedSDR系统
基于FPGA平台开发的SDR系统，实时处理能力强，但是开发难度大，开发成本也高。这里强调一下在SDR系统中对实时处理能力要求很高，我们以LTE系统为例，LTE系统的子帧长1 ms，也就是说我们的SDR系统必须在1 ms内把这一子帧的数据全部处理完并发送出去，不能有任何时延。通信系统带宽越大，吞吐率越高，对系统的实时性要求就越高。
2）DSP-BasedSDR系统
基于DSP平台开发的SDR系统，实时性比FPGA略差，而且同样的开发难度大，开发成本也高。
3）GPP-BasedSDR系统
GPP即General Purpose Processor，通用处理器。我们可以简单地把GPP理解为电脑，即我们使用的台式机、笔记本等。基于GPP能高效地开发各种通信模块、通信系统，因为我们可以很方便的基于各种高级编程语言、各种链接库来实现各种通信功能，如编码、调制等。而且，基于GPP的SDR系统开发相比其他两种具有较低的开发门槛，较低的开发成本，开发周期也较短、便于调试等。GPP-Based SDR系统是目前最为通用的一种SDR系统实现形式。
SDR具有以下特性：
（1）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。它可以与其他任何电台进行通信，并可以作为其他电台的射频中继。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。
（2）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。