1、軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　J.Mitla在1992年首次提出了軟件無(wú)線(xiàn)電的概念，此后該技術(shù)一直受到業(yè)界的廣泛關(guān)注和研究。與傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備相比較，在軟件無(wú)線(xiàn)電中，諸如信號(hào)發(fā)生、調(diào)制/ 解調(diào)、信道編譯碼等信號(hào)處理過(guò)程以及協(xié)議棧皆由軟件實(shí)現(xiàn)，而不是固定電路，因此軟件無(wú)線(xiàn)電設(shè)備更易于重新配置，從而可靈活地進(jìn)行多制式切換并適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)。廣義上的軟件無(wú)線(xiàn)電分為三類(lèi)。a）將多種不同制式的設(shè)備集成在一起， 例如現(xiàn)在市場(chǎng)上的GSM-CDMA雙模手機(jī)。顯然，這種方式只能在預(yù)置的幾種制式下切換，要增加對(duì)新的制式的支持則意味著集成更多的電路，重配置能力十分有限。b）基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA） 和數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），這類(lèi)可編程硬件，重配置的能力得到了很大提高。但是用于FPGA的VHDL、Verilog等語(yǔ)言以及418 的匯編語(yǔ)言都是針對(duì)特定廠商的產(chǎn)品，使得這種方式下的軟件過(guò)分依賴(lài)于具體的硬件，可移植性較差。此外，對(duì)廣大技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，F(xiàn)PGA和DSP開(kāi)發(fā)的門(mén)檻依然較高，開(kāi)發(fā)過(guò)程也相對(duì)比較繁瑣。c）針對(duì)以上兩類(lèi)缺陷，第三類(lèi)軟件無(wú)線(xiàn)電設(shè)備采用通用硬件（例如：商用服務(wù)器、普通PC以及嵌入式系統(tǒng)）作為信號(hào)處理軟件的平臺(tái)，具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：純軟件的信號(hào)處理具有很大的靈活性；可采用通用的高級(jí)語(yǔ)言（如C/C++）進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，擴(kuò)展性和可移植性強(qiáng)，開(kāi)發(fā)周期短；基于通用硬件的平臺(tái)，成本較低，并可享受計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的各種優(yōu)勢(shì)（如：CPU處理能力的不斷提高以及軟件技術(shù)的進(jìn)步等）。盡管基于通用硬件平臺(tái)的軟件無(wú)線(xiàn)電具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是目前通用硬件平臺(tái)在處理速度效率、體積和功耗以及實(shí)時(shí)性方面仍然比不上FPGA和DSP這樣的專(zhuān)用硬件。所以現(xiàn)在第二類(lèi)軟件無(wú)線(xiàn)電仍然是主流，但由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，軟件無(wú)線(xiàn)電將越來(lái)越青睞于通用的硬件平臺(tái)。

　　2、GNU Radio概述

　　GNU Radio是由Eric Blossom發(fā)起的、完全開(kāi)放的軟件無(wú)線(xiàn)電項(xiàng)目，旨在鼓勵(lì)全球技術(shù)人員在這一領(lǐng)域協(xié)作與創(chuàng)新，目前已經(jīng)具有一定的影響力。GNU（GNU’s Not Unix）本身是一個(gè)推進(jìn)軟件開(kāi)放源代碼的著名項(xiàng)目， 由FSF（Free Softwaer Foundation）支持，目前廣泛使用的GNU/Linux操作系統(tǒng)則是來(lái)源于此。GNU Radio主要基于Linux操作系統(tǒng)，也可以移植到其他操作系統(tǒng)上，采用C++結(jié)合Python腳本語(yǔ)言進(jìn)行編程，其代碼完全開(kāi)放，用戶(hù)可以在其網(wǎng)站-R.上下載和參與更新維護(hù)其代碼。利用GNU Radio提供的一套軟件，再加上一臺(tái)普通PC機(jī)和廉價(jià)的硬件前端即可開(kāi)發(fā)各種軟件無(wú)線(xiàn)電應(yīng)用。硬件前端可以是一套專(zhuān)用的射頻前端或者AD/DA卡，甚至是一塊普通的聲卡。Matt Ettus為GNU Radio設(shè)計(jì)了一套射頻前端 USRP（Universal Software Radio Peripheral），可在0GHz～2.9GHz載頻上提供最高可達(dá)16Mhz帶寬的信號(hào)收／發(fā)能力。除了具有第三類(lèi)軟件無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外，GNU Radio和USRP還具有如下優(yōu)勢(shì)： a）成本較低。軟件免費(fèi)，USRP的價(jià)格大約與一臺(tái)普通PC相當(dāng)，帶寬可滿(mǎn)足目前多數(shù)音視頻廣播和無(wú)線(xiàn)通信制式的要求，支持雙工和多天線(xiàn)應(yīng)用。 b）技術(shù)門(mén)檻較低，具有一定編程經(jīng)驗(yàn)和Linux使用經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)可在較短時(shí)間內(nèi)掌握其配置、使用和開(kāi)發(fā)。 c）獲得來(lái)自全世界眾多GNURadio擁護(hù)者以及Eric Blossom 和Matt Ettus本人的技術(shù)支持。