3G 技術的整合并不呈線性發(fā)展
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如果用基礎數(shù)學來模擬這些新連接技術的集成過程,人們可能會傾向于將其視作簡單的加法。不幸的是,這個過程可不是那么簡單(或者說是連續(xù))。它更接近于微積分及微分方程的求解。使這個問題復雜化的因素是預期的使用模式。
關鍵在于多種任務及應用可能會并存運行。在這種并存(可以定義為同時運行多種技術或應用)條件下,僅是一部 3G 手機就會提出幾個難以應付的挑戰(zhàn)。而且,并存還會引起這樣的問題,即軟件無線電 (SDR) 或認知無線電本身是否能夠進行 3G 電話、多媒體手機及其他更高級產(chǎn)品所需的多功能 DSP 與 RF 處理器的工作。
解決并存問題的核心是能夠在處理其他應用密集型任務的同時,執(zhí)行語音及數(shù)據(jù)通信。
為了滿足以上要求,平臺的基本構架將不同于 2G 及 2.5G 手機的主流構架。后者是基于單處理器(有時是雙處理器)的芯片組,其對處理密集的應用與多任務處理的支持通常有限,對并行處理的支持更是非常有限或是實際上根本不存在。隨著基于具有多處理器的多功能架構的 3G 電話的出現(xiàn),消費者對移動設備顯著拓展的功能的青睞將改變其使用模式。更多的應用將載入這些設備。消費者將對并行處理有所需求,因為他們會很快地適應同時推出的多種應用。同時,他們希望產(chǎn)品使用的簡易性與服務質量不打折扣。
多個獨立處理引擎將成為 3G 架構的特點,這些引擎可以同時運作,各個引擎的工作電平因啟動應用 (active application) 的處理需求不同而各異。在這類多功能架構下,一個處理器是一個主處理單元,管理著多個并行任務的執(zhí)行,這些任務包括同步的語音及數(shù)據(jù)處理以及高分辨率圖片、視頻流與立體聲等多媒體應用。
Shifting paradigm? 轉移典范
從現(xiàn)在開始 5 年以后,使用模式將會同時運行多種應用。例如,這些應用可能是語音(兩個用戶的通話)與藍牙上的音頻(背景 MP3 或調頻)頻道,還有圖像(GPS 地圖的檢索及發(fā)送,用于建立會場的坐標系)及數(shù)據(jù)(因特網(wǎng)訪問、列表共享)。這至少需要五個無線電廣播裝置--調頻廣播接收器、藍牙/無線超寬帶技術、Wi-Fi、3G 蜂窩及輔助 GPS--每個裝置都有自己的空中接口,以及把所有設備結合在一起的協(xié)調中心控制器。
手持設備中多個無線收發(fā)裝置的存在引發(fā)了與天線實施及相互干擾相關的關鍵射頻問題。其他種類的系統(tǒng),如 Wi-Fi 接入點及便攜式電腦,則顯示出兩個天線可大幅度地改善射頻性能,盡管會增加系統(tǒng)的復雜性及成本?;谖鍌€或是更多的射頻子系統(tǒng)的可能性,3G 電話可能需要一個以上的天線,幾個無線接收裝置將共享這些天線。這會使得某種"智能天線"技術--如單個或多個天線干擾的消除、多輸入/多輸出 (MIMO) 天線及 DSP 技術--可能在 3G 手機中得到應用。
迄今為止,通過謹慎處理射頻設計與集成實踐、以及通過實現(xiàn)一個主處理單元來協(xié)調每一射頻子系統(tǒng)的工作,已在減少相互干擾方面取得了一定的成功。但是在 3G 電話中,多個無線接收裝置及天線會顯著增加必須加以解決的復雜性。隨著時間的推移,在芯片級上提高射頻集成要求將把上述問題推給半導體設計者,從而減輕系統(tǒng)設計者面臨的挑戰(zhàn)。由于天線設計與射頻管理密切相關,因此未來的"智能"射頻解決方案將涉及該問題的每一方面。
無線產(chǎn)業(yè)長期以來持有的一個信念顯示,無線技術的關鍵是開發(fā)包括某些感知無線電能力在內的成熟的軟件無線電。一些人相信 SDR 會在 3G 時代浮出水面。此類典范通常認為,可編程架構的"超級無線電收發(fā)裝置"能夠檢測到手機環(huán)境中的多個射頻空中接口,并且在特定時間段內及時切換到所需的最佳接口,這個接口經(jīng)常被通俗地叫做"總是最佳連接"(ABC) 的接口。
無線技術專家與系統(tǒng)開發(fā)商堅持追求新的 SDR 夢想,因為他們相信它能夠簡化架構,并能通過某種可支持多個離散空中接口的架構降低手機的相關成本。不幸的是,SDR 的支持者正力爭統(tǒng)一各種空中接口來產(chǎn)生單一的 ABC 接口。當前,無線產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷一場典范的轉變,3G 手機將藉此要求有多個無線電裝置并行工作。因此,單單一個 ABC 空中接口是不夠的。當然,可以想象有確實能夠支持多個并行空中接口的改進 SDR,但是這會使本來已經(jīng)很復雜的研究變得更加復雜。
沿著這樣的路線,人們最后會試著將軟件無線電的邏輯擴展到整個 3G 手機,亦即,手機的架構能夠重新配置到這樣一種程度,即它將類似于一種軟件手機 (SDH)。因此,既然 SDR 可支持所有的空中接口,那么 SDH 也可以支持 SDR 及所有的應用處理元素,這些元素是為預期的 3G 多無線電收發(fā)裝置、多應用情況提供服務所需要的。雖然這是一個有趣的概念,但是它會增加同樣的并行復雜性,并因此它可能會比 SDR 還復雜。
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