無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)家庭基站中Soc應(yīng)用方案

適用于少量用戶(hù)場(chǎng)合的小型蜂窩基站—家用基站已于近期問(wèn)世，將成為實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)，正如Analysys的AlastairBrydon博士所言，“家用基站具備改變電信產(chǎn)業(yè)的潛力”。

最初的設(shè)想是把家用基站做成類(lèi)似于WiFi接入點(diǎn)那樣的純粹家用產(chǎn)品，主要是為了改善室內(nèi)信號(hào)覆蓋、減輕日益擁擠的宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的3G數(shù)據(jù)流以及為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供應(yīng)對(duì)VoIP及WiFi威脅的方法。但人們?cè)絹?lái)越發(fā)現(xiàn)家用基站的潛力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了這些：它們能夠提供企業(yè)所需要的融合服務(wù)；隨著移動(dòng)寬帶和4G應(yīng)用日益增多，家用基站可以扮演都市“熱區(qū)”的角色，使得運(yùn)營(yíng)商在其需要的地方精確實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋和容量方面的目標(biāo)；它們甚至可能成為在人口稀少的農(nóng)村地區(qū)提供高性?xún)r(jià)比移動(dòng)通信覆蓋服務(wù)的關(guān)鍵。在某些方面，家用基站這些新功能還可取代傳統(tǒng)微微蜂窩基站的應(yīng)用。

沃達(dá)豐、Comcast、Sprint和軟銀等運(yùn)營(yíng)商都支持這一構(gòu)想，并明確指出對(duì)他們來(lái)說(shuō)家用基站的廣泛部署越快越好。但這卻是一個(gè)讓原始設(shè)備制造商們頭疼的問(wèn)題，因?yàn)闊o(wú)論用于何處的家用基站其需求與限制條件都與以往的產(chǎn)品截然不同。

這也是業(yè)界首次需認(rèn)真考慮基礎(chǔ)設(shè)施的供應(yīng)和易用性問(wèn)題。對(duì)于用戶(hù)自行安裝的家用產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)涉及到“成敗”的關(guān)鍵，而在那些運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)的應(yīng)用如都市熱區(qū)和為企業(yè)提供服務(wù)的場(chǎng)合，這個(gè)問(wèn)題也同樣重要。如果安裝每個(gè)家用基站都需要熟練技術(shù)人員花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行配置(傳統(tǒng)的微微蜂窩基站就是這樣)，那么部署成千上萬(wàn)的家用基站其代價(jià)將非常高昂。

同樣，運(yùn)營(yíng)商也應(yīng)認(rèn)識(shí)到家用基站需要高可靠性和低維護(hù)成本。因此所有的家用基站必須包括自?xún)?yōu)化網(wǎng)絡(luò)(SON)功能，以降低大量基站的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本。更重要的是還必須要有保證相鄰家用基站能夠在無(wú)線(xiàn)頻譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)順利通訊的功能，同時(shí)不會(huì)對(duì)宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)造成干擾。同樣，家用基站必須與核心(有線(xiàn))運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫和可擴(kuò)展連接，而核心網(wǎng)也須不斷改進(jìn)以便能與眾多單獨(dú)接入點(diǎn)有效整合。

家用基站還需要包含安全功能，這絕對(duì)是至關(guān)重要的。除了顯而易見(jiàn)的防范服務(wù)盜竊和保護(hù)用戶(hù)數(shù)據(jù)外，實(shí)際上還有更重要的作用。由于家用基站直接連接到移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中心，因此如果沒(méi)有最嚴(yán)格的安全措施，惡意用戶(hù)就可以使用它發(fā)動(dòng)一場(chǎng)危及到整個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的攻擊。

除包含新的功能，OEM廠(chǎng)商還需在成本方面實(shí)現(xiàn)新突破。宏蜂窩基站的價(jià)格通常在10,000美元以上；而家用基站的物料清單(雖然目前這還是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題)必須低于150美元，面對(duì)大眾家用產(chǎn)品市場(chǎng)其價(jià)格應(yīng)足夠低。

最后一點(diǎn)也很重要，就是在易用性之外，家用基站還具備了很多消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品所具有的設(shè)計(jì)特性，尤其是小體積和低功耗?；贒SP的千兆赫解決方案需要幾平方厘米硅片空間和超過(guò)10W的功耗，根本達(dá)不到上述要求。

因此只有通過(guò)硅集成方法才能化解諸如新功能、低價(jià)格和低功耗帶來(lái)的壓力。為滿(mǎn)足這些需求，無(wú)線(xiàn)基帶芯片廠(chǎng)商已開(kāi)始提供一種新的半導(dǎo)體器件—單芯片家用基站，這是WCDMA領(lǐng)域最先進(jìn)的產(chǎn)品，例如picoChip的PC302。

由于cdma2000和WCDMA都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)廣泛部署，所以基于這些標(biāo)準(zhǔn)的大部分家用基站應(yīng)用都被覆蓋。相反，像中國(guó)的TD-SCDMA這樣的新標(biāo)準(zhǔn)和LTE等未來(lái)發(fā)展項(xiàng)目，將會(huì)從一開(kāi)始就包括家用基站，并將其作為運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的固有組成部分。同時(shí)由于WCDMA已是世界各地大批量部署的成熟標(biāo)準(zhǔn)，所以其結(jié)果是WCDMA市場(chǎng)會(huì)極力沿著“消費(fèi)化”道路前進(jìn)。

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式下，基站部署要經(jīng)過(guò)精心的計(jì)劃和協(xié)調(diào)，而消費(fèi)化帶來(lái)的影響除了文化沖擊外，另一個(gè)就是可擺脫這種傳統(tǒng)方法。當(dāng)然這對(duì)家用基站并不適用，但卻是許多變化及標(biāo)準(zhǔn)中增加一些額外應(yīng)用的根本原因。

過(guò)去的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是手動(dòng)規(guī)劃和配置的，對(duì)GSM來(lái)說(shuō)，這意味著復(fù)雜的頻率規(guī)劃，因?yàn)榛赪CDMA的系統(tǒng)要求配置獨(dú)特的擾碼。當(dāng)節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，傳統(tǒng)基站的傳輸功率還需要進(jìn)行設(shè)置并不斷調(diào)整。自配置家用基站必須自動(dòng)執(zhí)行所有這些任務(wù)，這一功能是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的主要組成部分。為了做到這點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師需要獲得周邊環(huán)境無(wú)線(xiàn)通信信息—正是這一要求使得單芯片家用基站方案完全支持SON規(guī)則非常重要。另外家用基站芯片還要提供增強(qiáng)的安全性功能，以進(jìn)行驗(yàn)證、定位檢測(cè)、加密和防御DoS攻擊。

家用基站的出現(xiàn)也涉及到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。傳統(tǒng)WCDMA網(wǎng)絡(luò)包含一個(gè)與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)連接并與核心網(wǎng)絡(luò)溝通的基站(NodeB)，NodeB和RNC之間的接口采用3GPPlub標(biāo)準(zhǔn)(TS25.434)，通過(guò)昂貴的專(zhuān)門(mén)租用線(xiàn)路實(shí)現(xiàn)。這樣安排家用基站將面臨巨大挑戰(zhàn)，因?yàn)镽NC的設(shè)計(jì)根本就不能使其與小型網(wǎng)絡(luò)中的大量NodeB實(shí)現(xiàn)互連，雖然lub接口在理論上是標(biāo)準(zhǔn)的，但通常包含一些專(zhuān)用器件，租用線(xiàn)路不可能用于大眾市場(chǎng)，而且傳統(tǒng)架構(gòu)也不適用于大眾市場(chǎng)寬帶連接本身所具有的競(jìng)爭(zhēng)性和不對(duì)稱(chēng)性。也許最重要的是，迄今為止由RNC提供的許多無(wú)線(xiàn)控制功能(比如決定使用什么無(wú)線(xiàn)信道或分組調(diào)度)需要在本地由家用基站來(lái)提供。

這可以通過(guò)在家用基站接入點(diǎn)(或FAP)上將RNC和控制器的大部分功能轉(zhuǎn)移到NodeB上實(shí)現(xiàn)。因此家用基站不僅需要支持空中接口，還要支持無(wú)線(xiàn)資源控制、用戶(hù)面加密和分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP)。

由于這一原因，家用基站系統(tǒng)級(jí)芯片(SOC)需要的不僅僅是成本優(yōu)化的“硬”版NodeBWCDMA物理層，還需更多處理能力和加速器以執(zhí)行RNC堆棧功能。此外，它還要有正確的處理能力：物理層信號(hào)處理以及堆棧控制平面和網(wǎng)絡(luò)處理的組合。

簡(jiǎn)化無(wú)線(xiàn)子系統(tǒng)并降低成本與降低基帶器件成本同樣重要。無(wú)線(xiàn)和基帶芯片之間的無(wú)縫連接將無(wú)需使用外部元件(通常是FPGA)執(zhí)行諸如內(nèi)插和抽取濾波功能。

本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/201706/353551.htm隨著運(yùn)營(yíng)商推動(dòng)家用基站盡早開(kāi)始部署，技術(shù)供應(yīng)商們對(duì)他們?cè)谏a(chǎn)新一代基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備過(guò)程中將要面臨的挑戰(zhàn)看得越來(lái)越清晰，而即將推出的穩(wěn)定高品質(zhì)集成基帶解決方案將為制造商提供幫助。但制造商們也需調(diào)整他們的思維，并借鑒消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品制造商長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)，易用性、低成本和低功耗是其中幾個(gè)必須具備的特性。用不了多久，通過(guò)硅集成就可使系統(tǒng)復(fù)雜程度達(dá)到一個(gè)新水平，具體表現(xiàn)為縮短上市時(shí)間、增強(qiáng)產(chǎn)品差異化和大幅降低成本壓力。