1.引言
我們目前處于蜂窩連接的轉(zhuǎn)型時(shí)期，未來無處不在的無線連接正在興起。在全球范圍內(nèi)，2G、3G和4G的成功推動(dòng)手機(jī)使用量達(dá)到了令人難以置信的75億部。令人震驚的是，這使得移動(dòng)設(shè)備的數(shù)量比全球人口還要多。或許更具影響力的是，蜂窩連接對(duì)那些之前被數(shù)字化剝奪權(quán)利的人產(chǎn)生的影響； 例如，2016年撒哈拉以南非洲地區(qū)每100人通常有1部固定電話，但有74臺(tái)移動(dòng)連接設(shè)備。
展望未來十年，隨著5G的出現(xiàn)，無線基礎(chǔ)設(shè)施將變得更加普遍，甚至與我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷嫱耆跒橐惑w。 5G延續(xù)了先前蜂窩標(biāo)準(zhǔn)（在驅(qū)動(dòng)帶寬方面）的模式，但也將其擴(kuò)展到更多設(shè)備和使用模式。
主要趨勢(shì)包括：
1．對(duì)增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）和其他應(yīng)用的帶寬增加需求，特別是以10倍現(xiàn)有吞吐量或者更高速率驅(qū)動(dòng)的瞬時(shí)可用帶寬。
a. 這將是5G標(biāo)準(zhǔn)化帶來的首波驅(qū)動(dòng)力，其中3GPP已于2017年完成非獨(dú)立（即LTE輔助）新無線電（NR），2018年可提供5G獨(dú)立版，如圖1所示。
b. 5G的部署也將根據(jù)頻段情況分階段進(jìn)行，首先部署6GHz以下，然后是毫米波（mmWave）頻率的連續(xù)頻段，以便在稍后階段支持關(guān)鍵eMBB應(yīng)用。

圖1：5G的ITU和3GPP時(shí)間表

2．隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接的到來而連接到大量的設(shè)備。預(yù)計(jì)到2020年將有500億臺(tái)蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備。這些需求當(dāng)中的一部分可以通過現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)滿足，同時(shí)也要靠Release 16版本中海量機(jī)器類通信（mMTC）的現(xiàn)有規(guī)范去實(shí)現(xiàn)了。
3. 新的應(yīng)用模式也在不斷涌現(xiàn)，這對(duì)移動(dòng)設(shè)備及其蜂窩無線基礎(chǔ)設(shè)施提出了新的要求。示例包括：
a.用于連接多個(gè)電池供電物聯(lián)網(wǎng)端點(diǎn)的低帶寬、低功耗的要求，以實(shí)現(xiàn)mMTC相關(guān)的連接和監(jiān)控；
b.用于車輛到車輛和車輛到基礎(chǔ)設(shè)施的連接（C-V2X）高可靠性、低延遲蜂窩網(wǎng)絡(luò)，以補(bǔ)充現(xiàn)有的V2X解決方案
c.為遠(yuǎn)程手術(shù)和增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)等新興應(yīng)用提供的高可靠性、低延遲支持
后兩類應(yīng)用將通過即將推出的3GPP超可靠、低延遲連接（URLLC）標(biāo)準(zhǔn)來解決。
4. 對(duì)邊緣分析和移動(dòng)邊緣計(jì)算（MEC）的新需求。計(jì)算重心正在從以前估計(jì)的將數(shù)據(jù)發(fā)送到集中式計(jì)算資源進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)變?yōu)橐频轿挥跀?shù)據(jù)生成原點(diǎn)附近的分布式計(jì)算資源的新范例。造成這種轉(zhuǎn)變的原因是多方面的：新興應(yīng)用嚴(yán)格的延遲要求、越來越龐大的數(shù)據(jù)量，以及優(yōu)化稀缺網(wǎng)絡(luò)資源的愿望等等許多方面。
2.基帶
在本文中，我們考慮如何通過具有高性能CPU子系統(tǒng)和包括FPGA可重編程加速硬件處理單元的SoC架構(gòu)來成功應(yīng)對(duì)5G的獨(dú)特需求。
基帶從網(wǎng)絡(luò)接口（例如以太網(wǎng)）獲取數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為通過前傳（Fronthaul）接口傳輸?shù)?a target="_blank">射頻前端進(jìn)行傳入/傳出的復(fù)雜樣本。以下高級(jí)原理圖包括用于LTE下行鏈路的發(fā)送器（圖2a），以及用于上行鏈路的接收器（圖2b）。