SDR走向军用领域

技术分类: 通信  | 2006-12-04
Nicholas Cravotta,EDN特约技术编辑

  JTRS正致力于将可互换SDR(软件无线电) 带入军用领域。但SDR对商业应用是否也是足够好的选择呢?

  要 点
  SDR(软件无线电)有望实现软件无线电部件和硬件无线电部件之间的透明互换,以简化无线电的开发与部署。
  军方的标准化努力集中在 SCA(软件通信架构)框架上。
  到现在为止,SCA 框架未能成功地抽象出专用硬件资源,如 FPGA 和 DSP。
  商业 SDR 应用关注创新和低成本,而不是全面互换能力,从而局限了 SCA 在商业应用中的价值。

  SDR(软件无线电)并不是一种新技术。过去业界就已经尝试实现 SDR,但都没有达到目标。最近激发起对 SDR 兴趣的是创新性软硬件技术的出现,这些技术能够以市场可承受的价格提供足够的灵活性、性能和功率效率。例如,宽带变换器现在可以工作在宽频率范围内,根据一种特定的位分辨率处理接收到的波形,而高频处理器可以直接与信号工作,从而省掉 IF(中频)级,并降低成本。


  SDR的出现起源于这样一种认知,即转向可处理多种无线电技术的单一硬件平台,成本不会高于为达到单个应用最低成本而采用独立的无线电设计,这是可以预料的结果
。人们期望一个多功能平台将能带来显著的规模经济性,增加无线电功能,并且使军队从专利实现的束缚下解放出来。

  SDR的成本效益来自于一个假设,即维持单一的无线电平台的费用低于管理多个平台。当然,ASIC在大批量应用中具备优于FPGA和DSP实现的成本优势。但是,当考虑多个平台时,FPGA和DSP成本的持续降低,以及软件的可重用性,这些优势可抵消多个 ASIC 的开发与维护成本。

  规模经济性

  SDR背后的军用和商业应用动力是降低成本。军队希望通过降低一个设计必须支持的总无线电数量而实现这一目标。从商业角度看,SDR较少关注于支持多种无线电技术,而是希望减轻设计与开发工作,通过广泛的升级而增加无线电的可靠性,并能在以前实现的基础上使下一代架构做到 IP (知识产权)重用。

  当前,军队要支持 30 个以上的协议。这些协议使用了一系列加密和非加密波形。SDR 在军队中推广与发展的推动力是 JTRS(联合战术无线电系统)。JTRS 的 SDR 努力旨在推广现成软、硬件部件的可用性,使单个实施能够处理多种协议的波形,目标也是最优的功耗、性能和成本。

  在商业领域,支持多协议的价值低于军事领域。通常情况下,在一个应用领域中只有少量协议在竞争。非军事应用关注 SDR 技术主要是两个方面,即蜂窝式与安全性。在蜂窝方面,支持多种无线电技术(如 GSM 和 CDMA)的基站能够扩展蜂窝网络的容量,增加潜在的运营收益。对于安全应用(例如警察和消防队员使用不同的无线电),一种通用的无线电会消除每个人携带多种无线电才能通联的麻烦。

  这些前景显著改变了行业对 SDR 是如何看待的。例如,一只可以在任何频段上使用的全球电话可用性有限,市场份额也很小。军队希望的是统一,而商界则寻求设计简单和有效。

  SDR 的前途

  SDR 的终极目标是建立这样一种无线电,其频率、中频、基带、调制、协议、跳频等等都是可以编程的。一个典型的无线电实现是要将这些特性的多数固定下来,因而对其形成了限制。真正 SDR 则努力要能够修改所有这些参数。

  当前的 SDR实现距营销经理们想象的理想通用无线电仍然有漫长的路。今天,大多数无线电采用 ASIC 来实现射频部分,而前端则针对特定应用。覆盖多个频段和频率的通用型前端可以用软件作修改,但它还没有出现。此外,操作人员必须将无线电送回厂家重新编制波形,或者采用现场自己更换RF模块的方法。

  SDR还能节省其他成本,如动态重新配置无线电资源的能力,以满足当前的系统需求。考虑到军用或商用基站采用单一类型的可重配置电路板,你可以通过软件对该基站作配置,使它支持波形分配。例如,可以将基站中多个电路板的资源分配为处理Waveform A的20个信道,以及处理Waveform B的20个信道。如设备发生故障,例如支持Waveform A的 10个信道无法工作,你可以重新分配剩余的资源,使它们支持20/10、15/15,或其他适合于应用和当前波形使用的混合形式。

  除了支持多频段以外,完全动态和可重新配置的无线电还有很多好处。例如,一部无线电可以采用 FEC(前向纠错)技术来匹配该无线电工作的区域。另外,可重配置无线电以立即获取创新的好处,如更高效的波形实现或可靠的安全机制。

  SDR 亦有望减少开发时间,因为设计者可以在现场出现问题或要更换协议时重新为无线电编程。例如,虽然协议本身可以保持不变,但算法、波形和调制方式可随时间而不断改进。采用了基于 SDR 的结构,就可以无需重新设计无线电,而获得这些改进与创新的好处。

0
0
(请您对文章做出评价)
1】【2】【3
加载中

对文章的评论

更多评论

剩余字数:  

相关在线研讨会

我要参加

有机硅(Silicone)在通讯行业的应用

时间:2008-12-03  10:00:00--12:00:00
简介: 有机硅材料具有绝佳的绝缘性与耐化学性,能够对电路板以及电子模块进行持续保护,使其免受潮湿、震动、过热、腐蚀以及辐射的影响,… 马上参会

浏览该文章的用户还看过...

  • 文 章

  • 论 坛

  • 博 客

  • 小 组

  • 博客推荐

  • 论坛推荐

  • 在线研讨会