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基站射频可当黑盒子规划,背寄存器的年代完毕了!

基站射频可当黑盒子设计,背寄存器的时代结束了!-传统的基站射频解决方案采用分立器件设计,新的SDR SoC实现了高度集成。相比于早期用于小基站的SDR解决方案,新的宏基站射频解决方案甚至可以不用再记1

传统的基站射频处理计划选用分立器材规划,新的SDR SoC完成了高度集成。比较于前期用于小基站的SDR处理计划,新的宏基站射频处理计划乃至能够不必再记1000多个寄存器的用处,而直接当成黑盒子来编程规划。

无线衔接现在是无时不在、无时不有,它们包含人和人、人和设备、设备和设备之间的衔接。人和人之间的衔接除了传统的语音通话、发短信外,跟着智能手机的遍及,人们对高速数据业务的需求被极大地释放出来。设备和设备之间的衔接,则跟着智能家居、智能轿车、智能电网等各种智能运用的推行,关于设备之间衔接的需求也是越来越大。上个月,NB IoT规范被3GPP经过,下一年它就会正式商用。这就会带来更多的设备与设备间的衔接。

更多的高速衔接带来的是数据流量呈指数级的添加。数据流量的添加必定对移动通讯网络的容量有越来越高的要求。进步网络容量,除了传统的网络扩容方法之外,为了满意未来海量的数据衔接,和许多的数据流量添加,咱们需求提出全新的网络架构,ADI公司通讯基础设施业务部门我国区战略商场经了解勇在日前的RadioVerse技能和规划生态体系发布会上向记者表明。

他指出,到2020年,5G网络比较现有的4G/LTE架构,终端用户的数据速率会有100倍添加,衔接设备数会添加100倍,网络推迟要低5倍(车联网、VR需求低推迟的实时衔接),电池续航时刻要进步10倍,移动数据流量进步1000倍。

更高的数据速率需求对带宽的要求必定更高。在现有无线通讯频段,咱们现已很难找到接连的高带宽频谱了。因而,5G除了要处理空口的新技能外,还有一个方向是将频率上移到微波/毫米波频段,解司理表明。别的,网络的演进还包含:进步安全性;进步能效,包含数字预失真(DPD)、包络盯梢等技能;下降推迟(改善算法),满意高实时性运用;以及下降本钱,这是客户一贯的寻求。

从客户的需求看,产品需求做到上市速度快,特别是在现在基站通讯职业竞赛越来越剧烈的时分。在灵敏性和通用性上,各式各样的通讯制式和频段之前是需求各式各样的设备来支撑,因而客户需求一个相对通用的渠道来掩盖不同的运用。别的,尺度、分量和功耗要求越来越低,复杂度和本钱也是要下降。

RadioVerse是ADI的一个全新的、专门针对收发机处理计划的品牌,包含技能、产品、生态体系,要点介绍的产品是AD9371。解司理指出,ADI RadioVerse首先能协助客户处理复杂度的问题,由于它是一个全集成的SoC芯片——除了把曾经离散的射频信号链集成,还集成了ARM处理器,来做相应算法——然后经过软件装备的方法完成软件界说无线电(SDR)的处理计划。别的,它的灵敏性和通用性也进步了,从而使终究产品上市速度也进步了。

“ADI一直以来倡议的是体系级处理计划,特别是在无线通讯这个范畴。而且客户也是期望芯片厂商供给这样的处理计划,这样他们就能专心于其他的软件、体系、运用的研制。”解司理说。

别的,ADI通讯处理计划包含以下五大运用:无线电接入、微波点对点通讯、卫星通讯、光通讯、电缆通讯。其间电缆通讯在欧美运用得比较多,而在我国则是光通讯用得比较多。从运用来看,在无线电接入这块,ADI供给的几大中心产品包含:高速数据转换器、收发机、射频集成器材(针对卫星通讯运用)、微波(针对点对点和未来5G)、和射频及高速数据转换器配套的电源和时钟、精细的数据转换器和电流传感器等操控芯片。

AD9371集成20个器材,是要针对宏基站供给更高带宽和功用处理计划

传统的射频处理计划是经过离散器材去建立。ADI在2013年推出的AD9361/64射频捷变收发器主要是针对小基站运用,要满意宏站的话带宽和功用是不行的。AD9371的推出丰厚了ADI的收发机产品系列,而且它的运用掩盖的带宽更宽。在无线接入这块,除了有传统的宏基站,小基站的运用也越来越多。

RadioVerse品牌的理念包含三个层次。第一层是收发机技能。“ADI的这些收发机产品的特点是:高功用,不是针对手机等终端设备对功用要求不是很高、对本钱要求很低的运用;高带宽;功耗尽量在平等产品里做到最低;根据立异的零中频架构(减少了两级中频滤波器),这样便能够协助客户完成软件界说无线电(SDR)设备;集成度很高,接纳通道包含了射频低噪放、混频器、射频扩大器、数字可变增益扩大器(DVGA)、高速ADC,发射通道包含了高速DAC、调制器、混频器、DVGA、射频扩大器(AD9371将DPD反应通道也集成在芯片内部,包含混频器/解调器和ADC,以及频综PLL和VCO、LDO)。”解司理说。

“除了集成度,还需求供给好用的软件,这样客户才干很容易地将其移植到运用内,简化规划。根据SDR的架构能够给客户供给满足的灵敏度和通用性,来掩盖不同的制式和频段。”解司理弥补说。

第二层是规划环境/生态体系。为了协助用户很好地开发产品,ADI供给了开发工具包,包含评价板和评价软件,以及各种代码(开源、非开源,以及FPGA代码)。别的,ADI还和第三方(IDH、计划商等)协作,他们根据ADI的收发机来做相对产等第的处理计划,加速客户概念的评价、验证、样机再到产品化的进程。

最终一层是,ADI经过一系列产品,获得了许多规划和运用的技能堆集。一起,在协助客户处理问题的进程中,关于客户不同体系的问题,ADI也得到了处理方法的堆集。别的,ADI对商场也一直在盯梢、研讨,产品的界说也是掌握了商场未来趋势。“也就是说,根据咱们对技能和商场的堆集,咱们去把咱们的见地经过白皮书、技能文章等方法共享给广大客户。”他解释道。

跟着现在各式各样的通讯制式和不同频段的运用越来越多,频谱变得越来越拥堵,这对射频工程师带来很大技能应战,这包含:1.频率规划变得难做——由于关于一个基站来说,其它基站的信号相当于搅扰信号,需求把其它信号落到带外;2.滤波器变得难做,由于频率较近,过渡带变窄,射频滤波器就很难完成;3.共存共址问题,不同的无线设备/基站设备离得较近,会有彼此搅扰,因而规划时需求经过高质量的双工器/滤波器扫除外部搅扰;4.设备自身对线性度和动态规模的要求也进步了,由于滤波器无法彻底将搅扰信号(进入到带内的堵塞信号)滤除,需求用高线性度的ADC来扛带内的堵塞。

ADI的理念是要简化射频规划,协助客户处理难题,这表现在:1.创立一个通用的硬件无线电渠道,经过软件装备的方法支撑各种不同运用和频段。2.大幅下降规划复杂度,由于芯片的硬件集成度已十分高(将之前大约20颗离散器材集成了进来),关于整个体系来说,电源规划和时钟规划也大大简化,因而客户规划的难度和门槛得到下降。3.从软件视点来说,ADI供给API,客户不必去关怀器材内部的意义——之前的AD9361内部有上千个寄存器,客户需求去了解每个寄存器的意思和怎样去装备——现在能够把它当成一个黑盒子,只需经过API软件去编程即可。4.这些优势给客户带来的直观的竞赛力是减少了设备的尺度、分量和功耗(SWAP)——至少下降一半以上。

下面来看AD9371芯片的框图。射频收发机射频调谐规模为300MHz到6GHz,掩盖一切干流频段;FDD/TDD都能够支撑;功用上支撑多载波(AD9361仅支撑单载波),包含接连多载波和非接连多载波。接纳机有2个独立的接纳通道,最大信号带宽为100MHz。发射机有2个独立发射通道,最大信号带宽为100MHz,运用时最大组成带宽为250MHz。DPD反应通道有两个射频输进口,最大带宽250MHz。有的小基站需求侦听通道侦听空中频谱,确认可用频谱进行装备切换。因而,AD9371添加一个侦听通道,侦听接纳机带宽20MHz,支撑3个输入。DPD反应通道和侦听通道分时复用ADC。

发射、接纳和反应通道各集成一个本振,体系总共有三个PLL和VCO。体系也支撑外部本振,将内部旁路掉。在数字功用和算法上,由于是零中频,AD9361上就集成了镜像按捺校准、本振走漏校准,这些在AD9371上都有,可是由于集成了ARM内核,能够做实时盯梢校准,因而功用有了很大提高。此外,它还集成了AGC、可编程扩大滤波器,以及辅佐ADC、DAC、GPIO、时钟发生器等,并供给API支撑。

在功耗方面,假如支撑最大带宽、运转在最大速率上,2个接纳通道是2W,2个发射通道是2W,再加上DPD反应通道0.8W,AD9371总功耗为4.8W。

别的,在评价体系上,ADI供给两种评价板(EVB),为客户供给功用测验。一种是窄带(是指在特定频段进步行了优化,里边用的巴伦是窄带的),针对1.8GHz到2.8GHz,其实1GHz频带并不窄,这个频带根本掩盖现在干流的无线通讯频段。一种是宽带,支撑300GHz到6GHz整个射频频率规模的评价。它不是针对某个频段做优化来评价功用,而是供给了一个渠道来评价各个频段功用,由于内部用的是一个很宽带的巴伦,插损较大,尤其是在频率的凹凸两头插损较大,因而对功用有影响。它供给的是通用性的评价,真实运用时需求针对各个频段做优化。像频谱仪之类的运用就需求很宽的频段。

AD9371在软件上供给两种挑选。一种是评价软件,对评价板做评价验证。它供给根据Windows的GUI,能够在上面运转API。FPGA方面则合作Xilinx ZC706母版做评价,供给二进制JESD204B IP代码。一种是样机开发软件。关于这个软件,评价体系不限于Xilinx,Altera等其他的母版也能够去衔接。

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