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在 KeyStone 器件上實現高效的 LTE 下行控制信道基帶發射

發布時間:2013-12-31 15:00    發布者:eechina
作者:范偉---Multicore DSP / FAE,TI公司

摘要

LTE 下行控制信道分為 PCFICH、PHICH 和 PDCCH 三類,PDCCH 是其中處理復雜度最高的。和下行數據信道 PDSCH 相比,下行控制信道承載的凈荷較少、占用的 OFDM 符號數較少、傳輸模式也僅限于發射分集,理應占用更少的 DSP 核處理資源。但如下兩個因素導致用戶的實現可能消耗可觀的 DSP 核資源:PHICH/PDCCH 的物理資源映射規則比PDSCH 更復雜、顆粒度更小,如果在每個下行子幀按照協議描述實時完成該映射所涉及的所有計算,消耗的核資源將非常可觀;BCP 用戶手冊對 PDCCH 的描述較少,用戶不易自行補全所有細節并產生高效方案,導致用戶可能退而采用全軟方案。另外,小基站應用通常對全系統功耗和成本有很高的要求,需要盡可能降低處理負載。本文給出了將實時計算量降至最低的物理資源映射實現方法,以及用 BCP 實現 PDCCH 比特級處理的方案細節,并提供了全面的硬件實測負載。

1、引言

LTE(Long Term Evolution)是由 3GPP 組織制定的 3G 演進標準,在物理層采用 OFDM和MIMO 技術。LTE 分為 FDD 和 TDD 兩種雙工模式。目前,LTE-FDD 在 20MHz 頻譜帶寬下的實際速率大約能達到下行 100Mbps、上行 50Mbps。LTE-TDD(國內通常稱為 TD-LTE)的實際速率會隨上、下行子幀的配比關系而變化。

[1][2][3][4]是主要的幾個 LTE 物理層協議文本。[1]描述了上、下行發射機從星座點調制到基帶信號上變頻之間的處理步驟,通常稱為符號級處理。[2]描述了星座點調制之前的處理步驟,通常稱為比特級處理。[3]描述了各種物理層過程。[4]描述了各種物理層測量。

LTE 的上行信道包括用來傳輸數據和物理層隨路控制信令的 PUSCH,專門用來傳輸物理層控制信令的 PUCCH,以及用于隨機接入的 PRACH。下行信道包括用來傳輸數據的 PDSCH,用來傳輸各種物理層控制信令的三類控制信道——PCFICH、PHICH 和 PDCCH。本文描述的正是這三類下行控制信道的發射機基帶實現。

TI 推出了一系列用于 LTE 基站基帶處理的 SoC(System On Chip)。這些 SoC 基于 TI 的KeyStone 架構,該架構目前已演進了兩代——KeyStone I 和 KeyStone II。KeyStone I 家族基于40nm 工藝,包括如下基帶 SoC 器件型號:

• TCI6616,詳細資料參見[5]
• TCI6618,詳細資料參見[6]
• TCI6614 和 TCI6612,詳細資料參見[7]和[8]
• TMS320C6670,詳細資料參見[9]
KeyStone II 家族基于 28nm 工藝,包括如下基帶 SoC 器件型號:
• TCI6636K2H,詳細資料參見[10]
• TCI6634K2K,詳細資料參見[11]
• TCI6638K2K,詳細資料參見[12]
• TCI6630K2L,詳細資料參見[13]

所有這些器件都具有多模能力,支持 GSM/EDGE、WCDMA、TD-SCDMA、WiMAX、LTE 的單模實現或混模實現。所有這些器件使用的 DSP 核都是 c66x,但個數不同。TCI6614 和 TCI6612帶一顆 ARM Cortex A8,TCI6636K2H 和 TCI6638K2K 帶 4 顆 ARM Cortex A15,TCI6630K2L帶 2 顆 A15,它們除支持物理層以外,還支持高層(層 2,層 3)和傳輸處理。這些器件也可用于基于 OFDM的無線回傳(wireless backhaul),如 LTE relay 站。

本文介紹如何在上述 KeyStone 器件上高效地實現 LTE 下行控制信道的基帶發射。注意,TCI6616 不帶 BCP 加速器,和 BCP 相關的描述不適合 TCI6616。

下載全文:
在 KeyStone 器件上實現高效的 LTE 下行控制信道基帶發射.pdf (1.67 MB)


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