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构建下一代802.11ac Wave 3软件界说调制解调器(中)

接上篇3 产品概述CEVA RivieraWaves  Stream 802.11ac Wave 3 软件定义调制 解调器 (SDM) 子系统是一种超高性能的 Wi-Fi 调制解调器, 支持更广泛的配

接上篇
3 产品概述
CEVA RivieraWaves  Stream 802.11ac Wave 3 软件界说调制 解调器 (SDM) 子体系是一种超高功用的 Wi-Fi 调制解调器, 支撑更广泛的装备直到非常大的 MIMO 规范。
3.1 功用集
CEVA RivieraWaves  Stream 802.11ac Wave 3 SDM 调制解调 器担任 MAC 接口和 ADC/DAC 之间一切的发射和接纳信号 处理,包括无线操控和 AGC 操控。它支撑以下功用:
• 大部分的 11ac 可选形式;
•  最高 256-QAM 的一切调制计划:MCS0-MCS9,一到 八个空间流;
• 1024-QAM 调制(MCS10 和 MCS11);
• 长维护距离 (800ns) 和短维护距离 (400ns);
• 用于进步链路可靠性,尽量削减散射、反射和折射效 应的空时分组编码 (STBC) ;

图3    时刻频率单元架构    

图4    位处理单元架构
• 与维特比译码器比较可将接纳灵敏度进步 2 到 3 dB 的低密度奇偶校验(LDPC);
•  发射波束成形,作为一个波束成形器(beamformer)和一个波束成形接纳端(beamformee);
• 多用户 MIMO (MU-MIMO)。
3.2 调制解调器子体系概述
CEVA Wave 3 SDM 调制解调器子体系选用混合规划,将 硬连线设备与 CEVA-XC 内核组合在一起,在尺度和灵活性 之间完结了最佳平衡。它装备了参阅操控和处理软件,组成 了一个功用齐备的Wi-Fi 调制解调器。
此调制解调器将结合 CEVA Wave 3 Wi-Fi MAC  子体系和一个模仿/射频子体系,构成一个完好的 Wi-Fi 体系。
已选的一些调制解调器信号处理算法来与专门的逻辑 连用,由于它们对核算要求很高,而且不希望改动。但 DSP 内核上完结了一切要害的 Wi-Fi 调制解调器算法,而且从其 灵活性收获颇丰。CEVA Wave 3 Wi-Fi 调制解调器参阅软件包

图5  4×4:4-160 架构概述    

图6 时序图
含的杂乱算法,该算法充分运用了 CEVA-XC 内核的功用强 大的矢量功用。要害算法编码在伪浮点数中,最大极限地减 少了完结丢失,并确保了最佳功用。
软件运用寄存器和中止与硬连线单元进行通讯。硬连 线单元和内核之间的数据交换经过一个依据存储器的专用互 连完结,而该互连运用 DSP 内核的数据存储器。
该解决计划是一个高度可扩展的渠道,内核数量以及 硬连线单元的尺度取决于有针对性的装备。CEVA-XC 能够 高频率运转,而且大多数装备都能够由一个共同的内核处 理,一起还开释大部分的内核处理才能。客户能够运用这些 剩余的处理才能进行分化、扩展或增强。
关于最大装备,例如 8×8,运用两个 CEVA-XC  内核共
享要害元件的处理负荷,然后完结架构缩放。与前导字段和 数据字段的频率域处理相对应,别离很简略完结:每个内核 处理子载波的一半即可。担任 FFT/IFFT 处理的时刻频率单 元将已处理子载波总数的一半发送到每个中心或从其接纳。

4  硬件加速器
本节介绍了不同的硬连线单元,要点说明晰它们怎么 作为装备的功用进行缩放。
4.1 无线接口单元
遵循 IEEE 802.11 规范,无线局域网为多设备网络运用 CSMA/CA(防抵触载波侦听机制)机制。每个设备都应该 侦听频道,并在自己测验传输之前承认没有正在进行的传 输。由于它不能“预先”知道下一个感兴趣帧的抵达时刻, 所以默许情况下  Wi-Fi 体系侦听介质,依据规范要求生成空 闲频道检测 (CCA) 指示并检测感兴趣的信号(它有必要为这 些信号合理设置射频和大约 4us 的模仿增益)。这些极度依 赖时刻的操作完全由 RIU 处理。
RIU 的中心是一个微编码状态机,它操控高度可装备的处理块。这种上层的可编程性大大简化了对特定射频完结的 适配(特定增益级将在 LNA、下变频混频器和 VGA之间进 行区分 )的进程,并答应在硅上精密优化。
在数据途径上,前端单元担任固定的DAC/ADC 采样速 率和与帧带宽的功用成份额的频域处理速率之间的 Tx/Rx 数字上采样/下采样。它还担任来自/抵达主信道的频率偏移。在 80MHz 信道操作形式下,固定的 ADC/DAC 采样速率为160MHz,而且只需求 Tx/Rx 20/40/80 滤波器块。假如支撑160MHz 信道操作形式,将会增加 Tx/Rx 160 滤波器以习惯320MHz ADC/DAC 运用的频率。还能够轻松定制 DAC 接口 以习惯更高的采样速率,然后满意特定的无线电要求。
RIU 包括与天线相同数量的前端单元。RIU 还能够挑选包括直接连接到 MAC PHY IF 的完好DSSS/CCK 调制解调器,而且不发生 DSP 开支。
4.2 时刻频率单元
时刻频率单元 (TFU) 首要供给减轻 DSP 负荷所需的
FFT/IFFT 功用。
在接纳前导数据时,TFU 仅仅简略地将数据从 RIU 传 送到 DSP, 这会履行一切的同步估量。 在 TFU 接纳依据 DSP 估量的 OFDM 符号鸿沟后,它能够在 OFDM 符号序列 中同步自己,并向 DSP 供给 FFT 输出。
在 80MHz 信道操作形式下,FFT 的巨细在 64 点、128 点和 256 点之间改变,与所用帧带宽的功用成份额。假如 支撑 160MHz 信道操作形式,将需求一个能够依据 256 点 FFT/IFFT 核算 512 点 FFT/IFFT 的附加块。
在 Rx 数据途径上,TFU 还能够在 FFT 前履行时域 DC
和频率偏移补偿,待补偿的偏移值由 DSP 供给。
4.3  位处理单元
位处理单元 (BPU) 履行多个位域运算,特别是:•  在接纳形式下, 它履行部分去交织、 流多路复用、 卷积解码和一些解扰运算。
•  在发送形式下,它履行加扰、卷积编码、流解复用和一些交织运算。
要求最严苛的处理是卷积解码,它由多个软输入维特 比解码器并行处理。依照规范的界说,维特比解码器的数量 取决于数据传输速率。
4.4 滑润滤波单元
滑润滤波单元 (SMU) 对频域中的信道估量进行滤波, 以削减估量噪声,而这些噪声会影响早年导数据获取的信道 系数估量。所以它能够明显进步体系的灵敏度。
在 MIMO 操作中,信道矩阵的每个系数独自滤波(虽
然他们能够并行滤波)。SMU 中实例化的滤波器数量取决 于推迟要求。在需求多个内核并行运转的装备中,SMU 的 数量与内核的数量相同。
4.5 QR 分化单元
QR 分化单元 (QRU) 可协助履行其杂乱度对应一个要害途径的均衡器核算。但由于它的通用性,它也参加许多其
他处理使命,包括支撑波束成形所需的信道估量的 SVD 完结。它也被用于预编码矩阵的杂乱核算,作为 MU-MIMO AP 来处理 MU-MIMO 传输。
关于 SMU,实例化组件的数量取决于推迟要求,QRU
的数量与内核的数量相同。
4.6  MAC-PHY 接口单元
MacPhy 接口单元  (MPU) 担任 MAC 接口并履行多项运 算:
•  在接纳形式下,它从 SIG 字段预备  Rx-Vector 并将其
供给给 MAC。它还处理 MacPhy IF 并将数据从调制解调器发 送到 MAC。
•  在发送形式下,它对来自 MAC 的 Tx-Vector 进行解 码,并将包括的信息供给给调制解调器。它预备 SIG 符号的 内容,处理 MacPhy IF 并从 MAC 发送数据到调制解调器。
(未完待续)

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