В только что рассмотренной нами статье по полезности и востребованности разнообразных функций мобильный телефон сравнивался с швейцарским ножом .Достаточно любопытное сравнение предлагает и Matt Lewis, автор новой рассматриваемой нами статьи на сайте www.arcchart.com. Он считает, что "тот мобильный телефон, который появится на рынке года через два или три, будет похож на переполненный чемодан, который отпускник упаковывает перед дальним вояжем". Именно это сравнение, по мнению автора, может помочь пониманию того, что происходит в индустрии производства мобильных телефонов.
Действительно, свой путь мобильный телефон начинал как достаточно простой прибор с единственным приемопередатчиком, работающим на одной частоте. Прошло менее десяти лет, и в коробку, размеры которой чуть больше пачки сигарет, уже упаковано более пяти приемопередатчиков. Специалисты предсказывают, что пройдет еще два-три года, и средний по функциональным возможностям мобильный телефон, продаваемый на развитых рынках, будет поддерживать следующие беспроводные стандарты: GSM, GPRS, EDGE, WCDMA, HSDPA, LTE, BPX, mobile TV, Wi-Fi, Bluetooth, FM radio и UWB. Если добавить к этой смеси WiMAX, то число форм сигналов, которое телефону будет необходимо поддерживать, потрясает воображение.
При таком усложнении современных мобильных телефонов легко забыть, что телефон, в основе своей, является приемопередатчиком: базовая функция телефона заключается в том, чтобы посылать и принимать радиосигналы, несущие информацию в виде голоса или данных. Эти сигналы передаются на различных частотах, с использованием различных их форм.
Традиционно мобильный телефон конструировался в виде оборудования, состоящего из антенны, радиочастотного (RF) коммуникационного процессора, в который входили усилители, приемник и передатчик. Для его работы использовалась полоса частот исходных сигналов (baseband). Однако, с годами число приемопередатчиков и беспроводных стандартов, которые поддерживает телефон, выросли чрезвычайно. Тот телефон, который автор нашей статьи купил менее года назад, поддерживает девять беспроводных стандартов – GSM, GPRS, EDGE, WCDMA, HSDPA, Bluetooth, Wi-Fi (802, 11b и g) и GPS, а также пять различных радиочастот. Поэтому предсказания специалистов на ближайшие два-три года выглядят вполне убедительно.
| Технология | Частота |
| Bluetooth | 2,4 Ггц |
| FM radio | 87,5 – 108,0 Ггц |
| GPS | 1,1 – 1,6 ГГц |
| GSM (GPRS, EDGE) | 900 МГц, 1800 МГц |
| Mobile TV (MediaFLO, DVB, DMB) | 200 – 800 МГц |
| NFC | 13, 56 МГц |
| UMTC (WCDMA, HSPA, LTE) | 2100 МГц |
| UWB | 3,1 – 10,6 ГГц |
| Wi-Fi | 2,4 ГГц, 5,8 ГГц |
| WIMAX | 2,5 ГГц, 3,5 ГГц |
Но любой чемодан нельзя набивать до бесконечности. Наступит момент, когда, в результате роста размера телефона, его сложности и стоимости, вбивание нового оборудования на схемную плату телефона потеряет всякий практический смысл. Вот здесь существенную помощь разработчикам должна оказать технология Software Defined Radio (SDR). Ее применение позволяет поддерживать многочисленные формы сигналов при повторном использовании того же самого аппаратного оборудования, изменяя параметры его программного обеспечения. Это сулит существенные выгоды по таким важным параметрам, как размер телефона, его стоимость, цикл разработки, и взаимодействие с другими моделями, поступающими на рынок.
Однако решения для приемопередатчика, связанные с SDR, еще не стали коммерческой реальностью. Способность к изменению конфигурации приемопередатчика в данной полосе частот уже была продемонстрирована несколькими производителями. Однако потребление энергии реконфигурируемых радиочастотных коммуникационных процессоров все еще очень велико. Антенны наиболее далеки от реконфигурируемости. Хотя конструкторские разработки в областях антенн на фазированных решетках управляемых антенн, антенн с разнесением поляризаций и многодиапазонных антенн приближают ее достижение.
Одной из причин того, что технология SDR для телефонов была воспринята индустрией достаточно прохладно, заключается в том, что производители осуществили существенные инвестиции в компактные интегрированные решения. ASIC чипсеты, сочетающие функции 2G и 3G, являются достаточно доступными. Поставщики полупроводников, такие как компании TI, Marvel и CSR, имеют продукты, сочетающие технологии Wi-Fi, Bluetooth и UWB. Нельзя не признать, что стоимость и мощность приложений исключительно модульной архитектуры имеют потенциал для того, чтобы представить технологию SDR не слишком привлекательной.
Вышеперечисленные нами игроки осуществили значительные инвестиции в развитие интегрального ASIC подхода. Поэтому естественно, что они склонны к использованию результатов своих научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а не перемещаются в направлении SDR.
В недавно опубликованном докладе компания ARCchart исследует уникальный набор проблем, связанных с появлением новых форм сигнала:
- Формы сигнала мобильного ТВ требуют специализированных антенн, радиочастотного коммуникационного процессора, полосу частот исходных сигналов и кодеков.
- LTE (Long Term Evolution) оказывает огромное давление на характеристику антенны и радио частного коммуникационный процессора, требуя от них динамически переключаемых центральных частот (dynamically switch centre frequencies), диапазонов, планирование мощности, так же, как и скоростей данных.
- UWB (UltraWideBand) требует экстраординарной производительности от радиочастного коммуникационного процессора, который должен быть способен обрабатывать полосу в 500 МГц.
- GPS антенны имеют специфические структурные и ориентационные требования.
Технические проблемы, возникающие при реализации этих технологий, ускорят сдвиг к SDR. Компания ADCchart полагает, что «SDR, прежде всего, будет реализована в интеллектуальных телефонах (смартфонах), так как эти приборы лучше приспособлены к тому, чтобы взять на себя более высокую стоимость первоначальной реализации SDR». Авторы доклада ARCchart полагают, что «к 2011 году отгрузка SDR телефонов вырастет более чем на 11%. При этом рынки Западной Европы и Северной Америки явятся начальными восприемниками этой технологии».
