軟件定義無線電火爆的原因你真的懂嗎?
發(fā)布時間:2015-03-14 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】對于大眾,軟件定義無線電(SDR)是非常“高大上”的話題,而即使對于絕大部分電子技術(shù)工程師而言,也依然有點(diǎn)陽春白雪的感覺。事實上,這個技術(shù)提出二三十年來,受限于高昂的成本和復(fù)雜的技術(shù)實現(xiàn)方案,一直以來是軍事應(yīng)用的獨(dú)寵,知名的應(yīng)用包括美軍聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)(JTRS)計劃。那么到底軟件定義無線電火爆的原因在哪呢?
在不久前舉辦的易維訊媒體產(chǎn)業(yè)論壇上,ADI渠道管理及新興市場事業(yè)部高級客戶應(yīng)用經(jīng)理章新明(Eagle)發(fā)表了“軟件定義無線電的創(chuàng)新應(yīng)用”的專題演講。演講中,Eagle以ADI在2013年開始陸續(xù)推出的AD936x系列射頻收發(fā)器為例,一句“AD9361和AD9364上市以來就供不應(yīng)求,我們的生產(chǎn)和技術(shù)支持已經(jīng)跟不上客戶的進(jìn)度。”道出了軟件定義無線電技術(shù)不為人知的火爆市場。
Eagle關(guān)于AD936x的技術(shù)特性的分享講座,包括了ADI與Xilinx和安富利合作的生態(tài)系統(tǒng)介紹,以及在無人飛行器、LTE通信基礎(chǔ)實施和防務(wù)電子等領(lǐng)域的應(yīng)用機(jī)會。這次講座從專業(yè)技術(shù)角度解讀了軟件定義無線電火爆背后的技術(shù)“基因”,改變了參會嘉賓對軟件定義無線電技術(shù)一直以來“陽春白雪”、“離我們很遠(yuǎn)”的印象,軟件定義無線電其實已經(jīng)真正走到我們的身邊。
火爆背后的技術(shù)基因
要解讀AD936x應(yīng)用火爆的技術(shù)基因,我們先來認(rèn)識下這個ADI“明星”產(chǎn)品系列。AD936x包括雙通道AD9361和單通道的AD9364兩個公開版本和多款針對特定市場、特定客戶的特殊型號,是一系列高性能、高度集成的RF收發(fā)器,其領(lǐng)先的可編程性和寬帶能力使其成為多種收發(fā)器應(yīng)用的理想選擇。該器件集RF前端與靈活的混合信號處理為一體,集成頻率合成器,并為處理器提供可配置數(shù)字接口,從而簡化設(shè)計和工程導(dǎo)入時間。該系列器件工作頻率范圍為70 MHz至6.0 GHz,涵蓋大部分特許執(zhí)照和免執(zhí)照頻段,器件支持的通道帶寬范圍為200 kHz至56 MHz,滿足多種應(yīng)用需要。
ADI專家解讀軟件定義無線電火爆的技術(shù)"基因"
正因為如此,Eagle認(rèn)為AD936x應(yīng)用火爆是因為其突破性的芯片設(shè)計和先進(jìn)的生產(chǎn)測試工藝流程,保證高度集成的芯片能夠滿足軟件定義無線電的應(yīng)用要求,滿足了一直以來因射頻帶寬和集成度等性能瓶頸而壓抑的大量需求,因此SDR成為眾多應(yīng)用/市場OEM制造商的必選項, 為多種無線電方案提供統(tǒng)一的可再編程無線電平臺。AD936x具備出色的靈活性和可配置性以及支持現(xiàn)場升級,但在AD936x出現(xiàn)前集成式寬帶收發(fā)器解決方案在性能、可調(diào)帶寬方面受限,許多OEM制造商缺乏實現(xiàn)實用而高性價比的SDR設(shè)計的能力或資源。分立式SDR的設(shè)計復(fù)雜、成本高昂,很多客戶缺乏有效的硬件和射頻信號鏈設(shè)計能力,從而導(dǎo)致上市時間延滯,所以他們需要更優(yōu)秀的集成式軟件定義射頻收發(fā)器。
集成式的射頻收發(fā)器AD936x將信號鏈封裝于一個軟件可配置IC之中,包括混頻器、發(fā)射和接收通道的頻率合成器、模擬濾波、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和其他功能。該收發(fā)器適用于多種應(yīng)用的通用可再編程無線電平臺,實現(xiàn)靈活、可配置、可現(xiàn)場升級的低風(fēng)險參考設(shè)計,幫助客戶簡化物料清單,實現(xiàn)快速上市,并且擁有更小的體積,良好的散熱性和優(yōu)異的節(jié)能性。
ADI專家解讀軟件定義無線電火爆的技術(shù)"基因"
在關(guān)鍵特性上,AD936x實現(xiàn)了極大的突破,這是其獲得市場極大成功的關(guān)鍵。頻率范圍與競爭產(chǎn)品相比改善69%以及通道帶寬增加111%,這對于任何關(guān)注SDR技術(shù)應(yīng)用的企業(yè)來說,都是“難以抗拒”的誘惑。“和競爭對手比是唯一一款真正可以用的,市場上的同類產(chǎn)品,只到3.8G,帶寬28兆,但不支持GSM的200KHz帶寬,1GHz的噪聲系數(shù)是3.5dB,2GHz就不敢標(biāo)了,而我們分別是2dB和3dB。” Eagle指出。
與AD936x相比,當(dāng)今現(xiàn)有的集成式寬帶射頻收發(fā)器解決方案在性能、可調(diào)帶寬方面受限。而且工程師面臨日益復(fù)雜的設(shè)計挑戰(zhàn),其中模擬工程師需要需了解FPGA和嵌入式設(shè)計與系統(tǒng)處理技術(shù),而數(shù)字工程師需要了解模擬設(shè)計基礎(chǔ)知識,硬件工程師需要使用軟件建模,所有這些對于任何一個設(shè)計工程師都極具挑戰(zhàn)性。工程師一直面臨日益嚴(yán)峻的市場和技術(shù)挑戰(zhàn),他們需要提供包括軟件源代碼和驅(qū)動程序的參考設(shè)計。ADI適時推出的AD936x集成式設(shè)計、高性能的技術(shù)指標(biāo)滿足了這些需求。
憑借良好的生態(tài)系統(tǒng)輕松實現(xiàn)“design-in”
在強(qiáng)調(diào)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的今天,好的核心芯片產(chǎn)品決不是孤立存在的,良好的應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)很重要。ADI在AD936x系列推出以來,努力打造了非常友好的應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng),幫助客戶加快上市步伐,并降低風(fēng)險。“在快速上市支持方面,我們提供了快速上市套件,ADI的射頻板 + Xilinx的FPGA板,這個板可以插在PC里,根據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)把它們插上去,整個開發(fā)系統(tǒng)就出來了,可以直接收發(fā)。這個demo真的是自己收自己發(fā),接上天線就可以了。”Eagle指出。
ADI、Xilinx和安富利三家聯(lián)合的AD936x技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)解決了應(yīng)用瓶頸,加速產(chǎn)品面市過程。
“我們有S1、S2、S3、S4幾套開發(fā)板,差別是S1是單收單發(fā),其頻率范圍到4GHz,S2是雙收雙發(fā),S3、S4都是全帶寬,這些都提供對應(yīng)的板子,和Xilinx最新的FPGA直接對接的,這些套件我們可以提供射頻板,在購買Xilinx開發(fā)板以后,下載我們的設(shè)計文件,包括各種支持配置的應(yīng)用程序,通過ADI、Xilinx和安富利一起支持。”Eagle表示。
“ADI和Xilinx進(jìn)行合作是為了讓中國的工程師能夠更加輕松自如地去面對市場和設(shè)計的挑戰(zhàn),我們提供了很多設(shè)計資源、有競爭力的產(chǎn)品以及更多的參考設(shè)計,使他們能設(shè)計出差異化的、高性能、低成本的產(chǎn)品,且能縮短上市時間,這是ADI和Xilinx的使命,也是我們一起合作的原因和背景。”Eagle進(jìn)一步指出。
這些應(yīng)用,讓創(chuàng)新設(shè)計思維腦洞大開
一直以來,軟件定義無線電受限于成本、開發(fā)復(fù)雜度和技術(shù)成熟度等因素,軍事應(yīng)用成了其最大的市場。而今天,這種狀況發(fā)生了極大的變化。“軟件定義無線電的應(yīng)用領(lǐng)域非常多,具體而言,像微蜂窩、微微蜂窩等通信基礎(chǔ)設(shè)施、各種數(shù)據(jù)卡、無人機(jī)高清圖像傳輸,等等。”Eagle指出。
Eagle現(xiàn)場分享了AD9361在MIMO平臺上的應(yīng)用,包括:LTE基站支持至少2收2發(fā)(手機(jī)是2收1發(fā));LTE有源天線波束合成應(yīng)用——基站信號的波束合成,增大蜂窩基站的整體效率;支持無線局域網(wǎng)802.11ac標(biāo)準(zhǔn)要求的波束合成;直接查找應(yīng)用——包括射頻導(dǎo)航、距離測量、射頻定位。
軟件定義無線電獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢,打開各種創(chuàng)新應(yīng)用之門。
近年來無人飛行器市場非?;鸨?,而中國廠商無疑在市場獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。然而,作為無人飛行器重要功能的視頻拍攝實時畫面?zhèn)鬏斆媾R很多問題——無線傳輸?shù)膸?、穩(wěn)定性、傳輸距離等等。“有客戶找到我們,利用他們的圖像方案,將我們的射頻方案與通信方案整合,非常好地解決了之前讓他們頭疼的視頻無線穩(wěn)定傳輸問題。”Eagle透露。據(jù)悉,目前該類應(yīng)用在無人飛行器上具有很大的市場潛力。
測試儀器是Eagle現(xiàn)場重點(diǎn)分享的另外一個創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域。“像頻譜儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀,很復(fù)雜、很昂貴的設(shè)備,不方便攜帶,這給現(xiàn)場測試人員帶來極大的不便。借助AD9361,我們的客戶實現(xiàn)了這些設(shè)備的便攜化,在很低的功耗下實現(xiàn)了很好的功能特性。”在ADI公開的AD936x成功客戶案例中,美國國家儀器下屬機(jī)構(gòu)Ettus Research的USRP B210和B200無線無線電平臺產(chǎn)品,是第一款真正完全繼承的、單板的通用軟件無線電外設(shè)平臺,連續(xù)覆蓋70MHz~6 GHz的頻率范圍。
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