5G无线技术随时随地畅连无阻

储器的接口以及标准FIFO和Block RAM接口。

高级IP模块是加快设计流程的有力途径。侧边栏对此进行了详细探讨。

NANOBEE--用户设备解决方案
BEE7可提供基础设施解决方案所需的大规模连接和DSP处理能力。有没有一种工具可以仿真手持终端（或行业术语说的用户设备(UE)？)手持终端需要适中的DSP处理能力和互联，很有可能在移动测试中使用电池运行，拥有高度集成的MAC并内置较高层协议处理能力。

5G用户设备的物理层必须高度灵活，对任何典型的处理器架构而言都极具挑战性，但对Zynq 7100器件中的2,020个DSP Slice来说，实现物理层非常简单直观。在Zynq 7100 SoC中实现10Gbps的用户设备连接也比较简单直观。

Zynq系列中的两个A9 ARM®内核使其理想适用于用户设备仿真器。这两个内核可实现MAC和较高的协议层。大部分现有移动电话都使用ARM处理器，因此企业能够把大量现有的代码库重复用于较高层处理。ARM内核和可编程架构的紧密集成，可保持低时延并提升性能。将ZynqSoC及其他nanoBEE硬件的功耗保持在5w以下，这意味着您可以用电池组为产品供电，对测试用户设备仿真器来说绝对是利好。

nanoBEE使用相同的功率放大器、同向双工器、输入滤波器和其他信号链元件来提供能在大多数LTE-A频带上以及在无许可的2.4GH和5GHz频带上工作，同时符合3GPP协议标准的用户设备仿真器。

图3所示的nanoBEE从概念到产品推出，总共用时不到18个月。

眺望五年之后
众多5G技术挑战赛正在如火如荼进行中。我们距离商用还有五年时间，但随着标准逐渐固定，许多企业需要对这些新兴算法和应用进行原型设计。将赛灵思FPGA和Zynq SoC器件与BEEtube等公司提供的商用5G原型设计平台相结合，相比采用定制原型设计平台进行开发，可节省大量开发时间。这些工具便于系统架构师和设计人员集中精力寻找最佳架构与算法，而不是把精力放在设计平台的架构设计工作上。这些工具也便于电信运营商加快早期试用，获得对新系统、算法和网络架构的经验。

根据我们对2020年5G广泛部署的展望，很有可能大多数OEM厂商届时会销售基于赛灵思FPGA和All Programmable SoC的生产设备。5G物理层的硬件复杂性很难保证ASIC实现方案不存在硬件缺陷，能足够灵活地满足不断发展变化的标准。让硬件"软化"是最聪明的OEM厂商的明智选择。

图1：ATCA机架上的BEE7刀片，用于要求最严苛的5G无线应用（包括C-RAN、大规模MIMO和毫米波）的原型设计和现场测试。

图2：本BEE7互联架构图显示了10Gbps通道的数量。
每FPGA总串行收发器连接速率为800Gbps。

图3：nanoBEE是设计用于加快新一代无线产品开发进程的终端仿真系统。

IP加速5G开发的途径

5G无线标准化进程蜿蜒曲折，任何想要全新开发5G的企业都需要投入大量资金。企业可以与已经拥有丰富的必备IP的厂商合作，以加速5G开发工作。

什么类型的IP可以加快这方面的工作呢？在最基本的层面，10GE、CPRI和DDR等IP是任何高性能无线系统不可或缺的。沿这个链条往上，任何5G系统必须支持传统LTE-A系统，估计基本的LTE-A协议栈仍然是必不可少的。随后是针对不同5G研究领域的IP，包括空中接口波形、大规模MIMO、毫米波和C-RAN。

新的空中接口波形包括GFDM、UFDM、FBMC等。这些波形主要用于提高频谱效率和功耗特性。LTE-A中使用的OFMDA拥有较高的峰值/平均功耗比,因此需要昂贵的线路让功率放大器保持线性工作，从而降低带外干扰和互调失真。

毫米波要求不同的通道模型估算，因为在这些频率上有着不同的传播特性。IP必须针对非常高的带宽（高达5GHz）以及随之而来的高峰值数据速率。

只有可用的IP是不够的。用户必须能够方便地将IP连接在一起。国家仪器提供IP经过精挑细选，可运行在多种类型的FPGA和处理器上，并提供以5G原型设计为重点的库。该IP能够在国家仪器提供的LabVIEW通信系统设计套件中轻松实现连接。LabVIEW还提供用于激励和分析设计所需的全部波形源文件和分析工具。

LabVIEW加上各种IP库，能节省数月的开发时间。此外，所挑选IP都能正常工作。LabVIEW与赛灵思工具链无缝互动，便于快速探索和实验。结合使用国家仪器提供的各种硬件平，这无疑是实现有效的5G通信设计原型的最快途径。值得一提的是，现在作为国家仪器下属公司的BEEcube将在不远的将来为自己的硬件提供LabVIEW支持。