软件无线电技术解决无线通信的兼容问题

图2. SDR的软件控制任务。

纯粹的数字RF结构，比如TI公司的数字射频处理器（DRP），在天线上装有ADC，其余所有的事情都有DSP来完成。由于从RF电路中消除了模拟部分，这种结构需要高宽带的Σ-ΔADC和非常快的DSP，而这两个部分的功耗都很大，因此这种方法更适用于基站，而不适于手机。

软件处理
当信号进入数字领域，DSP引擎可以完成相当大的处理量，包括处理不同的调制类型、信道存取、扩频处理、网络界面定义、安全、波束形成、前向纠错和数字降频/升频转换。

图3. SCA的软件体系结构。

SDR的软件结构是由软件通讯架构定义的（SCA；如图3所示），最初在20世纪90年代为美国军方的联合战术无线通信系统（JTRS）而制定，其目的是希望让所有的军队能够相互实时的通信，得到彼此所在地区的火情、警力、救护车和林务人员的信息。（不论相信与否，他们没能做到）。SCA是一个开放的结构框架，它告诉设计者硬件和软件单元是如何在JTRS SDR中协同运行的。SCA的规范具体说明了能够配置波形的软件运行环境，以及详细说明了波形必须支持的界面。它还详述了操作系统OS（POSIX）、中间设备（CORBA ORB）以及界面的框架。JTRS组和SDR论坛都在与对象管理组织的SWRADIO领域特别兴趣小组合作，为基于SCA的SDR系统建立一个开放的国际工业标准。同时，SCA事实上也成为了SDR的国际标准。
JTRS SCA 3.0 为信号处理子系统（SPS）增加了一个硬件抽象层（HAL）。SPS为SDR的OSI层1（调制解调器、扩展、代码）和应用级功能块（音频、视频）提供高速的计算。可以用DSP和、或FPGA的联合来实现SPS。

SDR信号处理的需求

Xilinx和 Altera公司都提出：“数字信号处理”未必等同于DSP。高频商业SDR接收器所需的信号处理事实上是令人生畏的（见表）。Xilinx公司的高级DSP市场经理Manuel Uhm认为：在控制功能块中使用MCU，在低MIPS的应用中使用DSP以及在高MIPS的应用中使用FPGA都是有意义的。Xilinx公司做出一套JTRS SDR工具，它将用于信息通过的包含RTOS的CORBA ORB，和加入SCA核框架的用于窄带和宽带波形的应用层，还有物理层（EMAC、PHY、数字升或降频转换器）集成在一个“能实现SCA的SoC中”（aka Virtex-4）。

SDR目前的应用
现在我们离理想的SDR还很远，但是商用的SDR已经在多模基站上开始使用了，这些产品至少使用了部分的SDR技术。ADI公司的Grant说：“我们虽有所发展，但是必须限定对SDR的定义。如果是指可编程信号处理完成了除空间接口以外所有的解调、均衡和探测过程，那么我们已经做到了。如果在定义中加入‘使用通用的无线电前端’，那么我们还没有完成。”
第一个将FCC批准的SDR基站市场化的公司是Vanu Inc。它在1994年建立了Vanu软件无线通信GSM基站。Vanu公司采用了一种与众不同的方法实现SDR：在使用通用CPU的电脑上运行便携式应用软件，完全由软件来完成信号处理。Vanu公司的首席技术总监（CTO） John Chapin说，“需要建立所设想的系统：真正增加的价值就是软件。我们编写了便携式代码，这些代码无需太多花费就可以移植到下一代的处理器上。” Chapin指出：使用Intel的处理器要比使用DSP或FPGA更为简单。Vanu公司的下一代Anywave GSM基站将在Intel 的Xeon双核处理器平台上运行。
Mid-Tex Cellular公司是美国第一个基于SDR操作的手机运营商。Mid-Tex在HP的运行Linux系统的ProLiant平台上建立了Vanu公司的软件无线电基站，这使得它在乡村的800MHz的TDMA系统增加了处理GSM和WCDMA的能力。该软件基站能够同时运行多个空间标准，动态分配系统以支持2G和发展中的3G两种标准。
此外，SDR在被动RFID系统上得到了应用。ThingMagic公司的Mercury4是一个多协议的RFID系统，它利用SDR技术可以同时读取任何标签， 如EPC Class 1 和EPC Class 0标签、可重复写入Class 0标签，ISO 18000-6B 和 UCODE EPC 1.19的标签。Mercury4的作用象一个路由器，将标签的信息传入网络、数据库和应用软件。这个系统更像是一个基站，而不是一个标签阅读器。

便携式SDR？
将SDR从基站移到手机上还要多久？手机具有很好的市场，但是不是最好的目标。因为SDR的所需的功率——要保证RF前端和G赫兹的ADC的需要。尽管如此，还是出现了一些多模手机。ADI公司为中国市场研制了一种双模GSM/TD SCDMA器件。这些器件具有两种不同的RF电路，但是所有的解码和节点探测算法全部由软件来进行，而不是使用硬件。
随着运算能力的成本不断降低，而手机的运算能力却不断提高，这样的一天也许不远了：手机中的SoC将包括集成的RF前端、高速ADC/DAC、高速DSP、非挥发性内存和电源管理模块。这只有SDR才能实现。