LTE通道卡解决方案
第三代合作伙伴(3GPP)长期发展(LTE)计划制定的数据速率已经超过了 100 Mbps ,采用了复杂的多输入多输出(MIMO)/空分复用接入(SDMA) 技术,因此,实现 LTE PHY层时需要灵活的高性能硬件平台。图 1 所示为商用数字信号处理器(DSP)和FPGA之间一种可能的系统划分结构,这种方式不但有效地满足了处理需求,而且还通过现场可编程功能支持,避免了今后产品的过时问题。请阅读 MIMO-OFDMA无线基站 DSP-FPGA系统划分白皮书(PDF),了解系统划分选项的详细信息。
图1. 实现LTE PHY层时的FPGA和DSP系统划分结构

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Notes:
- FEC = 前向纠错
- IFFT = 傅立叶反变换
- CFR = 峰值因数抑制
- CE = 通道估算
- CEq = 通道均衡
- CFO = 载波频率偏置
面向大批量进行设计
来自移动运营商降低价格的压力越来越大,促使基站OEM必须从一开始就面向大批量进行设计。Altera功耗最低的高性能FPGA Stratix® III FPGA和HardCopy® 结构化ASIC相结合,为 OEM 提供了很好的机遇,帮助他们从一开始就充满信心地进行大批量设计,同时避免了耗时而且高风险的ASIC转换。Stratix III E 器件有效地结合了片内存储器和高性能信号处理能力,在下一代 LTE 通道卡设计中,可实现每通道最低的成本。Stratix III FPGA具有独特的低功耗特性,例如可编程功耗技术以及可选电压内核等,性能功耗比远远高于目前的数字信号处理器。高密度Stratix III FPGA 的集成度达到了前所未有的水平,支持向单芯片基站解决方案的发展,通过向HardCopy结构化ASIC的无风险、无缝移植,进一步降低了成本、体积和功耗。Altera的Cyclone® III FPGA前所未有地同时实现了高性能、低功耗和低成本,可满足 LTE 微微基站以及远程射频前端(RRH)的需求。
灵活地进行设计
OEM可以利用Altera及其辅助系统合作伙伴提供的各种LTE相关IP和参考设计、软件开发工具以及开发板,灵活地进行设计。LTE知识产权(IP)和参考设计包括:
- 离散傅立叶变换(DFT)和傅立叶反变换 (IDFT)
- 支持循环前缀插入和去除的长度可变快速傅立叶变换 (FFT) 和快速傅立叶反变换 (IFFT)
- Turbo编码器和解码器IP
- 1536点FFT/IFFT
- 面向 OFDM 的基带 CFR
- 矩阵库,包括 MIMO 应用基于 QR 分解的递归最小平方 (QRD-RLS) 算法
LTE IP 和参考设计进一步完善了 Altera 的 WiMAX 解决方案组合 ,非常适合应用于 Altera® 芯片,包括Stratix III 和Cyclone III FPGA等。OEM通过使用方便的软件工具,迅速利用并集成这些构建模块,从而把精力和时间集中在突出产品优势上。软件和硬件可编程特性相结合要比体系结构固定的商用数字信号处理器更加灵活,帮助OEM迅速开发定制芯片组,满足 LTE 价格和性能要求。
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