軟件定義無線電（SDR），從上世紀80年代中期（qī）開始，已經經曆了數（shù）十年的發展。由於通用的電子元器件，特別是大規模集成電路的長足發展，為軟件定義無線電發展提（tí）供了良機。近10多年來，在GNSS接（jiē）收機中軟件無線電（SDR）成為（wéi）極其靚麗的一道（dào）風景線（xiàn），主要應用於軍事、科研和商業應用活動中。無論是在采用（yòng）新的頻率、新的信號、新的係統和增強（qiáng）可用性（xìng）方麵，以及采用新的（de）處理平台及其相關（guān）處理技（jì）術方麵，都取（qǔ）得的突飛猛進。圖1所示為GNSS SDR（軟件定義無線電）接收機的（de）拓撲結構（gòu）在多年來的演變結果，（a-d）為至（zhì）今的方案，（e-f）為（wéi）下（xià）一步可能實施的方案。
圖1：軟件定義無線電GNSS接收機框（kuàng）圖（tú）的（de）演變，（a-d）為此前方（fāng）案，（e-f）為後續方案
由圖可見，GNSS SDR通過（guò）硬件（jiàn）外設麵向（xiàng）世界，該硬件的能（néng）力決定了接（jiē）收（shōu）機（jī）可以做什麽和不可以做什麽（me）的邊界範圍。本質上，前端外設將天線處的一個或多個模擬RF信號轉換為GPP所接受的數字基帶/ IF數據的（de）數據（jù）流或數據包序（xù）列。
GNSS SDR，前期（qī）得益於相（xiàng）鄰射頻頻譜的無（wú）線電信號（hào）廣播，諸如（rú）數字視頻廣播（地麵DVB-T）和衛星第二代（DVB-S2）接收器的應用，從而導致可用於可調諧到GNSS頻率段的低成本RF IC（跨越頻（pín）段從900 MHz到2.1 GHz），與專用（yòng）GNSS IC一起，是早期GNSS SDR前端的核心。後來圍繞2G/3G/4G移動通信標準設計的（de）集成電路的發展帶來了另一代集成電路，帶來更高的瞬時（shí）帶寬、ADC分辨率和MIMO以及（jí）重新傳輸能力。隨著用於認知無線電，Wi-Fi，3G和長期演進或LTE的軟件（jiàn）定義無線電的普及以及眾籌運動的益處的增（zēng）加，各種各樣適用的前端外圍設（shè）備迅速（sù）出現。這些前端中的（de）很多（duō）都與（yǔ）GNSS兼容，相對於其（qí）前輩，性（xìng）能顯著提高。
在特定的應用中（zhōng），原來的物理、硬件連接，已經逐（zhú）步通過雲計算（suàn）的軟件即服務（SaaS）、平（píng）台（tái）即服務（PaaS）和基礎實施即服務（IaaS）這樣的商業模式，將資源管理能力（lì）作為邏（luó）輯實體進行具象化。在雲中執行的軟件定義無線電的GNSS接收機網（wǎng）絡似（sì）乎是這一技術趨勢中的下一個順理成章的發展步驟，其中GNSS接收機不再是物理設備，而是作為服務提供的虛擬化功能（參見（jiàn）圖2）。
圖2：基於雲的GNSS信號測試過程示意圖
虛擬化軟件應用是個可以執行程序，不管其（qí）底層計算機平台若何。這可以（yǐ）通過將應用及其（qí）所有軟件需（xū）求（操作係統（tǒng），支持庫和程序）打（dǎ）包在一個單獨的（de）、自包含的軟件實體中來實現，後者可以在任何平台上運行。然後可以（yǐ）將在虛擬環境中執行的軟件定義的GNSS接收機的實（shí）例稱為虛擬化的GNSS接收機。
虛擬GNSS接收機在兩個領（lǐng）域帶來了重要的好（hǎo）處：一是商業化，作為新的基於GNSS的服務的技術推動者; 二是使用GNSS SDR作為科學工具，以確保可重新複製性。
我們正處在軟件定義的GNSS接收機發展將帶來效益的革（gé）命性演變升級時代。GNSS社區（qū）已經（jīng）開始跳出射頻設備發展和進步束縛，並且利用GNSS SDR技術正（zhèng）在增加功能並降低成本。
同時，軟件定（dìng）義無線電的（de）GNSS接收機體係結構已經向多個方向發展，享受（shòu）著幾乎無限的雲計算處（chù）理能力，或利（lì）用完全集成的RF和主機處理（lǐ）器模（mó）塊。隨著GNSS接收機（jī）的使用情況和主機環境繼續多樣化，接收（shōu）機靈活性和可行性的（de）需求不斷增加，軟件定義的GNSS接（jiē）收機可能成為某些專用用途的ASIC接收機的競爭者。而且，隨著互聯網連接設備越來越多（duō）地提供導（dǎo）航（háng）功能，以及GNSS多種係統本身也在演化變革和它們（men）之間的（de）兼容互操作的長足發展（zhǎn），軟件定義無線電甚至可（kě）以（yǐ）挖掘出自己的競爭優勢，成為（wéi）未（wèi）來係統的解決方案。
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本文轉自 北鬥時空
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