FPGA和DSP之间的“智能配分”可使无线体系规划师取得最佳功用组合和本钱——效能。使用DSP和FPGA组合可使本钱下降。关于无线基站，组合有DSP可编程逻辑的体系配分，可促进更大的产品规划和商场成功率。
更高数据率的需求正在唆使无线蜂窝体系从窄带2G GSM，IS-95体系到W-CDMA基3G和3.5G体系（支撑高达10Mbps峰值数据率）革新。将来，3Gpp远期革新规范面向杂乱的信号处理技能，如多输入多输出（MIMO）以及新的无线电技能（如正交频分多址OFDMA，多载波码分多址MC-CDMA）。这些技能关于完成超越吞吐量100Mbps的方针起要害作用。
别的的OFDM基宽带无线体系，如WiMAX现在传输速度超越70Mbps。靠较高档的调制技能和变速率信道编码能够完成数据率的改进。杂乱的空间信号处理办法（包含聚束和MIMO无线技能）也是添加数据率的办法。可是，这种技能对基站规划师所发生的问题是：需求可缩放性、本钱、功率和跨过多个规范的灵敏性。
1 多可变方针
无线体系规划师需求满意许多要害技能要求，包含处理速度、灵敏性、产品上市时刻。一切这些要求决议对硬件渠道的挑选。首要的变量包含处理带宽、灵敏性和下降本钱的途径。
2 处理带宽
WiMAX与W-CDMA和CDM2000蜂窝体系比较，显着地具有较高的吞吐量和数据要求。为了支撑这些较高的数据率，根底硬件渠道有必要具有宽处理带宽。别的，几种先进的信号处理技能，如快速傅里叶改换/快速傅里叶逆改换（FFT/IFFT）、聚束、MIMO、波峰因数减缩（CFR）、数字预失真（DPD）都是核算密布的，需求每秒几百万乘和累加运算。
3 灵敏性
WiMAX是一个适当新的商场，现正处于开发和选用阶段。现在依然不清楚在这许多移动宽带技能（WiMAX，Wibrow，Super3G，LTE，Ultra3G等）中，哪一种将被许多选用。
现在，结尾产品灵敏性和可编程性对多协议基站是要害性的。
4 下降本钱的途径
关于OEM和服务供货商来讲，为了坚持竞争力，终究产品的本钱比灵敏性更重要。在样机规划阶段挑选正确的硬件渠道，为出产制作供给无缝下降本钱的途径，这会节约上百万工程本钱。不然，需求从头规划体系。
5 体系结构的逻辑使命分配
操控、信号处理和数据通路运转构成无线基站中处理负载的主体。完成这些功用的最通用办法是选用微操控器（MCU）、FPGA和可编程DSP的组合。MCU操控体系、而FPGA和DSP操控数据流处理。DSP软件完成体系的轻载处理要求和定向操控使命。重载最好的完成办法是用FPGA，由于FPGA具有很强的并行处理才能。
组合的DSP和FPGA确保整个体系的灵敏性，并供给从头可编程性以确认体系缺点，并且支撑不同的规范。DSP和FPGA之间的分配战略依赖于处理要求、体系带宽、体系装备、发射和接纳天线数。图1示出OFDMA基体系（如WiMAX或LTE）中基带物理层（PHY）功用的典型DSP/FPGA分配。
图1 OFDMA体系中DSP/FPGA分配
包含先进的多天线技能，这类体系所供给的吞吐量可到达75~100MPS。基带PHY功用可大致分为位级（bit-level）处理和符号级（Symbol-level）处理功用。
6 位级处理
位级处理单元包含发射端的随机化、前向纠错（FEC）、到四相相移键控（QPSK）和正交调幅（QAM）功用的交错和改换。相应的接纳处理位级单元包含符号解改换、解交错、FEC解码宽和随机性。
除FEC译码外的一切位级功用都是适当简略的，并且核算不是密布的。例如，随机性包含数据位的模2加法（凭借简略伪随机二进制时序发生器输出）。虽然FPGA比固定总线宽度的DSP能为位级处理供给更大的灵敏性。可是，低核算杂乱性答应DSP处理这些功用。比较，FEC译码包含Viterbi译码、Turbo卷积译码、Turbo乘积译码和LDPC译码是核算密布的，并且DSP处理时会耗费有用带宽。
FPGA广泛用于卸载这些功用。相同FPGA也可用到MAC层的接口，以完成必定的较低MAC功用（如加密/解密和辨别）。
7 符号级处理
OFDMA中的符号级功用包含子信道化宽和子信道化、信道判别、均衡和循环前缀刺进以及消除功用。时刻—频率改换和频率—时刻改换，别离用于FFT和IFFT完成。
信道判别和均衡能够离线履行，这触及更多有关操控算法，合适用DSP完成。相反，FFT和IFFT功用是规矩的数据通路功用，这包含十分高速下的杂乱乘法，合适于用FPGA完成。
图2示出包含在高端FPGA（Altera公司StratixⅡ器材）内的嵌入式DSP单元。DSP处理器一般有多达8个专用乘法器，而StraTIxⅡ器材有多达384专用乘法器，供给的吞吐量高达346GMAC，这比现有的DSP高出一个量级。
图2 FPGA中的嵌入式DSP单元
当基站选用先进的多天线技能（如空时编码STC，聚束和MIMO办法），FPGA和DSP间信号处理才能的巨大不同愈加显着。OFDM-MIMO组合被广泛认为是现在和将来WiMAX和LTE无线体系较高数据率的要害促进要素。
图1示出使用在基站中的多发送和接纳天线。在这种装备中，关于每个天线流的符号处理是独自完成，在MIMO译码履行前发生单个位级数据流。在串行状况用DSP完成操作时，符号级杂乱性随天线数线性添加。例如，用两个发送和两个接纳天线时，FFT和IFFT功用耗费1GHz DSP近60%（假定改换巨细是2048点）。相反，用FPG完成多天线基核算是十分有用的。FPGA供给并行处理和时刻多路转化来自多路天线间数据。
多天线办法供给较高的数据率、阵列增益、分集增益和同信道搅扰按捺。聚束和空间多路传输MIMO技能也是核算密布的，触及矩阵分化和相乘。特别的Cholesky分化，QR分化和奇异值分化功用一般是解线性方程组。当这些功用很快竭尽DSP才能时，而FPGA很合适完成这些功用。使用FPGA的并行性，选用愈加成效的心缩式阵列结构计划。
8 数字IF处理
图3示出来自基带信道极的数据，送到RF板进行数字中频处理，包含数字上变频（DUC）、CFR和DPD。数字IF扩展了基带域到天线规模之外的数字信号处理。这添加了体系灵敏性，并下降了制作本钱。此外，数字频率改换比传流的模仿技能，能供给更大的灵敏性和更高的功用（在衰减和挑选性方面）。
图3 数字RF处理功用
需求CFR和DPD功用来改进用在基站中放大器功率。这些功用也有助于大大下降RF板的总本钱。CFR和DPD包含杂乱的乘法，取样率可高达100MSPS以上。类似于DUC，在接纳端需求数字下变频（DDC）把IF频率变为基频。DUC和DDC都选用杂乱的滤波器结构，包含有限脉冲响应（FIR）和级联积分梳状（CIC）滤波器。先进的FPGA供给运转速度高达350MHz的数百个18×18乘法器。这不只供给并行处理多信道的渠道，并且也是一个经济集成单芯片计划。
9 有用的规划办法
跟着规范的安稳，对基站灵敏性的要求将下降，而本钱变为一个首要的成功要素。挑选FPGA将会大大地节约本钱。
混合FPGA/DSP基渠道，为无线基站供给一种有用的规划办法。产品成功的要害是依据体系吞吐量要求和本钱考虑在FPGA和DSP之间进行合理分配。这将确保产品终究不只仅仅仅可缩放的和经济的，并且灵敏、可装备合适多个规范。
