測試設備製造商面臨持續不斷的挑戰，必須開發各種新型解決方案來測試客戶的最新元件，業者以往都是開發專屬的硬體來因應這方面的挑戰。通訊市場由於各種新標準快速推陳出新，更需要新的刺激與更強的量測功能。為配合業界發展的腳步，測試設備廠商必須研究各種新的方法，以縮短儀器開發的時間，並讓儀器能因應各種新的要求。軟體定義無線電是其中一種有效的解決技術。
軟體定義無線電(SDR: Software Define Radio)可解釋為一種無線電通訊系統，使用軟體來對無線電訊號進行調變與解調變。SDR日趨普遍背後的動力，就是經濟效益。這類系統能以較低的成本達到極高的彈性，勝過傳統的類比設計。圖1顯示一個SDR系統。
從最單純的觀點來看，數位至類比(D/A)以及類比至數位(A/D)轉換，在載波頻率上進行，不需要類比的上調變與下調變。現今的SDR應用，通常有至少一個類比的上調變與下調變步驟。很明顯可看出，A/D與D/A轉換器是SDR系統的關鍵元件。轉換器的速度與解析度，決定了轉換步驟所需的類比頻率。轉換器須具備足夠的解析度(bits)來產生或擷取調變資料，較複雜的調變格式，須搭配解析度較高的轉換器。轉換器的速度限制了產生或採樣訊號頻率的最大值。隨著轉換器技術持續演進，新產品能支援愈來愈高的解析度與頻率。
SDR的另一項重要元素是數位訊號處理技術(DSP)，因為它執行許多以往由類比電路所負責的功能，包括頻率轉換、調變、解調、以及濾波等。數位訊號處理技術的效能也勝過類比方案，因為能支援許多功能，像是波型預先失真( waveform predistortion)與抽取(decimation)。傳送信號波型的預先失真，須考量類比電路已知的非線性特質，並修改基頻信號波型以進行補償，產生品質較好的調變後信號。
有三種基本方法，可用來建構數位訊號處理元件。第一種方法是運用一般的運算資源，由軟體執行信號處理的作業，像是PC裡的各種資源。第二種方法是定義運用邏輯電路來執行信號處理，然後將此電路寫入可編程邏輯閘陣列(FPGA)。第三種方法是使用可編程的硬體元件，用來建置數位訊號處理所需的各種功能。這類元件包括數位訊號處理器(DSP)、數位上調變(DUC : digital up-conversion)、與數位下調變(DDC: digital down-conversion)元件。
以上三種方法都能達成SDR的主要目標：提供高彈性的系統。但考慮到SDR的另一主要目標，也就是降低成本，我們必須考慮研發與單位成本。解決方案的成本各有高低，主要受到系統即時頻寬需求所影響。較大的頻寬需要更高的處理性能，讓成本隨之攀高。但對於效能需求中等的系統而言，FPGA是最昂貴的解決方案，而DSP的成本最為低廉。
對於所有通訊系統而言，頻率產生是關鍵項目之一。直接數位合成(Direct digital synthesis - DDS)技術是運用D/A轉換器，以極精準的頻率產生正弦波。直接數位合成(DDS)技術能以低廉的成本，進行極高頻率的轉換。半導體技術的演進，也促成DDS技術快速發展。現今的DDS元件能產生頻率可達數百萬赫茲的正弦波，達到微赫茲的解析度。
對於各種需要低成本、高彈性的應用，SDR愈來愈受歡迎，包括像軍事通訊系統、多功能手機基地台等。這些應用具有以下共同的特性:
* 能配合高彈性的需求
* 能支援較低的產量
* 能支援高複雜度
當採用SDR技術的應用，測試儀器具有許多特色。測試儀器通常非常複雜，因為必須支援極高的效能，以便量測各種尖端系統。相較於像是手機或基地台，測試儀器的數量屬於低至中等數目。彈性向來是測試儀器的一項重要特性，尤其是在通訊領域。
通訊領域的測試儀器，在技術與成本方面的主要需求包括: 較寬的調變與解調變頻寬、較寬的動態範圍、以及高速傳輸流量。
數位通訊系統在最近幾年快速變遷，尤其是在調變格式部份。新的標準，意謂著像是信號源等測試儀器，必須能夠產生新的調變波型，信號分析儀器必須能針對這些信號進行解調變與分析。各種標準的關鍵效能參數通常都不盡相同，因此通常需要新的分析程序。
這些挑戰，促使測試儀器必須能快速升級，並且能輕易支援新的調變標準，而不是強迫使用客戶更換設備。從成本與上市時程的角度而言，升級能力是絕對必要的功能。通訊系統與元件製造商，無法等待新一代測試設備冗長的開發週期。在研發的過程中，通訊標準也會經常改變，業者必須修改信號產生與分析的程序。
這些需求，促使SDR成為測試儀器爭相採用的技術。SDR在成本與效能之間的取捨原則，也同樣適用於測試儀器。第一代SDR測試儀器大多使用軟體處理或FPGA的設計。然而各種數位訊號處理元件的演進，包括DSP與DDC/DUC在內，讓元件具備充裕的效能，讓這種設計模式同樣適用於測試儀器。這項模式為測試設備，在成本與效能之間提供最佳的平衡點。
測試儀器採用各種SDR技術，為設備製造商與其顧客帶來許多優勢:
* 輕易升級至各種新通訊標準。信號產生與分析大多由程式來執行，這些程式可寫入到數位訊號處理器中。有新標準制訂出來時，業者可輕易開發新的DSP程式來支援各種新功能，並透過韌體升級的方式，傳送給現有儀器的用戶。
* 更快的頻率切換與信號分析功能，帶來更快的處理速度。高頻寬的A/D轉換器與高速DSP元件，能以極高的效率處理大量的快速傅立葉轉換作業。例如，在分佈範圍廣與解析度頻寬較窄的測試需求條件下，一個採用DSP的分析器能提供比傳統頻譜分析器高出數倍的量測速度。數位訊號分析技術，其頻率切換速度遠勝過傳統的處理模式。高速頻率切換能提昇信號產生與信號分析的作業流量。
* 加快測試儀器的上市時程 測試設備製造商可利用各種市面上輕易購得的尖端數位訊號處理元件，達到精密儀器等級的效能。這種方法能大幅減少測試儀器所需的開發資源。此外，基本的數位處理設計，可應用在不同的儀器，大幅降低開發成本。如圖2所示，Keithley Instruments公司Model 2810 Vector Signal Analyzer 與Model 2910 Vector Signal Generator的數位架構。兩款儀器使用相同的數位處理設計。
照以往的經驗來看，通訊標準會持續不斷地演進。通訊系統與元件製造商面對測試成本的壓力，將促使測試設備廠商必須提供效能更高且更低成本的儀器。SDR技術與高階信號處理元件，能為測試設備製造商帶來許多寶貴的工具，來因應這些需求。
軟體定義無線電(SDR: Software Define Radio)可解釋為一種無線電通訊系統，使用軟體來對無線電訊號進行調變與解調變。SDR日趨普遍背後的動力，就是經濟效益。這類系統能以較低的成本達到極高的彈性，勝過傳統的類比設計。圖1顯示一個SDR系統。
從最單純的觀點來看，數位至類比(D/A)以及類比至數位(A/D)轉換，在載波頻率上進行，不需要類比的上調變與下調變。現今的SDR應用，通常有至少一個類比的上調變與下調變步驟。很明顯可看出，A/D與D/A轉換器是SDR系統的關鍵元件。轉換器的速度與解析度，決定了轉換步驟所需的類比頻率。轉換器須具備足夠的解析度(bits)來產生或擷取調變資料，較複雜的調變格式，須搭配解析度較高的轉換器。轉換器的速度限制了產生或採樣訊號頻率的最大值。隨著轉換器技術持續演進，新產品能支援愈來愈高的解析度與頻率。
SDR的另一項重要元素是數位訊號處理技術(DSP)，因為它執行許多以往由類比電路所負責的功能，包括頻率轉換、調變、解調、以及濾波等。數位訊號處理技術的效能也勝過類比方案，因為能支援許多功能，像是波型預先失真( waveform predistortion)與抽取(decimation)。傳送信號波型的預先失真，須考量類比電路已知的非線性特質，並修改基頻信號波型以進行補償，產生品質較好的調變後信號。
有三種基本方法，可用來建構數位訊號處理元件。第一種方法是運用一般的運算資源，由軟體執行信號處理的作業，像是PC裡的各種資源。第二種方法是定義運用邏輯電路來執行信號處理，然後將此電路寫入可編程邏輯閘陣列(FPGA)。第三種方法是使用可編程的硬體元件，用來建置數位訊號處理所需的各種功能。這類元件包括數位訊號處理器(DSP)、數位上調變(DUC : digital up-conversion)、與數位下調變(DDC: digital down-conversion)元件。
以上三種方法都能達成SDR的主要目標：提供高彈性的系統。但考慮到SDR的另一主要目標，也就是降低成本，我們必須考慮研發與單位成本。解決方案的成本各有高低，主要受到系統即時頻寬需求所影響。較大的頻寬需要更高的處理性能，讓成本隨之攀高。但對於效能需求中等的系統而言，FPGA是最昂貴的解決方案，而DSP的成本最為低廉。
對於所有通訊系統而言，頻率產生是關鍵項目之一。直接數位合成(Direct digital synthesis - DDS)技術是運用D/A轉換器，以極精準的頻率產生正弦波。直接數位合成(DDS)技術能以低廉的成本，進行極高頻率的轉換。半導體技術的演進，也促成DDS技術快速發展。現今的DDS元件能產生頻率可達數百萬赫茲的正弦波，達到微赫茲的解析度。
對於各種需要低成本、高彈性的應用，SDR愈來愈受歡迎，包括像軍事通訊系統、多功能手機基地台等。這些應用具有以下共同的特性:
* 能配合高彈性的需求
* 能支援較低的產量
* 能支援高複雜度
當採用SDR技術的應用，測試儀器具有許多特色。測試儀器通常非常複雜，因為必須支援極高的效能，以便量測各種尖端系統。相較於像是手機或基地台，測試儀器的數量屬於低至中等數目。彈性向來是測試儀器的一項重要特性，尤其是在通訊領域。
通訊領域的測試儀器，在技術與成本方面的主要需求包括: 較寬的調變與解調變頻寬、較寬的動態範圍、以及高速傳輸流量。
數位通訊系統在最近幾年快速變遷，尤其是在調變格式部份。新的標準，意謂著像是信號源等測試儀器，必須能夠產生新的調變波型，信號分析儀器必須能針對這些信號進行解調變與分析。各種標準的關鍵效能參數通常都不盡相同，因此通常需要新的分析程序。
這些挑戰，促使測試儀器必須能快速升級，並且能輕易支援新的調變標準，而不是強迫使用客戶更換設備。從成本與上市時程的角度而言，升級能力是絕對必要的功能。通訊系統與元件製造商，無法等待新一代測試設備冗長的開發週期。在研發的過程中，通訊標準也會經常改變，業者必須修改信號產生與分析的程序。
這些需求，促使SDR成為測試儀器爭相採用的技術。SDR在成本與效能之間的取捨原則，也同樣適用於測試儀器。第一代SDR測試儀器大多使用軟體處理或FPGA的設計。然而各種數位訊號處理元件的演進，包括DSP與DDC/DUC在內，讓元件具備充裕的效能，讓這種設計模式同樣適用於測試儀器。這項模式為測試設備，在成本與效能之間提供最佳的平衡點。
測試儀器採用各種SDR技術，為設備製造商與其顧客帶來許多優勢:
* 輕易升級至各種新通訊標準。信號產生與分析大多由程式來執行，這些程式可寫入到數位訊號處理器中。有新標準制訂出來時，業者可輕易開發新的DSP程式來支援各種新功能，並透過韌體升級的方式，傳送給現有儀器的用戶。
* 更快的頻率切換與信號分析功能，帶來更快的處理速度。高頻寬的A/D轉換器與高速DSP元件，能以極高的效率處理大量的快速傅立葉轉換作業。例如，在分佈範圍廣與解析度頻寬較窄的測試需求條件下，一個採用DSP的分析器能提供比傳統頻譜分析器高出數倍的量測速度。數位訊號分析技術，其頻率切換速度遠勝過傳統的處理模式。高速頻率切換能提昇信號產生與信號分析的作業流量。
* 加快測試儀器的上市時程 測試設備製造商可利用各種市面上輕易購得的尖端數位訊號處理元件，達到精密儀器等級的效能。這種方法能大幅減少測試儀器所需的開發資源。此外，基本的數位處理設計，可應用在不同的儀器，大幅降低開發成本。如圖2所示，Keithley Instruments公司Model 2810 Vector Signal Analyzer 與Model 2910 Vector Signal Generator的數位架構。兩款儀器使用相同的數位處理設計。
照以往的經驗來看，通訊標準會持續不斷地演進。通訊系統與元件製造商面對測試成本的壓力，將促使測試設備廠商必須提供效能更高且更低成本的儀器。SDR技術與高階信號處理元件，能為測試設備製造商帶來許多寶貴的工具，來因應這些需求。
