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軟件無線電：未來無線設(shè)備的DNA

云知道


大唐移動通信設(shè)備有限公司首席科學(xué)家 李世鶴
通過近20年的發(fā)展 ， 移動通信已成為通信領(lǐng)域最活躍、市場份額最高的產(chǎn)業(yè) ， 也成為國際上市場競爭最激烈的部分 。但是 ， 按著傳統(tǒng)的思路的產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)方式 ， 已表現(xiàn)出不少問題 ， 譬如：產(chǎn)品是針對特定的標(biāo)準(zhǔn)中一個版本來開發(fā)和制造的 。當(dāng)新技術(shù)出現(xiàn)或版本升級或提供新業(yè)務(wù)時(shí) ， 只能開發(fā)新的專用芯片 ， 制造新一代的設(shè)備 。其結(jié)果不是限制了新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的使用 ， 就是給制造商、運(yùn)營商帶來更大的投資風(fēng)險(xiǎn) ， 給用戶帶來諸多不便 。同時(shí) ， 由于各國的經(jīng)濟(jì)利益 ， 全球標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一 ， 又難以實(shí)現(xiàn) 。標(biāo)準(zhǔn)的種類在不斷增加 。造成頻率分配、治理更為困難 ， 需要的頻率資源增加 ， 多頻多模手持機(jī)制造困難 ， 成本增加 。
面對此問題 ， 國際上已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究 。大部分專家認(rèn)為 ， “軟件定義無線電”(Software Defined Radio ， 簡稱SDR)將是一個解決全球無線通信需求的方案 。它將成為未來無線通信設(shè)備設(shè)計(jì)的核心所在 。
SDR的定義和要求
SDR是一個系統(tǒng)的體系概念 。SDR的無線通信設(shè)備考慮的是一個系統(tǒng) ， 它必須具有可重新編程和可重構(gòu)的能力 ， 使此設(shè)備可以使用于多種模式(標(biāo)準(zhǔn))、多個頻帶和多種功能 。它不僅僅使用如軟件無線電中的可編程器件來實(shí)現(xiàn)基帶數(shù)字信號處理 ， 還將對射頻及中頻的模擬電路進(jìn)行編程和重構(gòu) 。SDR將是無線通信領(lǐng)域內(nèi)一個革命性的概念 。
目前人們對使用SDR的無線通信系統(tǒng)或設(shè)備 ， 提出了許多要求 。
SDR設(shè)備可以被快速、簡便地重新編程及重新設(shè)定 ， 以支持任意傳輸形式的應(yīng)用和在任何頻率上的傳輸或接收 。重新編程及重新設(shè)定能力可實(shí)現(xiàn)用同一設(shè)備支持不同蜂窩技術(shù)、個人通信系統(tǒng)和其他無線業(yè)務(wù)在世界范圍內(nèi)使用 。
采用SDR設(shè)備 ， 用戶不但可以支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)并且可以支持新業(yè)務(wù)；空中下載軟件的概念可以保證用戶可獲得最新的業(yè)務(wù)服務(wù) 。SDR能更好地體現(xiàn)“互操作性”這一概念 ， 以支持多頻段及多標(biāo)準(zhǔn)工作的無線通信系統(tǒng) 。SDR能使無線運(yùn)營商在基本不更換基站硬件的條件下 ， 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的版本更新、標(biāo)準(zhǔn)更新及升級換代 。
SDR還可提高頻譜利用率和頻率共享 ， 讓設(shè)備靈活地接入到新頻段；SDR設(shè)備具有“智能”功能 ， 它可以監(jiān)測其他設(shè)備使用的頻譜 ， 并在空閑頻段上進(jìn)行傳輸；SDR大大降低了頻率分配的困難和頻率分配的風(fēng)險(xiǎn) 。
總地說來 ， SDR是一個全新的 ， 實(shí)現(xiàn)未來移動通信設(shè)備的概念和體系結(jié)構(gòu) 。它本身并不是一種孤立的技術(shù) ， 而是為所有新技術(shù)使用的公共平臺 。
讓各方均受益
使用SDR概念來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)下一代的無線通信系統(tǒng)和設(shè)備 ， 與傳統(tǒng)的產(chǎn)品和設(shè)備相比較 ， 具有明顯的優(yōu)勢 。它將使得從技術(shù)研究開發(fā) ， 到設(shè)備制造商、電信運(yùn)營商 ， 再到每個無線通信最終用戶都受益 。
首先 ， 對技術(shù)和產(chǎn)品的研究開發(fā)而言 ， 傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)只對單一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā) ， 從標(biāo)準(zhǔn)相對穩(wěn)定到設(shè)計(jì)和開發(fā)專用芯片 ， 再到產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是一個以年為單位的過程 ， 開發(fā)周期長、開發(fā)成本高 。上述情況導(dǎo)致在標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)程中 ， 大多數(shù)新技術(shù)不能被應(yīng)用 ， 限制了新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 ， 導(dǎo)致商用產(chǎn)品和當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的巨大差異 。
SDR將提供一個新概念和通用無線通信平臺 ， 在此平臺上 ， 可能基于軟件來實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)和使用新技術(shù) ， 大大降低了開發(fā)成本和周期 ， 使產(chǎn)品能跟上技術(shù)發(fā)展的水平 。未來的新業(yè)務(wù)將由用戶來開發(fā) ， 只有使用SDR的概念 ， 才可能讓用戶像使用PC一樣 ， 用SDR設(shè)備去開發(fā)所需的新業(yè)務(wù) 。

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