軟件無線電設(shè)計中ASIC、FPGA和DSP的選擇策略

1、軟件無線電設(shè)計中asic、fpga和dsp的選擇策略dsp和fpga可輕易地舉行重配置，以實現(xiàn)軟件無線電設(shè)計的各種功能?，F(xiàn)有的通信asic雖然可以較低的成本提供更好的性能，但提供的可編程能力十分有限。問題的關(guān)鍵是，在諸多的無線asic中是否有一種適合于特定要求的數(shù)字無線產(chǎn)品。在純軟件無線電結(jié)構(gòu)中，明顯沒有一種asic具有這樣的功能，但事實上也惟獨很少的數(shù)字無線設(shè)計需要這樣高的靈便性。因此軟件無線電產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵步驟就是確定系統(tǒng)每項功能所需的可編程特性，并確定現(xiàn)有的asic是否可以提供這項功能。確定器件的處理功能可通過既支持w-cdma也支持gsm的基站收發(fā)器結(jié)構(gòu)來解釋。因為w-cdma采納了擴(kuò)

2、頻通信技術(shù)，因此許多用戶可分享一條射頻(rf)信道。在上行鏈路1,920至1,980mhz之間和下行鏈路2,110至2,170 mhz之間，w-cdma信號在每條信道中占領(lǐng)5mhz的帶寬。另一方面，在gsm系統(tǒng)的每條射頻信道中，窄帶tdma技術(shù)普通只支持8個用戶。在上行鏈路890至915mhz之間和下行鏈路935至960mhz之間，窄帶tdma的每條信道占領(lǐng)200khz帶寬。為了在軟件無線電結(jié)構(gòu)中有效地兼顧上述標(biāo)準(zhǔn)間的差異，中頻(if)處理器的數(shù)字上行轉(zhuǎn)換器和下行轉(zhuǎn)換器都必需提供可編程的信道挑選、配置和采樣比調(diào)整。、graychip和analog devices公司的新型多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字收發(fā)器asi

3、c均可提供許多可編程特性。例如，graychip的gc4016數(shù)字下行轉(zhuǎn)換器可重配置為最大可用基帶帶寬為每信道2.25 mhz的4信道窄帶下行轉(zhuǎn)換器，也可重配置為最大可用基帶帶寬為9 mhz的單信道寬帶下行轉(zhuǎn)換器。此外，gc4016還將在每個信道中支持用戶可編程的基帶濾波器和重采樣器，這使得該器件適用于指定結(jié)構(gòu)的中頻處理。但假如要求這些器件在未來支持升級到尚未定義的4g無線結(jié)構(gòu)，asic在數(shù)字無線設(shè)計中的適用度也將隨之發(fā)生變幻。例如在無線領(lǐng)域中，關(guān)于是否應(yīng)在4g系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中采納正交頻分多路復(fù)用(ofdm)技術(shù)還存在諸多分歧，無數(shù)設(shè)計人員認(rèn)為ofdm在多徑環(huán)境下具有較強的魯棒性，并可兼容多種寬帶標(biāo)

4、準(zhǔn)，如局域多點分布式業(yè)務(wù)(lmds)和多信道多點分布式業(yè)務(wù)(mmds)。然而，因為4g標(biāo)準(zhǔn)尚未定義，而且在該結(jié)構(gòu)中任何asic信號處理器件的用法都將給將來的升級帶來無法預(yù)料的風(fēng)險，因此中頻處理也必需用法fpga或dsp器件。隨著信號處理越來越多的來自數(shù)字中頻輸入，4g結(jié)構(gòu)中的處理算法也變得越來越專業(yè)化，這限制了單個asic器件滿足所需可編程要求的能力。在3g/gsm無線應(yīng)用中，w-cdma采納了由透平編碼和卷積編碼組合而成的糾錯機(jī)制，由此滿足所需的誤碼率(ber)性能要求。另一方面，gsm采納卷積編碼和fire編碼的組合作為其糾錯機(jī)制，因此定位于特定糾錯算法的商用asic器件將不再適用于gsm

5、平臺，而fpga或dsp實現(xiàn)則是一種更好的挑選。集成度asic器件在軟件無線電結(jié)構(gòu)設(shè)計中的另一劣勢是集成度。隨著asic、dsp和fpga開發(fā)技術(shù)的不斷長進(jìn)，在單個器件中集成的功能也急劇增強。但對于asic，靈便性將隨集成度的增強而降低。例如，充當(dāng)數(shù)字收發(fā)器的asic芯片徹低適用于多種空中接口標(biāo)準(zhǔn)，包括gsm、is-136、cdma2000和umts w-cdma。假如在asic中添加了cdma碼片率處理器，那么該asic就不再適用于gsm和is-136。假如在asic中添加一個支持qpsk、8psk和16qam調(diào)制計劃的調(diào)制器或解調(diào)器，就能使其成為實現(xiàn)cdma高速數(shù)據(jù)速率(hdr)規(guī)范的有效解決計劃，但不再適用于任何其他標(biāo)準(zhǔn)。在這一級集成度上，多個asic器件需要支持多個空間接口標(biāo)準(zhǔn)，但這通常有些不切實際。與asic器件相比，dsp或fpga器件可輕松地集成多種數(shù)字無線功能，并且不會顯著降低器件的靈便性。在上例中，cdma2000 hdr asic提供的大