1.引言
我們目前處于蜂窩連接的轉型時期，未來無處不在的無線連接正在興起。在全球范圍內，2G、3G和4G的成功推動手機使用量達到了令人難以置信的75億部。令人震驚的是，這使得移動設備的數量比全球人口還要多。或許更具影響力的是，蜂窩連接對那些之前被數字化剝奪權利的人產生的影響； 例如，2016年撒哈拉以南非洲地區每100人通常有1部固定電話，但有74臺移動連接設備。
展望未來十年，隨著5G的出現，無線基礎設施將變得更加普遍，甚至與我們日常生活的方方面面完全融為一體。 5G延續了先前蜂窩標準（在驅動帶寬方面）的模式，但也將其擴展到更多設備和使用模式。
主要趨勢包括：
1．對增強型移動寬帶（eMBB）和其他應用的帶寬增加需求，特別是以10倍現有吞吐量或者更高速率驅動的瞬時可用帶寬。
a. 這將是5G標準化帶來的首波驅動力，其中3GPP已于2017年完成非獨立（即LTE輔助）新無線電（NR），2018年可提供5G獨立版，如圖1所示。
b. 5G的部署也將根據頻段情況分階段進行，首先部署6GHz以下，然后是毫米波（mmWave）頻率的連續頻段，以便在稍后階段支持關鍵eMBB應用。

圖1：5G的ITU和3GPP時間表

2．隨著物聯網(IoT)蜂窩網絡連接的到來而連接到大量的設備。預計到2020年將有500億臺蜂窩網絡連接的設備。這些需求當中的一部分可以通過現有標準滿足，同時也要靠Release 16版本中海量機器類通信（mMTC）的現有規范去實現了。
3. 新的應用模式也在不斷涌現，這對移動設備及其蜂窩無線基礎設施提出了新的要求。示例包括：
a.用于連接多個電池供電物聯網端點的低帶寬、低功耗的要求，以實現mMTC相關的連接和監控；
b.用于車輛到車輛和車輛到基礎設施的連接（C-V2X）高可靠性、低延遲蜂窩網絡，以補充現有的V2X解決方案
c.為遠程手術和增強/虛擬現實等新興應用提供的高可靠性、低延遲支持
后兩類應用將通過即將推出的3GPP超可靠、低延遲連接（URLLC）標準來解決。
4. 對邊緣分析和移動邊緣計算（MEC）的新需求。計算重心正在從以前估計的將數據發送到集中式計算資源進行處理，轉變為移到位于數據生成原點附近的分布式計算資源的新范例。造成這種轉變的原因是多方面的：新興應用嚴格的延遲要求、越來越龐大的數據量，以及優化稀缺網絡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子系統和包括FPGA可重編程加速硬件處理單元的SoC架構來成功應對5G的獨特需求。
基帶從網絡接口（例如以太網）獲取數據，并將其轉換為通過前傳（Fronthaul）接口傳輸到射頻前端進行傳入/傳出的復雜樣本。以下高級原理圖包括用于LTE下行鏈路的發送器（圖2a），以及用于上行鏈路的接收器（圖2b）。