电话、相机和游戏机，过去几项看似不相干的东西，如今因为“互联网”概念成功扩展至无线领域，而呈现万流归宗之势；其中“音乐”和“视频”，正是便携式设备新兴应用的主要推手，也是运营商为挽救日趋下滑的ARPU(每一用户对整体营收贡献度)，想方设法力求突破的杀手锏。美国国家半导体接口产品部的技术营销经理Dave Lewis指出，若要通过无线宽带网络传送内容丰富的视频信号，网络运营商必须大幅提高带宽及网络的覆盖范围，另一方面又要降低以单一Megabyte的传输成本。
在这样的共识下，最大的挑战来自于带宽的提升、大范围基站涵盖区域(Cell Size)的微型化，以及建筑物穿透力道的减弱。因成本制约之故，要大幅提高带宽固然诚属不易；如何在缩小单一基站Cell以避免干扰的同时，并在数量上大幅扩容以克服现代都市丛林中高楼大厦对传输信号的阻碍，更是难上加难。“最新的调制及编码技术已接近其理论上的容量极限，因此，我们必须跳出旧有框框来重新思考问题”，Lewis郑重呼吁。
利用分布式基站填补覆盖漏洞
基站的供应商及运营商必须充分利用现有的频谱，提高宽带网络的容量，以及进一步扩大其覆盖范围，才可在符合成本效益的基础上，确保能够传送大量数据及移动通信设备的宽带视频信号。目前的调制及编码技术无论在频率还是速度方面，已接近理论上传输极限，供应商及运营商都纷纷将技术改革的重点放在打破地域的限制上，例如采用分散式基站结构以及更多的天线，以便为广大的移动电话用户提供媲美DSL线路的卓越传送效果。
“有一个方法可以打破这个困局，那就是利用空间──亦即环绕我们四周的三维空间──寻求技术上的突破”，他进一步说明。简言之，我们不应再将基站与消费者之间的大气空间视为一条道到底的“通信管道”，而应该视之为多条独立的管道，这样便可为更多消费者传送更多数据。对于网络运营商来说，只要在更多地方设立分布式的基站，而每一基站加设更多天线，便可为广大的移动电话用户提供媲美DSL线路的卓越传送效果。“空间是关系到频谱再利用的最后战线”，Lewis笃定地说。
“智能型天线+多输入/多输出(MIMO)”的基本思考是必要的。我们应该采用多条多功能的天线将基站分散多个地方，方可填补覆盖“漏洞”，并使工程进度较具灵活性，且享有容易安装、减低设备安装及场地等总体成本的好处。这个构思虽然很有启发性，但前提是必须满足一个严苛的先决条件：各基站及天线之间仍须同步操作，互相配合。分散式基站结构将射频电路从基站，移到了各个天线端口，让射频系统不必集中在一个地方。这些远程射频单元(RRH)会产生互连延迟及同步问题，对中央基站造成干扰，技术上仍有许多问题尚待解决。换言之，对于每一支天线来说，信号时间的准确性必须受到严密的控制。
为了解决这个复杂的时间性问题，美国国家半导体便推出专为新一代基站结构而设的SCAN25100串行/解串器。在高压及低压的情况下进行操作时，SCAN25100的信号电压及抖动方面的表现都超过CPRI(通用公共射频接口)技术标准的有关规定，且延迟校准测量准确度则保证高达±800ps。此外，这款芯片也可利用芯片上的两个锁相环路自动调校“远程射频转发器”(Remote Radio Head, RRH)，使其和负责基带处理工作的基站同步连通。
克服RRH光纤传输以及
芯片本身所造成的延迟
CPRI是第一个关于3G无线电基站内部关键接口的公共规范，由华为、爱立信、NEC、西门子和北电于2003年底所制定，旨在为WCDMA基站中的无线设备控制部分和射频设备之间制订一套开放的可行的接口规范。这个接口是基站内部惟一由无线电驱动的互连点，使得基站的各个部分都能更好地从各自领域的技术进步中获益；为使整个无线产业受益，CPRI规范可以被通过公开的渠道获得。
至于RRH即是基于这种概念，对基站的一种扩展。它将基站中的射频部分独立出来让另一设备负责，并将其通过光纤与基站组成中的数字基带部分相连，共享“宿主基站”内的基带资源，将宿主基站的一部分载波能量引入到室内分布系统中。在一体化无缝覆盖网络部署中，将网络中RRH和基站数量维持在一个合适比例，有利于整个网络的演进，尤其适合容量要求适中的室内环境。
为了进一步提高移动电话的传输量及覆盖范围，从而降低单位数据量的传输成本，一个重要的方向就是远端射频单元采用具备波束赋形能力的智能天线以及MIMO天线。然而，这些多天线系统对准确定时有更严格的要求，而采用传统的逻辑电路设计很难准确校准基站与这些远程射频单元之间的延迟。为了确保可以跟踪小至200ps的光纤延迟变动，这款芯片内置正申请专利的延迟校准测量(DCM)电路，可以准确测量基站至远程射频单元以及各远程射频单元之间的光纤延迟时间，以及其它不可忽视的延迟，例如：芯片本身的固有延迟时间，以及测量芯片以外的系统延迟，以便严格控制天线四周的空气接口的时间准确性。
其中的发送及接收系统锁相环路都各自独立，系统无需外加任何组件或进行复杂的干预即可达成任务。该延迟校准测量电路采用透明的操作方式，绝对不会干扰CPRI数据链路。系统软件可随时启动延迟校准测量电路，必要时甚至可以每隔5ms便发出一次启动指令，例如：跟踪指定温度范围内的光纤延迟变化时便需要比较频繁启动延迟校准测量电路。除了内置准确的延迟校准电路及独立的发送和接收系统锁相环路之外，还具备先进的高速混合信号和时钟管理以及信号调节等功能。
集成多种优异功能，提高每单位传输效率
SCAN25100 CPRI串行/解串器还内置可设定的串行发射去加重及接收均衡电路，其抖动及电压方面的表现都超出CPRI有关高电压和低电压操作时的标准规定。这款芯片也具备8b/10b编码、逗号检测、锁定检测、CPRI信号和帧遗失检测、串行终端、可编程的LVTTL或1.8V的CMOS并行接口、具备JTAG SCAN测试能力的IEEE 1149.1/6，且具备8kV的静电释放及热插拔等保护功能，是光纤、底板以及15m或更长电缆的理想互连解决方案。工程师可充分利用它来设计前述多天线技术的分布式基站结构，使其具备智能型光束方向控制能力，提高射频效率及数据传输量、加强系统设计的灵活性并扩大覆盖范围，以降低设备安装(backhaul)、借用场地及每单位带宽的传输成本。
SCAN25100串行/解串器除了适用于新一代的W-CDMA、CDMA2000、WiMAX、TD-SCDMA及其它基站结构之外，也适用于雷达系统、卫星通信设备、测试仪器、医疗成像设备、高能粒子加速器及其它高性能的数据传输系统。另SCAN25100备有低速版芯片──SCAN12100，有1228.8Mbps及614.4Mbps两个速度可供选择，其它的功能基本上与SCAN25100芯片相同。SCAN25100 CPRI串行/解串器的单价为14.60美元，而SCAN12100串行/解串器的单价为10.05美元，两款芯片都以1,000颗为采购单位，已有大量现货供应。
顺带一提的是，SCAN25100及SCAN12100以CPRI成帧器协议作为高级FPGA代码，确保优化系统模块。按照客户要求而编写的高级代码可以随时载入现有的低成本FPGA之内。这个特别为其优化的系统分割设计将模拟串行/解串器、定时及延迟校准测量等复杂的功能集成到SCAN25100及SCAN12100之内，而FPGA则负责执行逻辑功能。这种系统分割设计在抑制信号抖动及加强定时准确性方面都有极卓越的表现，而且可确保系统设计适用于未来一代的产品。进一步查询有关SCAN25100 CPRI串行/解串器的资料或订购相关样品：www.national.com/pf/SC/SCAN25100.html；有关低速SCAN12100串行/解串器的资料：www.national.com/pf/SC/SCAN12100.html。
