SDR有望成为开放无线电吗？

义基带也有解决方案--足以支持系统规划人员灵活的处理设计投入和功能范围的关系。而收发器问题仍然很关键：如果每一个要覆盖的频带都需要单独的RF信号链，那就无法实现低成本。

理想情况下，天线和基带接口之间两个方向的整条信号通路带宽非常大，在整个范围内也是线性的，那么，设计人员只需要设置本地振荡器驱动合成器，调节几个RF滤波器参数，获得所需的选择功能，就可以选择要覆盖的任意窗口。这虽然还没有实现，但是也不远了。

Bushehri 仿真了必须要考虑的关键信号通路组件(图2)。在发送侧，有基带数模转换器(DAC)、增益可调放大器(VGA)、可调低通滤波器、辅助锁相环(PLL) 和本地振荡器合成宽带功能，以及第二个VGA、PA、天线开关等。对于大部分调制方法，合成器的所有组成都必须是同样复制的：一条通路用于同相(I)，一 条通路用于正交(Q)信号。在接收通路上，天线开关后面是RF滤波器、LNA、合成器组件，然后是包括了VGA的I和Q通路、低通滤波器，以及ADC。

在用途不变的设计中，会围绕设计目的来优化这些通路的每一单元。您同样也可以对SDR进行优化，旨在使其能够应用在密切相关的频率和调制方案中。但是一个开放SDR设计要适应任何应用环境，对RF硬件提出了很高的要求。

Bushehri 说，好在CMOS RF工艺不断进步，数字辅助模拟和RF设计越来越成熟，逐渐能够满足这些要求。他指出，例如最近发布的Lime器件--LMS7002M现场可编程RF收 发器IC。该器件是65 nm RF CMOS芯片，为2 x 2多输入多输出(MIMO)软件定义收发器提供大部分50MHz至3.8 GHz信号通路 (图1)。

图1. 新的现场可配置RF/基带收发器IC支持对载波频率、带宽和滤波器特征参数进行在电路设置。

对每一个模块的需求是明确的。PLL、合成器、RF VGA和LNA必须在整个3.75 GHz频带内保持平坦和低噪声，必须有足够的线性度来支持包括多载波工作在内的使用模型。Bushehri认为，"电路设计非常难"。一方面，即使采用先 进的工艺技术，有很好的设计技巧，也无法实现一个宽带组件。芯片使用多个压控振荡器来覆盖频率范围，而发送和接收分别只有一个PLL 。

工 作在基带频率的收发器设计部分也同样非常重要。为支持Lime能够达到的应用范围，片内基带模块--转换器、VGA和可编程滤波器，必须支持从100 kHz至108 MHz的带宽范围。这对于可编程低通滤波器和12位数据转换器并非可有可无，特别是您增加了低功耗需求的情况。

一 些其他应用场景也扩展了芯片范围。可以旁路大部分功能模块，因此，设计人员如果需要可以替换更专用的外部组件。Lime还在基带通路的数字端集成了乘法累 加器模块，从基带数字硬件中卸载高性能数字滤波器。芯片包括集成8051 MCU内核，在控制软件和内部寄存器之间实现抽象功能。

外部组件

宽带可编程收发器解决了很多设计难题。但是还有RF天线滤波器、开关和PA等未解决的问题。对 于这些，最明显的问题是PA。但是Bushehri说，有商用宽带PA符合收发器的带宽要求，或者对于更特殊的应用，芯片提供了多路驱动输出，因此，用户 可以把多个PA调整连接到不同的频带。

还有能够达到3.8 GHz的天线开关，其插入损耗和隔离度指标都符合要求。这样，用户面临的主要难题是通过可调RF滤波器获得所需的接收器选择功能。

可编程基带处理器和DSP加速功能，可编程RF信号通路，仔细的选择外部组件，这些因素组合起来能够以合理的成本，在较小的电路板上实现非常灵活的SDR。这为系统开发人员带来了很多他们感兴趣的机会。

至少，技术进步使得生产商能够通过一个硬件设计，提供几种型号产品服务于很多无线市场，在各类IoT中。他们更感兴趣的是，系统开发人员可以开发一个机箱--微微小区或者空白收发器，迅速对其初始化，适应各种已知的现场环境。

另一方面，技术不断进步，认知无线电完成所有功能 - 能够扫描、解释并响应宽谱信号，发展中国家的应急响应系统和服务提供商也用得起认知无线电，这些国家可能完全没有基础设施，资源非常昂贵，但是要求远程位置服务。这类功能可能会从根本上改变发展中国家的游戏规则。

而且，较低的价格点也将为认知无线电打开广阔的发烧友市场。这不但使设计人员更熟悉概念，还会促进从业余无线电直至嵌入式计算和机器人等开放系统的创新，改进已有的技术。认知无线电开放社区虽然才刚刚兴起，但是潜力巨大。