软件无线电（SDR）即将粉墨登场
时间：10-02
整理：3721RD
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长期以来，工程师们无法实现软件无线电的一致性、可靠性以及高成本效益，从而阻碍了其发展。现在，随着全世界运营商开始准备部署软件无线电，这项技术正从实验室走向实施阶段，尽管仍有一些棘手的技术问题尚有待解决。从各个波形所要求的天线和基带处理，到快速部署所需要的开发环境，这些复杂性的问题要求业界不断进行重大创新。
“软件定义无线电不再是一个概念，它已经变成现实。”MidTex Cellular公司的合伙人Toney Prather在加州阿纳海姆城市举行的SDR会议上宣称。Prather指出，SDR技术使他们可以用更低的成本、更有效地开展新服务。例如，该公司借助Vanu、惠普和ADC等公司的设备，拥有了同大牌运营商竞争的新能力。
“SDR节省的最大开支来自于升级和维护。”他再次强调了这个长久以来关于SDR的论调，“现在，我们有2,800名用户在使用它，占用户总数的20%。”合计起来，这些用户占该运营商通信量的30%。
收发器解决灵活RF前端问题
Prather进一步指出，SDR对这些用户而言也许不意味着什么，因为他们可能不知道或根本不关心所接受的蜂窝服务是靠什么提供的。然而，对于MidTex和许多先期投资SDR的小型或大型运营商而言，利用单一的、相对低成本的基站来覆盖所有本地频带，而且基站自身可以进行远程升级，这种能力是无线行业长期以来一直追逐的理想。
低廉的升级费用
成本优势论很难令人反驳。与单价数十万美元并需要不断升级和更新的大型基站不同，Prather介绍说，由ADC、Vanu和惠普提供的系统，价格仅是前者的一小部分，而且只需几百美元每两年就可以升级一次。
SDR技术已经酝酿了很长时间并走了许多弯路。该技术一直被认为只适合军事应用，因为它要求对各种基带信号进行高端处理，需要可以适应所有潜在频段的灵活RF前端，还需要一个可供学术界、研究人员和设计者进行技术创新的开发环境。
也就是说，SDR面前的障碍正在迅速被瓦解。摩尔定律和创新软件已经开始结合，为基站提供所需的强大处理能力，以便在GSM、CDMA、Edge、WCDMA及其派生标准(HSDPA/HSUPA)之间进行切换。虽然FPGA、ASIC和通用处理器的组合将继续是前沿的解决方案，但像英国picoChip等公司已经开发出创新的可重配置处理架构(及配套的开发工具)来适应必需的处理能力要求。
这样的架构依赖于以多内核或处理单元为中心的先进设计。然而，SDR可以通过更简单的方法得以实现。Vanu公司断言：SDR可以通过使用传统的通用处理器得以实现。鉴于其开发努力所具有的重要意义，Vanu公司在SDR论坛上赢得了行业成就奖。
可编程问题
同时，传统的FPGA/DSP/ASIC技术仍在继续发展。在SDR会议的一个主题演讲中，Altera 公司负责系统工程的高级副总裁Misha Burich指出，随着ASIC开发成本呈指数上升，以及可编程器件的成本和功耗不断下降，电子行业已经离不开可编程技术。
“可编程意味着，对于某项可用于多行业的技术，我们只需要进行一次投资。”他说。然而，在与FPGA组合起来进行设计时，通用处理器和结构化ASIC依然存在很多问题。
“我们需要使用更高的抽象水平。”Burich表示，他的意思是指C和C++。尽管他对这些语言是否适合“广泛存在的分布式计算应用”表示怀疑，但Burich在一些他称之为“从C语言到门电路”的公司以及他们的工具中找到了希望，这些公司包括Celoxica公司及其SystemC、明导资讯及其C语言变体Catapult C等。
Vanu的Chapin：SDR可以通过标准处理器实现。
基带处理技术正在继续快速发展，与此同时，RF前端链需要在各种不同的频段之间灵活地跳跃。该技术是如此的重要，以至于参加会议的每一位风险投资家，都将合适的RF技术视为成功推出SDR的一个主要必备条件。
“频率的灵活对前端而言非常重要。”位于弗吉尼亚州的InQTel公司的Jim Smith说，“800MHz到2.45GHz覆盖了我们感兴趣的大部分频段。”
除了创新的基带架构外，与会者还指出了使SDR成为主流所需的其它一些关键技术，包括显示器、电池、智能天线、超宽带和通过认知无线电实现的频谱共享概念。
新兴的BitWave半导体公司是致力于解决RF前端问题的公司之一，并将目光集中于开发一种运行范围可以从Wi-Fi到HSDPA的灵活RF前端。该公司宣布开发出一种数字可调架构，在不牺牲功耗、成本或空间的前提下，可适应所有那些标准。
以前也曾有公司发表过这样的声明，其中最值得一提的是由enVia技术伙伴公司的经营合伙人Mark Cummings创建的Rfco公司。两年前，该公司突然在这个领域现身，并宣布已经开发出一种具有类似能力的架构，但该公司在去年早些时候破产了。
同时，BitWave公司宣布已经开发出一种基于传统无线电架构的CMOS收发器，但是它可以数字化控制信号链中每个元件、甚至晶体管级的参数。“从1700MHz到4.2GHz，我们可以在软件中改变单个元件的特性。”该公司的协创人兼CEO Doug Shute介绍。虽然Shute无法详细描述BitWare公司是如何动态控制每个元件的，但是他透露这种基于联华电子公司(UMC)0.13微米CMOS工艺的收发器，可以在近零架构(near-zero)和直接转换架构之间切换，并可以把RF作为输入信号，然后将I和Q信号提供给基带处理器。
“问题在于，他们是否可以在低功耗且不扩大占位的情况下实现它?”enVia公司的Cummings提出疑问。Shute的回答是肯定的，并指出像低噪声放大器这样的元件完全可以进行重新设计以缩小占位，从而为板上的8051微控制器(可对每个元件进行“调节”)等器件腾出空间。他说，同现有的对各个模式逐个进行设计而得到的器件相比，该收发器的功耗降低了10%到20%，并将满足或超过各种模式(包括Wi-Fi、GSM或WiMAX)的规范要求，而且尺寸会小于双频段GSM芯片。
MidTex的Prather：SDR可以为运营商节约更多成本。
Shute说，使用基于这种RF灵活收发器的手机的移动虚拟网络运营商能区别于现在已用尽频谱的传统运营商。
工具何处寻找?
虽然硬件正在快速发展，但目前真正能支持在不同平台之间切换波形的工具却滞后了。许多公司把它们的希望寄托在目前处于2.2版阶段的软件通讯架构(SCA)上。不过，受到美国国防部高级研究计划署(DARPA)联合作战无线电系统(JTRS)项目的赞助，作为未来无线电的可选择平台而开发的SCA已经陷入僵局。“版本3.0属于战略上的暂停。”Harris公司RF通讯软件和安全产品工程部的主管Mark Turner如是说。据了解该技术的人士透露，暂停的原因主要源于JTRS的重组。
而这导致2.2版本缺乏允许在多平台和多系统上进行快速开发所需要的应用编程接口(API)。 “我们在应用API时需要一种统一的方法。” Turner表示，“我们缺少依靠传统的DSP或FPGA架构进行SDR波形开发的标准化工具。”
为了加快SCA前进的步伐，位于加拿大安大略通讯研究中心(CRC)的SDR项目负责人Steve Bernier表示，SDR论坛将向JTRS建议由它来接管SCA的开发。
虽然人们把SCA看作SDR发展的最后阶段并努力推进它，但它并非完美无缺。弗吉尼亚技术学院电气和计算机工程系的教授Jeff Reed认为，SCA的一个弱点是它依赖于处理密集型的Corba内核。但是CRC的Bernier却认为，这个假设的缺陷有些言过其实。“我们可以对基于Corba的设计进行优化，以便于在SCA元件之间实现初始连接，然后再取消。”他说，“相对于标准的100微秒，我们可以在10微秒时间内实现元件之间的切换。”
CRC同Green Hills软件公司以及Object接口系统公司结成伙伴同盟，共同开发一个Green Hills公司在前不久发布的完整SDR开发环境。“设计者需要某家公司能够提供所有的组件，我们做到了。”Green Hills 公司的业务开发主管Dan Mender表示。
“软件定义无线电不再是一个概念，它已经变成现实。”MidTex Cellular公司的合伙人Toney Prather在加州阿纳海姆城市举行的SDR会议上宣称。Prather指出，SDR技术使他们可以用更低的成本、更有效地开展新服务。例如，该公司借助Vanu、惠普和ADC等公司的设备，拥有了同大牌运营商竞争的新能力。
“SDR节省的最大开支来自于升级和维护。”他再次强调了这个长久以来关于SDR的论调，“现在，我们有2,800名用户在使用它，占用户总数的20%。”合计起来，这些用户占该运营商通信量的30%。
收发器解决灵活RF前端问题
Prather进一步指出，SDR对这些用户而言也许不意味着什么，因为他们可能不知道或根本不关心所接受的蜂窝服务是靠什么提供的。然而，对于MidTex和许多先期投资SDR的小型或大型运营商而言，利用单一的、相对低成本的基站来覆盖所有本地频带，而且基站自身可以进行远程升级，这种能力是无线行业长期以来一直追逐的理想。
低廉的升级费用
成本优势论很难令人反驳。与单价数十万美元并需要不断升级和更新的大型基站不同，Prather介绍说，由ADC、Vanu和惠普提供的系统，价格仅是前者的一小部分，而且只需几百美元每两年就可以升级一次。
SDR技术已经酝酿了很长时间并走了许多弯路。该技术一直被认为只适合军事应用，因为它要求对各种基带信号进行高端处理，需要可以适应所有潜在频段的灵活RF前端，还需要一个可供学术界、研究人员和设计者进行技术创新的开发环境。
也就是说，SDR面前的障碍正在迅速被瓦解。摩尔定律和创新软件已经开始结合，为基站提供所需的强大处理能力，以便在GSM、CDMA、Edge、WCDMA及其派生标准(HSDPA/HSUPA)之间进行切换。虽然FPGA、ASIC和通用处理器的组合将继续是前沿的解决方案，但像英国picoChip等公司已经开发出创新的可重配置处理架构(及配套的开发工具)来适应必需的处理能力要求。
这样的架构依赖于以多内核或处理单元为中心的先进设计。然而，SDR可以通过更简单的方法得以实现。Vanu公司断言：SDR可以通过使用传统的通用处理器得以实现。鉴于其开发努力所具有的重要意义，Vanu公司在SDR论坛上赢得了行业成就奖。
可编程问题
同时，传统的FPGA/DSP/ASIC技术仍在继续发展。在SDR会议的一个主题演讲中，Altera 公司负责系统工程的高级副总裁Misha Burich指出，随着ASIC开发成本呈指数上升，以及可编程器件的成本和功耗不断下降，电子行业已经离不开可编程技术。
“可编程意味着，对于某项可用于多行业的技术，我们只需要进行一次投资。”他说。然而，在与FPGA组合起来进行设计时，通用处理器和结构化ASIC依然存在很多问题。
“我们需要使用更高的抽象水平。”Burich表示，他的意思是指C和C++。尽管他对这些语言是否适合“广泛存在的分布式计算应用”表示怀疑，但Burich在一些他称之为“从C语言到门电路”的公司以及他们的工具中找到了希望，这些公司包括Celoxica公司及其SystemC、明导资讯及其C语言变体Catapult C等。
Vanu的Chapin：SDR可以通过标准处理器实现。
基带处理技术正在继续快速发展，与此同时，RF前端链需要在各种不同的频段之间灵活地跳跃。该技术是如此的重要，以至于参加会议的每一位风险投资家，都将合适的RF技术视为成功推出SDR的一个主要必备条件。
“频率的灵活对前端而言非常重要。”位于弗吉尼亚州的InQTel公司的Jim Smith说，“800MHz到2.45GHz覆盖了我们感兴趣的大部分频段。”
除了创新的基带架构外，与会者还指出了使SDR成为主流所需的其它一些关键技术，包括显示器、电池、智能天线、超宽带和通过认知无线电实现的频谱共享概念。
新兴的BitWave半导体公司是致力于解决RF前端问题的公司之一，并将目光集中于开发一种运行范围可以从Wi-Fi到HSDPA的灵活RF前端。该公司宣布开发出一种数字可调架构，在不牺牲功耗、成本或空间的前提下，可适应所有那些标准。
以前也曾有公司发表过这样的声明，其中最值得一提的是由enVia技术伙伴公司的经营合伙人Mark Cummings创建的Rfco公司。两年前，该公司突然在这个领域现身，并宣布已经开发出一种具有类似能力的架构，但该公司在去年早些时候破产了。
同时，BitWave公司宣布已经开发出一种基于传统无线电架构的CMOS收发器，但是它可以数字化控制信号链中每个元件、甚至晶体管级的参数。“从1700MHz到4.2GHz，我们可以在软件中改变单个元件的特性。”该公司的协创人兼CEO Doug Shute介绍。虽然Shute无法详细描述BitWare公司是如何动态控制每个元件的，但是他透露这种基于联华电子公司(UMC)0.13微米CMOS工艺的收发器，可以在近零架构(near-zero)和直接转换架构之间切换，并可以把RF作为输入信号，然后将I和Q信号提供给基带处理器。
“问题在于，他们是否可以在低功耗且不扩大占位的情况下实现它?”enVia公司的Cummings提出疑问。Shute的回答是肯定的，并指出像低噪声放大器这样的元件完全可以进行重新设计以缩小占位，从而为板上的8051微控制器(可对每个元件进行“调节”)等器件腾出空间。他说，同现有的对各个模式逐个进行设计而得到的器件相比，该收发器的功耗降低了10%到20%，并将满足或超过各种模式(包括Wi-Fi、GSM或WiMAX)的规范要求，而且尺寸会小于双频段GSM芯片。
MidTex的Prather：SDR可以为运营商节约更多成本。
Shute说，使用基于这种RF灵活收发器的手机的移动虚拟网络运营商能区别于现在已用尽频谱的传统运营商。
工具何处寻找?
虽然硬件正在快速发展，但目前真正能支持在不同平台之间切换波形的工具却滞后了。许多公司把它们的希望寄托在目前处于2.2版阶段的软件通讯架构(SCA)上。不过，受到美国国防部高级研究计划署(DARPA)联合作战无线电系统(JTRS)项目的赞助，作为未来无线电的可选择平台而开发的SCA已经陷入僵局。“版本3.0属于战略上的暂停。”Harris公司RF通讯软件和安全产品工程部的主管Mark Turner如是说。据了解该技术的人士透露，暂停的原因主要源于JTRS的重组。
而这导致2.2版本缺乏允许在多平台和多系统上进行快速开发所需要的应用编程接口(API)。 “我们在应用API时需要一种统一的方法。” Turner表示，“我们缺少依靠传统的DSP或FPGA架构进行SDR波形开发的标准化工具。”
为了加快SCA前进的步伐，位于加拿大安大略通讯研究中心(CRC)的SDR项目负责人Steve Bernier表示，SDR论坛将向JTRS建议由它来接管SCA的开发。
虽然人们把SCA看作SDR发展的最后阶段并努力推进它，但它并非完美无缺。弗吉尼亚技术学院电气和计算机工程系的教授Jeff Reed认为，SCA的一个弱点是它依赖于处理密集型的Corba内核。但是CRC的Bernier却认为，这个假设的缺陷有些言过其实。“我们可以对基于Corba的设计进行优化，以便于在SCA元件之间实现初始连接，然后再取消。”他说，“相对于标准的100微秒，我们可以在10微秒时间内实现元件之间的切换。”
CRC同Green Hills软件公司以及Object接口系统公司结成伙伴同盟，共同开发一个Green Hills公司在前不久发布的完整SDR开发环境。“设计者需要某家公司能够提供所有的组件，我们做到了。”Green Hills 公司的业务开发主管Dan Mender表示。
顶支持你
数字电路软件化了，只有模拟/射频还在坚守最后一片阵地。
老兄的话很有用。
hai keyi！
科技的進步真是神速...
Great info.... useful...
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