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軟件無線電技術(shù)（SDR）已經(jīng)有近 30 年的發(fā)展歷史，開始出于靈活性的技術(shù)優(yōu)勢只應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，如今已經(jīng)開始逐步滲透到了無線電工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，例如測控技術(shù)、雷達技術(shù)和移動通信技術(shù)。從廣義定義上看，SDR 就是通訊的物理層可以通過軟件去定義一部分或者全部通過軟件定義。從應(yīng)用上看，基本所有的商用基站包括終端都是 SDR 的設(shè)備，這些系統(tǒng)中包含通用 FPGA，可以對物理層做相關(guān)的更改。終端設(shè)備，比如在高通的芯片里，有 DSP 進行數(shù)字信號的處理，在基帶處理器中，DSP 可以進行 turbo 編譯碼。
在 5G 的原型化階段，毫米波通道探測、Massive MIMO、超高密度網(wǎng)絡(luò)，以及多載波濾波等關(guān)鍵技術(shù)的驗證面臨巨大的挑戰(zhàn)，這需要在測試設(shè)備上做出快速相應(yīng)協(xié)議的變化，推出可以靈活擴展通道數(shù)量，自定義測試 IP，靈活覆蓋射頻頻段的需求。SDR 技術(shù)中的 DSP 和 FPGA 具有可編程性，可以為 5G 技術(shù)驗證帶來極大的靈活性。
NI 參展 EDI-CON
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Ettus?Research（NI 子公司）營銷總監(jiān) Manuel?Uhm
NI 兼具軟硬件，平臺優(yōu)勢盡顯
SDR 技術(shù)包含硬件部分和軟件部分，在硬件部分，射頻前端最難，因為用戶要根據(jù)不同的需求設(shè)置不同的頻段，因此要選擇合適的射頻前端做相關(guān)的處理。在軟件方面，有些做系統(tǒng)設(shè)計的工程師只懂軟件，不了解底層硬件，因此無法進行 FPGA 的編程，如果重新學習 FPGA 編程，成本耗費很高。
NI 的技術(shù)優(yōu)勢在于擁有強大的軟件平臺和硬件平臺。Ettus?Research（NI 子公司）營銷總監(jiān) Manuel?Uhm 解釋，“NI 是一個平臺化的廠商，在硬件上面，我們根據(jù)客戶的需求提供不同的射頻前端，實現(xiàn)不同頻段。在軟件上，為了簡化用戶設(shè)計，我們給用戶提供可視化的 LabVIEW 軟件，用戶通過可視化按鈕就可以快速實現(xiàn) FPGA 編程，這樣可以加速 FPGA 開發(fā)效率，他們不需要研究硬件設(shè)計，可以把更多更精力用于研究通信算法。”
牽手全球合作伙伴，共同推動 5G 技術(shù)發(fā)展
5G 可謂是當前最火的通信技術(shù)，幾乎全球的運營商都在為 5G 商用進行技術(shù)研發(fā)，但是 5G 技術(shù)的研發(fā)不是憑借一家公司的一技之長就能實現(xiàn)，需要聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界各個環(huán)節(jié)共同推動。NI 在 5G 的研發(fā)上也聯(lián)合芯片廠商、研究機構(gòu)、終端廠商等合作伙伴做了大量推進工作。
Manuel?Uhm 介紹，“NI 在 5G 技術(shù)研發(fā)上投入很早，從早期的 research Prototype 開始，NI 就已經(jīng)開始介入，2010 年 NI 就制定了射頻領(lǐng)先計劃，我們跟國內(nèi)外很多領(lǐng)先機構(gòu)進行 5G 應(yīng)用研究，包括 Massive Mimo、毫米波系統(tǒng)等。在 Massive Mimo 領(lǐng)域，我們的合作伙伴包括隆德大學、英特爾和國內(nèi)的東南大學等。在毫米波應(yīng)用領(lǐng)域，我們的合作伙伴包括諾基亞、北京郵電大學等公司和學校。從研究成果來看，在最新的 MWC 上，我們與 Qorvo 做了 PA 測試，與三星合作互操作性測試。今年大的亮點是廠商會做 IODT 測試，所謂 IODT 就是一個互操作性測試?？赡芑緩S商和終端廠商是兩家不同的公司，比如：愛立信提供基站，華為、諾基亞提供手機，它們的設(shè)備如何進行聯(lián)調(diào)？我們與三星合作，用毫米波系統(tǒng)做這個系統(tǒng)的用戶模擬，去與它們基站進行對調(diào)，未來可以將這樣的系統(tǒng)復制到中國的客戶那里?！?/p>
NI 與 Qorvo 做的 PA 測試
USRP N310：小巧便攜，多通道
在本次展會上，NI 還帶來了 USRP N310，這是一種網(wǎng)絡(luò)的軟件定義無線電（SDR），它提供了部署大規(guī)模的可靠的和容錯性的分布式無線系統(tǒng)。USRP N310 通過引入遠程執(zhí)行任務(wù)的能力簡化了對 SDR 系統(tǒng)的控制和管理，如更新軟件，重新啟動，工廠復位、自檢、主機 /ARM 調(diào)試及監(jiān)控系統(tǒng)運行。
USRP N310
USRP N310 是目前 SDR 市場上通道數(shù)量最為密集的產(chǎn)品之一，提供 4 發(fā) 4 收的通道在一個 0.5U 的高度內(nèi)。射頻前端采用兩個 ad9371 收發(fā)器，這是一種最新的模擬設(shè)備射頻技術(shù)。每個通道提供高達 100MHz 的瞬時帶寬，并涵蓋了從 10MHz 到 6GHz 的擴展頻率范圍。
很多用戶還關(guān)心 USRP N310 能和哪些 NI 的設(shè)備搭建測試系統(tǒng)？Manuel?Uhm 指出，“分兩部分，一部分是 6GHz 以下，除了 Massive Mimo 以外， LTE 在 6GHz 以下有些新的演進，像去年 3GPP 定義的也是 sub-6GHz 的 NSA 方案。因此 USRP N310 也可以用于新的 5G 方案原型系統(tǒng)里面，做一個 UE emulation 等，包括頻譜分享、雷達信號感知等。在 6GHz 以上也有一些研究機構(gòu)用毫米波的下變頻去連接 USRP N310 做毫米波的傳輸，整體來看，USRP N310 具有高性價比和外形小巧的特點，在不同的射頻領(lǐng)域都有與它相關(guān)的應(yīng)用?！?/p>
無線創(chuàng)新論壇：將軍用頻譜分享到民用
同時，Manuel?Uhm 先生還擔任無線創(chuàng)新論壇（以前稱為 SDR 論壇）的首席營銷官，該論壇負責軍用無線電的 SCA（軟件通信架構(gòu)）標準和用于海軍雷達和海軍陸戰(zhàn)隊員之間頻譜共享的 CBRS（公民寬帶無線電服務(wù)）商業(yè)寬帶服務(wù)。這讓筆者禁不住去了解一下無線創(chuàng)新論壇，Manuel?Uhm 解釋，“無線創(chuàng)新論壇原來主要做 SDR 的相關(guān)研究和推廣，現(xiàn)在 SDR 技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各行各業(yè)、各個領(lǐng)域，包括基站、終端其實都是一個 SDR 方案。目前的無線創(chuàng)新論壇主要針對兩個方向：一個是軍用通信，一個是頻譜分享。關(guān)于后者，在美國有一個頻譜分享計劃，他們對一些軍用通信的頻段，比如說海軍雷達的頻段，并不是隨時都有海軍的軍艦是在海岸線上，其本身利用率很低，因此 FCC 和無線創(chuàng)新論壇合作，想辦法去更好地利用這個頻段，中間有個叫 SAS 的機制去探索，如果這個頻段里面沒有軍用雷達出現(xiàn)，就可以使用 LTE 基站做民用通信。歐洲也在做這樣的嘗試，中國的一些機構(gòu)也非常感興趣。“”
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