0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

【虹科】用于下一代无线通信研究的FPGA板卡

虹科智能感知 2022-05-20 09:41 次阅读

关于虹科智能感知虹科智能感知事业部专注于智能感知与机器视觉领域,已经和IDS,Blickfeld和Gidel等有着重要地位的国际公司展开深度的技术合作。我们的解决方案包括3D激光雷达,工业相机,视觉处理平台,图像采集卡及视觉系统集成等。虹科的工程师积极参与国内外专业协会和联盟的活动,我们非常重视技术培训和积累,公司定期与国内外专家团队进行交流和培训。

01

无线通信基站中使用的实时处理

随着第五代无线通信标准5G的推出,科学家们不断研究提高无线通信网络带宽效率的方法。随着自动驾驶汽车等联网设备 (IoT) 的激增,未来的通信网络必须能够与小区内越来越多的终端实时交换数据。


实现这一目标的有前途的技术之一是大规模 MIMO 基站(多输入、多输出)。大规模 MIMO 基站由数十或数百个天线阵列组成,这些天线与小区内的大量终端同时通信。从小区中的每个终端接收到的信号由于其与基站的相对位置而具有特定的特征。SDMA(空分多址)是一种分析这些特性以相应优化下行链路传输的方法。这确保了阵列中所有天线的容量都被最大限度地利用,从而为小区中的所有终端提供最佳带宽。


大规模 MIMO 天线开发的关键挑战是实时处理所有这些信号。由于小区内的所有终端都连接到基站的所有天线,因此必须进行复杂的编码和解码以将每个上行链路和下行链路信号的拼图拼凑在一起。并且该处理必须尽可能快,因为移动终端在小区内永久改变位置。


02

突破无线通信的极限

2236ec24-d212-11ec-8521-dac502259ad0.png

由Caire教授领导的德国柏林工业大学 (TU) 电气工程与计算机科学系 (EECS) 的一个研究团队正在努力解决这些挑战。Caire教授是世界公认的通信研究领域杰出的科学家。该研究的目的是通过研究新概念并优化它们以确定它们的基本限制,从而提高无线设备和系统的容量、功能和可靠性。该团队已经构建了实验性的大规模 MIMO 天线,以证明其概念的有效性。该研究成果及其概念验证将被业界用于开发第五代和第六代移动通信系统。


03

使用虹科FPGA技术进行实时处理

2236ec24-d212-11ec-8521-dac502259ad0.png

为了寻找处理输入信号的解决方案,柏林工业大学的团队求助于虹科的合作伙伴。实验性的大规模 MIMO基站能够同时与8个用户终端进行通信,其无线电资源少于传统基站仅与单个用户终端进行通信所需的无线电资源。
所有天线信号和通信流都在单个高性能FPGA板上进行处理,该板通过千兆位收发器和PCI express接口连接到无线电前端以及网络基础设施。该解决方案确保了高吞吐量和极低的延迟,这是无线通信的关键点。为此,使用了英特尔的Arria10 FPGA,因为它们具有高浮点处理能力和数据通信性能。


22879002-d212-11ec-8521-dac502259ad0.png

图:通信示意图

04

可拓展技术

2236ec24-d212-11ec-8521-dac502259ad0.png

具有SDMA的大规模MIMO基站使用波束成形来将无线电发射定位到每个终端。这降低了传输所需的辐射功率,从而降低了干扰的风险。在阵列中添加天线可以提高波束形成的精度,从而提高基站的效率。
柏林工业大学的实验装置,由Dr.-Ing 开发。Andreas Benzin具有一组64根天线,仅用于一个FPGA 板用于信号处理。在实际实施中,我们的板卡可以同时处理多达192个天线。通过将FPGA板添加到系统中,可以轻松实现更大的基站。

05

使用一致的硬件和软件轻松升级

2236ec24-d212-11ec-8521-dac502259ad0.png


多年来,我们团队一直在该研究团队身边。 “当时,我们ProcStar II板提供了大量高速通用FPGA信号,而ProcWizzard编程工具使其易于编程”。该团队可以从一开始就专注于在FPGA上实现他们的信号处理算法。他们不需要浪费时间开发主机、驱动程序等的外围接口,因为这些都是由我们提供的。多年来,该团队使用不断更新中的FPGA硬件构建了新的实验系统。迁移到最新的软件平台非常容易,因为硬件概念保持不变,并且从一个平台到另一个平台维护相同的 API 套件。


22dc94d0-d212-11ec-8521-dac502259ad0.png

虹科ProcWizard-FPGA开发工具包


22fd8898-d212-11ec-8521-dac502259ad0.jpg

ProcWizard的主要功能包括


软硬件自动集成

自动将Gidel的IP核集成到设计中

生成HDL代码

生成第三方分区

生成C++应用程序驱动程序

生成文档

硬件调试

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • FPGA
    +关注

    关注

    1590

    文章

    21137

    浏览量

    591879
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    常用的无线通信方法有哪些 无线通信传输介质有哪些

    常用的无线通信方法有以下几种: 无线电通信:利用调制和解调技术,通过无线电波传输信号,如广播电台、无线电对讲机和移动通信网络等。 微波
    的头像 发表于 01-24 10:43 767次阅读

    无线通信技术有哪几种?

    无线通信技术有哪几种? 无线通信技术指的是在无线电波传播的信道上实现通信的技术。随着科技的发展,无线通信技术得到了广泛应用,并不断创新和发展
    的头像 发表于 12-07 10:46 1385次阅读

    带你走近下一代无线通信技术——6G

    随着全球5G网络的逐步部署,我们正见证下一代无线通信技术的蓬勃发展。5G技术主要聚焦在三大领域:增强型移动宽带(eMBB)、超可靠低延迟通信(URLLC)以及大规模机器类通信(mMTC
    的头像 发表于 11-22 07:40 565次阅读
    带你走近<b class='flag-5'>下一代</b><b class='flag-5'>无线通信</b>技术——6G

    NI USRP RIO软件无线

    NI USRP RIO软件无线电 NI USRP RIO是SDR游戏规则的改变者,它为无线通信设计人员提供了经济实惠的SDR和前所不高的性能,可帮助开发下一代5G无线通信系统。“USR
    发表于 11-15 20:08

    Great White #5G 系列#天线 #射频与天线 #无线通信 #微波技术 #微波 #射频 #汽车

    射频无线通信
    虹科卫星与无线电通信
    发布于 :2023年08月18日 09:17:22

    下一代射频芯片工艺路在何方?

    数据速率,而 6G 预计从 2030 年起将以 100Gbit/s 的速度运行。除了应对更多数据和连接之外,研究人员还研究下一代无线通信如何支持自动驾驶和全息存在等新用例。
    的头像 发表于 08-14 10:12 626次阅读
    <b class='flag-5'>下一代</b>射频芯片工艺路在何方?

    无线通信/WiFi/蓝牙/ZigBee介绍

    无线通信通常使用电磁波、红外线、激光等方式进行传播数据。一般在办公室的局域网范围内组成的较高速的连接称为无线局域网。无线通信不需要网线或其他可见电缆。因此,早期无线通信主要
    发表于 05-31 15:41 3次下载
    <b class='flag-5'>无线通信</b>/WiFi/蓝牙/ZigBee介绍

    UAV在无线通信系统中的相关研究

    UAV在无线通信系统中的相关研究总结背景 特点 角色UAV的主要挑战 位置部署、轨迹规划(Location Deployment/ Trajectory Design) 干扰管理
    发表于 05-24 16:18 0次下载
    UAV在<b class='flag-5'>无线通信</b>系统中的相关<b class='flag-5'>研究</b>

    无线通信的分类有哪些

    等为代表的个体通信领域也逐渐普及开来。 另外,因光(可见光或红外光)等指向性较强,所以被用于遥控等用途上面。 这里,典型的近距离无线为中心进行介绍。 无线通信的分类 首先,如下图所示按
    的头像 发表于 05-22 17:39 1792次阅读
    <b class='flag-5'>无线通信</b>的分类有哪些

    看得见的无线通信技术—可见光通信

    到这些微弱的光强变化实现数字通信,这就是可见光强度调制方式的通信原理。灯泡、电视机背光源等LED器件能在不影响原有照明、显示功能的前提下实现无线通信功能,这的确是件令人兴奋的事情。于
    发表于 05-17 15:21

    几种流行无线通信方式及其特点

    多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。   ZigBee是项新型的无线通信技术,适用于传输范围短数据传输速率低的系列电子元器件设备之间。ZigBee
    发表于 05-11 14:45

    无线通信研究个新热点—索引调制技术

    ,对潜在应用和其他新兴场景(如无线供电通信系统,同步无线信息和功率传输以及非正交多址接入)的研究也是大挑战。 原作者:冯胜 临菲信息
    发表于 05-10 16:44

    无线通信原理与应用

    无线通信是指通过无线电波或红外线等无线传输介质进行信息传输的通信方式。与有线通信相比,无线通信
    发表于 05-10 16:39 1461次阅读

    无线通信原理 无线通信有哪些

    无线通信是利用电波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信,人们把二者合称为无线移动
    发表于 05-09 15:25 4601次阅读

    研究人员开发新型时间晶体,改善激光器并实现6G无线通信

    研究人员开发了一种制造光子时间晶体的方法,并表明这些奇异的人造材料可以放大照射在它们身上的光,有可能产生更好的激光器和下一代无线通信
    发表于 04-24 10:25 134次阅读