使用Virtex-5 FPGA实现LTE仿真器

FPGA设计策略

该项目的市场投放时间要求非常紧迫，因此我们对FPGA和DSP之间的功能划分进行了精心的分析。值得注意的是，FPGA应能够支持更多的LTE功能，不过我们的设计目标之一是寻求系统中FPGA与DSP部分间的平衡。

图3 "上行链路FPGA"

FPGA时钟频率是设计中较为困难的一环。在像调制系统这样的大型设计中采用245.76MHz的时钟速率是项艰巨的任务。我们设计小组需要考虑许多问题，比如功耗、设计约束、布局布线等。尽管如此，由于ISE®设计套件可提供各个设计迭代的稳定高质量结果，过采样因子（FPGA时钟频率与OFDM符号频率之比）为8，能够让诸如滤波器和FFT转换这样的设计项目在尽量少的条件下满足所需的LTE功能。ISE软件也帮助我们实现了合适的同步电路面积。我们设计的关键在于在上行链路中采用射频卡架构（而非存在I/Q不平衡缺点的直接转换法）来接收来自中频的FPGA数据。通过使用赛灵思直接数字频率合成器(direct digital synthesizer)，18位正弦/余弦波可用作复杂调制工作的理想载波，并可用在传输无线电信号上测得的误差矢量幅度予以确认。由于采用了赛灵思Virtex-5 FPGA和TI的DSP技术，LSU UeSIM LTE仿真器已经成为蜂窝网络最先进的载荷-应力解决方案测试设备，能为SDR系统提供强大、灵活和可扩展的解决方案。

图4为前端"下行链路FPGA"进行IF下变频转换、多相抽取滤波、同步、循环前缀删除和直接FFT等操作。该系统使用了两个链路来支持TDD和FDD模式的MIMO操作。

图4 前端"下行链路FPGA"

来源：电子工程世界