如何克服多天线宽带无线电设计带来的功耗和性能的挑战

作者：Steve Leibson, 赛灵思战略营销与业务规划总监
TDD-LTE和FDD-LTE在世界许多地方开始部署网络，同以往的空中接口相比，它们在需要的功能和性能方面都有了一些变化。用于CDMA2000和WCDMA 3G网络部署，一个最常见的配置是20MHz 2x2，但现在的配置已经发展到能提供更大带宽和支持更多频段，开发这些超宽带无线电可以让网络运营商们只要部署一个单一的网络，就可以支持多个频段（比如说，1800MHz、1900MHz，甚至在将来支持2100MHz）这样可以减少安装在塔顶的远程无线设备，从而可以降低成本。

制造商现在一般都开发能支持差不多100MHz可用带宽的MIMO设备，这些新的配置通常使用4x4和8x8 MIMO天线阵列，天线的数量表示所需要的DAC和ADC连接的数量。无线设备的瞬时带宽表示采样率，因此也可以表示SerDes端口的速度和数量，这些SerDes用于数字信号处理电路和DAC/ADC的连接。数据转换器在过去几年里得到了长足的发展，现在许多制造商可以在一个封装里放入多个DAC和ADC，通过JESD204B同无线数字信号处理电路相连。JESD204B接口标准取代了过去使用的并行LVDS接口，它的高速SerDes端口能够工作在12.5Gbit/s。

一个蜂窝无线的带宽和天线的数量决定了用于处理数字信号算法的逻辑和DSP的数量，算法包括数字上变频（DUC）、数字下变频（DDC）、消峰算法（CFR）以及数字预失真（DPD）。基于用来实现宽带无线算法所需要的DSP资源以及用来和8根天线连接的SerDes数量的考虑，可以采用当前主流的FPGA架构来实现一个比较划算的方案，如下图所示，需要把处理算法拆分到两个FPGA器件中。

然而，随着具有更高DSP处理能力和更多SerDes端口的大容量器件的出现，比如Xilinx 20nm Kintex UltraScale系列器件，上述这种系统级的划分就不再需要了。除此之外，这些20nm器件还有其它一些亮点，就是它们的功耗显著减小，并且每一对收发器能减小8%的面积，从而能够降低系统级的成本。

注：这篇博文改编自“The Performance And Power Challenges Of Multi-Antenna Broadband Radio”，该文章刚刚出版在电子设计杂志上。

原文链接：
http://forums.xilinx.com/t5/Xcell-Daily-Blog/How-to-vanquish-power-and-p...

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