4G技术再革新，SDR支援多种无线电频段

4G无线通讯涵盖的频段众多，且须向后相容3G/2G技术，造成网路设备与终端使用者装置极大的设计挑战，因此相关产品开发商已开始利用软体定义无线电(SDR)技术简化硬体配置，并提高支援各种无线电频段的弹性，以加快多频多模产品开发时程。

由于行动装置的普及，终端消费者往往身上同时配备多台行动装置，而这些也都成为现代人必备的生活必需品。这些装置的增加，亦造就使用者对于通讯流量的需求不断的往大流量与大频宽增加，因而无线网路通讯也就由2G延续到3G，再往今日的4G延伸，而未来的5G规画也在各国间展开。

经由如此的脉络轨迹，可以发现面对不同的网路速度需求，提供服务的网路设备亦须不断的发展及更新，且最近几年的资料需求量爆炸性的成长，亦使设备开发工程师面临时程紧缩的压力。另一方面，对于提供通讯服务的营运商来说，快速的网路基础建置速度等同于大量的使用者加入，亦等同于良好的使用者经验及利润。

早在1990年代中期，北美地区就已开始发展软体定义无线电(SDR)，当时着重在2G的空中介面(Air Interface)，但是受限于技术因素，使用者端设备采取SDR开发的商业模式并不成功，因此将SDR应用在3G基地台设备上，也就成为此技术的发展方向，如此延续到4G基地台的开发上更加被重视。

传统上，建构一个无线电系统并非易事，它的设计大部分采用类比电路与元件，比如天线、振荡器、滤波器、讯号放大器、讯号调变及解调变器、多工/解多工器等。此外，采用类比元件的设计不仅造成售价昂贵，制造成本亦无法压低，往往也需要工程师不断的调整与测试，才能达到良好的运作方式。如此设计出来的无线系统，并无法提供设备在成品完成后的性能可调整或重组(Reconfigurable)能力，造成一旦有须要修改或是系统内部更新时，就必须重新设计与制造，此为影响设计成本最大的原因。

SDR的出现，是希望提供一个可调整或重组能力的无线电硬体解决方案，并利用软体来加以设定及配置，即可因应不同的使用需求、不同的无线电频段，提供不同的网路频宽、不同的无线装置所需的讯号调变及解调变功能等需求。

Joseph Mitola III教授于1992年所提出的软体无线电概念，也希望最终能够达到在软体无线电的系统架构里面的设备与系统，在不离线情况下，能够达成动态的调整与设定此系统上无线电讯号的处理模组与各种参数，以因应不同的需求。在目前长程演进计画(LTE)的基地台开发阶段上，同样希望以能够可调整或重组能力的元件，加速设备的开发时程，提高营运商的布建弹性。

SDR射频前端日新月异

自从SDR的想法被提出，相关的功能与运用就被不断地开发出来，众多厂商的产品都宣称具备SDR功能，这里就介绍主要的功能区块。

小型基地台(Small Cell)射频前端的SDR可以分为两个大架构，一个类比射频讯号的模组，与一个基频讯号处理的区块。目前有许多的厂家推出各自的SDR模组设计，并提供一个测试环境给工程师快速的参考使用，增加自家晶片的市场占有率，同时也会推广到开放硬体与软体论坛，让更多人可以实际的测试使用，而这些公开的资讯也能够用来了解SDR的设计架构，以及Small Cell应用上的情况。

由于射频前端的无线电模组积体电路不断演进，早期分离式元件组成的射频收发器讯号电路，于2000年后已有模组化的方案出现，可以提供制造输出低功率的小型无线电设备厂商使用。此时类比元件，如类比/数位讯号转换器与讯号调变及解调变器、还有多工/解多工器等都已整合模组化，使得用于制作前端射频模组的线路复杂度降低许多。但是要制作多频多模的产品时，设备商使用的仍然是硬体定义无线电(HDR)，利用多层的硬体线路来达成多频多模的系统需求。

小型基地台开发商制作多频多模产品时，若采用分离式射频收发器讯号链模组化方案的电路，制作上仍然会导致产品设计时间冗长，且垫高生产成本。所以就有厂商开发出整合型射频收发器，期望能协助开发厂商简化产品设计，并缩减整体物料清单(BOM)成本。

对于希望能够透过同一套硬体平台，弹性支援各种行动通讯射频技术的SDR，在基频讯号处理上是以数位讯号处理器(DSP)与现场可编程闸阵列(FPGA)为主。

SDR基频讯号处理　DSP/FPGA巧妙各有不同

FPGA和DSP各自适合不同用途，其中采用DSP主要用来实作通讯协定中的讯号处理演算法，提供可进行最佳化的硬体平台；而FPGA的用途则大都做为胶合逻辑(Glue Logic)来串接链路。射频前端设计架构上，主要系以整合型射频收发器晶片外加DSP；或以整合型射频收发器晶片，外加上DSP-FPGA晶片架构最为