小蜂窩容納大智慧

　　小基站勢如破竹

　　最近，中國三大移動(dòng)運營(yíng)商鋪天蓋地的4G廣告讓人感覺(jué)到4G時(shí)代真的來(lái)臨，而且來(lái)的比3G更猛烈些。隨著(zhù)4G的普及，4G網(wǎng)絡(luò )中傳播的數據量是不可估量的，基站作為數據傳輸的中轉站，其規模、形式、性能也需要進(jìn)一步革新。大型基站固然重要，如目前最普遍的宏基站以及大為熱門(mén)的云RAN，而現在的手機基站網(wǎng)絡(luò )越來(lái)越復雜，基站形態(tài)越來(lái)越多，3G和4G的發(fā)展催生了大量對小型基站的需求，它們在幫助移動(dòng)運營(yíng)商應對日益復雜的網(wǎng)絡(luò )容量挑戰方面發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。小型化的基站主要有城域基站、微微蜂窩基站(Picocell)以及更小一點(diǎn)的毫微微蜂窩基站(Femtocell，又稱(chēng)飛蜂窩基站或家庭基站，相當于在一個(gè)公司里面用Wi-Fi)。

　　小基站的巨大市場(chǎng)潛力，無(wú)疑會(huì )招來(lái)無(wú)數“追求者”施展渾身解數以獲得青睞。飛思卡爾秉承了其在通信處理器領(lǐng)域的優(yōu)良傳統，針對小基站應用也有多款解決方案供客戶(hù)選擇，而這些解決方案都是軟硬兼備的。例如，QorIQ Qonverge平臺、QorIQ Qonverge BSC9132微微蜂窩基站解決方案、Qonverge BSC9131家庭基站解決方案、BSC9131RDB參考設計、Airfast射頻功率解決方案以及適用于BSC913x板的射頻模塊。

　　經(jīng)濟高效的家庭基站

　　基站的功能依靠什么來(lái)實(shí)現的呢?LTE基站 (eNB) 中的L2和L3層可采用通用處理器(GPP)來(lái)配置;LTE基站物理層 (L1) 功能一般配置在數字信號處理器 (DSP)中，采用DSP內核和基帶加速器;最后，ASIC、FPGA或現成收發(fā)器中通常含有的數字射頻前端邏輯電路將信號發(fā)送給RF放大器。小基站一般控制一個(gè)扇區和給定的用戶(hù)數量及數據吞吐量。傳統單GPP + DSP分立器件方案正在演化為單個(gè)片上系統 (SoC) 解決方案。

　　飛思卡爾家庭基站解決方案面向高帶寬、低功耗的基帶應用，特別適用于LTE(FDD和TDD)和WCDMA (HSPA+)家庭基站應用。飛思卡爾家庭基站解決方案結合了Power Architecture內核、可編程StarCore DSP和功能強大的MAPLE-B2F基帶加速處理技術(shù)，如圖1所示。這種解決方案可處理所有的基帶層(L1, L2和L3)，無(wú)需額外的基帶處理器件，可以提供世界一流的性能及優(yōu)化的系統成本及功耗，滿(mǎn)足了市場(chǎng)對高性能、經(jīng)濟高效集成解決方案的需求。根據測試，對于LTE + WCDMA的微微蜂窩基站，采用飛思卡爾QorIQ Qonverge平臺的成本和功耗是采用分散硅片產(chǎn)品的無(wú)線(xiàn)基礎設施設備的1/4。

　　圖1 飛思卡爾毫微微蜂窩基站解決方案框圖

　　該解決方案可支持LTE和WCDMA(HSPA+)多模方式，以協(xié)助運營(yíng)商的從3G到4G的演進(jìn)，最多可同時(shí)處理16個(gè)在線(xiàn)用戶(hù)，能夠達到以下性能指標：最高可達20 MHz帶寬的單小區LTE，可支持100 Mb/s的下行速率和50 Mb/s的上行速率;5 MHz雙載波HSPA+，每個(gè)能夠達到42 Mb/s的下行速率和11.5 Mb/s的上行速率。

　　逐層剝繭抽絲

　　利用飛思卡爾器件，基于DSP的物理層 (PHY)可采用StarCore SC3850或SC3900FP高性能DSP內核，結合稱(chēng)作MAPLE的基帶加速器平臺 (多加速器平臺) 來(lái)部署。隨著(zhù)用戶(hù)緩慢遷移到LTE，需要同時(shí)支持多種標準，此外為采用更先進(jìn)的技術(shù)提供升級路徑也是十分重要的。為支持多模操作，DSP內核可全面編程并實(shí)施任何標準，而MAPLE支持多模操作，如根據兩種算法處理和容量標準同時(shí)進(jìn)行Turbo/Viterbi譯碼、Turbo編碼和FFT/DFT。

　　MAPLE加速器為每種空中接口標準單模和多模操作提供高效硬件配置的標準化構塊，主要包括：傅立葉變換處理單元、Turbo/Viterbi譯碼處理單元、下行鏈路編碼處理單元、碼片速率處理單元、均衡處理單元、物理下行鏈路處理單元以及物理上行鏈路處理單元。MAPLE加速了整個(gè)下行數據鏈，高數據率對內核負載再也沒(méi)有影響。

　　層2和層3算法采用Power Architecture通用高性能內核與安全加速組合來(lái)處理。這種處理大部分在可編程內核完成，可有效實(shí)施任何標準，包括多模操作。WCDMA與LTE之間的共性是要求安全的回程處理，主要是以太網(wǎng)、QoS、IPSec和WCDMA處理，這種處理可卸載到硬件加速器中，使軟件靈活地支持兩種標準的L2協(xié)議棧。

　　需要強調的是，小基站最大的挑戰就是頻譜問(wèn)題，而飛思卡爾DSP內核有足夠非常好的可編程性，加上MAPLE加速器平臺可以充分利用頻譜，優(yōu)化了頻譜使用，預留了空間以便未來(lái)的性能提升。

　　小蜂窩容納大智慧

　　此外，飛思卡爾已經(jīng)組建了一個(gè)由技術(shù)領(lǐng)先者組成的豐富的生態(tài)系統，專(zhuān)注于研究無(wú)線(xiàn)應用。來(lái)自這些合作伙伴的產(chǎn)品和服務(wù)可以與第三方工具以及飛思卡爾的CodeWarrior 技術(shù)和VortiQa 應用軟件集成。 該生態(tài)系統可以為ODM和OEM提供1到4層的軟件、傳輸和安全堆棧、RF技術(shù)、測試和測量功能以及ODM解決方案。

　　從今年年初的國際消費電子展(CES)和世界移動(dòng)通信大會(huì )(MWC)可以看到，可穿戴設備風(fēng)靡全球是大勢所趨，特別是各大廠(chǎng)商爭相推出的具備醫療監測功能的智能手表，而這些便攜設備最終都需要連網(wǎng)傳輸各種數據或者與手機同步數據。家庭基站提高了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的容量與帶寬、支持更多人利用更多設備快速且安全地完成更酷的事情。飛思卡爾智能互聯(lián)將智能引入小基站，提供硬件、軟件及服務(wù)于一體的解決方案。飛思卡爾在4G時(shí)代乃至未來(lái)的5G時(shí)代，都將不遺余力地為小基站的演進(jìn)提供雄厚的技術(shù)支持，為人們帶來(lái)大帶寬、海量鏈接和零延時(shí)的服務(wù)，體現全頻譜無(wú)線(xiàn)接入所帶來(lái)的超高速無(wú)線(xiàn)連接的創(chuàng )新。