广告

低时延无线系统设计时,工程师都会考虑哪些因素?

时间:2021-04-16 作者:Victor Wollesen 阅读:
无线通信网络的设计通常侧重考虑带宽、工作频率和时延等因素。本文将着重介绍实现低时延性能的设计考虑因素,特别是从设备首次接收到信号,到信号到达其最终目的地之间的时间如何实现最小化。
广告

无线通信网络的设计通常侧重考虑带宽、工作频率和时延等因素。本文将着重介绍实现低时延性能的设计考虑因素,特别是从设备首次接收到信号,到信号到达其最终目的地之间的时间如何实现最小化。通常,这种功能性时延对许多应用系统和用户都非常关键,如电信运营商采用的低时延通信系统和应用,以及高频交易无线网络的用户。

在信号传输过程中,有很多地方都会发生延迟,从入射无线信号与天线交互,直到信号所包含的信息可以被使用或到达接收器等。要计算时延,有许多因素需要考虑。本文研究与软件定义的无线电(SDR)设置相关联的时延,该设置连接外部主机系统以运行额外的应用逻辑。因此,整个系统的总时延可以是以下时延之和;

˙无线链群时延

˙转换器

˙传输层(位于转换器和处理器之间)

˙DSP/处理

˙板外网络层

˙应用层

(来源:Per Vices)

无线电链

无线电链群时延是信号从RF输入传播到转换器所花费的时间。造成时延的因素有很多,包括天线与转换器之间的布线,以及PCB本身的走线时延。时延的大小取决于所用的电介质和导体的几何形状,并且与频率有关,通常测得的时延约为5-10ps/mm。一般来说,介电常数越高,传播距离越长,群时延就越大。在大型无线电链路上,甚至会表现为纳秒级的累积时延。

除了传播时延,设计中的物理组件也影响群时延。特别是滤波器、放大器和比较器,通常都会对设备造成额外的群时延。一些要求苛刻的应用通常都要求测量或模拟整个无线电链的群时延,从而更好地了解时延的来源。

整个无线电链的时延通常为数百皮秒到数十纳秒不等,具体取决于设计和应用。

转换器

信号经过无线电链之后,下一步就到达转换器。在这一步需要考虑模拟采样和数字转换之间的时间。其中,在接收路径上与模数转换器(ADC)有关,在发送路径与数模转换器(DAC)有关。在这两种情况下,模拟采样与其数字表达之间的时延与许多因素相关,包括板载DSP(插值、通道化、滤波、上转换或下转换)以及数字传输机制(并行LVDS或串行JESD204链路)。变换器的复杂性增加,与之相关的时延也会增加。选择具有低时延无线电的变换器,其关键是尽最大程度地减少DSP的使用,并通常着眼于高采样率和尽可能小的数字缓冲器。

传输层和DSP

在转换器和主机应用之间,通常会用到FPGA或专用ASIC,以支持各种DSP和调制/解调。这些器件通常包括影响时延的多个过程,比如传输层缓冲、收发器/ SERDES时延、DSP、缓冲,以及组帧/解帧。尽管这些过程对功能而言是必要的,但根据执行的DSP数量和额外的应用处理,时延对整个系统的影响可能相当大。因此,需要将传输层视为不同的传输层部分(以太网、InfiniBand、PCIe、JESD204)进行检查,并在器件和主机端采取不同的时延与性能平衡方案。

传输层的选择会影响应用侧的时延,因为易于在逻辑或硬件中实现的设计,可能会带来软件、可维护性或成本方面的复杂性,或者性能方面的折衷。因此,我们必须仔细审查不同标准的影响,才能最好地确定最佳的传输层实现。

有些应用对时延非常敏感,这类应用的无线设计是一个挑战,可能需要做很多折衷考虑。从PCB裸板所用的材料,到FPGA上实现DSP的复杂性,以及所用的网络层,所有这些都是设计要考虑的重要因素。幸运的是,这些折衷都可以量化,可以帮助确保在不牺牲其它性能要求的情况下,满足系统的时延要求。在尝试设计新系统之前,先搜索已商用的软件定义无线电(SDR)解决方案会非常有用。因为这些方案都经过精心设计,可以满足各种应用的极低时延要求。

(来源:Per Vices)

(参考原文:Low Latency Radio System Design Considerations

责编:Amy Guan

本文为《电子工程专辑》2021年4月刊杂志文 章,版权所有,禁止转载。点击申请免费杂志订阅 

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 如此火爆的激光雷达市场,为何没有大赢家? 激光雷达已经开始渗透ADAS市场,但不要期望有哪家激光雷达供应商可以一家独大。本文回顾了激光雷达市场的当前状况和未来前景,涵盖了现有的多个合作设计,以及一些有潜力扮演关键角色的初创公司。
  • Qorvo收购MEMS传感器厂商NextInput(附5年内收购公司名 Qorvo宣布已经收购了总部位于加州山景城的NextInput,后者成立于2012年,为手机、TWS、汽车、物联网、机器人、医疗和工业市场等提供基于微机电系统(MEMS)的传感解决方案。Qorvo近年来为了拓展产品组合、巩固技术优势,进行了多笔收购……
  • 走本土化策略的TE Connectivity,今年慕展有哪些本土化 在应对国际贸易大环境的不确定性时,越来越多的国外企业在中国强调“本土化”策略——这好像也是如今在中国有广阔市场的科技企业的共识。前不久的慕尼黑上海电子展上,我们采访的多家跨国企业都表达了这方面的态度。比如TE Connectivity这次在慕展上甚至专门开辟了相关TE中国汽车事业部本土化的区域,强调“深耕本土、创新共赢”。
  • 国民技术将芯片,覆盖到了衣食住行 本文主要以图集的方式,来浏览今年慕展之上国民技术展示的产品。一方面可对国民技术如今的业务投入有个大致的了解,另一方面万物互联大趋势、国际贸易环境变化、疫情对数字生活的推动实则都对国产MCU市场产生了极大的刺激作用,从国民技术在MCU市场的投入也能看到当前物联网的发展热点都在哪些领域。
  • 40家国产传感器芯片厂商调查统计报告 Aspencore《电子工程专辑》分析师团队对中国本土的传感器芯片厂商进行了第一手调查和网络汇编整理,从众多公司中挑选40家,分别从核心技术、代表产品、应用方案和目标市场等多个维度进行了分析。
  • 工信部征求意见稿:移动无线充电设备功率不得超50W 近日,工业和信息化部官网在《无线充电(电力传输)设备无线电管理暂行规定(征求意见稿)》中提到:自2022年1月1日所有生产、进口在国内销售、使用的移动和便携式无线充电设备额定传输功率要求小于50W。按照征求意见稿,规定适用于移动、便携式以及电动汽车(含摩托车)的无线设备……
  • Intel 11代酷睿1处理器正式发布:10 今晚,Intel发布的11带酷睿处理器采用10nm制程,面向高性能移动桌面版。同时发布的还有同样架构的至强W-11000系列,面向高性能移动工作站。
  • AMD RX 6600系列或配备8GB显存 MD的RX 6600系列可能配备的不是之前传闻的6或12GB显存,二是8GB。可能包含64MB的内置Infinity Cache。
  • Silicon Labs全新Matter解决方案简 物联网行业的成功取决于简便性、可靠性和安全性,Matter无线解决方案使开发人员可以专注于创新并将产品推向市场,以实现无缝的消费者体验。
  • 新思科技为中兴通讯提供BSIMM软件 安全对于任何构建和使用软件的企业和个人来说都至关重要, 中兴通讯采取积极主动的安全举措,包括采用新思科技(Synopsys)的Coverity 静态应用安全测试、Defensics 模糊测试、Black Duck 软件组成分析以及软件安全构建成熟度模型(BSIMM)评估等。
  • 一位老电子工程师的十年职场感悟 ▲ 了解更多精彩内容 点击上方蓝字关注我们当电子工程师也是十余年了,不算有出息,环顾四周,也没有看见几个有出息的!回顾工程师生涯,感慨万千,愿意讲几句掏心窝子的话,也算给咱们师弟师
  • 谁才是国产芯片赛道的最强王者? 来源/君临财富(ID:junlin_1980)作者/君临研究中心封面/图虫创意疫情后的世界经济,迎来了爆发式增长。4月20日,根据Strategy Analytics数据,2021年Q1全球智能机出货
  • 产业丨腾讯AI芯片流片,云厂商全部进入造芯行列 ·聚焦:人工智能、芯片等行业欢迎各位客官关注、转发前言:随着腾讯的布局,目前几乎全球所有的云厂商都进入了造芯的行列,而且都在优先考虑定制设计。作者 | 方文图片来源 | 
  • 外资AGV企业为什么玩不转中国市场? 一方面是中国移动机器人企业近几年获得了长足的发展,另一方面也与外企在中国的战略布局有关。文|大峻随着AGV行业的不断发展,企业间的交流与合作也越来越多,无论是国外企业的“走进来”还是中国企业的“走出去
  • 拒绝亮机卡:AMD这次太良心了! AMD RDNA2家族已经诞生了两个核心,包括RX 6900、RX 6800系列的Navi 21、RX 6700系列的Navi 22。据说,接下来的RX 6600系列将会使用Navi 23小核心。那么
  • 刚刚!台湾全岛大停电!台积电受损!  中国半导体论坛 振兴国产半导体产业!    5月13日,据台媒报道,今日下午2点37分,位于中国台湾省高雄市的兴达电厂,因事故导致全厂停机,岛内电力系统系统供电能力不足
  • Cleveron推出新型最后一英里送货机器人 该公司计划于2023年开始批量生产该车辆。文|网络全球领先的包裹运送机器人公司之一的Cleveron近日发布了其新型无人驾驶半自动最后一英里送货机器人Cleveron701。作为欧洲第一家获得在全国公
  • 嵌入式方案设计文档该怎么写? 俗话说,不会写文档的工程师不是好的工程师!如果你只会写代码,而从不写文档,迟早有一天会“出事”。这不是危言耸听,现实生活中有很多活生生的例子。1不写文档有什么后果?如果不写文档,开发过程中就会出现类似
  • 中国电信5G承载STN集采:华为、中兴、烽火和新华三中标 5月12日,中国电信公示《2021年STN设备建设工程集中采购项目》STN-B标包中标候选人。根据评审结果,中标候选人推荐如下:1.第一中标候选人(1)单位名称:华为技术有限公司和华为技术服务有限公司
  • Intel顶级显卡首次曝光:残暴冲击1.6万核心! 我们知道,Intel重返独立显卡市场的Xe GPU架构分为四种不同级别,从低到高分别是Xe LP、Xe HPG、Xe HP、Xe HPC,覆盖从轻薄本到高性能计算等各种领域。如果说相当于核显级别的Xe
广告
热门推荐
广告
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了