利用FPGA簡化3GPP-LTE基帶開發(fā)

　　基帶處理信號通道是設(shè)計人員面臨的最大挑戰(zhàn)，但同時，它也為實現(xiàn)基站收發(fā)信臺的創(chuàng)新提供了絕佳機會。因此，目前其已然成為OEM廠商實現(xiàn)產(chǎn)品差異化的關(guān)鍵。隨著人們逐步認識到，許多針對之前2G和3G系統(tǒng)的技術(shù)將無法滿足3GPP LTE，即第4代無線技術(shù)的性能和延遲要求，基帶架構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域的競爭也開始愈演愈烈。

　　處理通道不僅需要比以往強大得多的處理能力，而且所有功能必須在更短的時間內(nèi)完成。要想解決系統(tǒng)架構(gòu)師所面臨的一系列挑戰(zhàn)，就要開發(fā)一個系統(tǒng)，來滿足運營商積極的投資和運營成本削減目標。圖1顯示了基帶處理系統(tǒng)設(shè)計面臨的主要壓力。

F1: 不斷演進的基帶處理需求帶來的挑戰(zhàn)

　　基于FPGA的解決方案可以滿足上述要求，同時還能避免常見的性能問題和瓶頸。很多公司正在實施類似計劃，如賽靈思最新推出的LTE上行鏈路通道解碼器和LTE下行鏈路通道編碼器LogiCORE，希望通過在單一IP解決方案中納入多種關(guān)鍵的Layer-1功能，來消除FPGA普及道路上的種種障礙。

　　硅技術(shù)的進步是無線通信技術(shù)能夠取得成功的關(guān)鍵，因為它可以將甚至更復(fù)雜的算法技巧從實驗室?guī)У綄嶋H產(chǎn)品中得以推廣。例如3G網(wǎng)絡(luò)中Turbo迭代碼糾錯技術(shù)，在10年內(nèi)完成了從最初發(fā)現(xiàn)到商業(yè)化推廣的整個過程。創(chuàng)新步伐始終都在持續(xù)加快，最為引人注目的是通過各種MIMO天線技術(shù)將空間維度(spatial dimension)概念應(yīng)用到無線通信網(wǎng)絡(luò)中。

　　但是，隨著4G空中接口的出現(xiàn)，壓力不斷增加，以至于傳統(tǒng)的以DSP為中心的可編程通道卡架構(gòu)難以應(yīng)對。FPGA和DSP之間的傳統(tǒng)分割遭遇了性能瓶頸，這種制約的影響很大，因為二者之間需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量非常大。

　　那么，我們?nèi)绾尾拍芟愃破款i？關(guān)鍵在于簡化Layer-1系統(tǒng)架構(gòu)，并消除芯片間所有不必要的數(shù)據(jù)傳輸。這樣的簡化流程會引發(fā)一些與基于DSP的架構(gòu)可擴展性有關(guān)的問題。設(shè)計人員需要IP、軟件和技術(shù)支持等更強大的組合，來幫助他們完成向Layer-1系統(tǒng)架構(gòu)的轉(zhuǎn)變，在這其中，多數(shù)功能都在可編程的硬件環(huán)境中實現(xiàn)而非DSP。