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软件定义无线电与空天无人系统

软件定义无线电（ SDR ）不是新技术，已为很多的无线设备

（除了制造低成本基于 ASIC 的低功耗设备，如智能手机和平板电

脑）广泛所采用；无人机上见到的联芯的 SDR 平台，与传统方案使

用的 2.4G 频段 WiFi 不同，可以让无人机自定义修改无线电频

段，从而获得更远的传输距离，解决了核心的图传问题。目前，最

大的两家无人机公司大疆、零度均采用了联芯科技的芯片方案，大

疆图传以前是使用的

WiFi 技术，现在用的是软件无线电 SDR。自 SDR 首次提出以来

已有 30 多年了，下面简单介绍下在 SDR 三十年演进历史中的主

要事件。

I 1984 年 E-System 创造出“软件无线电”术语

E-Systems,就是现在的雷神，在一份公司的新闻稿里创造了

“软件无线电”一词。它提到了一个数字基带接收机原型，配备

了处理器阵列，处理宽带信号的干扰消除和解调的自适应滤波。I

1991 SPEAKeasy 第一个军事计划是 DARPA 的 SPEAKeasy，专

门要求用软件来实现物理层组件的无线电功能。最初美国空军的首

要目标是单台无线电可以支持十种不同的军用无线电协议并工作

在 2MHz 和 2GHz 之间任意频率。第二个目标是并入新协议和调

制的能力，从而可以适应未来的无线电硬件。从 DARPA

的描述来看， “ SPEAKeasy 是企图创建无线电世界的 PC”。

I 1992 Joseph Mitola 在 IEEE 发表了软件无线电论文 Joe Mitola 在

1992 年 IEEE 美国电信系统会议 (National Telesystems

Conference)上发表了关于软件无线电的论文

“Software Radio: Survey, Critical Analysis and Future

Directions ”。许多人将其称为软件无线电教父， Miltola 也被

认为创造了”软件无线电“一词的人，尽管 E-Systems 先用

了。 E-Systems 原型机仅仅是一个接收机，因此不是一个完整无

线电。后来， 1998 年 Mitola 又提出了“认知无线电”概念，无线

电可以意识到其频谱环境，并根据需要智能适应。

I 1996 SDR 论坛创立

1996 年，致力于 SDR 的第一个行业协会成立 - “模块化多功能

信息传输系统( MMITS ， The Modular Multifunction Information

Transfer System )论坛”。 1998 年变成了 SDR 论坛，在 2010

年又成为了无线创新论坛。论坛由来自政府、行业和学术界的人

员和组织组成，推进发展 SDR 相关技术为目标。它组建了多个

工作组和委员会，以激励和引导创新和标准。I 1997 JTRS 创立

JTRS 是 Joint Tactical Radio System (联合作战无线系统 )的缩

写，由美国国防部创建，通过抽象层和接口的标准化和定义提高互

操作性和博兴可以移植性，称为软件通信架构 ( SCA，

Software Communication Architecture )。数十亿的计划雄心勃

勃，在经历了困难、延期和成本超支之后，于 2011 年被美国国防

部副国务卿正式取消了该计划，认为产品和技术不可能满足既定的

要求。然而，它却极大地促进了 SDR 数十年的发展进步。像

Rohde & Schwarz 、 Thales 和 Harris 等设备制造商已经在部署

符合 SCA 的无线电。此外，欧洲防务局设立了欧洲安全软件定义

无线电（ European Secure Software Defined Radio , ESSOR）

计戈【］,继续 JTRS SCA 的工作。 1998 嵌入式 SDR 自动代码

生成

Nutaq （后来的 Lyrtech ）与 MathWorks 合作创建了第一个开发环

境，可以从 TI DSP 和 Xilinx FPGA 的仿真模型直接生成可执行

代码。这一创新解决了开发人员和研究人员一个大难题：为嵌入

式处理器写代码。 DSP 和 FPGA 配置在

SignalMster 的板上，与 A/D 和 D/A 模块连接，是实验室和大学

搭建原型首批商业化的

GNU Radio

由 MIT 的一个 PSpectra 框架演变而来， GNU Radio 由 Eric

Blossom 创立， Sun Microsystems 的员工 John Gilmore 资助。

GNU Radio 是 PC 环境开发 SDR 应用的开源框架。截至 2012 年

已拥有 5000 多个用户，是目前最流行的 SDR 开发工具。齐全的波

形支持，女口 P25、802.11、ZigBee、蓝牙、RFID、DECT、

GSM，甚至是 LTE （仍在进行中）都可以从存储库下载并运行在

任何的 x86 系统上 2004 FCC 首次批准商业化 SDR

Vanu 公司的 Anywave 基站成功地通过了 FCC（ Federal

Communications Commission ，美国联邦通讯委员会）认证。

Anywave 是一个能够同时运行 GSM 和 CDMA 两个运营商的双模

SDR 开发平台之一 2001

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