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通信处理器取得了进展,但5G的要求远不止这些

2017年6月8日通过Emmanuel Gresset精益

千兆LTE蜂窝通信系统的开发正在顺利进行,有望将数据传输速率提高一个数量级,5G紧随其后。小型小区接入节点将成为这两个系统的重要组成部分,但需要新的通信处理器来实现这一点。

千兆LTE蜂窝通信系统的开发正在顺利进行,有望将数据传输速率提高一个数量级,5G紧随其后。小型小区接入节点将成为这两个系统的重要组成部分,但需要新的通信处理器来实现这一点。

如果说移动通信革命已经证明了一件事,那就是人们热爱数据。我们怎么消耗都不够。我们想要在不同地点和环境的一系列设备上访问它。

这种情况给网络设备供应商和运营商带来了大量的商机,同时也带来了同等数量的技术挑战。解决这些问题的一种方法是通过部署小蜂窝无线接入节点,如微蜂窝、微蜂窝和飞蜂窝。在发达国家的城市地区,由于环境的限制,传统的蜂窝宏蜂窝基站已经达到饱和点。隐藏在灯柱和墙壁里的小牢房成为这里唯一的选择。小单元体积小且隐藏在视野之外,它们能够提供与大型单元相似的数据容量,但由于射频发射功率较低,它们提供的覆盖区域和用户单独容量要小得多。

传统的蜂窝基站通常依赖于离散数字信号处理器(DSP)或特定应用的ic,小蜂窝通常使用具有可编程DSP核心的片上系统(SoC)设备。以台湾研训院研发机构为例,选择了CEVA-XC DSP核心作为4G小蜂窝基站平台的基础。ITRI将为其小单元平台部署核心,使软件定义无线电(SDR)基带体系结构成为可能。这提供了一个符合3GPP release 10 (LTE Advanced)的接入点解决方案,集成了基带信号处理、射频前端电路和软件协议的核心功能。

下一个步骤

随着5G设备和服务计划从2020年开始推出,目前正在开发通往它的垫脚石——LTE- advanced Pro或千兆LTE。这意味着移动宽带的下载速度将超过1Gbit/s。

用户越来越依赖移动网络,而不是固定线路,并在室内使用。然而,LTE-Advanced Pro所使用的更高频段(高达3.7GHz)以及之前的几个蜂窝通信标准并不能很好地穿透建筑物。因此,在建筑物中需要小电池,并相应要求新的半导体架构来支持通信处理。CEVA的通信处理器核心(如CEVA- xc4500和CEVA- xc12)在千兆LTE应用中得到了显著的发展,在一些宏细胞soc中设计了几十个核,并为小细胞部署了单核或双核。(参见图1)。

图1所示。CEVA-XC12通信处理器核心已被应用于eNodeB和gNodeB应用的soc中,包括小cell、Remote Radio Head或RRH、Macrocells和Cloud运行于LTE-Advanced Pro和5G。它提供了强大的矢量能力以及一个通用的计算引擎,以提供下一代通信应用程序所需的性能和灵活性。

在远离人口稠密的城市地区,小型cell正在寻找为农村社区服务的另一个用途。在许多农村地区和乡村,由于人口密度较低,传统宏蜂窝基站的部署在经济上对网络运营商没有吸引力。小蜂窝可以提供一个解决方案,以更有针对性的方式提供更灵活和更低成本的宽带服务。

支持5克

5G将进一步提高对网络的需求,以提供高速和低延迟的服务。此时的问题是响应性而不是吞吐量。这是因为下载速度将远远超过最需要带宽的应用程序所要求的水平——比如超高清视频流——但服务将基于即时响应销售;例如,可以在几秒钟内下载一部完整长度的高清电影。

为了支持用户所需的千兆下载速度,将部署非常高的传输频率——高达95GHz。这种微波波段通常用于连接和回程宏蜂窝基站在一起和到网络。进入微波波段意味着信号只有视线的直接传播:在城市的室外环境中,信号会被建筑物阻挡,在室内则会被墙壁阻挡。这意味着在密集的城市环境中,无论是室内还是室外,都需要大量的小细胞来传播信号。此外,它们很可能通过以太网供电,以太网将用于为网络提供回程。这种安排将小电池的功率平衡限制在25-90W范围内。

那么,这对潜在的电子器件意味着什么呢?好吧,信号处理器核心已经进化成高度灵活的可编程单元,可以满足LTE-Advanced Pro要求的更高性能和更低功耗的看似不兼容的要求。然而,为了实现对5G成功至关重要的小型电池基础设施,必须开发全新一代的通信处理器。

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