如何简化基站设计挑战

众所周知，伴随着数据流量的指数级增长、以及无线接口标准的不断演进，现有的无线网络面临着前所未有的带宽需求挑战。因此，如何简化LTE基站开发过程，降低LTE频分双工(FDD)和时分双工(TDD)变体的成本，并同时获得足够的灵活性和可扩展性，成为众多设备厂商及运营商最为关注的话题。

为了有效应对上述挑战，在日前举办的2010中国LTE无线峰会上，赛灵思(Xilinx)公司就演示了其无线目标设计平台产品。该公司无线通信部总监Manuel Uhm介绍说，Xilinx无线目标设计平台涵盖“LTE基带目标设计平台”和“多模无线目标设计平台”，旨在形成包括无线、基带、媒体访问控制(MAC)和传输功能在内的端到端LTE基站设计方案。

其中，LTE基带目标设计平台将目标锁定在如何加快产品上市所需的模块结构和灵活性，以及降低产品的成本和功耗上。Manuel表示，在面向 LTE应用的同时，基带平台还可以用于基于OFDM(正交频分复用)调制的宽带波形的快速SDR开发。

而多模无线电目标设计平台则用于以低成本实现高性能。Xilinx方面表示，“削峰(CFR)和数字预失真(DPD)可使功率放大器(PA)效率达到40%甚至更高”。更重要的是，在几秒钟之内，它就可以完成重新配置，从而支持目前各种主流的商业无线接口，包括LTE、WiMAX、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000和MC-GSM。

如果面向更为复杂的设计，Xilinx的做法则是在LTE eNodeB目标设计平台上增加更高层的协议栈，并运行在通过千兆以太网连接的Wintegra WinPath网络处理器上。利用平台的可重配置特性，可以对设计进行修改来提高效果，并支持商业、民用或军用的其它无线接口或波形的个性化设计。

LTE基带目标设计平台

Xilinx LTE基带目标设计以Virtex和Spartan FPGA系列为基础，将多种通用和LTE专用无线接口IP、综合的设计环境和经过预验证的目标参考设计结合在一起。通过提供预置的经过优化的 3GPP-LTE layer-1组件，使开发人员能够把精力集中到产品差异化上，而不是如何去实现复杂的物理层功能。

Manuel强调说，该平台的关键特点就在于它是作为嵌入式开发套件(EDK)项目交付的系统级参考设计，能够轻松修改和增加客户IP，高度优化的LogiCORE IP组件可以获得位精确C模型的支持，从而加速系统级仿真。

也就是说，无论目标基站的配置如何，开发人员都可以使用便捷的图形用户界面，方便地配置LogiCORE IP组件，从而优化成本和功率。例如，LTE Turbo解码器可以由1、2、4或8个并行解码装置组成，可实现从微蜂窝到最复杂的宏蜂窝的所有环境下的资源优化。

由于基带处理子系统的设计不能与其周围环境分离开来。基于这种考虑，赛灵思和Wintegra公司合作优化了Layer-1和更高层之间的交互，这对达到 3GPP-LTE苛刻的端到端系统延时的目标至关重要。此外，与该平台的其它部分相同，基于消息的应用编程界面(API)也支持各种基站外形、带宽和帧结构。同时，为了加速交钥匙产品和服务的交付速度，Xilinx还与部分系统集成商合作，提供增值IP，以及丰富的无线系统集成和验证经验。

多模无线电目标设计平台

赛灵思亚太区市场及应用总监张宇清认为，鉴于目前设备厂商和运营商对成本非常敏感，因此，是否能够通过高传输效率降低资本和运营支出成为考量的关键因素。“LDMOS功率放大器的3G无线接口典型传输效率在8%-15%之间。我们借助CFR和DFD LogiCORE IP，并利用先进的数字算法，效率可以提高到35%-45%。”

这意味着，对于有10000个基站的一般网络而言，每年的运营支出(OpEx)可以节省约2千万美元。如果在功率放大器中采用更小的晶体管，还可以降低资本支出(CapEx)，而且能够在天线上实现相同的传输功率额定值。

“集成是降低功率和成本及提高可靠性的关键。” 张宇清补充说，“FPGA能够把丰富的DSP与逻辑资源结合在一起，通过采用CPRI、OBSAI或JESD204A连接的千兆位收发器(MGT)实现数字上变频(DUC)、数字下变频(DDC)、CFR和DPD算法。”目前，赛灵思已经与ADI公司合作，利用Xilinx ML605电路板和ADI混合信号数字预失真(MSDPD)电路板开发高性能多模无线演示平台，来演示带有第三方功率放大器、可在各种频率和任意无线接口上运行的DPD解决方案。

F1: Xilinx LTE基带目标设计平台

F2: Xilinx多模无线演示平台