Почему следует выбирать процессор TigerSHARC для беспроводных систем?

Производителям инфраструктуры беспроводных систем связи доступно множество подходов к разработке модемов основной полосы частот для беспроводных систем связи третьего поколения (3G), однако архитектура процессоров TigerSHARC обеспечивает баланс атрибутов, необходимых для решения всего спектра вопросов проектирования. Следующее поколение продуктов обработки комплексных сигналов должно обеспечивать передовые показатели производительности, сохраняя при этом значительную свободу проектирования, чтобы адаптироваться не только к различным требованиям новых стандартов 3G на базе CDMA (WCDMA, CDMA, TD-SCDMA), но и к их неизбежным будущим изменениям и расширениям.

Архитектура процессоров TigerSHARC® компания Analog Devices обеспечивает наилучшую комбинацию производительности, которая позволяет создавать наиболее экономически эффективные решения для обработки сигналов в основной полосе частот и других функций, необходимых современному рынку инфраструктуры сетей беспроводной связи.

Какие решения доступны для построения модемов основной полосы частот?

Традиционные схемы модемов основной полосы частот и популярное мнение сообщества разработчиков поспособствовали сложившейся идее о том, что оптимальное архитектурное решение должно включать в себя одновременно специализированную микросхему (ASIC) и цифровой сигнальный процессор (DSP), однако с появлением процессора настало время развенчать этот миф. Во многих обзорных статьях и отраслевых журналах рассказывается о том, что для построения экономически эффективного решения обработка сигнала в основной полосе частот должна быть разделена на две составляющие: обработка на символьной скорости и обработка на скорости чипов. Обработка на скорости чипов, характерная, в первую очередь, для передачи речевых данных, характеризуется высокой интенсивностью рудиментарных операций корреляции и обычно выполняется специализированной микросхемой, разработанной специально для решения этой задачи. В части работающей на скорости символов, связанной с передачей данных, требуется обрабатывать несколько каналов данных, которые при этом могут иметь высокую скорость передачи (до 384 кбит/с). Именно в этой задаче обработки множества каналов с отличающимися и очень высокими скоростями передачи данных можно получить выигрыш от производительности, обеспечиваемой программируемым цифровым сигнальным процессором. Процессоры TigerSHARC дают разработчику базовых станций возможность так называемой "балансировки нагрузки". Под этим понятием подразумевается реализация обработки сигнала на символьной сокорости и скорости чипов при помощи одного решения на основе процессора TigerSHARC. Балансировка нагрузки достигается путем динамического перераспределения вычислительных мощностей процессора между задачами обработки сигнала в двух доменах скорости в зависимости от типов передаваемых в определенный момент времени каналов.

Что отличает процессоры TigerSHARC от других решений?

Архитектура процессоров TigerSHARC обеспечивает передовую производительность и обладают специализированными командами, которые оптимизированы для обработки сигналов в беспроводных сетях связи и снижают вычислительные затраты при выполнении канального декодирования. Исторически реализация данной задачи в цифровых сигнальных процессорах считалась экономически нецелесообразной. Специализированные команды процессора TigerSHARC позволяют сократить вычислительные требования при реализации декодирования Витерби и турбо-кодов в схемах прямого исправления ошибок.

Чем важна универсальность процессора TigerSHARC®?

Требование к универсальности решений, предъявляемое рынком инфраструктуры беспроводных сетей связи стандарта 3G, уже обсуждалось выше в этом обзоре. Что еще может лучше справиться с множеством постоянно меняющихся стандартов 3G, чем полностью программируемая система? Процессор TigerSHARC является сердцем программно определяемых решений для построения модемов основной полосы частот, в которых все функции реализованы исключительно программными средствами, в отличие от решений на базе комбинации специализированных микросхем и конкурирующих цифровых сигнальных процессоров. Процессоры TigerSHARC позволяют производителям инфраструктуры использовать единую платформу обработки в основной полосе частот для всех стандартов 3G с возможностью легко вносить изменения в программное обеспечение для обновления функциональных возможностей системы и сокращения цикла разработки.

Для каких еще задач беспроводной связи могут использоваться процессоры TigerSHARC?

Процессоры TigerSHARC также представляют интерес для схем усилителей мощности ВЧ и интеллектуальных фазированных антенных решеток.

В архитектурах базовых станций систем беспроводной связи все большее распространение получает технология усилителей мощности сигналов с многими несущими (MCPA, Multi-Carrier Power Amplifier), которая позволяет значительно сократить физические габариты, стоимость и потребляемую мощность. Одним из нерешенных вопросов при переходе от усилителей мощности сигналов, передаваемых на одной несущей, к усилителям мощности сигналов с многими несущими является компенсация нелинейностей выходного сигнала усилителя. Алгоритмы линеаризации выходных сигналов подобных усилителей позволяют значительно повысить мощность передаваемого сигнала и уменьшить уровень помех. На сегодняшний день известно много различных способов решения этой задачи, однако считается, что будущее за технологиями адаптивного внесения предыскажений или внесения предыскажений в основной полосе частот. Технология адаптивных предыскажений коррекции нелинейностей основана на использовании цифровых сигнальных процессоров для внесения искажений в цифровой сигнал в основной полосе частот. Компания Analog Devices разработала специальные алгоритмы и команду для процессоров TigerSHARC, которые значительно повышают качество компенсации искажений, позволяя при этом сократить стоимость системы за счет исключения некоторых дорогостоящих ВЧ компонентов, используемых в других методах линеаризации.

Фазированные и адаптивные интеллектуальные антенные решетки все чаще применяются в инфраструктуре сетей стандартов 3G. эта технология позволяет повысить мощность для обеспечения большего отношения сигнал-шум и увеличить подавление помех для уменьшения полного уровня шума в системе. Благодаря улучшению этих показателей достигается увеличение скоростей передачи, расширение зоны покрытия и увеличение числа абонентов. Компания Analog Devices разработала специализированные алгоритмы и команды для формирования диаграммы направленности и оптимизации выбора лучей, позволяющие дополнительно улучшить показатели интеллектуальных антенн.

Заключение

Благодаря возможностям "балансировки нагрузки", высокой пропускной способности внешней и внутренних шин, большому объему внутренней памяти и беспрецедентной универсальности процессор TigerSHARC является нестандартным, но крайне эффективным решением для обработки сигналов в основной полосе частот. При проектировании будущих поколений процессоров TigerSHARC мы планируем сохранить тенденцию к уменьшению стоимости системы и количества компонентов при одновременном увеличении функциональных возможностей решения путем увеличения тактовой частоты и расширения набора команд.