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          基頻IP平臺滿足大規(guī)模MIMO應用需求

          作者: 時間:2022-12-19 來源:CTIMES 收藏

          5G 基礎設施擴建是現(xiàn)在進行式,但我們?nèi)蕴幱诔砷L曲線的初期階段。中國是相關基礎設施的領跑者,但北美和歐洲目前亦加速趕上;目前市場主要由五家第 1 級設備廠商主宰:Nokia、Ericsson、中興通訊(ZTE)、華為和三星,至于規(guī)模較小的廠商現(xiàn)在也逐漸進入市場。

          多虧開放式無線存取網(wǎng)絡(),讓小規(guī)模的廠商得以提供大規(guī)模多輸入/多輸出系統(tǒng)(MIMO)無線電單元或基頻分布單元等解決方案,并且無須動用現(xiàn)今第 1 級廠商標配的端對端解決方案,例如處理核心對天線。

          在這一方面,廠商有許多做出鑒別度的機會。目前的實作取決于市面上可用的硅芯片選項,多為價格昂貴且高耗電的現(xiàn)場可程序化門陣列 (FPGA) 或 x86 處理器。若以特殊應用集成電路(ASIC)作為替代方案,除了解決方案廠商自身的附加價值,還可提供更高的傳輸量、較低的耗電功率,以及較少的成本。

          這方面的商機已相當成熟,我們可以看到5G價值鏈企業(yè)、半導體和收發(fā)器廠商、原廠設備制造商(OEM)、第 1 級廠商、原廠設計制造商(ODM),甚至是電信業(yè)者皆參與其中。各領域的廠商皆盼望在這波科技演進中掌握自身的命運。

          為何 ASIC 較適合大規(guī)模 MIMO?
          首先,請想想目前市面上可用于 Open-RAN 實作的分布單元(DU)/小型基地臺組件。一般實作服務會以在 x86 平臺運行的軟件中的第 1 層實作為基礎,并搭配一或多個 FPGA,主要用于加速前向錯誤更正。這項方法雖然彈性十足,但要是所有處理鏈和工作負載都在一般用途的處理核心上運行,效能擴充便會受限。大規(guī)模 MIMO 需要支持更多平行通道,使問題變得更加復雜。

          現(xiàn)在想想 架構的無線電單元(RU)。這些單元通常是以專門用于波束成形的高階且昂貴的FPGA,以及RF收發(fā)器的數(shù)字前端來進行實作。不過,現(xiàn)在的 5G 大型基地臺預期要支持大規(guī)模 MIMO,因此需要更高層級的平行處理(亦即更多 FPGA)來管理更多信道。同樣地,使用現(xiàn)有組件來擴充效能,將無法達到合理的成本或用電效率目標。

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          圖一 : 比較傳統(tǒng) 解決方案和 ASIC 解決方案

          適用于大規(guī)模 MIMO 5G RAN 的 PentaG-RAN
          CEVA目前已推出第二代的 PentaG-RAN 5G NR 基頻調(diào)制解調(diào)器 IP 平臺。此平臺經(jīng)過精心設計,得以滿足大規(guī)模 MIMO RAN 裝置所需的極致效能、延遲和功率需求,而且采用先進的向量和純量 DSP 處理器,并加入多個經(jīng)微調(diào)的 HW 加速引擎,提供完整的訊號路徑內(nèi)嵌加速。

          首先談談 DU/小型基地站應用。與傳統(tǒng) COTS 解決方案不同,此平臺可加速完整的訊號路徑,同時仍保有 SDR 靈活性,讓 OEM 得以自定義旁路計算,例如通道預估等。

          此平臺可進行全面性規(guī)模調(diào)整,從專用網(wǎng)絡中的小型基地臺部署,到支持大規(guī)模 MIMO 和虛擬 RAN 實作的全方位大型基地臺都沒問題。這項規(guī)模調(diào)整能力,來自于CEVA-XC16向量DSP集群,而軟件控制支持則來自CEVA-BX2純量處理器;此異質(zhì)平臺隨附一套全方位的訊號路徑加速器與共同處理器,以及豐富的 5G 軟件 SDK 與鏈接庫。

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          圖二 : 適用于 5G DU/小型基地臺的 PentaG2 RAN 平臺

          現(xiàn)在想想 Open RAN 無線電單元。適合此應用的 PentaG-RAN 平臺搭載向量與純量 DSP 處理核心,處理通道預估和波束成形等算法。同樣地,多天線訊號路徑所需的大規(guī)模運算能力已完全對應至硬件加速器,并且全程皆具備規(guī)模調(diào)整能力。豐富的軟件鏈接庫提供多種級別的矩陣運算,以便支持波束成形、預編碼和其他操作。波束成形區(qū)塊也可以嵌入不同的小芯片,方便 OEM 規(guī)劃可調(diào)整規(guī)模的小芯片實作。

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          圖三 : PentaG2 RAN 無線電平臺

          適用于大規(guī)模 MIMO Open RAN 的一站式 ASIC 設計
          有許多客戶樂于將我們的 IP 嵌入其設計。但我們也了解,進入此領域的 OEM廠商認為他們的價值在于軟件、模塊和系統(tǒng)服務,而未必在于 ASIC 設計。針對這點,我們透過 CEVA-Intrinsix 集團為客戶提供一站式協(xié)同服務。

          對于這類客戶,我們可以設計和建置完整的 ASIC,最高可到實體實作簽核和芯片測試。這項服務可從架構設計一路提供至實作導入,再搭配完整的軟件堆棧執(zhí)行。此服務為協(xié)同合作,就客戶需求與客戶進行密切合作,以針對目標應用建置優(yōu)化功能組,并建議有哪些面向可進一步有鑒別度。

          (本文作者Nir Shapira為CEVA公司業(yè)務發(fā)展總監(jiān))

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202212/441785.htm


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