軟件無線電能更加靈活、有效地利用頻譜，并能方便升級和跟蹤新技術。本文介紹了一種軟件無線電體系結構，并闡述了目前存在的技術難點，相信對中國工程師的工作會有一定幫助。軟件無線電是一種用軟件來實現物理層連接的無線通信設計。軟件無線電的主要優點是它的靈活性。在軟件無線電中，諸如信道帶寬、調制以及編碼等可以動態調整，以適應不同的標準和環境、網絡通信負荷以及用戶需求的變化。目前軟件無線電設計有兩類：軟件定義無線電（SDR），能夠控制和配置處理單元；軟件無線電（SWR），事實上由軟件本身來完成信號處理。倘若能為軟件控制設置必要的接口，SDR就可以應用FPGA等技術。SWR則不需要使用這類器件，而是通過在面向應用程序級的軟件標準組件對象中進行信號處理，來增大靈活性。以當前的技術，前者更適于低層次應用，而后者則能夠通過下載新軟件的方式，對一個無線器件進行升級以適應新標準的要求。SWR具有這種潛能，是因為它所有的功能處理全部用軟件實現，而不局限于某種特殊的處理單元。軟件無線電的研究最初源于在使用專用硬件實現無線電通信過程中的互用性問題。第一個軟件無線電是SpeakEasy系統中的Lackey95，它替代由十多個軍用無線電設備組成的系統。大學研究項目Athanas98和Bose99推動了軟件無線電系統設計的發展，并為軟件無線電架構提供了理論依據。 SDR論壇一直致力于制定SDR系統標準和接口規范。在美國，多種不兼容的蜂窩體系和PCS通信標準是其主要的商業應用支持者。在歐洲，GSM的廣泛使用緩解了互用性矛盾，但是人們對軟件無線電在第三代蜂窩通信系統中的應用抱有廣泛的興趣。SDR技術是當前手持式設備處理基帶信號切實可行的方案。人們努力緩解該技術的互用性矛盾，軟件無線電在此就表現出非常大的潛能，這種潛能改變了人們制造無線電設備和利用射頻頻譜的思維方式。

　　軟件無線電的未來潛能過去，無線通信系統的設計都是靜態的，只能在規定范圍內的特定頻段上使用專用調制器、編碼器和信道協議。即使是雙頻、三頻蜂窩電話也只在預先定義的兩個或三個標準之間切換。靜態設計通常是根據最壞情況的設計，在情況良好時就不能充分利用射頻頻譜。例如，若背景噪聲比最惡劣的情況小，就可能出現許多不必要的糾錯編碼，這樣就不能獲得最高的比特率。這種情況對無線應用系統的影響比有線應用系統更嚴重，因為無線傳輸更易于受噪聲、干擾和衰減的影響。理想的軟件無線電能動態適應傳輸系統的任一環節的變化，如調制、編碼、信道協議以及帶寬等等，并能夠適應實時性變化，最大程度地利用有效頻譜。靜態設計不僅降低射頻頻譜的利用率，在其他方面也有影響。比如CDPD無線數據系統，不論系統其它部分的負載多少，用戶都要受限于一個信道中的可用帶寬。用戶可以在蜂窩系統空閑時傳輸數據，但這并不能提高數據傳輸速率。如果系統能夠自動調整以使用更大的帶寬或者采用不同的調制方案，則一個特殊要求的用戶能獲得更大的帶寬。如果蜂窩網供應商能夠分配原來沒有充分利用的更大的帶寬給用戶，他們會得到較好的收益；無疑，用戶也能得到更好的服務。軟件無線電的靈活性能夠去除靜態設計的局限性，并能為無線通信系統提供新的功能。理想條件下，射頻頻譜可以任意分配。這使我們不會盲從于在靜態頻譜許可下的設計慣例，而是面向一個動態的頻譜分配模式。最終，供應商們將可以自由競標所需的頻譜，相對目前的模式，這能更好地利用射頻頻譜。通常情況下，如果服務供應商在一個區域只有很少的用戶，則其頻譜在大部分時間內將會處于閑置狀態。然而，在市場分配模式下，如果用戶對頻譜有需求，相應的頻譜就會得到利用。市場分配模式還有助于產生新的服務供應商。一般而言，若一個供應商在一個區域中沒有獲得頻譜許可證，則該供應商就不能在該區域運營。而市場分配模式下，多個供應商進入同一個市場是可行的，這種競爭機制將為最終用戶提供更好的服務。市場分配模式需要在頻譜許可方面做重大的變革。最近，FCC發布了一個關于軟件無線電的調查通知，明確指出軟件無線電要對無線頻譜的管理和許可方式進行變革。頻譜的分配會在宏觀上提高頻譜的效率，而軟件無線電則可在微觀上提高頻譜效率。任何兩個無線設備都可以動態地調節其濾波和調制以適應信道實際條件下的要求。例如，假設有一個很強的干擾出現在信道附近，在ad-hoc網絡里，設備會動態調整濾波器，甚至會轉至不同的頻帶以提高設備性能。實現這種調整的方案在Chiu99提出。或許軟件無線電的最大優點是跟蹤新技術的能力。現有無線通信系統的技術應用已遠遠落后于數字通信。這在很大程度上是由于時間和經費的問題，包括配置底層的基礎設備來完成特殊的空中標準設置。因為資金投入很大，不可能經常對設備升級，因此新技術應用大約會滯后10年。例如在美國的大部分地區，蜂窩網的基礎設施仍是模擬AMPS標準（設計于1978年），盡管部分轉換成了數字系統，但現在用的數字系統技術也已經遠遠落后于技術的發展。3G的系統原型就是一個例證。基于適當的軟件無線電技術的蜂窩基礎結構能夠通過安裝新軟件進行升級，比配置新硬件更迅速、更廉價，同時也允許數字通信的先進技術更快地進入市場，并可提供新業務、提高頻譜的利用率。