SDR如何定义才能成为通信射频测量领域的新标尺？

谈起SDR在仪器中的应用，有必要先浏览一下如今通信技术的演进和标准。似乎人们刚刚熟悉双网双待，多模终端(包括GPS)已经面市，还有GPRS，EDGE，紧接着就是HSPA，就说即将启动的3G，就有WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000同台竞技，还有WiMAX采用的OFDM以及已被定为2010年时间框架的LTE；这还仅仅只是标准或系统，如果要考虑到不同标准的调制技术，情况变得就更复杂了。GSM用的是GMSK、CDMA所用的是QPSK，EDGE采用 8-PSK 的高阶调制，HSDPA、HSUPA和16-QAM，而OFDM和LTE采用的则是6?QAM，还有每个标准都由其特定的频带和相应的带宽。也就是说，眼下市面上所见的就需要支持6个不同频带以及各式各样的调制技术。这给测试测量仪器带来的是什么样的挑战，不言而喻！应该说，SDR在测试仪器中的应用就是在这种复杂的背景下应运而生的！

众所周知，SDR源自于美方的应用。基于其独特的优点，很多年前就开始被多数业内专家看好，当时堪称为无线领域的革 命。但是，随着时间的推移，人们发现SDR并没有占据其应有的地位。归其原因，恐怕主要是实现难度太大，各行各业应用又极为不同，仅说通信技术领域，就有各种不同的标准，千变万化的架构，从而使业界无法对SDR的定义达成共识。那么，仪器厂商是如何定义其射频或通信测试仪器中的无线电，哪种定义会被广泛采纳而成为业界SDR应用的标尺呢？

粗略地讲，在通信领域，SDR的概念定义有点雷同。那就是在射频前端的输出开始，进入SDR的范畴。首先是高带宽、高线性度的RF前端，然后将其输出直接送入高速ADC，再用高速DSP或FPGA在软件中实现所有的信号处理（如图1所示）。但在具体的细节方面却有很大不同。针对SDR，国际电信联盟曾经做过一个粗略的概念定义，那就是：一种能够通过软件，和/或能够完成同样功能的技术，对包括RF的运行参数，但不限于频率范围、调制类型或输出功率进行设置或修改的无线电系统。那么针对于电信行业的实际需求，国际电信联盟还将SDR分为从0级到4级的5个不同级别。其中，0级为初级，4级则为理想的终极。所定义的终极SDR没有外置天线、没有工作频率或带宽的限制。它直接传送数字基带输出信号，在几毫秒的时间内进行空中接口间的检测和转换。但就目前的SDR的实际实现来说，距离其理想目标还相去甚远。

目前在RF测试和通信测试仪器中，不少测试仪器厂商都采用了SDR技术。有的厂商甚至一开口就声称自己采用了SDR技术，也有厂商声称自己的SDR是全球最小的SDR平台，似乎将SDR本身当成了一个噱头和卖点。但实际上，单单谈SDR恐怕是没有实际工程意义的。关键要看SDR的实质内容，或者说具体的“定义”如何。不同的定义架构，其实施难度和产生的效果有天壤之别。

那么各公司的SDR是如何定义的呢？带着这个问题，我采访了一些公司。Keithley公司的RF通信部市场营销总监Mark Elo介绍道：“表面上，Keithley测试仪器的SDR定义的架构和传统的定义并没有什么明显区别，但差别在于定义的实质内容。其核心是，处理的频率范围可以高达6GHz，而实时分析带宽则定义到40MHz。”“这是迄今为止业界SDR最丰富的定义”，他接着说。根据这个定义不难想象，它已经囊括了目前包括GSM、CDMA、Bluetooth、MIMO、3G以及被列为4G的WiMAX等新技术中各种不同的通信架构。“然而，我们瞄准的并不止这些，我们更关注未来的通信技术的长期演进技术，即LTE。可以说，我们的定义能够满足目前所有无线通信技术，而且我坚信，该定义能够满足未来10年的应用需求”，他不无自信地说。Keithley公司定义的SDR所能覆盖的技术以及各标准的带宽分别如图2和图3所示。

图1：SDR的传统定义架构。