SDR--未來無線通信設備的基本概念
3 SDR所帶來的優(yōu)勢
使用SDR概念來設計和實現下一代的無線通信系統和設備,與傳統的產品和設備相比較,具有明顯的優(yōu)勢。它將使得從技術研究開發(fā),到設備制造商,到電信運營商,到每個無線通信最終用戶都受益。
3.1 對技術和產品的研究開發(fā)
傳統的無線通信系統只對單一的標準進行產品開發(fā),從標準相對穩(wěn)定到設計和開發(fā)專用芯片,再到產品設計和實現是一個以年為單位的過程,開發(fā)周期長,開發(fā)成本高。上述情況導致在標準制定進程中,大多數新技術不能被應用,限制了新技術的發(fā)展和應用,導致商用產品和當時技術水平的巨大差異。
SDR將提供一個新概念和通用無線通信平臺,在此平臺上,可能基于軟件來實現新業(yè)務和使用新技術,大大降低了開發(fā)成本和周期,使產品能跟上技術發(fā)展的水平。
未來的新業(yè)務將由用戶來開發(fā),只有使用SDR的概念,才可能讓用戶像使用PC一樣,用SDR設備去開發(fā)所需的新業(yè)務。
3.2 對制造商
隨著技術的進步,目前無線通信產品的生命周期越來越短,因此針對單一產品線的投資風險很大。這要求移動通信設備制造商有強大的技術開發(fā)和技術支持能力,大大增加了產品成本。即便如此,任何在決策上,管理上,市場上的失敗都會導致投資的巨大損失。
SDR是基于產品的,基于SDR產品的生產將:
- 比傳統產品原材料成本低;
- 產品壽命長,意味著投資風險低;
- 由于它簡單化及標準化硬件使得產品容易生產。
因此,制造商生產基于SDR技術的產品,可得到遠大于生產傳統產品的效益。
3.3 運營商
移動通信網建設需要巨大投資,同時具有很大風險性。如我國現今一方面由于市場需求,GSM網絡迅速擴容,增加GPRS設備;另一方面又面臨第三代移動通信即將到來的時期,制定一個成功的投資戰(zhàn)略極為困難。在下階段又將考慮在第三代移動通信的多種標準中如何選擇,也有很大的投資風險。
而基于SDR技術的產品將為運營商帶來利益,它表現在:
- 比傳統產品成本低;
- 投資風險低,同一基站目前可以工作于GSM網絡,通過軟件升級可提供GPRS業(yè)務,再升級可工作于任何一個第三代移動通信標準;
- 真正意義上的平滑過渡使得系統設備的壽命延長;
- 為提供新業(yè)務提供了靈活方便的硬件平臺。
顯然,SDR將給運營商帶來比傳統產品更多的利潤。
3.4 對最終用戶
基于SDR技術用戶的設備,則是要為用戶提供一個通用的終端設備平臺。它應當能支持多達5~8種國際上通用的標準,而且可以通過空間加載軟件技術達到用戶設備升級的目的。只有這樣,用戶才不需要關心他所在的地區(qū)和運營商的問題而實現真正意義的全世界漫游。用戶也才有可能獲得他所希望得到的新業(yè)務。
4 SDR技術所面臨的挑戰(zhàn)
目前,很多國際上的研究單位和公司都在關心和研究SDR技術。但不同公司對SDR技術的未來仍然有不同的看法:多數歐洲公司認為它將在2008年后廣泛使用,一些美國公司認為可能在2005年開始廣泛應用,而少數小規(guī)模的高技術公司則在為2002-2003年推出初期SDR無線通信產品(基站和用戶終端)而努力。到底SDR技術中有哪些挑戰(zhàn),有哪些關鍵技術問題,造成人們對此技術的廣泛應用前景有如此大的差異?本節(jié)中將對此作一個簡單分析。
4.1 體系和結構
SDR體系結構應具有如下特性:
- 靈活性:處理多模式、多頻帶、多標準等的可能性;
- 可升級性:必須兼容現有主要標準并有向未來可能考慮到的標準升級的能力;
- 可擴充性:有在設備功能、業(yè)務、容量等方面定量擴充的可能;
- 使用未來技術的可能性:此SDR設備應盡可能使用目前已在開發(fā),未來可能應用的新技術。
目前,人們認為SDR的體系結構是一個通用的硬件平臺。其構成應包括如圖1所示的各基本單元。下面,對其主要單元予以說明:
收發(fā)天線及饋線:為了使用智能天線技術,它們均應當是由多只天線單元組成的天線陣。其輻射圖形將由基帶數字信號處理來控制;
射頻發(fā)射機:由通用平臺和多只射頻發(fā)射機模塊組成。其工作頻率范圍應當足夠寬,并用數字頻率合成技術來設置。對每種標準應能多載波工作。此發(fā)射機還包括多只高功率放大器。所有發(fā)射機均應當具有高線性,可以用數字預失真等技術來解決自適應非線性補償等問題;
射頻接收機:由通用平臺和多只射頻接收機模塊組成。其工作頻率范圍應當足夠寬,并用數字頻率合成技術來設置。對每種標準應能多載波工作;
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