使用Virtex-5 FPGA实现LTE仿真器

2010-12-18 23:22:00来源: AET

  功能强大的可编程逻辑平台使得Prisma Engineering公司能够针对所有蜂窝网络提供可重配置无线测试设备。长期演进(LTE)是移动宽带的最3GPP标准,它打破了现有蜂窝网络的固有模式。LTE与前代UMTS和GSM标准相比,除采用高频谱效率的射频技术外,其架构还得到了大幅简化。LTE系统的无线接入部分Node-B,是连接无线电和整个互联网协议核心网络之间的边缘设备。这种架构无法监测和测试等效于UMTS中间链路上的元件。必须通过无线电接口,才能有效地测试LTE网络元件。

  这正是Prisma Engineering公司线路服务器单元(LSU)UeSIM LTE项目的设计组要解决的问题。该仿真器是针对所有LTE测试需求的全面解决方案,可帮助网络设备设计人员对空中接口和核心网络进行测试和监控。单个这种硬件平台即可在每个扇区模拟出多达1 024个用户设备。无线电接口的载荷-应力测试和功能测试覆盖了完整LTE协议栈及其应用。射频前端采用本地多输入多输出(MIMO)设计,可支持5MHz、10MHz、15MHz和20MHz多种不同带宽。

  这个仿真器中心采用三个赛灵思Virtex®-5 FPGA(XC5VSX50T),可支持高级软件无线电重配置。总部设位于意大利米兰的Prisma Engineering公司的设计组很快认识到,我们需要功能强大、可重编程的架构,以便能够用同一开发板灵活应对多种无线接入标准。现有两种用户测试工具:LTE Test Manager(主要针对LTE设备厂商提供)和Quick GUI(主要针对LTE网络营运商提供)。Quick GUI提供通过/未通过测试方案,而Test Manager则可进行更为复杂的分析。

  LSU UeSIM LTE架构

  LSU UeSIM LTE仿真器采用由协议处理单元(PPU)模板、软件无线电(SDR)模板和支持MIMO操作的两个无线电模块共同构成的CompactPCI标准架构。

  采用Intel技术的PPU模板是一种主处理器卡,能够对多个SDR模板进行管理,改善载荷-应力性能。软件无线电模板专为扩展我们先前的LSU系统在无线电接口的运行性能而设计。CompactPCI无线电夹层卡负责提供各个不同标准射频带宽的射频发送/接收功能:GSM(850 MHz和900MHz;1.8和1.9GHz)、LTE(700MHz,2.1 GHz、2.3 GHz、2.5 GHz和2.6GHz)和WiMAX(2.4GHz、3.5GHz和5GHz)。

  SDR卡架构

  SDR卡是一种集成在LSU软/硬件环境中的高性能平台,用于提高系统与基带(CPRI/OBSAI)、无线电接口或者两者之间的连接功能。该卡使用工作在特定频带内的不同外部无线电模块,可支持各种无线标准,比如GSM/EDGE、UMTS、HSPA、WiMAX和LTE等。图1为在LTE测试场景中,仿真器或取代无线电扇区,或为核心网络提供测试接口。

  图1 LTE测试场景

  我们采用三个德州仪器的1GHz DSP(我们选用了TMS320C6455)和Analog Devices公司的模数转换器(AD9640)与数模转换器(AD9779),完成了基于赛灵思FPGA的SDR卡设计。时钟网络采用Analog Devices公司的AD9549,能够为转换和数字信号处理器件(FPGA、DSP)提供极高的灵活时基。

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关键字:Virtex-5  LTE仿真器  FPGA

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/1218/article_1495.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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