軟件無線電已“調(diào)準頻道”
軟件無線電已“調(diào)準頻道”
Software-defined radio tunes in
David Marsh, Contributing Technical Editor
SDR（software-defined radio軟件無線電）盡管直到前不久還是一項代價昂貴的R&D 工作,卻最終還是破殼而出。過去的幾個月中,各公司發(fā)布了大量的產(chǎn)品：各種專用的集成電路紛紛推出,第一種軟件驅(qū)動的無線電得到FCC（美國聯(lián)邦通信委員會）的批準。美國的軍方對此懷有濃厚的興趣,已經(jīng)專門撥出多達250億美元的預(yù)算,以JTRS（聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)）計劃來推進SDR的開發(fā)。它的目標是支持在2MHz到55GHz之間的大約33種波形特征（其中的一種還在一個平臺上包括了某些蜂窩電話標準）。美國國防部,正在與加拿大、日本、瑞典和英國的各機構(gòu)一道合作,以促進這項研發(fā)。在更為廣闊的商業(yè)世界中,該技術(shù)也同樣意味著通過一個普適的、可編程的硬件平臺的采用來保證運營商成本的降低和服務(wù)提供方面靈活性的提升。那么,在這個巨大標題的背后隱藏的真實故事是什么？在一個傳統(tǒng)上采用模擬硬件來解決問題的技術(shù)中使用軟件解決方案,設(shè)計者多久就可以從中獲益？
首先,是什么使得SDR迥異于如今承載了大多數(shù)移動電話業(yè)務(wù)的常規(guī)通信技術(shù)（如CDMA和GSM）？CDMA和GSM系統(tǒng)廣泛利用可編程的硬件來實現(xiàn)從基站鏈路一直到基帶處理的各項任務(wù)。FCC對SDR的定義簡單明了,能讓人放松警惕：“在軟件無線電中,以前由硬件單獨完成的功能,如發(fā)射信號的產(chǎn)生以及接收信號的調(diào)諧和檢波,現(xiàn)在由控制高速信號處理器的軟件來實現(xiàn)�！�
類似的,SDR論壇把一個SDR裝置定義為其功能獨立于載波頻率、能在一系列傳輸協(xié)議環(huán)境中工作的裝置。從體系架構(gòu)的角度而言,這些定義是指可以完全在數(shù)字域上實現(xiàn)RF與基帶間上、下變頻的收發(fā)機,這一技術(shù)可以減少與發(fā)射信道功率放大器、接收通道低噪聲放大器的RF接口,而且最大限度減少了模擬濾波器。
圖1 理想的軟件無線電可以實現(xiàn)載波級速度的數(shù)據(jù)變換,而且完全在數(shù)字域中對信號進行操作
硬件通用性的本質(zhì)對軍事和商業(yè)運營商都具有吸引力,因為它可以讓運營商避免被綁定到任何一家系統(tǒng)供應(yīng)商上。關(guān)鍵之處就在于,采用SDR,則通過新軟件的載入就可以簡單地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的升級�？紤]到將一個2G網(wǎng)絡(luò)升級為3G網(wǎng)絡(luò)的開銷估計為10億美元,這一發(fā)展方向?qū)⒃谠O(shè)備采購方面實現(xiàn)巨大的節(jié)約,而且縮短以往的經(jīng)濟模式所要求的、為期10年的平均網(wǎng)絡(luò)壽命。此外,基站將能支持各種協(xié)議,從而實現(xiàn)以往無法兼容的各種網(wǎng)絡(luò)間的跨接。這樣的跨接將讓網(wǎng)絡(luò)和通信間的界線變得模糊,例如W－CDMA手機可以接入一個本地的WiMax基礎(chǔ)架構(gòu),以獲得寬帶數(shù)據(jù)接入服務(wù)。
如今,由于在硬件和軟件方面的巨大障礙,上述的遠大前景離實現(xiàn)還有一定距離。同時,業(yè)界的知情人士承認,SDR將隨DSP和轉(zhuǎn)換器IC、電源管理和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計方面的技術(shù)發(fā)展而發(fā)展。從軟件的角度來看,開發(fā)者希望采用一種共通的框架,這種框架將實現(xiàn)并提升可移植性。
SDR論壇預(yù)計,商業(yè)化的3G通信將在2008
