利用FPGA簡化3GPP-LTE基帶開發

　　基帶處理信號通道是設計人員面臨的最大挑戰，但同時，它也為實現基站收發信臺的創新提供了絕佳機會。因此，目前其已然成為OEM廠商實現產品差異化的關鍵。隨著人們逐步認識到，許多針對之前2G和3G系統的技術將無法滿足3GPP LTE，即第4代無線技術的性能和延遲要求，基帶架構設計領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完成。要想解決系統架構師所面臨的一系列挑戰，就要開發一個系統，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設計面臨的主要壓力。

F1: 不斷演進的基帶處理需求帶來的挑戰

　　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鍵的Layer-1功能，來消除FPGA普及道路上的種種障礙。

　　硅技術的進步是無線通信技術能夠取得成功的關鍵，因為它可以將甚至更復雜的算法技巧從實驗室帶到實際產品中得以推廣。例如3G網絡中Turbo迭代碼糾錯技術，在10年內完成了從最初發現到商業化推廣的整個過程。創新步伐始終都在持續加快，最為引人注目的是通過各種MIMO天線技術將空間維度(spatial dimension)概念應用到無線通信網絡中。

　　但是，隨著4G空中接口的出現，壓力不斷增加，以至于傳統的以DSP為中心的可編程通道卡架構難以應對。FPGA和DSP之間的傳統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的數據量非常大。

　　那么，我們如何才能消除類似瓶頸？關鍵在于簡化Layer-1系統架構，并消除芯片間所有不必要的數據傳輸。這樣的簡化流程會引發一些與基于DSP的架構可擴展性有關的問題。設計人員需要IP、軟件和技術支持等更強大的組合，來幫助他們完成向Layer-1系統架構的轉變，在這其中，多數功能都在可編程的硬件環境中實現而非DSP。