FPGA将在4G系统中占重要地位

文章摘要：波峰因子缩小工作原理是智能地限制功率放大器输入的最大波形振幅，因此产生峰值输出功率。这有效地降低了这个信号的PAPR，同时保持所需信号的精确度和频谱特性。在低功耗或微型基站中，如WiMAX或Picocell，可以采用它而无需DPD。另一方面，通过应用一种使输入信号失真的方式，DPD能够使功率放大器线性化。这种方式考虑了功率放大器的传输特性，因此使任何信号失真无效，这是功率放大器的特性导致的。在射频输出功率大于1~2瓦的大功率系统中，它通常与CFR相结合。这些技术的使用特性和效果如图3所示。在RRU中使用CFR 和 DPD技术，可以让系统工程师使用比采用其他技术更低成本的功率放大器。这两种方法都

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　　波峰因子缩小工作原理是智能地限制功率放大器输入的最大波形振幅，因此产生峰值输出功率。这有效地降低了这个信号的PAPR，同时保持所需信号的精确度和频谱特性。在低功耗或微型基站中，如WiMAX或Picocell，可以采用它而无需DPD。

　　另一方面，通过应用一种使输入信号失真的方式，DPD能够使功率放大器线性化。这种方式考虑了功率放大器的传输特性，因此使任何信号失真无效，这是功率放大器的特性导致的。在射频输出功率大于1~2瓦的大功率系统中，它通常与CFR相结合。这些技术的使用特性和效果如图3所示。

　　在RRU中使用CFR 和 DPD技术，可以让系统工程师使用比采用其他技术更低成本的功率放大器。这两种方法都需要大量的DSP处理功能，以实现行必要的算法。最重要的是，它们还要求一定的可适性，因为它们需要适应功率放大器传输特性的任何变化，这种变化可能发生在温度和时间变化的情况下。

　　RRU内远程无线处理器的合并是对这个问题的解决方案之一。传统上，ASIC被广泛用于蜂窝基站的设计，但是它们的设计周期长、固定成本高且不灵活，不适合仍在不断发展的市场。对于这个问题，分立的DSP处理器似乎是另一个解决方案，但分析表明，在多种标准的基站实现方面，它们也有局限性。另一方面，具有嵌入式DSP单元、SerDes功能和软处理器的FPGA在一个可重构的芯片中提供所有的功能。这个器件就是莱迪思半导体公司的ECP3。对任何带有SERDES功能的FPGA器件而言，这个FPGA具有业界最低的功耗和价格。该系列产品提供遵守XAUI抖动标准的多协议3.2G SERDES、DDR1/2/3存储器接口、功能强大的DSP功能和高密度的片上存储器。与带有SERDES功能的FPGA相比，所有这些功能只需竞争产品的一半功耗和一半价格。

　　不过，在选择FPGA时必须要认真考虑，以满足系统的物理和性能参数要求。获得实现RRU的关键功能的IP核，对整个系统的解决方案而言至关重要。作为IP合作伙伴计划的一部分，莱迪思公司与拥有丰富蜂窝无线系统经验的Affarii公司一起致力于该项工作。LatticeECP3 FPGA 与Affarii的IP结合在一起，提供了一个灵活的平台，可以在FPGA架构中组合构建RRU所需的所有IP模块。

　　针对发送和接收，RRU处理器的功能是多路复用和调制这个信号数据到射频载波。图4给出了莱迪思的IP和Affarii提供的IP。这些块用不同的颜色加以区别。

　　针对不同的具体应用，可以对CFR配置进行优化。最高载波配置的模拟可以决定精确的参数。在设计工具和文档提供了标准的系统配置，对于用户自己的应用，用户还可以创建自定义的配置，使用IP模型和有IP核的仿真环境。将CFR IP放置在LFE-70E FPGA中进行布局和布线，资源利用率如表1a所示。

　　通过针对功率放大器的特性来确定DPD工作的配置是最好的方法。DPD核本身支持诊断接口，以提供现场或测试源的数据分析。使用这个工具，可以实现放大器的非线性复杂特性，因此可以针对DPD决定最好的配置。因为它测量实时的放大器参数，这个过程还可突出显示在设计放大器时所需作出的改进。表1b给出了将DPD放置在Lattice LFE-70EP中进行布局和布线所需的资源。

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