使用Virtex-5 FPGA實現(xiàn)LTE仿真器

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功能強大的可編程邏輯平臺使得Prisma Engineering公司能夠針對所有蜂窩網絡提供可重配置無線測試設備。長期演進(LTE)是移動寬帶的最3GPP標準,它打破了現(xiàn)有蜂窩網絡的固有模式。LTE與前代UMTS和GSM標準相比,除采用高頻譜效率的射頻技術外,其架構還得到了大幅簡化。LTE系統(tǒng)的無線接入部分Node-B,是連接無線電和整個互聯(lián)網協(xié)議核心網絡之間的邊緣設備。這種架構無法監(jiān)測和測試等效于UMTS中間鏈路上的元件。必須通過無線電接口,才能有效地測試LTE網絡元件。

這正是Prisma Engineering公司線路服務器單元(LSU)UeSIM LTE項目的設計組要解決的問題。該仿真器是針對所有LTE測試需求的全面解決方案,可幫助網絡設備設計人員對空中接口和核心網絡進行測試和監(jiān)控。單個這種硬件平臺即可在每個扇區(qū)模擬出多達1 024個用戶設備。無線電接口的載荷-應力測試和功能測試覆蓋了完整LTE協(xié)議棧及其應用。射頻前端采用本地多輸入多輸出(MIMO)設計,可支持5MHz、10MHz、15MHz和20MHz多種不同帶寬。

這個仿真器中心采用三個賽靈思Virtex®-5 FPGA(XC5VSX50T),可支持高級軟件無線電重配置?偛吭O位于意大利米蘭的Prisma Engineering公司的設計組很快認識到,我們需要功能強大、可重編程的架構,以便能夠用同一開發(fā)板靈活應對多種無線接入標準,F(xiàn)有兩種用戶測試工具:LTE Test Manager(主要針對LTE設備廠商提供)和Quick GUI(主要針對LTE網絡營運商提供)。Quick GUI提供通過/未通過測試方案,而Test Manager則可進行更為復雜的分析。

LSU UeSIM LTE架構

LSU UeSIM LTE仿真器采用由協(xié)議處理單元(PPU)模板、軟件無線電(SDR)模板和支持MIMO操作的兩個無線電模塊共同構成的CompactPCI標準架構。

采用Intel技術的PPU模板是一種主處理器卡,能夠對多個SDR模板進行管理,改善載荷-應力性能。軟件無線電模板專為擴展我們先前的LSU系統(tǒng)在無線電接口的運行性能而設計。CompactPCI無線電夾層卡負責提供各個不同標準射頻帶寬的射頻發(fā)送/接收功能:GSM(850 MHz和900MHz;1.8和1.9GHz)、LTE(700MHz,2.1 GHz、2.3 GHz、2.5 GHz和2.6GHz)和WiMAX(2.4GHz、3.5GHz和5GHz)。

SDR卡架構

SDR卡是一種集成在LSU軟/硬件環(huán)境中的高性能平臺,用于提高系統(tǒng)與基帶(CPRI/OBSAI)、無線電接口或者兩者之間的連接功能。該卡使用工作在特定頻帶內的不同外部無線電模塊,可支持各種無線標準,比如GSM/EDGE、UMTS、HSPA、WiMAX和LTE等。圖1為在LTE測試場景中,仿真器或取代無線電扇區(qū),或為核心網絡提供測試接口。

圖1 LTE測試場景

我們采用三個德州儀器的1GHz DSP(我們選用了TMS320C6455)和Analog Devices公司的模數(shù)轉換器(AD9640)與數(shù)模轉換器(AD9779),完成了基于賽靈思FPGA的SDR卡設計。時鐘網絡采用Analog Devices公司的AD9549,能夠為轉換和數(shù)字信號處理器件(FPGA、DSP)提供極高的靈活時基。

來源:電子工程世界


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