Xilinx: 蓄势待发 向5G出击（二）

    随着4G技术从标准迈入大规模商用化，面向满足未来用户需求的下一代移动通信系统研发工作开始已提上日程。按照ITU十年一代移动通信技术的传统，下一代移动通信系统命名为IMT-2020，简称5G。

5G进展概况
    日前在北京举行的“2014移动互联网国际研讨会5G论坛”会上，赛灵思（Xilinx）公司全球无线通信业务部副总裁Sunil Kar在接受本网站记者采访时表示,需求增长与技术发展是通信网络更新换代的两大驱动力，在过去几十年移动通信系统从1G到4G的每次变革中都起到了重要推动作用。在过去5年中，中国移动的数据流量增长了80多倍。同时，物联网正在快速发展，不只对无线通信网络的容量提出了要求，更对无线通信网络能够提供的连接数有了数量级的提高要求。业界的一个普遍预测是：到2020年移动通信网络的容量需求将是目前网络的1000倍，连接数将是目前的10~100倍。甚至一个大型基站还可以达到支持300万连接的量级。

图四，Sunil Kar在接受本网站记者采访。

    Sunil Kar表示，即将到来的5G无线通信系统似乎需要支持比目前使用的4G系统更大的带宽（200 MHz及以上），以及大型的天线阵列，以实现更高的载波频率，从而有可能构建小得多的天线元。这些所谓的大规模多输入多输出（MIMO）应用连同更加迫切的延迟需求可将设计复杂度提高一个数量级。

图五，5G标准化和商业化进展概况。

    Sunil Kar告诉记者，去年年底，赛灵思推出了20nmUltraScaleTM系列，这项新技术与之前的28nm 7系列相比具有众多优势，尤其是在无线通信方面更为突出。这款新型芯片与赛灵思Vivado®设计套件工具的结合完美适用于新一代无线电应用等高性能信号处理设计。新一代5G系统的设计十分复杂，而UltraScale器件内置的相关功能，能让这项工作变得更加简单。

图六，赛灵思5G产品路线图。

5G设计灵活的可配置性至关重要

    采访中，Sunil Kar谈到，未来的5G是让网络更智能化，因此它是一个多业务、多接入技术、多层次覆盖的系统，在系统和技术融合、容量和频谱效率提升、物联网业务标准、网络能耗、终端普及、网络架构和管控理念等技术层面仍存在诸多挑战。面对5G时代的技术融合大潮，运营商需要发挥多种技术的优势引领行业发展方向。无线网络必然呈现多样化的发展，对于通信基础设施的通用性和灵活性都提出了新的挑战。对于运营商同样在5G面前所提出的低成本网络部署的设想，传统的功能单一的无线通信设备，无疑会增加网络部署和维护的成本。所以智能化又兼容多种无线接入技术的设备将在5G时代成为大势所趋。

    据了解，5G目前还没有全球统一标准、5G的技术演进路线也不是十分的明朗的情况下，业内估计5G的技术会从三个方面演进，一是在现有的LTE-A上进行演进；二是基于WLAN的演进，三是很有可能出现新的革命性技术路线。Sunil Kar表示，运营商是不可能等标准制定出来再去做设备，所以在标准制定的过程中，就会有很多的设备在不断地进行测试，在做技术的验证和预演。而设备的各种功能是靠芯片来实现的，比如，性能、功耗、时钟主频、成本的控制等等，而这些技术参数在技术的演进过程中要不断地进行调试。随着标准引进就会越来越接近并符合这个标准，到标准一出来就已经有了设备可以提供使用。

    作为业界领先的无线基础设备芯片供应商, 赛灵思在5G研发上已经开始布局，并在此次5G论坛上与中国移动研究院签署MOU，共同推进其先进的全可编程技术在网络设备中的应用。Sunil Kar认为，赛灵思现场可编程技术天然具有超高的灵活性和可扩展性，同样的设计可以实现在一系列的芯片上覆盖各种规模的基站的需求。而且当应用场景发生变化时, 赛灵思的局部重配置功能可以在不影响芯片运行的前提下, 对芯片上的部分功能进行修改，完成无线接入技术的切换。这大大提高了设备的通用性, 降低了硬件开发成本。由于可编程芯片效能的发挥依赖于强大的开发工具的支持，赛灵思投入了近千名工程师，历时四年时间来开发Vivado的设计套件，这也是业界首款专门针对 All Programmable器件开发的SoC增强型设计套件。

    Sunil Kar同时指出，对于ASIC专用芯片来讲就很难做到这一点，在定规格、设计、验证到能够出厂需要很长一个时间的，甚至是几年的时间，这很难跟上现在技术发展的节奏，特别是面对5G无线网络呈现得这种多样化的发展，和对于通信基础设施的通用性和灵活性提出的这些新的挑战要求。至今，赛灵思的产品一直在四个方面保持着业界领先的地位，一是在可编程性方面，二是逻辑性能方面，三是功耗方面，四是控制成本方面。我认为，在5G时代赛灵思会进一步确保我们领先的地位。

   
    图七，Sunil Kar在谈赛灵思5G创新。

    对于未来5G时代中国移动所畅想的高密度基站，Sunil Kar 认为可以通过多片可编程芯片的级连来解决处理能力的问题，然后再通过编程的方式来进行整合控制。也就是说，设备制造商可以采用相似的设计, 用赛灵思提供的一系列的单芯片方案来支持中小型基站，多芯片方案来解决高密度基站问题：可编程性使得设备制造商的设计具有了最大的延展性，同时适用于不同类型的基站。赛灵思的全可编程器件，其灵活性恰好满足了5G时代多技术融合发展的需要。