无线技术发展仍需克服诸多障碍

分享到:

        为了在有限的频谱空间中容纳更多的用户和/或提供更高的数据传输率,在今后几年中,人们将花大力气提高RF信道的比特处理能力。在满足更大吞吐量需求的问题上,PC行业给出的答案是提高CPU时钟速度;与之相比,无线行业面临的难题却是较高的频率无法得到实际使用。因为同较低频率的无线电波相比,较高频率易于被其它物体吸收,且能量损失更快。因而,我们所面临的挑战是如何改进RF技术和系统,以便更好地利用现实世界中的可用频谱。

        RF最有希望的应用仍然会是蜂窝通讯、无线互联网连接(如WiFi)以及短距离无线系统(如ZigBee和UWB)。对蜂窝电话的需求将继续保持增长,预计2007年的销售量将超过10亿部,而且预计这一增长势头将持续到2010年以后。移动电视、音乐下载等新服务的增加,将成为需求增长的推动力量。以数据为导向的应用(如WiFi),将继续增长,并且在许多地区将被用于提供低成本的无线VoIP电话服务。

        然而,由于一些非技术人员试图将这些技术延伸到它们根本不适合的应用中,所以这些系统的局限性也将变得更为明显。这些系统中有相当一部分目前工作在尚未获得许可的“ISM”波段,由于使用了这样的波段,用户必须接受任意的干扰或拙劣的服务质量。这对那些希望获得高服务质量的用户来讲肯定是一个问题。在未授权的波段部署WiMAX同样将面临上述难题,但是在已授权频段内,由于没有干扰,WiMAX一定会取得成功。

        未来我们还需要克服许多技术挑战。现在,纯CMOS RF技术很明显可以提供卓越的性能,特别是如果把这种RF器件与数字引擎(可校正错误或以其它方式补偿性能缺陷)结合在一起,那么性能提升会更明显。此外,GaAs等技术将继续在功率放大器中大放光彩,但是小信号级器件则不需要。

        为了让众多用户分享同一个RF载波通道,并能通过这些通道传送更多的比特,更大的挑战在于对系统定义以及选择什么样的多重接入和调制技术。高阶调制方案需要进行大量的信号处理才能把信号转换成比特,而且与时下蜂窝系统中使用的较为简单的调制系统相比,射频级也要求更高的线性度。

        成本和功耗一直都是大家关注的焦点,需要更先进的技术来解决这些问题。虽然人们一直觉得,单芯片方案会将系统成本降到最低,但事实并不总是这样,高集成度往往会牺牲设计的灵活性。在ADI公司内部,我们一直致力于功能的最优划分,将数字和模拟处理分别用在最能体现其各自成本、功耗以及性能的地方。例如,我们最新推出的WiMAX射频芯片系列就采用了这样的划分,该射频芯片上包括A/D和D/A转换器功能,允许将数字处理器作为纯数字IC进行开发,在充分利用最佳工艺的同时,还能避免在该芯片上增加任何复杂的模拟电路。

        任何新型的无线系统要想获得市场成功,都必须克服一系列障碍,包括能否符合真正的消费需求、能否满足市场的成本目标、管理法规会不会减缓市场增长等。

        市场不同,消费需求也大不一样。例如,蜂窝系统要求提供低延迟的高质量语音;而以数据为导向的系统可以容忍一定程度的延迟,但需要很高的数据率。在某种情况下,系统实现成本太高无法形成市场规模,而同时可能没有其它的业务来贴补较高的系统成本。

        由于无线系统之间有可能会产生干扰,所以政府机构会对其进行监管,但有时候这种监管会减缓技术的市场成长进程。例如,在无线技术向数字时代转移时,美国政府由于没有选择单一的蜂窝系统,导致目前美国市场上有5种不同的无线系统(TDMA、CDMA、GSM、iDEN和模拟),这在消费者中造成了混乱,并延缓了新特性的推出。与之相比,欧洲的管理机构采用了单一标准(GSM和后来面向3G的WCDMA),从而加速了市场增长。针对目前全世界出现的多个3G蜂窝标准,如果所有国家都能认同一个信号标准,或许我们可以更快地向4G转移。


            
          作者: Doug Grant

   RF和无线系统业务开发主管

   ADI