cellXica 公司（英國劍橋）的設計專家在為軟件定義無線電（ SDR ）技術開發(fā)無線電設備、嵌入式系統(tǒng)、蜂窩基站和無線通信系統(tǒng)方面擁有數(shù)十年經(jīng)驗。該公司為制造業(yè)、工業(yè)、能源與物流等眾多市場的客戶量身定制無線解決方案，滿足其獨特的連接需求。

自 2010 年以來，cellXica 不斷創(chuàng)新高性能定制解決方案，而 AMD 也參與其中。AMD 在自適應 SoC 技術方面的創(chuàng)新，助力 cellXica 在幾代 cellXica 產(chǎn)品中取得了設計突破。

這些創(chuàng)新路徑近期再次交匯于 cellXica 的EXSITE-M5Q Plus 5G 基站，該基站采用業(yè)界首款單芯片自適應無線電平臺——AMD Zynq UltraScale+ RFSoC，目前已發(fā)展到第三代。

項目挑戰(zhàn)

cellXica 的客戶對連接有著有嚴格要求，通常因為他們除了在制造業(yè)、工業(yè)和醫(yī)療設施等傳統(tǒng)環(huán)境中部署無線覆蓋，還在煉油廠、采石場和礦場等惡劣環(huán)境中部署無線覆蓋。在這些充滿挑戰(zhàn)的條件下，cellXica 的客戶需要部署高可靠性、低時延的無線網(wǎng)絡覆蓋大面積區(qū)域，并且通常位于偏遠地區(qū)。

cellXica 有限公司首席執(zhí)行官 Niro Mahasinghe 表示：“多年來，Wi-Fi 憑借其廣泛的設備兼容性和公認的低成本，一直是此類環(huán)境的首選連接平臺。如今，5G 技術日趨成熟，專用 5G 比 Wi-Fi 更容易大規(guī)模部署。在這些部署中，少量蜂窩標準的 5G 基站即可覆蓋大片區(qū)域，并能比數(shù)十甚至數(shù)百個 Wi-Fi 接入點處理更多的語音、數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)服務的同時連接，而且干擾和盲區(qū)都更少。”

對確定性性能的需求也推動了專用 5G 連接的采用，這在具有高度協(xié)調的工業(yè)工作流程的復雜工作場景至關重要。5G 能夠在這些環(huán)境中無縫、高效地收集流程數(shù)據(jù)，并校準和同步互連系統(tǒng)，從而增強質量控制。此外，5G 連接有利于跟蹤工作場所的人員和資產(chǎn)，有助于提高工作人員安全和工作效率。

Mahasinghe 繼續(xù)說道：“cellXica 正在幫助客戶實現(xiàn)專用 5G 網(wǎng)絡的諸多優(yōu)勢，這需要一款針對最高規(guī)格和最新標準優(yōu)化的多功能基站平臺。

在處理層方面，這需要可靠的吞吐量、確定性的時延性能以及針對效率和快速上市進程優(yōu)化的開發(fā)工作流程?！?/p>

解決方案

cellXica 早期開發(fā)專用 3G 及 4G 基站的經(jīng)驗使他們選擇了 AMD 高性能自適應 SoC 和 FPGA 處理平臺。自 2012 年以來，cellXica 持續(xù)采用 AMD 平臺，并廣泛復用硬件、固件和軟件，從而能夠利用可編程邏輯高效開發(fā)定制解決方案。

Mahasinghe 表示：“cellXica 旨在幫助客戶在部署自有的專用 5G 網(wǎng)絡時實現(xiàn)類似的效率，使他們能夠在嚴苛環(huán)境中輕松靈活地配置 5G 連接。我們在開發(fā) EXSITE-M5Q Plus 5G 基站時實現(xiàn)了這一能力，該基站由第三代 AMD Zynq UltraScale+ RFSoC 提供支持。”

“我們的一體化設計方法非常獨特，”Mahasinghe 繼續(xù)說道，“典型的基站設計包含一個遠端射頻單元和一個運行基站功能的服務器。我們將所有這些功能集成到第三代 AMD Zynq UltraScale+ RFSoC 中，并將該器件上的射頻數(shù)據(jù)轉換器用于完全專用的網(wǎng)絡解決方案?？蛻魺o需部署其他任何設備，只需一根啟用 PoE 的以太網(wǎng)線纜即可。”

EXSITE-M5Q Plus 采用緊湊堅固的一體化設計，可加快部署速度并簡化網(wǎng)絡管理，同時降低部署和運營成本。它將基站與核心網(wǎng)絡功能相結合，可提供安全的機器對機器通信和語音通信，并提供制造、工業(yè)、能源及物流領域客戶所需的服務質量。

設計成效

EXSITE-M5Q Plus 5G 基站采用 4x4 MIMO 無線電架構，每個天線端口功率為 1 瓦，工作頻段為 n77 和 n78。該系統(tǒng)可提供至高 450Mbps 的吞吐量，可實現(xiàn)低時延、可靠的語音和數(shù)據(jù)通信，并具備電信級端到端安全性，以及集中式安全訪問控制和設備管理。

“EXSITE-M5Q Plus 的根本差異在于，我們將整個網(wǎng)絡都集成在一個盒子里。它將無線電、基站的基帶處理和 5G 核心網(wǎng)絡軟件全部集成在一個 Arm 處理器中，”Mahasinghe 說道，“其他解決方案曾嘗試使用芯片組和專用 SoC 實現(xiàn)這一點，但通過使用 AMD RFSoC 上的可編程邏輯架構，我們可以更快地遷移到最新標準?！?/p>

cellXica 的 EXSITE-M5Q Plus 具有高度可擴展性，支持廣泛的部署方式，包括獨立的單蜂窩“覆蓋安全區(qū)”、覆蓋單個大型場所的多蜂窩網(wǎng)絡，以及/或者經(jīng)由公共互聯(lián)網(wǎng)安全連接的一系列地理微置分散的網(wǎng)絡。所有這些無需服務器、成本高昂的云計算或基站節(jié)點的電源布線即可實現(xiàn)——電力通過以太網(wǎng)供電（ PoE ） 輸送至 EXSITE-M5Q Plus，這在一定程度上歸功于 AMD 處理層的高效性。

Mahasinghe 表示：“cellXica 能夠利用這些創(chuàng)新的技術特性，同時提升我們在上一代產(chǎn)品上的投資價值。我們從 3G 到 4G 再到 5G 的遷移建立在一個穩(wěn)定且易于復用的代碼庫上。這對于傳統(tǒng) ASIC 類解決方案來說很難實現(xiàn)。借助第三代 AMD Zynq UltraScale+ RFSoC，我們已能夠管理代碼庫連續(xù)性，以及代碼庫中測試深度、歷史記錄，以及已經(jīng)深入代碼庫的維護。這比從零開始邁出的步伐要小得多，但卻讓我們在為客戶創(chuàng)新平臺方面遠遠領先。”