開放式基站結(jié)構(gòu)發(fā)起組織(OBSAI)
無線原始設(shè)備制造商（成員為Hyundai、LGE、Nokia、Samsung和 ZTE ）建立了開放式基站結(jié)構(gòu)發(fā)起組織(OBSAI)，針對收發(fā)基地站收發(fā)信機(jī)(BTS)的配置和互連，從一組通用模塊中開發(fā)了一組規(guī)范。由另外一些無線原始設(shè)備制造商（成員為Ericsson、Huawei、NEC、Norbbb 和Siemens）建立了一個叫做公用無線接口(CPRI) 發(fā)起組織，作為另一個業(yè)界發(fā)起組織在無線設(shè)備(RE)和其控制器(REC)之間定義了一個公用接口。這兩個標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)大體上相同，定義公用接口標(biāo)準(zhǔn)，建立一個開放的硬件市場，降低傳統(tǒng)上與建立新基站相關(guān)的開發(fā)成本。
針對下一代的基站，OBSAI定義了一個模塊結(jié)構(gòu)、OBSAI規(guī)范還對內(nèi)部模塊接口定義了規(guī)范。像OBSAI這樣的業(yè)界規(guī)范加速了獲取現(xiàn)成的模塊，任何制造商可以用這些規(guī)范開發(fā)完整的基站。接口標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致器件和解決方案提供者之間更加激烈的競爭。這樣降低了設(shè)備供應(yīng)商的整個成本，同時還減少了產(chǎn)品上市時間，使得制造者把研究資金專用于基站的附加服務(wù)和創(chuàng)新。對于終端用戶，得到的是低成本的附加服務(wù)。
OBSAI論壇建立了開放式內(nèi)部接口規(guī)范和模塊規(guī)范，覆蓋傳送、控制、基帶和無線領(lǐng)域。針對把公用模塊整合至基站收發(fā)信機(jī)(BTS)，OBSAI規(guī)范提供結(jié)構(gòu)、功能描述以及最小要求。
BTS功能塊之間的內(nèi)部接口指定為參考點1(RP1)、參考點2(RP2)和參考點3(RP3)。RP1規(guī)范包括控制數(shù)據(jù)和至所有塊的時鐘信號。RP2規(guī)范規(guī)定了傳送塊和基帶塊之間的用戶數(shù)據(jù)包，RP3提供了針對用戶接口和基帶塊與RF塊之間的信令數(shù)據(jù)（圖1）。
隨著分布式基站結(jié)構(gòu)和遙控?zé)o線頭的出現(xiàn)，RP3接口的重要性增加了。在點對點配置以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)里，這些新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用一個簡單的基帶塊控制多個RF塊。圖2為BTS與遙控RF單元（RRU）的實例。為這些新的配置，定義了RP3-01協(xié)議規(guī)范，擴(kuò)展至OBSAI系列規(guī)范的RP3協(xié)議規(guī)范。說明了支持幾個RRU拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括前述的BTS和RRU之間的點對點連接，以及鏈路、樹和分枝和環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。除了支持?jǐn)?shù)據(jù)傳送到多個RRU，RP3-01擴(kuò)展還提供了映射RP1控制信息到RP3基帶鏈路的功能。針對數(shù)據(jù)和控制信息分布，為了使所需連接的數(shù)目最小，這個功能在這些較新的配置中是很關(guān)鍵的。
用低成本FPGA實現(xiàn)OBSAI
現(xiàn)場可編程門陣列FPGA在下一代無線設(shè)備中扮演了重要的角色。由于無線協(xié)議正在發(fā)展，需求也在變化，F(xiàn)PGA提供了快速和靈活的平臺，使產(chǎn)品可以迅速上市。擁有SERDES的FPGA器件易于多速率協(xié)議的實現(xiàn)，因為可以向用戶提供更新的速率和協(xié)議邏輯，這是由于軟FPGA知識產(chǎn)權(quán)核的更新。新的更新服務(wù)、3G/4G、數(shù)據(jù)和視頻服務(wù)對帶寬提出了更高的要求，移動操作者經(jīng)常期望能夠降低成本。基礎(chǔ)設(shè)施更新是無線基礎(chǔ)設(shè)施市場的重要部分。新的低成本，靈活地集成了基于 SERDES的FPGA對改變設(shè)備的市場提供了上佳的服務(wù)，這種FPGA擁有高帶寬、小尺寸和低成本串行協(xié)議解決方案。
由于FPGA的靈活性，它們被廣泛地用于實現(xiàn)無線產(chǎn)品。然而對成本敏感的無線設(shè)計，較高的成本使其不是最佳的選擇。直到最近，用FPGA實現(xiàn)無線產(chǎn)品的設(shè)備供應(yīng)商不得不選擇昂貴的高端產(chǎn)品，因為它們是唯一具有嵌入式SERDES的器件，以支持OBSAI規(guī)范的物理層要求。對制造商來說，最終總成本是較高的。因此這些高成本的FPGA只用于樣機(jī)，對于大批量的產(chǎn)品，設(shè)備供應(yīng)商將其轉(zhuǎn)成基于ASIC的設(shè)計。最近引入的具有嵌入式SERDES的低成本FPGA為設(shè)備設(shè)計者提供了最佳的解決方案。因此加速了產(chǎn)品的上市時間，并使這些FPGA的成本適合大批量的生產(chǎn)。革命性的FPGA產(chǎn)品是低成本的LatticeECP2M，基于SERDES的FPGA。
基于SERDES的FPGA在OBSAI應(yīng)用中提供了理想的解決方案。它支持物理鏈路層(Layer 1)、數(shù)據(jù)鏈路層(Layer 2)和OBSAI-RP3-01規(guī)范的傳輸層(Layer 3)。還支持OBSAI規(guī)范的3個標(biāo)準(zhǔn)比特率 (768 Mbps、1536 Mbps 和3072 Mbps)。通過提供給用戶的IP核支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層和傳輸層的功能。通過位映射I/O管理指定核功能的控制和狀態(tài)參數(shù)，可能是硬連線或者是與可編程寄存器相接口。用戶可通過GUI選項產(chǎn)生基于所要求的配置。有些選項支持CDMA 、WCDMA、GSM/EDGE和802.16。
FPGA解決方案還能實現(xiàn)OBSAI傳輸層的功能，這些功能包括：Mux/Demux功能、快速Ethernet 端口(MII)、支持RP3-01 O&M信息成幀/同步/布線、基于可編程位圖的Ethernet 和 RP3-01信息插入，符合802.16傳輸規(guī)則。
FPGA實現(xiàn)OBSAI解決方案分成硬IP、軟IP和用戶邏輯，參見圖3。
可編程技術(shù)的優(yōu)點
開放式業(yè)界規(guī)范，諸如 CPRI 和OBSAI 已經(jīng)建立了現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備設(shè)計者可以從各種資源中選擇解決方案。在解決方案中關(guān)鍵的差別是在靈活性方面。FPGA為設(shè)計者提供了靈活性，當(dāng)業(yè)界規(guī)范變化或需求更新時，它提供了更新的路徑。
針對包含演進(jìn)規(guī)范的應(yīng)用，或者所要求的用戶邏輯（即實現(xiàn)OBSAI應(yīng)用層功能），對于設(shè)計者來說可編程技術(shù)是主要的優(yōu)點，且必不可少。可編程技術(shù)使系統(tǒng)設(shè)計者能在應(yīng)用層合并供應(yīng)商的特殊邏輯，同時靈活地提供多種速率，以及發(fā)展的新標(biāo)準(zhǔn)（或者擴(kuò)展現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)）。LatticeECP2M的嵌入硬IP具有功率和性能優(yōu)勢，能在物理層中實現(xiàn)OBSAI規(guī)范的固定邏輯功能，包括集成的高速SERDES和編碼/譯碼邏輯。可編程邏輯塊能靈活地實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸層功能，這樣設(shè)計者就能定制應(yīng)用層。現(xiàn)在低成本FPGA具有必須的SERDES、可編程邏輯和DSP功能，使下一代基站卡達(dá)到很高的集成度，而先前用高端FPGA或ASSP/FPGA組合不能達(dá)到這樣的價格和尺寸。
結(jié)論
無線技術(shù)不斷發(fā)展時，無線設(shè)備供應(yīng)商依賴FPGA實現(xiàn)多種功能。OBSAI是新的演進(jìn)的無線協(xié)議的一個例子，可以完全用FPGA來支持。用靈活的，低成本FPGA實現(xiàn)設(shè)計有很多優(yōu)點。能夠使產(chǎn)品很快地上市，能適應(yīng)規(guī)范的變化而無需修改硬件，靈活的實現(xiàn)各種特性，將多種功能整合至一塊芯片，并適合大批量的生產(chǎn)。在OBSAI-RP3-01的情況，用各種遙控RF單元(RRU)支持演進(jìn)的基站結(jié)構(gòu)，基站結(jié)構(gòu)可以是鏈、環(huán)形和樹狀，這有力地證明了FPGA的可編程特性為實現(xiàn)這些功能提供了理想的平臺。
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