摘 要：当今通信领域，2G、3G、LTE、WiMax等制式将长时间内并存，这种不同模式、频段多、功能强的通信制式，对无线基站和终端的测试来说是巨大挑战。本文全面详细介绍了软件无线电的体系结构及关键技术，中频频谱仪分析仪等仪器的工作原理。
关键词：软件无线电 移动通信 频谱分析
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（c）-0006-02
由于网络要求与用户需求，多种移动通信制式将长期并存。中国移动2012年的集中采购中，其数据终端和语音终端规定必须要支持GSM，FDD-LTE，TD-LTE，WCDMA，TD-SCDMA五种制式，且每种制式的频谱范围不同。国内4G终端也同时支持3-4种制式，与此同时，WiFi，GPS等功能也更多配于智能终端，从而给无线技术测试领域带来巨大挑战。于是提出通过软件编程来完成无线通信设备的系统升级和功能测试，这将大大提高无线产品研发和生产效率，并大大节省仪器成本。
软件无线电技术（SDR）将硬件与软件结合，使设备可以任意重新配置，为完成多模式、多频段、多功能无线通信测试提供了可行的解决方案。通过软件编程，过去只能使用专用硬件平台来完成的任务，软件无线电技术也可以完成。利用具有强大信号处理能力的可编程器件，如：DSP/FPGA/CPU等，可实现支持多种通信标准。
1 软件无线电的结构
软件无线电的关键技术，是将A/D与D/A转换器件安装在尽可能靠近天线的位置，这是为了将模拟信号尽早数字化，并通过采用高速数字信号处理芯片（DSP等）处理输出信号，最后通过软件编程来实现无线通信的功能。理想软件无线电系统如图1所示。
由于各种因素限制，如天线与ADC器件带宽等，理想软件无线电目前无法实现。工程上实现的软件无线电系统被称为软件定义的无线电（Software-defined radio）。在一个SDR系统中，我们将A/D器件的位置称为数字接入点，这个位置至关重要，它表示信号数字化处理的开始。区别于多模式无线电等，软件无线电系统中射频（RF）频带、信道调制以及信道接入模式等等全部具有的可编程性。
2 软件无线电在通信测试仪器中的应用
由于ADC，FFT硬件和DSP的发展水平有限，目前“实时频谱仪”仅能做到基带部分数字化，对移动通信测试来说非常不便。SDR要求A/D，D/A器件尽可能的靠近天线射频端，从而将信号更早的数字化。近年来高性能ADC，FPGA/DSP等器件的推出使得数字中频频谱仪得以实现。
数字中频频谱仪与传统模拟中频频谱仪相比，在射频前端处理方面并没有明显的差别，主要区别在于下变频后的中频输出信号是否直接通过AD器件实现模数转换。通过使用数字处理方式实现数字下变频、中频滤波器、包络检波器、等等，最终完成输入信号频谱的计算。相比于模拟中频频谱仪，数字中频结构频谱仪极大地改善了测量的速度、精度及对于高性能FPGA/DSP测量复杂信号器件的能力。
3 软件无线电的关键技术
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