手機(jī)和基站芯片的開發(fā)成本不斷上升，加上標(biāo)準(zhǔn)的迅速變化和日趨復(fù)雜，使無線系統(tǒng)設(shè)計(jì)已成為耗資越來越大的高風(fēng)險(xiǎn)業(yè)務(wù)。但隨著軟件無線電(SDR)技術(shù)平臺(tái)的出現(xiàn)，OEM和ODM現(xiàn)在有機(jī)會(huì)以較低的成本設(shè)計(jì)出電池壽命更長(zhǎng)的終極多模手機(jī)，同時(shí)不必對(duì)基站和接入點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行大刀闊斧式的升級(jí)。
基本的SDR處理平臺(tái)要求具備通用系統(tǒng)的多功能性，但沒有低性能和軟件開發(fā)負(fù)擔(dān)大的缺點(diǎn)；同時(shí)還要求SDR處理平臺(tái)具有專用系統(tǒng)的強(qiáng)大能力，但沒有開發(fā)成本高和不靈活的缺點(diǎn)。

    新一代DSP技術(shù)有望使這種創(chuàng)新的SDR平臺(tái)成為現(xiàn)實(shí)，它是通用與專用系統(tǒng)的混血兒。這種經(jīng)過驗(yàn)證的DSP技術(shù)以高度并行的方式，將軟件可編程處理器和一個(gè)可重配置硬核結(jié)合在一起，后者還可根據(jù)不同應(yīng)用重新配置�，F(xiàn)在，WCDMA或CDMA2000等3G標(biāo)準(zhǔn)提出了高密集計(jì)算的新要求，該任務(wù)在過去一直由昂貴而不具靈活性的專用內(nèi)核承擔(dān)。新一代DSP架構(gòu)可在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)進(jìn)行重新配置，通過將某一專用指令集切換為另一專用指令集，從而能在單一時(shí)鐘周期內(nèi)支持多個(gè)3G無線應(yīng)用。另外，該DSP還集成了針對(duì)各種重要的基帶處理功能的專用模塊，從而使性能進(jìn)一步提升。

圖1：第一代及第二代SDR設(shè)計(jì)架構(gòu)圖。

SDR亟待提高靈活性和速度

    長(zhǎng)期以來，SDR面臨的一大挑戰(zhàn)是基本的處理硬件必須支持不斷變化、不斷增加和速度越來越快的無線接口。例如，3GPP Release 5中的HSDPA規(guī)格特別難以實(shí)現(xiàn)。隨著WiMax的出現(xiàn)、需要支持具有無縫移動(dòng)性的融合式Wi-Fi/蜂窩接入、DVB-H和其它標(biāo)準(zhǔn)，使SDR面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

    功能的增多也使問題進(jìn)一步復(fù)雜，面臨的挑戰(zhàn)是把可編程性與良好的性能相結(jié)合，但傳統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)對(duì)此無能為力。未來的手機(jī)可能提供多達(dá)10個(gè)不同的、以前是由單機(jī)完成的功能，比如便攜電子郵件、數(shù)碼相機(jī)、MP3播放機(jī)、GPS、電視和游戲機(jī)。

    上述難題都迫使SDR提高對(duì)基本處理硬件的要求。但目前的SDR技術(shù)為了滿足無處不在的多�；鶐幚硇枨�，必然要在成本、功率和體積之間作較大的折衷。所以在過去幾年中，人們一直為如何實(shí)現(xiàn)ASIC、FPGA、DSP和可重配置處理器的最佳組合而爭(zhēng)論不休。

    目前的基帶處理方案是將帶有無線modem內(nèi)核的ASIC模塊與一個(gè)通用DSP相結(jié)合。盡管ASIC仍是進(jìn)行大量芯片級(jí)處理時(shí)最有效率的選擇，但卻是靈活性最低的解決方案。ASIC一般執(zhí)行物理層基帶處理任務(wù)。傳統(tǒng)的DSP通常用于可編程話音編碼器(Vocoder)和前向糾錯(cuò)任務(wù)，但這些DSP解決方案不能處理高性能要求的應(yīng)用。因而對(duì)于SDR平臺(tái)來說，這些應(yīng)用沒有什么特別之處。

    除了靈活性表現(xiàn)不佳，ASIC還給SDR解決方案帶來一些不利之處：(1)它們必須針對(duì)最壞的處理情況進(jìn)行設(shè)計(jì)；(2)它們的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，拖延了產(chǎn)品的推出時(shí)間；(3)由于多模應(yīng)用需要許多ASIC內(nèi)核，所以導(dǎo)致成本上升；(4)在出帶(tape-out)之后，不可能再對(duì)芯片進(jìn)行修改。讓ASIC設(shè)計(jì)支持新的標(biāo)準(zhǔn)或者增添功能，費(fèi)用已變得令人難以承受——超過1,000萬美元，而且需要一到兩年的時(shí)間。

新DSP技術(shù)全面提升SDR的性能和靈活性

    SDR的挑戰(zhàn)以及目前方案的種種不佳表現(xiàn)，催生了新式、高度并行的可重新配置DSP技術(shù)。新一代的DSP技術(shù)是一種很有前途的方案，它將全面提升SDR的性能及靈活性。采用并行DSP架構(gòu)將使SDR平臺(tái)成為能夠滿足下一代3G手機(jī)和更先進(jìn)手機(jī)對(duì)于多處理的嚴(yán)格要求。

    未來的蜂窩電話將融合各種功能，這意味著它將需要支持各種不同的無線接口和標(biāo)準(zhǔn)。目前的接口數(shù)量已接近12個(gè)，例如GPS、2G/3G Cellular、UWB、RFID、WLAN、Zigbee、WiMAX、Bluetooth、DAB、DVB-H，而更多的通信標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)版仍在不斷推出。未來的手機(jī)不會(huì)為每個(gè)無線和通信標(biāo)準(zhǔn)都配備一個(gè)專門的功能模塊，而將采用SDR平臺(tái)。

    這種創(chuàng)新的平臺(tái)將全面革新先進(jìn)無線系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，它可以消除每個(gè)制式和頻帶上為支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音和視頻服務(wù)而需要的多個(gè)單獨(dú)無線電鏈路。它將使手機(jī)在軟件的控制下在不同的標(biāo)準(zhǔn)之間進(jìn)行切換，而相應(yīng)的信號(hào)處理將能夠完全在軟件中執(zhí)行。這種能力，加上可以空中下載新軟件，將打造出一個(gè)高度靈活的系統(tǒng)，從而簡(jiǎn)化手機(jī)設(shè)計(jì)，以滿足不同的標(biāo)準(zhǔn)并延長(zhǎng)特定手機(jī)的可用壽命。

    圖1所示為兩個(gè)SDR設(shè)計(jì)的構(gòu)想圖，它們具有不同的集成度。第一代架構(gòu)解決方案將把數(shù)字基帶(BB)功能整合到一個(gè)單獨(dú)的處理器引擎之中，第二代設(shè)計(jì)將把RF和基帶集成到一個(gè)單獨(dú)的器件之中。目前已有支持第一代架構(gòu)(MS1)的DSP解決方案，但支持單一的整合式架構(gòu)——“理想的SDR”(MS2)的DSP解決方案，則要再等幾年才會(huì)出