作者：Reza Mohammadi、Neelam Mughees和Ghozali Suhariyanto Hadi

隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，更輕松、更靈活地對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行測(cè)試和測(cè)量變得越來(lái)越重要，特別是在軍事應(yīng)用中?；谲浖x無(wú)線電 （SDR） 技術(shù)的測(cè)試設(shè)備為推進(jìn)這些通信提供了成本效益、靈活性和強(qiáng)大功能。測(cè)試和測(cè)量設(shè)備制造商必須確保其產(chǎn)品能夠幫助客戶加快測(cè)試過程并擴(kuò)展測(cè)試能力，以縮短上市時(shí)間，降低成本（因?yàn)樾枰臏y(cè)試設(shè)備更少），并在現(xiàn)有測(cè)試設(shè)備上獲得更好的投資回報(bào)率（ROI）。

軟件定義無(wú)線電（SDR）能夠測(cè)試多種當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)，如藍(lán)牙、WiFi、GNSS、4G和5G，并有可能與未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)配合使用。這種多功能性意味著即使是軍事用戶也可以使用一臺(tái)設(shè)備加快測(cè)試過程，減少庫(kù)存并降低人力資源成本。

SDR技術(shù)的核心原理是無(wú)線電可以完全使用軟件進(jìn)行編程，控制或指定。與為獨(dú)特應(yīng)用和頻率開發(fā)的傳統(tǒng)無(wú)線電相比，SDR 可以編程以測(cè)試廣泛的頻率范圍，并且可以定制以在任何應(yīng)用中工作。例如，測(cè)試手機(jī)需要測(cè)試其 GPS、藍(lán)牙、蜂窩頻段和 Wi-Fi。SDR 支持測(cè)試每個(gè)組件的先前版本和最新版本，而無(wú)需更換或修改測(cè)試硬件。SDR 通過其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了此功能（圖 1）。

［圖1 |框圖顯示了具有發(fā)射端和接收端的通用SDR架構(gòu)。

市場(chǎng)趨勢(shì)

在Acumen Research and Consulting發(fā)布的題為“全球軟件定義無(wú)線電市場(chǎng) - 分析和預(yù)測(cè)，2020-2027”的市場(chǎng)聲明中，SDR行業(yè)在2019年的價(jià)值為218.5億美元，并可能在2027年達(dá)到316.9億美元。該研究預(yù)計(jì)，該行業(yè)在2020-2027年的預(yù)測(cè)期內(nèi)將以7.19%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。

雖然SDR技術(shù)自1993年以來(lái)一直存在，但更直接的是半導(dǎo)體和軟件技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了SDR開發(fā)效率的提高，并使其具有價(jià)值。憑借其廣泛的優(yōu)勢(shì)，SDR 正在成為測(cè)試和測(cè)量、電子戰(zhàn) （EW）、頻譜監(jiān)控、公共安全通信、信號(hào)情報(bào)和軍事通信等市場(chǎng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

問題以及特別提款權(quán)如何解決這些問題

在 選擇 測(cè)試 和 測(cè)量 系統(tǒng) 時(shí) 要 考慮 許多 標(biāo)準(zhǔn)， 其中 其中 最 重要 的 是 測(cè)試 設(shè)計(jì) 的 復(fù)雜 性、 生產(chǎn) 量 和 測(cè)試 時(shí)間。SDR 適用于具有中等到高度復(fù)雜性、低到中等體積以及中等到高度靈活性需求的測(cè)試和測(cè)量應(yīng)用。

在這些測(cè)試和測(cè)量場(chǎng)景中，許多具有各種獨(dú)立設(shè)備以不同頻率運(yùn)行的復(fù)雜系統(tǒng)必須在投放市場(chǎng)之前進(jìn)行測(cè)試。圖2顯示了一個(gè)無(wú)線電頻譜，概述了不同設(shè)備落下的范圍。每個(gè)設(shè)備可能有不同的協(xié)議和測(cè)試要求，可能需要隨著時(shí)間的推移進(jìn)行調(diào)整。此外，許多通信協(xié)議和產(chǎn)品仍在成熟，系統(tǒng)模型正在被替換或定制，以處理永無(wú)止境的數(shù)據(jù)洪流?？蛻粜枰慌_(tái)設(shè)備即可處理多個(gè)應(yīng)用程序。

此外，當(dāng)他們處理新通信標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)時(shí)，許多客戶更喜歡更新現(xiàn)有設(shè)備，而不是更換它。那些使用SDR的人具有更大的靈活性：與更換硬件不同，SDR測(cè)試可以修補(bǔ)，更新或完全更改以解決最新的協(xié)議。此外，SDR 中使用的商用高性能可編程信號(hào)處理器件有助于滿足測(cè)試的吞吐量、靈活性和開發(fā)成本。

例如，在5G的情況下，新的高頻允許更多的數(shù)據(jù)移動(dòng)和信號(hào)處理，但5G也需要更多的測(cè)試來(lái)優(yōu)化流量。早些時(shí)候，100 MHz被認(rèn)為是一種“寬帶”儀器，但現(xiàn)在市場(chǎng)需要超過1 GHz的帶寬。 目前，預(yù)計(jì)5G將出現(xiàn)各種技術(shù)齒輪，從4.5G開始，最終轉(zhuǎn)向毫米波技術(shù)。如果要使用傳統(tǒng)硬件進(jìn)行測(cè)試，則可能太慢且成本太高。

當(dāng)測(cè)試5G特定協(xié)議所需的硬件可用時(shí)，該特定協(xié)議可能已更改。因此，在5G技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)后不久，測(cè)試硬件就已經(jīng)過時(shí)了。SDR 的寬帶性能可以配置為與許多不同的設(shè)備一起使用，因?yàn)橛脩艚鉀Q了使用 71 至 76 GHz 頻段進(jìn)行 5G 的需求;此外，SDR與即將推出的毫米波頻段非常兼容。SDR對(duì)高帶寬的支持也意味著對(duì)測(cè)試各種設(shè)備（即可以是窄帶或?qū)拵В]有限制。

對(duì)于與基站或移動(dòng)電話等設(shè)備相比以低到中等數(shù)量進(jìn)行測(cè)試的產(chǎn)品，為每個(gè)新設(shè)計(jì)設(shè)置新的硬件測(cè)試臺(tái)將導(dǎo)致嚴(yán)重的效率低下。軟件定義無(wú)線電支持與主機(jī)連接，通過軟件完成應(yīng)用程序開發(fā)。特別是對(duì)于小批量項(xiàng)目，SDR 將比傳統(tǒng)的測(cè)試套件更有效。

減少測(cè)試時(shí)間

測(cè)試和測(cè)量的另一個(gè)“必備條件”是縮短測(cè)試時(shí)間。例如， 在 標(biāo)準(zhǔn) RF 或 混合 信號(hào) 測(cè)試 中， 測(cè)試 時(shí)間 由 數(shù)據(jù) 處理 和 數(shù)據(jù) 采集 時(shí)間、 測(cè)試 設(shè)備 的 設(shè)置 時(shí)間 和 被 測(cè) 設(shè)備 （DUT） 的 響應(yīng) 時(shí)間 組成。除 DUT 響應(yīng)外，所有這些功能在很大程度上都是測(cè)試設(shè)備的功能。測(cè)試設(shè)備對(duì)整個(gè)測(cè)試周期的影響應(yīng)最小。SDR 可以通過板載 FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）對(duì)各種復(fù)雜的消費(fèi)、工業(yè)和電子產(chǎn)品進(jìn)行在線測(cè)試，部署時(shí)無(wú)需主機(jī)系統(tǒng)，從而加快測(cè)試過程。

許多制造商正在提供各種 SDR 產(chǎn)品，以滿足衛(wèi)星、軍事通信、LTE 和無(wú)線連接等市場(chǎng)的不同需求。5G 和 802.11ax 等最新無(wú)線技術(shù)的加速發(fā)展促使工程師利用靈活的測(cè)試和測(cè)量設(shè)備。

審核編輯：郭婷