Xilinx und TI kooperieren bei der Entwicklung energiesparender 5G-Funk-Lösungen

Xilinx hat eine Kollaboration mit Texas Instruments (TI) angekündigt, um skalierbare und adaptierbare digitale Frontend- (DFE) Lösungen zur Steigerung der Energie-Effizienz von Funksystemen mit geringerer Antennenanzahl zu entwickeln. Diese Lösungen nutzen die adaptierbare IP von Xilinx, um HF-Performance und der Energie-Effizienz von Funk-Applikationen im Indoor- und Outdoor-Bereich zu verbessern.

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Durch die Kombination der industrieweit führenden Zynq UltraScale+ MPSoC-Familie und adaptierbarer RF IP von Xilinx mit dem AFE7769 Quad-Channel HF-Transceiver von TI können die Entwickler die OpEx- und CapEx-Auflagen großer Netzbetreiber und privater Netzwerke wesentlich besser erfüllen.

Die nächste Generation kleiner LTE- und 5G-Zellen muss zahlreichen neuen und weiterhin entstehenden Anforderungen gerecht werden. Dies treibt den Bedarf an neuen Funktionalitäten im Funksystem wegen der dabei erforderlichen Unterstützung größerer Bandbreiten und neuer Anwendungsfälle. Dazu zählen verbessertes Mobile Broadband, massive automatisierte (machine-type) Kommunikation und äußerst zuverlässige Kommunikation mit niedriger Latenz. Eine zur Unterstützung dieser neuen Anwendungsfälle adaptierbare und skalierbare Plattform ist ein wichtiger Vorteil für die Entwickler.

Eine skalierbare und adaptierbare DFE-Lösung für kommende Ansprüche

„Kritisch für den Erfolg der Funk-Plattform ist die Effizienz und Performance des HF-Leistungsverstärkers (PA). Auch in Low-Power Applikationen mit kleinen Zellen verbraucht der PA eines typischen Funksystems der nächsten Generation mehr als 50 Prozent der Leistung. Er ist deshalb maßgebend für den Verlauf der OpEx- und CapEx-Kosten”, sagt Liam Madden, Executive Vice President und General Manager der Wired and Wireless Group bei Xilinx. „Eine skalierbare und adaptierbare DFE-Lösung, welche die gegenwärtigen und zukünftigen Anforderungen an die PA-Effizienz adressieren kann, ist der Schlüssel für den Fortschritt der 5G-Plattformen.”

Die Xilinx Adaptable Digital RF IP umfasst auch die spezielle Funktionalität der Crest-Faktor Reduktion (CFR) und der digitalen Vorverzerrung (DPD). Sie ist die einzige Lösung, die einen breiten Bereich von Funk-Bandbreiten und Träger-Konfigurationen unterstützen kann. Dank ihrer engen Integration mit der im Zynq UltraScale+ MPSoC-Baustein implementierten Physical Layer- (PHY) Verarbeitung kann sie die zunehmend komplexe Signaldynamik von Multi-RAT- und 5G-Wellenformen verarbeiten, die für Stand-alone DPD-Implementierungen eine Herausforderung sind. Auch die PA-Technologie entwickelt sich rasch weiter, um diese neuen Anforderungen an die Funksysteme durch den breiteren Einsatz von GaN und neuen Architekturen zu erfüllen. Die Übernahme dieser neuen Technologien ist ein Schlüssel zur Maximierung der Effizienz des PA.

„Die Linearität des PA im Sinne spektraler Effizienz und guter HF-Leistung ist der Schlüssel zur Realisierung der Performance-Vorteile von neuen 5G-Funksystemen. Breitbandige Transceiver wie der AFE7769 helfen beim Ausgleich von PA-Nichtlinearitäten höherer Ordnung, und sie ermöglichen eine effizientere Leistungsabgabe”, sagt Karthik Vasanth, Vice President und Business Unit Manager für Data Converter bei TI. „Mit dieser Implementierung können Entwickler die Marktanforderungen in Bezug auf höhere Momentan-Bandbreite und die Antennenanzahl adressieren. Sie können damit MIMO- (multiple-input, multiple-output) Applikationen unterstützen und gleichzeitig die Skalierbarkeit bieten, um die Zielvorgaben für die Systemkosten zu erfüllen.”

Um die Entwicklung zu beschleunigen und Entwicklern die Evaluierung dieser Lösungen zu ermöglichen, hält Xilinx eine Reihe von Entwicklungs-Plattformen und Tools bereit. Eine Video-Demonstration einer 4T4R-Funk-Lösung mit kleinen Zellen, die Bandbreiten bis zu 200 MHz (für LTE und 5G NR) abdeckt, finden sie im anhängenden Video. Die Demonstration basiert auf der Xilinx ZCU102 Zynq UltraScale+ MPSoC Evaluierungs-Plattform, dem AFE7769 Evaluierungsmodul (AFE7769EVM) von Texas Instruments und dem 28-dBm SKY66318-21 PA von Skyworks.

Nähere Informationen inklusive Schaltbildern finden Sie im zugehörigen Beitrag im Xilinx-Blog.

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