利用軟件定義無線電(SDR)技術(shù)可使無線服務(wù)提供商降低運營成本，有效支持額外的服務(wù)如視頻和照相手機，而且通過傳輸以前需由多種獨立技術(shù)支持的數(shù)據(jù)流量，SDR可提高運營商的收入，因此這項技術(shù)已越來越受人矚目。
良好設(shè)計的SDR將有可能縮短新服務(wù)或新功能的上市時間。SDR對無線業(yè)的這種潛在影響具有重要的意義，雖然五年前SDR還僅僅是在一小群RF設(shè)計人員中流行的術(shù)語，今天卻已成為一項關(guān)鍵性的技術(shù)。
SDR不僅影響消費類無線設(shè)備及其支持網(wǎng)絡(luò)，還影響政府、軍隊、公共安全以及無線運營商。SDR論壇的成員數(shù)量現(xiàn)已超過100位。SDR的商業(yè)運用已被接受，而且商業(yè)技術(shù)正紛紛在無線平臺上部署SDR――蜂窩電話可能首當(dāng)其沖。
美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)對SDR的描述驚人地簡單：“在一個SDR中，以前完全在硬件中執(zhí)行的功能，比如發(fā)射信號的產(chǎn)生以及接收到的無線信號的調(diào)諧和檢測等，現(xiàn)在則利用軟件控制高速信號處理器來實現(xiàn)。”
類似地，SDR論壇把SDR設(shè)備定義為一個“工作與載頻無關(guān)的設(shè)備，并可以在各種傳輸協(xié)議環(huán)境內(nèi)運行。”
在架構(gòu)上，這些定義意味著收發(fā)器將只在數(shù)字域中執(zhí)行基帶與RF之間的上/下變頻轉(zhuǎn)換，從而減少到發(fā)射信道功放的RF接口和用于接收路徑的低噪聲放大器(LNA)，并小化模擬濾波過程。
該論壇根據(jù)靈活性和能力水平定義了不同級別的SDR設(shè)備。0級設(shè)備指硬件無線電(HR),在硬件中執(zhí)行所有的無線電功能，任何功能變化都要求用物理手段實現(xiàn)。所有無線電都能夠進行調(diào)諧以選取特定(有限制的)頻率范圍，而改變這種調(diào)諧需要一定時間。傳統(tǒng)上，在無線電硬件中定義了這些調(diào)諧特性，目的是使這些特性可編程化。
1級設(shè)備指軟件控制無線電(SCR)。在這個層面的SDR，只有控制功能是用軟件實現(xiàn)的。對于給定的調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)，基帶處理和無線電前端是固定的。它利用同一個設(shè)備中的多個收發(fā)器來支持多種標(biāo)準(zhǔn)，而軟件負責(zé)控制哪一個收發(fā)器被激活。該類設(shè)備的一個例子是同時支持CDMA與GSM的雙模手機。
可重配置SDR被稱作2級SDR，是SCR自然發(fā)展的結(jié)果，目前在基站應(yīng)用中很普遍。這些設(shè)備采用軟件來控制各種不同的調(diào)制技術(shù)、寬帶和窄帶的運行、安全以及現(xiàn)有和變化中的標(biāo)準(zhǔn)在寬泛頻率范圍上的波形要求。人們談到SDR時，一般指的是2級設(shè)備。
理想的軟件無線電被稱為3級無線電，包括2級可重配置SDR的所有功能，但免去了在數(shù)模轉(zhuǎn)換之前的模擬放大或外差混頻。在蜂窩手機的例子中，可編程性擴展到整個系統(tǒng)，所有的模擬轉(zhuǎn)換都發(fā)生在天線、揚聲器和麥克風(fēng)上。
從長遠來看，產(chǎn)業(yè)的未來走勢是推出3級無線電，為此我們必須確定今天的SDR和3級無線電技術(shù)之間的差距。這就要求定義一些測量標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)之一是RF電路的復(fù)雜性。RF/模擬功能越多，SDR的靈活性越小，而RF/模擬電路越簡單，SDR靈活性越大。一種潛在的更有效的標(biāo)準(zhǔn)是通過數(shù)字化RF/模擬領(lǐng)域中典型的信號處理功能，把無線電的可重配置性特征化。
SDR技術(shù)可被視作下一代RF系統(tǒng)的推動力。對于今天的SDR應(yīng)用，很大一部分的計算能力都源于基帶處理設(shè)計的提高、更快速的接口總線和工藝節(jié)點的先進性。軟件無線電目前仍然被瞄準(zhǔn)特殊頻帶和波形的專用RFIC所限制。為了實現(xiàn)低成本解決方案，數(shù)字功能必須利用的深亞微米CMOS技術(shù)工藝節(jié)點，如130納米、90納米和未來的65納米。
為了提供所需的動態(tài)范圍和功率，RF和模擬電路需要的電源電壓比深亞微米CMOS技術(shù)所能支持的更高。由于數(shù)字處理中的電源電壓下降到1.5V及以下，閾值電壓大約為600mV，幾乎沒有什么凈空間可以用來進行模擬領(lǐng)域的重要信號處理。隨著數(shù)字處理向工藝節(jié)點轉(zhuǎn)移，成本被降低，功能密度得以提高，但另一方面仍停留在較早工藝節(jié)點上的模擬和RF功能相對落后，因而降低了系統(tǒng)集成度，增加了系統(tǒng)成本，減少了SDR性能。
TI無線模擬技術(shù)中心的Bogdan Staszewski表示：“在以深亞微米CMOS工藝設(shè)計高度集成的RF電路時，我們面臨著一種跳躍式轉(zhuǎn)變，即數(shù)字信號邊緣轉(zhuǎn)換的時域分辨率優(yōu)于模擬信號的電壓分辨率。”
TI已在其新的數(shù)字無線電處理器架構(gòu)中廣泛利用這種轉(zhuǎn)變。該公司利用這種工藝在轉(zhuǎn)換速度和邏輯密度上的優(yōu)勢，已創(chuàng)建一種設(shè)計，可彌補現(xiàn)代數(shù)字工藝節(jié)點在模擬和RF功能方面的弱點。傳統(tǒng)的模擬和RF功能正在移植到數(shù)字域，以提高集成度，降低系統(tǒng)成本，終實現(xiàn)2級和超越SDR的能力。這些進步以及在軟件可調(diào)/可配置性RF技術(shù)方面的進步將帶來真正具成本效益的前端設(shè)計。到那時，SDR的商業(yè)化將真正開始。
當(dāng)前，商用SDR技術(shù)主要使用在基站系統(tǒng)中，直到近才開始開發(fā)面向蜂窩手機市場的SDR技術(shù)。通過采用數(shù)字邏輯實現(xiàn)傳統(tǒng)的模擬功能，SDR可以解決蜂窩手機中與RFIC設(shè)計有關(guān)的性能和成本挑戰(zhàn)，并滿足在裸片上包容更多功能的要求。對于這類設(shè)計，關(guān)鍵的考量因素從性能與設(shè)計成本轉(zhuǎn)向了靈活性、小外形尺寸以及產(chǎn)品差異性。雖然相關(guān)工作不斷取得進展，但要獲得實際可行的商用2級和3級SDR系統(tǒng)還需幾年時光。
如果距SDR的廣泛應(yīng)用尚有段時間，為什么我們已經(jīng)聽到有關(guān)感知無線電(CR)的話題呢？一般認為，CR是一種能適應(yīng)頻譜環(huán)境和用戶行為的無線電系統(tǒng)，它通過正確選擇無線電接口、信道、數(shù)據(jù)速率等為用戶應(yīng)用提供的數(shù)據(jù)吞吐量。另一方面，SDR是一種只適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的無線電系統(tǒng)。
今天，采用同一個無線電，你不能同時利用2.4GHz和5GHz的WLAN信號，除非你實現(xiàn)兩個單獨的無線路徑來處理各自的波形。假設(shè)SDR技術(shù)將在今后幾年內(nèi)解決這一問題，則下一個技術(shù)難點就是找到一個能動態(tài)接收或自動發(fā)射不同類型波形的SDR解決方案，使它能自適應(yīng)于本地環(huán)境并搜索可用于通信的開放頻率。為此，感知無線電成為學(xué)術(shù)及研發(fā)界的重要課題。