針對(duì)4G無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施的分立SerDes解決方案

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高端、時(shí)尚的智能手機(jī)及其與之相關(guān)的領(lǐng)域都表明這樣一個(gè)事實(shí):廣大消費(fèi)者需要能夠幫助他們無(wú)縫地獲取信息和聯(lián)系家人及朋友的移動(dòng)寬帶和應(yīng)用。因此,移動(dòng)寬帶毫無(wú)疑問(wèn)就成為當(dāng)今電信業(yè)增長(zhǎng)的引擎。近幾年,盡管經(jīng)濟(jì)發(fā)展出現(xiàn)下滑,但電信運(yùn)營(yíng)商們?cè)跓o(wú)線數(shù)據(jù)收入方面卻獲得了巨大的增長(zhǎng)。上網(wǎng)本和HSDPA-USB DONGLE芯片的急劇增長(zhǎng)也表明消費(fèi)者需要隨處可得的移動(dòng)寬帶,而不僅僅是在家里和辦公室。

今天的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)缺少的是精彩體驗(yàn)。消費(fèi)者在其移動(dòng)設(shè)備*問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí),仍然對(duì)下載速度或視頻/圖象質(zhì)量感到失望。諸如播客以及在線游戲等應(yīng)用都需要有更快的連接速度和更短的延遲。更快速且可靠的連接將有助于開發(fā)基于云計(jì)算的應(yīng)用,從而讓我們的移動(dòng)辦公體驗(yàn)不再受限于移動(dòng)設(shè)備的硬件處理能力。

未來(lái)五到十年,移動(dòng)運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)是抓住那些會(huì)定制移動(dòng)寬帶服務(wù)的 30 億用戶。增長(zhǎng)也可能會(huì)來(lái)自于另一類設(shè)備,例如:IPTV、數(shù)碼相機(jī)等,這些設(shè)備擁有移動(dòng)寬帶接入功能,并能提供一些新型服務(wù),從而為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)更多的收入。

為了滿足這種高漲的需求,提供更快速、可靠和低延遲的網(wǎng)絡(luò)接入,全世界的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商們都期望部署 4G網(wǎng)絡(luò),而長(zhǎng)期演進(jìn) (LTE) 則是一個(gè)全球領(lǐng)跑者。有時(shí)LTE也被稱為第四代通信技術(shù) (4G),其設(shè)計(jì)旨在提高移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)的容量和速度。LTE 規(guī)范擁有至少 100 Mbps 的下行峰值速率,至少50 Mbps的上行峰值速率,以及低于10ms的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò) (RAN) 往返延遲。LTE還利用一些諸如波束形成等先進(jìn)天線技術(shù)概念,實(shí)現(xiàn)更廣的覆蓋范圍。通過(guò)多天線解決方案(例如多輸入多輸出 (MIMO)),可獲得高峰值數(shù)據(jù)速率。

擁有一種新標(biāo)準(zhǔn)的所有優(yōu)異特性是一方面,但無(wú)線和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商們都面對(duì)投入資金和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的不斷挑戰(zhàn),這些網(wǎng)絡(luò)在滿足帶寬爆炸性需求方面都需要“面向未來(lái)”。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商必須選擇最具成本效益的 4G 網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方案;贚TE 等 4G 標(biāo)準(zhǔn)部署網(wǎng)絡(luò)所需的網(wǎng)絡(luò)升級(jí),不僅僅要平衡新頻譜的使用限制,而且還要充分利用現(xiàn)有頻譜。為了有效控制標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的復(fù)雜性,一種分布式開放基站構(gòu)架概念應(yīng)運(yùn)而生,其旨在提供一種靈活、低成本和高可擴(kuò)展模塊化的無(wú)線接入演進(jìn)管理環(huán)境。

如圖 1a 所示,傳統(tǒng)的基站部署要求將射頻設(shè)備控制 (REC) 和射頻設(shè)備 (RE) 與天線塔安裝在一個(gè)封殼中。實(shí)事表明,這種方法體積大、功耗高,從而帶來(lái)較高的部署成本,因此并不利于網(wǎng)絡(luò)提供商。此外,這種構(gòu)架還會(huì)在連接天線和 RE 的線纜上產(chǎn)生信號(hào)損耗。

如圖 1b-1c 所示,分布式基站構(gòu)架 (DBSA) 消除了 RF 收發(fā)器對(duì)基站其他部分的依賴。這種構(gòu)架允許 RE 遷至靠近其各自天線的地方,這樣便將 RE 和天線之間的電氣損耗降低到最。ㄕ(qǐng)參見(jiàn)圖1b),從而降低 RF 功率放大的成本。DBSA 還允許使用各種 RE 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),例如:鏈狀、環(huán)狀或樹狀(如圖1c 所示)。由于射頻設(shè)備可以相互組網(wǎng)在一起,無(wú)需每個(gè) RE 都連接一個(gè) REC,因此這種方法保證了一種相對(duì)較小的網(wǎng)絡(luò)部署尺寸。

開放式基站構(gòu)架聯(lián)盟 (OBSAI) 和通用公共無(wú)線接口 (CPRI) 標(biāo)準(zhǔn)可滿足射頻設(shè)備控制和射頻設(shè)備以及 DBSA 中射頻設(shè)置組網(wǎng)之間的基帶數(shù)據(jù)通信。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化 REC 和 RE 之間的接口,來(lái)自不同廠商的 REC 和 RE 設(shè)備均可以混合使用和匹配。與此同時(shí),支持 2G/3G/4G 的 REC 可以與不同的 RE 通信,從而實(shí)現(xiàn)組合、并發(fā)多標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行,并減少設(shè)備升級(jí)需求。CPRI 和 OBSAI 在射頻設(shè)備控制和射頻設(shè)備之間規(guī)定了一種高速串行接口,可進(jìn)行基帶數(shù)據(jù)傳輸(I/Q 數(shù)據(jù)),并使用相同接口實(shí)現(xiàn)通信命令/控制和同步(主要針對(duì) RE 網(wǎng)絡(luò))信息。

圖 2 顯示了 DBSA 的信號(hào)流。觀察正向鏈接的 RE,OBSAI/CPRI 數(shù)據(jù)被一個(gè)SerDes 恢復(fù),其將高速串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù),然后將該數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè) FPGA。FPGA 對(duì) OBSAI/CPRI 邏輯進(jìn)行處理,并將 I/Q 基帶采樣傳輸給一個(gè)數(shù)字上變頻器,其將該 I/Q 基帶采樣調(diào)制到一個(gè)數(shù)字 IF 載波上。之后,上變頻后的數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)處理引擎,以降低波峰因數(shù),并以數(shù)字方式前置補(bǔ)償信號(hào),從而對(duì)功率放大器中的旁瓣生成進(jìn)行補(bǔ)償,同時(shí)確保功率放大器能夠運(yùn)行在線性區(qū)域。

在反向鏈接中,射頻單元包含所有模擬功能,以下變頻 RF 頻帶至中頻,然后數(shù)字下變頻各個(gè)載波至基帶同相正交 (I/Q) 對(duì)采樣。多路復(fù)用基帶采樣 (I/Q) 與正向和反向鏈接中的控制和管理數(shù)據(jù),均通過(guò)一個(gè) SerDes 器件(例如:TI 的 TLK3134等)被串行化,然后通過(guò)光纖光纜傳輸。

 

   來(lái)源:維庫(kù)開發(fā)網(wǎng)
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