利用軟件無線電提升車載無線應用的設計靈活性
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車載軟件無線電
現在是考慮用軟件無線電來代替汽車內傳統(tǒng)無線電應用的時候了。要實現這個方案，首先需要設計一個通用的軟件無線電模塊。這個模塊應該包含示意圖中的模塊，而且還要有較好的靈活性，最后還必須有和外部設備通訊的高速接口。下圖給出了一個簡單的示意例子。
其次，看一看作為可編程單元的FPGA。當主控單元通過可編程接口配置好FPGA之后，FPGA就會按照我們預先設計的程序進行工作。在軟件無線電領域，以接收為例，FPGA完成的任務包括按照主控單元指定的頻率段把ADC數據轉化為基頻段數據，即所謂數字化下行轉換。這個轉換過去是非常消耗系統(tǒng)資源的，隨著硬件處理能力的提高和軟件算法的更新，無線電領域的上下行轉換目前基本上可以實時完成。賽靈思和Altera都提供高性能的FPGA，它們完全可以勝任上述任務。
再其次，數字化下行轉換后的數據會通過可編程接口傳輸給主控單元。這個數據的流量會根據應用和數字化下行轉換算法的不同有較大的變化。典型的數據率是每秒數十兆字節(jié)，這個速度可以適應目前車內常用的無線系統(tǒng)，而滿足這個數據率的通用接口可以選：
數據經接口/總線傳給主控單元，主控單元會按照用戶要求處理數據?，F在的嵌入式處理器不僅主頻超過1GHz，而且多核，比如Intel Atom，每秒上十億次的浮點運算能力足以讓應用程序完成軟件無線電要求的工作。
射頻(發(fā)射/接收)板和數模/模數轉換器的作用非常重要，它們的性能將直接決定軟件無線電可以處理什么樣的問題。理論上，轉換器采樣頻率必須至少是待測頻率的2倍，然而采樣率非常高的轉換器較為昂貴。利用射頻板可以將待測頻率從較高的頻段降至轉換器的工作頻段。市面上的射頻板可以將高至6GHz的射頻信號的頻率降至中頻10MHz以下，而20MHz的轉換器比較容易找到，而且有不錯的精度(16位)。
至此，通用的軟件無線電模塊搭建成功。剩下的事情就是發(fā)揮產品設計師和軟件工程師的想象力，設計和開發(fā)完美的車載無線電應用。一個手到擒來的例子就是，利用軟件無線電，只要給每個座位上配一個耳機，各個乘客就可以自主選擇最喜愛的FM電臺而不受其他人的影響——這在只有一個FM收音模塊的系統(tǒng)中是不可能完成的任務。
可以肯定，以現有的技術，實現多樣化的車載無線電應用是完全可行的。然而，無線電在各個國家都是受控制的領域，沒有授權的應用通常無法上市。隨著技術的成熟，相信這一領域的控制方法也會有所改進，使廣大汽車用戶能夠早日享受到車載軟件無線應用帶來的自由體驗。
本文小結
毫無疑問，用軟件無線電代替?zhèn)鹘y(tǒng)的車內無線應用，不僅能夠給車載無線系統(tǒng)的設計帶來很大的靈活性，而且還會產生許多創(chuàng)新性的應用。雖然從設計到實現還有一段很長的道路要走，我們要相信：一切皆有可能是科技對未來的有力詮釋。(end)
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