我們知道,特定的無線通信設(shè)備只能在特定的無線通信體制中使用,新老無線通信設(shè)備的兼容性很困難,因而使得無線通信設(shè)備商面臨著嚴(yán)峻的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),既要部署當(dāng)前網(wǎng)絡(luò),又要保持與之前、未來的標(biāo)準(zhǔn)兼容。 現(xiàn)階段,由于無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,導(dǎo)致無線基礎(chǔ)架構(gòu)的使用周期越來越短,比如現(xiàn)在市場(chǎng)上對(duì)同時(shí)支持2G、3G與4G等多模多頻技術(shù)的移動(dòng)裝置需求與日俱增,開發(fā)人員所面臨的系統(tǒng)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)就先顯得益發(fā)艱巨,因此如何在產(chǎn)品量產(chǎn)前,以最低成本進(jìn)行多頻多模通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證,已成為各家設(shè)備制造商提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵課題。
對(duì)此 ADI公司亞洲區(qū)通信業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理解勇先生就表示,通訊設(shè)備商為提供用戶更佳的通訊體驗(yàn),正大量支持各種無線通信技術(shù)與頻段,并且透過以現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)為基礎(chǔ)的SDR系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),進(jìn)行產(chǎn)品量產(chǎn)前的通訊測(cè)試與驗(yàn)證,藉此降低制造成本,并縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)程,進(jìn)而促使這一解決方案市場(chǎng)需求看漲。特別是隨著通訊從2G到3G,現(xiàn)在到LTE的發(fā)展,通訊的制式越來越多, 2G時(shí)代的GSM和CDMA, 3G時(shí)代的WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000,現(xiàn)在到了LTE時(shí)代,有兩大標(biāo)準(zhǔn),TD-LTE和FDD-LTE,但是全球現(xiàn)在所要支持的LTE頻段有40個(gè)。對(duì)于設(shè)備制造商來說,支持如此多的標(biāo)準(zhǔn)以及這么多的頻段,挑戰(zhàn)非常大。需要設(shè)計(jì)不同的硬件平臺(tái)來支持不同的制式,不同的頻段,這延長(zhǎng)了產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間,也增加了設(shè)計(jì)成本,更需要投入大量的人力物力,同時(shí)后續(xù)產(chǎn)品維護(hù)的費(fèi)用也非常高。眾多應(yīng)用/市場(chǎng)OEM制造商迫切需求具備靈活性和可配置性、支持現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)的統(tǒng)一可編程無線電平臺(tái)。這樣,用戶就無需針對(duì)每項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建不同的芯片,只需構(gòu)建單一芯片,通過簡(jiǎn)單的軟件修改,即可適應(yīng)各個(gè)市場(chǎng)的需求。
ADI公司亞洲區(qū)通信業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理 解勇
為順應(yīng)這一市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì),ADI公司發(fā)布業(yè)界首款軟件定義無線電(SDR)快速原型制作套件AD-FMCOMMS5-EBZ,它采用兩片2 x 2 AD9361射頻收發(fā)器,基于Xilinx Zynq-7000 All Programmable SoC開發(fā)平臺(tái),可簡(jiǎn)化并加快4 x 4多路輸入、多路輸出(MIMO)無線收發(fā)器應(yīng)用的原型制作。該AD-FMCOMMS5-EBZ快速原型制作套件提供硬件/軟件生態(tài)系統(tǒng)解決方案,能夠有效幫助射頻和模擬設(shè)計(jì)工程師解決利用MIMO架構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)遇到的SDR收發(fā)器同步難題。
解勇先生透露,AD-FMCOMMS5-EBZ是ADI公司自去年以來推出的第五款SDR快速原型制作套件,目的是幫助客戶應(yīng)對(duì)全球SDR市場(chǎng)需求。SDR MIMO應(yīng)用涵蓋軍工電子、射頻儀器儀表、通信基礎(chǔ)設(shè)施等,包括有源天線、發(fā)射波束成形、到達(dá)系統(tǒng)的接收角度和開源SDR開發(fā)項(xiàng)目。
AD-FMCOMMS5-EBZ套件采用的AD9361射頻收發(fā)器工作頻率范圍是70 MHz到6 GHz。它是一款完整的無線電設(shè)計(jì),單芯片集成了多種功能,包括一個(gè)射頻前端、混合信號(hào)基帶部分、頻率合成器、兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)直接變頻接收器。AD9361支持從200 kHz以下至56 MHz的通道帶寬,具有高度可編程能力,其動(dòng)態(tài)范圍在當(dāng)今市場(chǎng)上傲視群雄,并提供領(lǐng)先的噪聲系數(shù)和線性度性能。支持廣泛的調(diào)制方案和網(wǎng)絡(luò)規(guī)范(如國(guó)防電子、儀器設(shè)備、通信基礎(chǔ)設(shè)施等),在性能、高集成度、寬帶性能和靈活性方面居于行業(yè)領(lǐng)先水平。而且,AD9361有大量設(shè)計(jì)資源作為堅(jiān)強(qiáng)后盾,有利于加快產(chǎn)品上市時(shí)間,包括軟件設(shè)計(jì)套件和FPGA夾層卡(FMC),可用于快速開發(fā)軟件定義無線電解決方案。
本文選自電子發(fā)燒友網(wǎng)8月《無線通信特刊》高端訪談欄目,轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處!
SDR市場(chǎng)前景與技術(shù)優(yōu)勢(shì)解析
解勇先生表示,隨著移動(dòng)通信的發(fā)展,從20世紀(jì)90年代初開始,SDR的概念開始廣泛流行起來?,F(xiàn)在當(dāng)時(shí)的軟件無線電概念已經(jīng)快速發(fā)展到如今的高市場(chǎng)需求技術(shù),預(yù)計(jì)到2020年,SDR市場(chǎng)規(guī)模將翻一番,達(dá)到280億美元,可以說SDR系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)行情非常好。
除了傳統(tǒng)的通訊基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用,如基站和直放站,現(xiàn)在可以看出業(yè)界發(fā)展的趨勢(shì),設(shè)備越做越小,在2G和3G時(shí)代,宏站絕對(duì)主流,但在LTE時(shí)代,更注重更快的數(shù)據(jù)率,更快的上網(wǎng)速度和更大的數(shù)據(jù)容量,所以能看到越來越多對(duì)小基站的需求,即Small cell,SDR器件可以應(yīng)用在small cell小基站上。其中ADI的SDR一方面性能可以達(dá)到3GPP的指標(biāo)要求,另一方面擁有極高的集成度以及靈活性、可編程性,在小基站平臺(tái)上是主流客戶的首選器件。SDR還可應(yīng)用在將LTE轉(zhuǎn)成WIFI信號(hào)的無線數(shù)據(jù)上網(wǎng)卡,該上網(wǎng)卡已在杭州的公交車上進(jìn)行了首個(gè)試商用。
不僅僅是傳統(tǒng)的通訊設(shè)備,SDR還可用在其他領(lǐng)域,例如國(guó)防電子,包括手持式或者背負(fù)式的電臺(tái),電子站的設(shè)備和雷達(dá)。還可應(yīng)用于測(cè)試設(shè)備,主要是射頻測(cè)試設(shè)備和通訊遙測(cè)測(cè)量設(shè)備。另一主流應(yīng)用是無線視頻監(jiān)控以及數(shù)據(jù)的傳輸。
解勇先生表示SDR技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常明顯,首先它帶給用戶的好處在于平臺(tái)的統(tǒng)一性。用戶通過搭建SDR平臺(tái),在一套不變的硬件平臺(tái)上,通過軟件編程配置就可以實(shí)現(xiàn)支持多種通信制式、通信標(biāo)準(zhǔn)及射頻頻段的需求,相比于之前需要同時(shí)有多組開發(fā)團(tuán)隊(duì)并行開發(fā)多套硬件平臺(tái),使用像AD9361這樣的SDR技術(shù)將大大節(jié)省開發(fā)成本,提高研發(fā)效率,縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。
其次,使用SDR技術(shù)能帶來系統(tǒng)成本的降低和元器件維護(hù)管理的簡(jiǎn)化,降低廠商面對(duì)舊設(shè)備淘汰和新設(shè)備部署所帶來的投資風(fēng)險(xiǎn),和不必要的資源浪費(fèi)。特別是如今的移動(dòng)設(shè)備皆講求輕薄設(shè)計(jì),基頻處理器(BP)若放置過多的功率放大器(PA)或天線,盡管成本與功耗也容易遽增,而透過SDR技術(shù)則可實(shí)現(xiàn)各種無線通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換,并藉此讓前端射頻組件(RF)產(chǎn)生各頻段所需的波形,以滿足移動(dòng)裝置多頻多模功與進(jìn)階長(zhǎng)程演進(jìn)計(jì)劃(LTE-A)等技術(shù)已開始應(yīng)用于移動(dòng)裝置中市場(chǎng)需求。為此,ADI推出的集多種功能于一體的完整無線電設(shè)計(jì)方案AD9361,包括FPGA夾層卡(FMC)和廣泛的設(shè)計(jì)資源(Gerber文件、參考代碼、Linux示例應(yīng)用和驅(qū)動(dòng)程序以及設(shè)計(jì)支持包)以供下載,并聯(lián)合Xilinx、安富利(AVNET)合作開發(fā)基于SDR架構(gòu)的參考設(shè)計(jì)。不僅能夠支持眾多應(yīng)用還能夠加快產(chǎn)品上市時(shí)間,以達(dá)到降低研發(fā)成本的目的。
以AD9361為例,作為2收2發(fā)的射頻全集成芯片,通過使用ADI創(chuàng)新的零中頻架構(gòu),不再需要外置模擬中頻濾波器,而在以往的離散器件方案中,針對(duì)不同的系統(tǒng)和不同的頻率規(guī)劃方案,需要定制相應(yīng)的模擬中頻濾波器,系統(tǒng)復(fù)雜度和成本居高不下。 另外,通過使用基于AD9361的SDR方案,在單板芯片數(shù)量上也大大減少,不僅主信號(hào)鏈路芯片數(shù)量少于原離散器件方案的10分之一,而且在外圍電路的電阻、電容、電感上也減少為原離散器件方案的一半以下, 這將大大降低用戶BOM元器件管理的難度,并給用戶帶來系統(tǒng)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化和整體BOM成本的降低。同時(shí),ADI公司采用先進(jìn)的65nm CMOS工藝及功耗節(jié)省技術(shù),使得AD9361大大降低了系統(tǒng)功耗,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)散熱處理。AD9361芯片核心電壓為1.3V單一電壓,相比于之前離散器件多種電壓需求來說大大簡(jiǎn)化了電源供電設(shè)計(jì)。同時(shí)由于AD9361帶來的整個(gè)系統(tǒng)的低功率,可以幫助用戶將產(chǎn)品做得更小,更有競(jìng)爭(zhēng)力,并且更綠色環(huán)保。
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