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4G技术再革新,SDR支援多种无线电频段

时间:01-12 来源:新电子 点击:

常见。

DSP的采用分为通用型DSP与专用型DSP,专用型DSP一般具有高于通用型DSP的工作效能与速度,且较低的功耗及尺寸。为因应这种需求,相关DSP厂商如德州仪器(TI)与CEVA皆已推出相关商品。而其设计的要点在于小型基地台上使用的专用DSP,仍保有通用DSP的设计弹性,可执行各种不同的通讯演算法,以满足基地台营运商对2G、3G、4G等不同通讯技术的需求。

由于专用型DSP在架构上针对通讯应用进行最佳化,因此在运行这类通讯演算法时,会比通用型DSP来得更有效率,如常见的向量处理引擎就是实现LTE通讯的多重输入多重输出(MIMO)功能时,不可或缺的关键元件。还有Sidewinder所推出的Small Cell SDR基地台,亦是采用PicoArray DSP来运行基频讯号。

具有可重复设定的FPGA一直是通讯电子工业常常使用的设计方案,而厂商也都推出具有相关设计功能的FPGA晶片,如近年来常常被提及的DSP-FPGA,它针对DSP应用实现最高的系统整合度,并进行最佳化,成为成本敏感的DSP演算法和需要高DSP性能的协同处理的理想选择,最常被运用在通讯系统的设计上。DSP-FPGA通常的架构都需要有特别的快速傅立叶转换(FFT)数学运算能力与逻辑处理单元,用以搭配基频讯号处理时的功能需求,以达成不同演算法所需的运算能力。

目前,类比整合型射频收发器产品,有亚德诺(ADI)与Lime Microsystems等射频晶片厂商所出产的整合型射频收发器,均期望以单一颗晶片,即能完成多频多模的射频产品设计。

Lime Microsystems所出产的晶片为LMS6002D多频多标准射频收发器,该公司也推出Myriad RF和转接板,并让它成为开放硬体计画(Open Source Hardware Projects)来使用,提供软体无线电开发者完成无线通讯应用产品时的解决方案。LMS6002D可以工作在300M?3.8GHz的频率,提供频宽可由1.5?28MHz多模组选择,内包含LNA与PA、RX/TX混合器及滤波器,还有接收端(RX)的GAIN控制与传送端的输出功率(Power)控制。此外,12位元的类比数位转换器(ADC)/数位类比转换器(DAC),适用在分频多工(FDD)与分时多工(TDD)两种工作模式中。

亚德诺在2013年所推出的1×1和2×2的SDR整合型射频收发器AD9364与AD9361方案,也是同样希望能以整合型的类比滤波、混频器、锁相回路(PLL)、12位元的ADC与DAC等所有射频收发器讯号链元件,缩减线路与元件的摆放面积,而具备更小体积,也降低BOM及简化系统设计的成本。其无线电频率范围可以由70M?6GHz,提供频宽200k?56MHz,也搭配赛灵思(Xilinx)FPGA来让工程师进行设计开发,建构开发与测试系统。

这些整合型射频收发器都会接上DSP或是FPGA,以达成软体无线电的工作硬体,再搭配使用的通讯软体来完成射频前端的配置,提供Small Cell极大的布建与工作弹性给设计工程师与营运商,加速产品面市与营运布建时的讯号调整测试工作。

在专为SDR提供整机测试平台的厂商则有Lyrtech(现为Nutaq),该公司所制作的PicoSDR采用赛灵思的Virtex-6 FPGA。其射频(RF)支援频率范围为300M?3.8GHz,可选择的频宽1.5M?28MHz,提供2×2的MIMO与FDD/TDD均能使用的射频模组,可应用在LTE系统设计上。

另外,也有厂商提供eNB整机开发完成的软体,以快速测试小型基地台开发商所设计的SDR系统,加速设计流程。

实际上,已经有厂家开发出SDR小型基地台,如AirSPAN的Air4Gp Pico Base Station,利用SDR功能使得此基地台可支援全球微波存取互通介面(WiMAX)与LTE系统,还有Octasic所设计的OCTBTS 3000 Miniature SDR Base Station Platform都具有相同的功能,其他如中兴、Alcatel-Lucent、诺基亚通讯(NSN)等厂商皆已有自己的SDR基地台推出,突显SDR技术在LTE基地台开发上,已经广泛的被应用。

SDR应用在行动市场遍地开花

过去,使用者或手机/平板端未导入SDR的主因在于相关的技术并未成熟,但时至今日,半导体晶片发展进步神速,因此如辉达(NVIDIA)近期已推出Tegra 4i处理器结合NVIDIA i500 LTE数据机(Modem)的LTE SDR数据机,开启SDR技术在手机射频应用中的第一枪,而市场上也还有二十几家计画采用SDR技术发展处理器的厂商,用以帮助系统厂商改善LTE手机天线的尺寸与耗电量。

采用SDR技术将会加速LTE行动装置上市开发时程,并实现全球漫游。而在基地台端的进展,以目前最热门的Cloud RAN或是称作Centralized-RAN(C-RAN)采取的架构,将会打破现有传统的基地台以远端无线电端(RRU)及室内端单元(IDU)组成的无线电系统,将两者之间的固定线路连接功能更动改变,以基频讯号处理功能模组做虚拟化。利用基频讯号处理能够集中处理,进而

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