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软件无线电（SDR）平台带你从频谱共享到5G研发

2018-10-23 16:35:22 5167 频谱 SDR

0 `虽然软件无线电(Software-Defined Radio,SDR)早已不是什么新鲜概念了，但SDR究竟是什么，它能做什么，基于SDR技术的实物具体有哪些，这些问题的答案至今似乎也不是那么显而易见、人尽皆知。世界领先的低成本的软件无线电平台供应商(Ettus Research)他们向我们介绍了SDR平台产品，让我们对SDR技术有了更清晰的认识。 NI旗下Ettus Research的营销总监Manuel Uhm先生，还担任无线创新论坛(以前称为SDR论坛)的首席营销官。无线创新论坛负责美国军用无线电的软件通信架构标准和用于海军雷达和海军陆战队员之间频谱共享的CBRS商业宽带服务。 Uhm先生介绍说，SDR的宽泛定义是：通过软件来定义通信物理层的一部分或者全部。按照这个定义，目前所有的商用基站都是SDR设备：它们有通用的FPGA，可以对物理层做相关的更改。除了基站以外，我们使用的终端也可以理解为软件定义的无线电设备。具体到Ettus Research的SDR产品，基本上都是一些仪器设备，通常用于通信产品研发、军工设备和产品测试，从便携性应用的到极强射频性能的都有覆盖，如下图所示。我们注意到，这些设备可归为两类。一类是各种USRP平台，另一类是VST、VSA和mmWave等射频仪器平台。通过SDR软件定义无线电平台，可以覆盖包括商业用户、通信行业设备上、研究机构和院校等不同行业用户的需求。从软件层面看，USRP平台的客户非常重视产品的开源属性，他们需要底层代码，所以此类产品通常运行GNU Radio开源开发工具。相比之下， Ettus Research是个平台化的厂商，所以会根据客户的需求去选择不同的软件工具。由于Ettus Research品牌在开源圈内具有很高的认知度，所以并购后这个品牌依旧保留。频谱共享 Uhm先生介绍说，认知无线电(cognitive radio)是软件无线电的一个重要领域，其典型应用是频谱共享。美国有一个CBRS项目，它是Citizens Broadband Radio Service(公民宽带无线电服务)的缩写。CBRS允许任何人共享美国海军目前使用的大量频谱。美国军舰雷达占用了一些频谱，但这些频谱在多数情况下是闲置的，其利用率很低，因为并不是随时都有海军的军舰出现在海岸线上。今年2月，诺基亚、Alphabet和高通利用这些频谱测试了LTE技术，对拉斯维加斯的一场汽车拉力赛进行了高清视频直播。频谱共享的前提是基站必须有能力识别军用雷达信号，在该信号出现时通过调整频率来进行规避，这就是认知无线电技术。Uhm先生说，未来的无线电平台一定会越来越智能，结合人工智能的芯片和方案，实现自主的无线电传输。另一方面，系统测试也会越来越偏重人工智能。在五年、十年后的未来，目前在固定频段内进行传输的LTE、蓝牙、wifi会通过人工智能的方式不停地变化它需要的频段，所以测试方案也会变得越来越智能。 USRP平台中最新的N310就具备频谱分享(如CBRS)功能。它可以被分散布置在广阔的区域，无需本地操作，远程即可进行故障排除，具有高可靠和容错特性。 USRP N310据称是目前通道数量密度最高的SDR产品之一，在一个0.5U的高度内提供4发4收通道，每个通道提供高达100MHz的瞬时带宽，并涵盖10MHz到6GHz的扩展频率范围。USRP N310采用Xilinx公司的Zynq-7100 SoC进行基带处理，可编程的FPGA满足实时处理和低延迟要求。 5G原型与测试前面提到的大带宽、高性能SDR仪器可用于5G移动通信的研究与测试，包括VST、VSA和mmWave等平台。软件方面则以labview为主要开发平台。很多5G研究项目都采用LabVIEW，这是因为客户需要完整的工具链.他说，5G到来之后，通信协议变得越来越多，对测试工作提出了新的挑战。第一是测试案例的增加，第二是带宽的需求会变大，第三个是对测试的时间要求很高，要让产品快速进入市场。Ettus密切跟进3GPP的协议，让产品快速符合3GPP的标准。SDR技术的应用使得这一切成为可能。更多内容请关注嘉兆科技嘉兆科技拥有40年测试测量行业经验，专业的销售、技术、服务团队，在众多领域都非常出色，包括：通用微波/射频测试、无线通信测试、数据采集记录与分析、振动与噪声分析、电磁兼容测试、汽车安全测试、精密可编程测量电源、微波/射频元器件、传感器等。 ` 0
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