物聯(lián)網(wǎng)、5G等網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展會(huì)給SDR帶來(lái)那些新的發(fā)展空間？

軟件定義無(wú)線電（SDR）不是新技術(shù)，已為很多的無(wú)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）廣泛所采用。自SDR首次提出以來(lái)已有30多年了，下面簡(jiǎn)單介紹下在SDR三十年演進(jìn)歷史中的主要事件。

▌1984年E-System創(chuàng)造出“軟件無(wú)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創(chuàng)造了“軟件無(wú)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)的干擾消除和解調(diào)的自適應(yīng)濾波。

▌1991 SPEAKeasy

第一個(gè)軍事計(jì)劃是DARPA的SPEAKeasy，專門要求用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)物理層組件的無(wú)線電功能。最初美國(guó)空軍的首要目標(biāo)是單臺(tái)無(wú)線電可以支持十種不同的軍用無(wú)線電協(xié)議并工作在2MHz和2GHz之間任意頻率。第二個(gè)目標(biāo)是并入新協(xié)議和調(diào)制的能力，從而可以適應(yīng)未來(lái)的無(wú)線電硬件。從DARPA的描述來(lái)看，“SPEAKeasy是企圖創(chuàng)建無(wú)線電世界的PC”。

▌1992 Joseph Mitola在IEEE發(fā)表了軟件無(wú)線電論文

Joe Mitola在1992年IEEE 美國(guó)電信系統(tǒng)會(huì)議 （National Telesystems Conference）上發(fā)表了關(guān)于軟件無(wú)線電的論文 - “Software Radio: Survey, Critical Analysis and Future Directions”。許多人將其稱為軟件無(wú)線電教父，Miltola也被認(rèn)為創(chuàng)造了”軟件無(wú)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(wú)線電。后來(lái)，1998年Mitola又提出了“認(rèn)知無(wú)線電”概念，無(wú)線電可以意識(shí)到其頻譜環(huán)境，并根據(jù)需要智能適應(yīng)。

▌1996 SDR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，The Modular Multifunction Information Transfer System）論壇”。1998年變成了SDR論壇，在2010年又成為了無(wú)線創(chuàng)新論壇。 論壇由來(lái)自政府、行業(yè)和學(xué)術(shù)界的人員和組織組成，推進(jìn)發(fā)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)。

▌1997 JTRS創(chuàng)立

JTRS是Joint Tactical Radio System (聯(lián)合作戰(zhàn)無(wú)線系統(tǒng))的縮寫，由美國(guó)國(guó)防部創(chuàng)建，通過(guò)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，Software Communication Architecture）。數(shù)十億的計(jì)劃雄心勃勃，在經(jīng)歷了困難、延期和成本超支之后，于2011年被美國(guó)國(guó)防部副國(guó)務(wù)卿正式取消了該計(jì)劃，認(rèn)為產(chǎn)品和技術(shù)不可能滿足既定的要求。然而，它卻極大地促進(jìn)了SDR數(shù)十年的發(fā)展進(jìn)步。 像Rohde & Schwarz、Thales和Harris等設(shè)備制造商已經(jīng)在部署符合SCA的無(wú)線電。 此外，歐洲防務(wù)局設(shè)立了歐洲安全軟件定義無(wú)線電（European Secure Software Defined Radio，ESSOR）計(jì)劃，繼續(xù)JTRS SCA的工作。

▌1998 嵌入式SDR自動(dòng)代碼生成

Nutaq（后來(lái)的Lyrtech）與MathWorks合作創(chuàng)建了第一個(gè)開發(fā)環(huán)境，可以從TI DSP和Xilinx FPGA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)人員和研究人員一個(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，是實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)搭建原型首批商業(yè)化的SDR開發(fā)平臺(tái)之一。

▌2001 GNU Radio

由MIT的一個(gè)PSpectra框架演變而來(lái)，GNU Radio由Eric Blossom創(chuàng)立，Sun Microsystems的員工John Gilmore資助。GNU Radio是PC環(huán)境開發(fā)SDR應(yīng)用的開源框架。 截至2012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。

▌2004 FCC首次批準(zhǔn)商業(yè)化SDR

Vanu公司的Anywave基站成功地通過(guò)了FCC（Federal Communications Commission，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，所有協(xié)議層在x86 CPU上運(yùn)行。Vanu公司是由Vanu Bose創(chuàng)立，MIT Pspectra框架的主要貢獻(xiàn)者。

▌2004 PHY處理器

Picochip（現(xiàn)在的Mindspeed Technologies）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板子大大減少了無(wú)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Coherent Logix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。

▌2006年TI和Xilinx一起推動(dòng)嵌入式SDR開發(fā)

Texas Instruments和Xilinx與Nutaq（后來(lái)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200 MHz到1 GHz。 該平臺(tái)比鞋盒小，而且可以由電池供電，這為SDR走出實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)開辟了新的可能性。

▌2008 Sandbridge Technologies推出基帶處理器

Sandbridge Technologies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(wú)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(wú)線協(xié)議提供可升級(jí)的性能，包括LTE、HSPA、3G WiMAX、Wi-Fi、DVB-H、GPS以及所有多媒體格式。2011年Sandbridge Technologies公司被無(wú)錫德思普公司所收購(gòu)。

▌2009 第一款商用單芯片射頻前端

Lime Microsystems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400 MHz和4 GHz之間任意可調(diào)，支持高達(dá)28 MHz帶寬，并提供一個(gè)可選的16位基帶濾波器組。 此后，其他芯片廠商也開始提供RFIC解決方案。

▌2015 微軟研究院軟件無(wú)線電項(xiàng)目Sora開源

2015年微軟研究院軟件無(wú)線電項(xiàng)目Sora(Microsoft Research Software Radio)正式通過(guò)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(wú)線信號(hào)處理。

華為、中興早在一些網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上采用了SDR技術(shù)。2015年聯(lián)芯發(fā)布的28nm SoC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)上的成功應(yīng)用，也意味著一個(gè)無(wú)線新時(shí)代的到來(lái)。SDR正在逐步應(yīng)用到更多的產(chǎn)品和領(lǐng)域，芯片技術(shù)的發(fā)展是SDR技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)力。SDR可以支持無(wú)限量的通訊協(xié)議和多媒體應(yīng)用，這得益于SDR芯片的計(jì)算能力。物聯(lián)網(wǎng)、5G等網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展會(huì)給SDR帶來(lái)新的發(fā)展空間。而近幾年發(fā)展起來(lái)的“異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)”（HSA，Heterogeneous System Architecture）技術(shù)的將會(huì)為SDR技術(shù)發(fā)展注入帶來(lái)新的活力。

最后，看一看NI公司對(duì)SDR的發(fā)展的描繪：