【無線射頻技術(shù)】-軟件定義無線電（SDR）技術(shù)發(fā)展歷史簡(jiǎn)介

1/1軟件定義無線電（SDR）技術(shù)發(fā)展歷史簡(jiǎn)介軟件定義無線電（SDR）不是新技術(shù)，已為許多的無線設(shè)備（除了制造低成本基于ASIC的低功耗設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦）廣泛所采納。自SDR首次提出以來已有30多年了，下面簡(jiǎn)潔介紹下在SDR三十年演進(jìn)歷史中的主要大事。

▌1984年E-System制造出"軟件無線電'術(shù)語(yǔ)

E-Systems，就是現(xiàn)在的雷神，在一份公司的新聞稿里制造了"軟件無線電'一詞。它提到了一個(gè)數(shù)字基帶接收機(jī)原型，配備了處理器陣列，處理寬帶信號(hào)的干擾消退和解調(diào)的自適應(yīng)濾波。

▌1991SPEAKeasy

第一個(gè)軍事方案是DARPA的SPEAKeasy，特地要求用軟件來實(shí)現(xiàn)物理層組件的無線電功能。最初美國(guó)空軍的首要目標(biāo)是單臺(tái)無線電可以支持十種不同的軍用無線電協(xié)議并工作在2MHz和2GHz之間任意頻率。其次個(gè)目標(biāo)是并入新協(xié)議和調(diào)制的力量，從而可以適應(yīng)將來的無線電硬件。從DARPA的描述來看，"SPEAKeasy是企圖創(chuàng)建無線電世界的PC'。

▌1992JosephMitola在IEEE發(fā)表了軟件無線電論文

JoeMitola在1992年IEEE美國(guó)電信系統(tǒng)會(huì)議（NationalTelesystemsConference）上發(fā)表了關(guān)于軟件無線電的論文-"SoftwareRadio:Survey,CriticalAnalysisandFutureDirections'。很多人將其稱為軟件無線電教父，Miltola也被認(rèn)為制造了'軟件無線電"一詞的人，盡管E-Systems先用了。E-Systems原型機(jī)僅僅是一個(gè)接收機(jī)，因此不是一個(gè)完整無線電。后來，1998年Mitola又提出了"認(rèn)知無線電'概念，無線電可以意識(shí)到其頻譜環(huán)境，并依據(jù)需要智能適應(yīng)。

▌1996SDR論壇創(chuàng)立

1996年，致力于SDR的第一個(gè)行業(yè)協(xié)會(huì)成立-"模塊化多功能信息傳輸系統(tǒng)（MMITS，TheModularMultifunctionInformationTransferSystem）論壇'。1998年變成了SDR論壇，在2023年又成為了無線創(chuàng)新論壇。論壇由來自政府、行業(yè)和學(xué)術(shù)界的人員和組織組成，推動(dòng)進(jìn)展SDR相關(guān)技術(shù)為目標(biāo)。它組建了多個(gè)工作組和委員會(huì)，以激勵(lì)和引導(dǎo)創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)。

▌1997JTRS創(chuàng)立

JTRS是JointTacticalRadioSystem(聯(lián)合作戰(zhàn)無線系統(tǒng))的縮寫，由美國(guó)國(guó)防部創(chuàng)建，通過抽象層和接口的標(biāo)準(zhǔn)化和定義提高互操作性和博興可以移植性，稱為軟件通信架構(gòu)（SCA，SoftwareCommunicationArchitecture）。數(shù)十億的方案雄心勃勃，在經(jīng)受了困難、延期和成本超支之后，于2023年被美國(guó)國(guó)防部副國(guó)務(wù)卿正式取消了該方案，認(rèn)為產(chǎn)品和技術(shù)不行能滿意既定的要求。然而，它卻極大地促進(jìn)了SDR數(shù)十年的進(jìn)展進(jìn)步。像RohdeSchwarz、Thales和Harris等設(shè)備制造商已經(jīng)在部署符合SCA的無線電。此外，歐洲防務(wù)局設(shè)立了歐洲平安軟件定義無線電（EuropeanSecureSoftwareDefinedRadio，ESSOR）方案，連續(xù)JTRSSCA的工作。

▌1998嵌入式SDR自動(dòng)代碼生成

Nutaq（后來的Lyrtech）與MathWorks合作創(chuàng)建了第一個(gè)開發(fā)環(huán)境，可以從TIDSP和XilinxFPGA的仿真模型直接生成可執(zhí)行代碼。這一創(chuàng)新解決了開發(fā)人員和討論人員一個(gè)大難題：為嵌入式處理器寫代碼。DSP和FPGA配置在SignalMster的板上，與A/D和D/A模塊連接，是試驗(yàn)室和高校搭建原型首批商業(yè)化的SDR開發(fā)平臺(tái)之一。

▌2023GNURadio

由MIT的一個(gè)PSpectra框架演化而來，GNURadio由EricBlossom創(chuàng)立，SunMicrosystems的員工JohnGilmore資助。GNURadio是PC環(huán)境開發(fā)SDR應(yīng)用的開源框架。截至2023年已擁有5000多個(gè)用戶，是目前最流行的SDR開發(fā)工具。齊全的波形支持，如P25、802.11、ZigBee、藍(lán)牙、RFID、DECT、GSM，甚至是LTE（仍在進(jìn)行中）都可以從存儲(chǔ)庫(kù)下載并運(yùn)行在任何的x86系統(tǒng)上。

▌2023FCC首次批準(zhǔn)商業(yè)化SDR

Vanu公司的Anywave基站勝利地通過了FCC（FederalCommunicationsCommission，美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)）認(rèn)證。Anywave是一個(gè)能夠同時(shí)運(yùn)行GSM和CDMA兩個(gè)運(yùn)營(yíng)商的雙模基站，全部協(xié)議層在x86CPU上運(yùn)行。Vanu公司是由VanuBose創(chuàng)立，MITPspectra框架的主要貢獻(xiàn)者。

▌2023PHY處理器

Picochip（現(xiàn)在的MindspeedTechnologies）推出了PC102，專為PHY處理（通常稱為基帶處理器）而設(shè)計(jì)的處理器。PC102針對(duì)3G基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)，有308個(gè)處理單元，14個(gè)專用協(xié)處理器（加速器）和能處理MAC層以及其他協(xié)議的單元。PC102板子大大削減了無線設(shè)備的尺寸、成本和功耗。Picochip是新一代專業(yè)處理器的發(fā)起者。它為新的玩家鋪平了道路，如Octasic的24核OCT2224W和CoherentLogix的HyperX系列，促使傳統(tǒng)供應(yīng)商提出SDR優(yōu)化的架構(gòu)，產(chǎn)生了TI的Keysto系列和Freescale的QorIQ。

▌2023年TI和Xilinx一起推動(dòng)嵌入式SDR開發(fā)

TexasInstruments和Xilinx與Nutaq（后來的Lyrtech）一起合作，創(chuàng)建了第一個(gè)完全集成獨(dú)立的SDR開發(fā)平臺(tái)。它配備了一個(gè)ARM、一個(gè)DSP、一個(gè)FPGA和一個(gè)可調(diào)的前端，頻率從200MHz到1GHz。該平臺(tái)比鞋盒小，而且可以由電池供電，這為SDR走出試驗(yàn)室的應(yīng)用和試驗(yàn)開拓了新的可能性。

▌2023SandbridgeTechnologies推出基帶處理器

SandbridgeTechnologies推出了SB3500基帶處理器，能夠在任何通用的多模、多功能移動(dòng)平臺(tái)所需的無線協(xié)議上運(yùn)行。其架構(gòu)創(chuàng)新為當(dāng)今使用或?yàn)榻窈箝_發(fā)的任何無線協(xié)議供應(yīng)可升級(jí)的性能，包括LTE、HSPA、3GWiMAX、Wi-Fi、DVB-H、GPS以及全部多媒體格式。2023年SandbridgeTechnologies公司被無錫德思普公司所收購(gòu)。

▌2023第一款商用單芯片射頻前端

LimeMicrosystems公司推出了射頻集成電路（RFIC）LMS6002。隨后又推出了LMS6002D，已集成了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。RFIC在400MHz和4GHz之間任意可調(diào)，支持高達(dá)28MHz帶寬，并供應(yīng)一個(gè)可選的16位基帶濾波器組。此后，其他芯片廠商也開頭供應(yīng)RFIC解決方案。

▌2023微軟討論院軟件無線電項(xiàng)目Sora開源

2023年微軟討論院軟件無線電項(xiàng)目Sora(MicrosoftResearchSoftwareRadio)正式通過GitHub開源。Sora的軟硬件平臺(tái)的創(chuàng)新使得它可以在PC上完成高性能的無線信號(hào)處理。

華為、中興早在一些網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上采納了SDR技術(shù)。2023年聯(lián)芯發(fā)布的28nmSoC智能手機(jī)芯片平臺(tái)LC1860直接讓SDR技術(shù)應(yīng)用到了小米公司的紅米2A。SDR在手機(jī)上的勝利應(yīng)用，也意味著一個(gè)無線新時(shí)代的到來。SDR正在逐步應(yīng)用到更多的產(chǎn)品和領(lǐng)域，芯片技術(shù)的進(jìn)展是SDR技術(shù)進(jìn)展的推動(dòng)力。S