SDR--未來無線通信設(shè)備的基本概念

3 SDR所帶來的優(yōu)勢

　　使用SDR概念來設(shè)計和實現(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，到電信運(yùn)營商，到每個無線通信最終用戶都受益。

　　3.1 對技術(shù)和產(chǎn)品的研究開發(fā)

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)計和開發(fā)專用芯片，再到產(chǎn)品設(shè)計和實現(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)。

　　3.2 對制造商

　　隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前無線通信產(chǎn)品的生命周期越來越短，因此針對單一產(chǎn)品線的投資風(fēng)險很大。這要求移動通信設(shè)備制造商有強(qiáng)大的技術(shù)開發(fā)和技術(shù)支持能力，大大增加了產(chǎn)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(dǎo)致投資的巨大損失。

　　SDR是基于產(chǎn)品的，基于SDR產(chǎn)品的生產(chǎn)將：

　　- 比傳統(tǒng)產(chǎn)品原材料成本低；
　　- 產(chǎn)品壽命長，意味著投資風(fēng)險低；
　　- 由于它簡單化及標(biāo)準(zhǔn)化硬件使得產(chǎn)品容易生產(chǎn)。

　　因此，制造商生產(chǎn)基于SDR技術(shù)的產(chǎn)品，可得到遠(yuǎn)大于生產(chǎn)傳統(tǒng)產(chǎn)品的效益。

　　3.3 運(yùn)營商

　　移動通信網(wǎng)建設(shè)需要巨大投資，同時具有很大風(fēng)險性。如我國現(xiàn)今一方面由于市場需求，GSM網(wǎng)絡(luò)迅速擴(kuò)容，增加GPRS設(shè)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(biāo)準(zhǔn)中如何選擇，也有很大的投資風(fēng)險。

　　而基于SDR技術(shù)的產(chǎn)品將為運(yùn)營商帶來利益，它表現(xiàn)在：

　　- 比傳統(tǒng)產(chǎn)品成本低；
　　- 投資風(fēng)險低，同一基站目前可以工作于GSM網(wǎng)絡(luò)，通過軟件升級可提供GPRS業(yè)務(wù)，再升級可工作于任何一個第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)；
　　- 真正意義上的平滑過渡使得系統(tǒng)設(shè)備的壽命延長；
　　- 為提供新業(yè)務(wù)提供了靈活方便的硬件平臺。

　　顯然，SDR將給運(yùn)營商帶來比傳統(tǒng)產(chǎn)品更多的利潤。

　　3.4 對最終用戶

　　基于SDR技術(shù)用戶的設(shè)備，則是要為用戶提供一個通用的終端設(shè)備平臺。它應(yīng)當(dāng)能支持多達(dá)5~8種國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)，而且可以通過空間加載軟件技術(shù)達(dá)到用戶設(shè)備升級的目的。只有這樣，用戶才不需要關(guān)心他所在的地區(qū)和運(yùn)營商的問題而實現(xiàn)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(wù)。

4 SDR技術(shù)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(guān)心和研究SDR技術(shù)。但不同公司對SDR技術(shù)的未來仍然有不同的看法：多數(shù)歐洲公司認(rèn)為它將在2008年后廣泛使用，一些美國公司認(rèn)為可能在2005年開始廣泛應(yīng)用，而少數(shù)小規(guī)模的高技術(shù)公司則在為2002-2003年推出初期SDR無線通信產(chǎn)品(基站和用戶終端)而努力。到底SDR技術(shù)中有哪些挑戰(zhàn)，有哪些關(guān)鍵技術(shù)問題，造成人們對此技術(shù)的廣泛應(yīng)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(jié)構(gòu)

　　SDR體系結(jié)構(gòu)應(yīng)具有如下特性：

　　- 靈活性：處理多模式、多頻帶、多標(biāo)準(zhǔn)等的可能性；
　　- 可升級性：必須兼容現(xiàn)有主要標(biāo)準(zhǔn)并有向未來可能考慮到的標(biāo)準(zhǔn)升級的能力；
　　- 可擴(kuò)充性：有在設(shè)備功能、業(yè)務(wù)、容量等方面定量擴(kuò)充的可能；
　　- 使用未來技術(shù)的可能性：此SDR設(shè)備應(yīng)盡可能使用目前已在開發(fā)，未來可能應(yīng)用的新技術(shù)。

　　目前，人們認(rèn)為SDR的體系結(jié)構(gòu)是一個通用的硬件平臺。其構(gòu)成應(yīng)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(shù)，它們均應(yīng)當(dāng)是由多只天線單元組成的天線陣。其輻射圖形將由基帶數(shù)字信號處理來控制；

　　 射頻發(fā)射機(jī)：由通用平臺和多只射頻發(fā)射機(jī)模塊組成。其工作頻率范圍應(yīng)當(dāng)足夠?qū)?，并用?shù)字頻率合成技術(shù)來設(shè)置。對每種標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)能多載波工作。此發(fā)射機(jī)還包括多只高功率放大器。所有發(fā)射機(jī)均應(yīng)當(dāng)具有高線性，可以用數(shù)字預(yù)失真等技術(shù)來解決自適應(yīng)非線性補(bǔ)償?shù)葐栴}；

　　 射頻接收機(jī)：由通用平臺和多只射頻接收機(jī)模塊組成。其工作頻率范圍應(yīng)當(dāng)足夠?qū)?，并用?shù)字頻率合成技術(shù)來設(shè)置。對每種標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)能多載波工作；