將先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為商業(yè)上可行的通訊設(shè)備，這其中面臨很多困難，而一個(gè)重要的障礙就是無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的修改使產(chǎn)品適應(yīng)多個(gè)鏈路級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和帶寬。這種狀況限制了硬件的商業(yè)使用壽命，反過(guò)來(lái)又影響了設(shè)計(jì)參數(shù)。簡(jiǎn)言之，不能適應(yīng)技術(shù)或市場(chǎng)需求變化的無(wú)線(xiàn)手機(jī)，將無(wú)法獲得在工程資源方面的投資，而這恰是它們?cè)诟?jìng)爭(zhēng)中存活下去的必要條件。

軟件定義無(wú)線(xiàn)電(SDR)提供了一整套無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)編程以支持各種不同的波形、滿(mǎn)足新涌現(xiàn)的鏈路級(jí)連接標(biāo)準(zhǔn)、提供新的通信協(xié)議和特性，并能改善性能和提供新服務(wù)。美國(guó)軍方目前已經(jīng)使用SDR為士兵配備無(wú)線(xiàn)電，以便士兵能無(wú)線(xiàn)下載軟件模塊，并與使用不同波形和頻率的支援飛機(jī)、偵察機(jī)以及其它軍事系統(tǒng)建立聯(lián)系。

SDR技術(shù)可以為商用無(wú)線(xiàn)手機(jī)供應(yīng)商帶來(lái)類(lèi)似的優(yōu)勢(shì)嗎？這些供應(yīng)商不僅面臨較短產(chǎn)品生命周期和不同設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的困擾，還具有極高的成本敏感度。原則上，SDR似乎能夠提供現(xiàn)成且極具吸引力的解決方案，但在設(shè)計(jì)和實(shí)施優(yōu)化方案的時(shí)候，SDR卻面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。總體而言，如果一個(gè)硬件平臺(tái)足夠通用以支持軟件中的各種特性，那么它就必須集成昂貴的元件或消耗大量的功率，或者兩者皆有。有沒(méi)有方法能夠打破這種性能權(quán)衡的怪圈呢？

當(dāng)然我們有足夠的動(dòng)機(jī)要這樣做。在連接的另一端，也就是基站，這樣做或許可以得到相當(dāng)大的回報(bào)。手機(jī)產(chǎn)品生命周期短暫這個(gè)現(xiàn)實(shí)，使一個(gè)直接的軟件方案對(duì)手機(jī)而言或許不像對(duì)無(wú)線(xiàn)基站那樣有很大的吸引力，通常人們認(rèn)為后者更加昂貴而且擁有更長(zhǎng)的預(yù)期使用壽命。用軟件處理取代缺乏多頻帶能力的專(zhuān)用波形處理硬件，在一個(gè)基站的使用年限內(nèi)可以為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省數(shù)十萬(wàn)美元。

但是手機(jī)的基本原理與基站不同。手機(jī)的目標(biāo)是：內(nèi)置支持功能使用戶(hù)可以添加新的服務(wù)，可以在跨國(guó)旅行中獲得有效的傳輸信號(hào)。這就要求手機(jī)具有接收并解碼各種波形(可能穿越多種帶寬)的能力。

基礎(chǔ)設(shè)施則不需要支持多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但是它必須能在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)與時(shí)俱進(jìn)演變的過(guò)程中不斷提供相應(yīng)的支持，它必須能夠?yàn)榛尽疤峁┮粡圕D”，而后安裝軟件進(jìn)行升級(jí)，這種升級(jí)在一個(gè)已經(jīng)確定的波形標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)現(xiàn)著變化，或者通過(guò)增加協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)新特性。

對(duì)多個(gè)規(guī)范的支持

但是設(shè)計(jì)方法與具體的硬件架構(gòu)緊密相連，這就導(dǎo)致了從規(guī)范到最后嶄新硬件平臺(tái)的推出全都要從頭開(kāi)始。這也就是為什么對(duì)硬件元器件的選擇可能造成設(shè)計(jì)方案極大不同的原因。

信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的過(guò)程越快，就越能更快利用軟件模塊來(lái)適應(yīng)不同的特性?？紤]到設(shè)計(jì)的總體權(quán)衡，A/D轉(zhuǎn)換提供了一個(gè)機(jī)會(huì)?？梢圆捎靡韵路绞竭M(jìn)行：根據(jù)必須處理的通信信道數(shù)來(lái)優(yōu)化功率和成本，以滿(mǎn)足特殊需求。例如，與語(yǔ)音通信相比，可能要為網(wǎng)上沖浪分配更多的信道。

Pentek公司的方案(圖1)是考慮利用可以實(shí)現(xiàn)特定用途功能的FPGA來(lái)替代標(biāo)準(zhǔn)硬件部件。“如果能對(duì)FPGA進(jìn)行編程來(lái)處理數(shù)字化輸入，而且其處理能力與幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)DSP的效果相當(dāng)，那么整體成本和功耗肯定會(huì)大大降低?！盤(pán)entek的副總裁Rodger Hosking表示。

TI則采取了相反的作法，它將注意力集中在打造靈活的標(biāo)準(zhǔn)硬件上，以此來(lái)處理不斷增多的波形、帶寬和協(xié)議?！拔覀儚膸啄昵熬烷_(kāi)始這樣做了?！盩I無(wú)線(xiàn)部CTO Bill Krenik這樣說(shuō)，“手機(jī)具有處理新帶寬所需的擴(kuò)展功能，將這種能力整合進(jìn)硬件平臺(tái)并且利用軟件實(shí)施控制的方案具有更高的性?xún)r(jià)比?！?/p>

TI能夠改善其制造工藝來(lái)滿(mǎn)足這些需求。TI目前的65nm工藝能針對(duì)多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)整合硬件，而在未來(lái)幾年隨著需求的增長(zhǎng)，TI預(yù)期將能轉(zhuǎn)向32nm。據(jù)TI透露，這樣做不僅可以為集成更多標(biāo)準(zhǔn)提供空間，而且還可以降低整體功耗。

建模和仿真確有幫助嗎？

為今后以及仍未知的通訊特性打造一個(gè)不充分的硬件平臺(tái)所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，在這些特性以軟件實(shí)現(xiàn)之前是無(wú)法預(yù)知的。設(shè)計(jì)師或許在部署了某個(gè)硬件平臺(tái)之后，才能確定它缺乏支持所需特性的性能或電池功率，而為了進(jìn)一步發(fā)展，就必須逐步淘汰這個(gè)平臺(tái)。