让基站为LTE规范的实施做好准备
符号级处理
在OFDMA系统中的符号级功能包括：子通道化和去子通道化、通道估值、均衡和循环前缀插入及移动功能。时域到频域的转换和反向转换分别利用FFT和IFFT来实现。
通道估值和均衡可以离线执行，并且涉及更适合于DSP的更多控制导向的算法。相反，FFT和IFFT函数是常规的数据路径函数，涉及以非常高速度进行的复杂乘法，并且更适合于在FPGA上实现。
对于设计工程师来说，重要的是掌握DSP在实现高速系统性能的应用中不能通过简单地嵌入专用乘法器来实现。更恰当地说，它是高性能乘法器、性能匹配逻辑结构和在先进FPGA中实现的路由架构的总的结果。
图2所示的Stratix III DSP模块是一个高性能硅架构，它所具有的重要的可编程能力将为许多应用提供最优化的处理。
每一个DSP模块提供8个18 x 18乘法器，以及寄存器、加法器、减法器、累加器和在典型的DSP算法中频繁需要的总和单元函数。该DSP模块完全支持可变比特宽度和不同的舌入及饱和模式，从而有效地满足先进的无线电应用的严格要求。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/156785.htm
图2：在FPGA中的嵌入式DSP模块。
DSP处理器通常有最多8个专用的乘法器，其中，Stratix III器件将提供多达768个18x18的专用乘法器，所提供的吞吐量高达500 GMAC，比现有的DSP要高一个数量级。
当处理采用了先进的多天线技术—如空时编码(STC)、波束形成和MIMO方案—的基站时，FPGA和DSP之间在信号处理能力上如此重大的差异更加明显。
在当前和将来的WiMAX和LTE无线电系统中，OFDM与MIMO相结合被广泛认为是使更高数据率传输成为可能的关键技术。例如，图1所示为一个基站中所采用的多个发射和接收天线。
在这个基站中，符号处理功能要在执行MIMO解码之前分别实现每一个天线流，从而产生单一的比特级数据流。当在DSP上实现的天线以串行方式执行操作时，符号级处理的复杂性会线性地增长。
例如，当采用两个发射和两个接收天线时，如果变换大小假设为2,048点，FFT和IFFT功能消耗大约40%的1GHz DSP的运算能力。
相比之下，当用FPGA实现时，基于多天线的实现可以非常有效地进行扩展。对于来自多个天线的数据，FPGA提供并行处理和时分多路复用技术
同一2x2天线FFT/IFFT配置可以利用不到5%的Altera Stratix III EP3SE260 FPGA的资源来实现。
多天线方案提供更高的数据率、阵列增益、分集增益和共道干扰抑制能力。波束形成和空间多路复用MIMO技术还需要密集的计算能力，涉及逆矩阵运算和矩阵乘法运算。
在求解这些系统中常见的线性方程组的过程中，Cholesky分解、QR分解和单数值分解函数特别有用。
虽然这些函数快速耗尽DSP的运算能力，但是，它们非常适合于采用FPGA进行处理，FPGA所具有的著名的Systolic阵列架构，通过开发FPGA的并行处理能力，提供一种更为具有成本效益的解决方案。FPGA可以被用于执行这些和其它的OFDM运算，从而把繁重的运算任务从数字信号处理器(DSP)卸载下来。
这样做就极大地减少了OFDM基带电路板上的元器件数量，把原来的多个DSP减少为两或三颗并配合大约两个FPGA。特别是像Stratix III这样的高性能FPGA可以取代多个DSP。与此同时，它们将以较低的成本和更小的功耗提供更多的DSP性能，并进一步缩小了所消耗的电路板空间，从而赋予设计工程师更大的平台可扩展性。
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