TMS320TCI6618-TI 高性能LTE物理層解決方案

引言

隨著消費者數(shù)據(jù)需求量的不斷攀升，全球范圍內(nèi)的運營商無一不面臨著對無線帶寬前所未有的增長需求。值得慶幸的是，包括標(biāo)準(zhǔn)制定機構(gòu) 3GPP 等在內(nèi)的整個行業(yè)都在竭盡全力來支持這種需求。LTE 正是為幫助運營商滿足這一指數(shù)級數(shù)據(jù)增長需求應(yīng)運而生的最佳技術(shù)選擇。由于 LTE 部署實施已趨成熟，基站制造商紛紛熱衷于采用片上系統(tǒng)架構(gòu) (SoC)，以使運營商可在維持并提升服務(wù)質(zhì)量的同時還能大幅降低網(wǎng)絡(luò)成本。

助力向 LTE 的成功過渡需要在基站 SoC 設(shè)計方面實現(xiàn)大量的突破性創(chuàng)新。德州儀器 (TI) 已成功開發(fā)了功能強大且極富創(chuàng)新性的 KeyStone 多內(nèi)核 SoC 架構(gòu)，旨在優(yōu)化 WCDMA 、LTE 性能的同時還能降低基站成本和能耗。對于無線基站的應(yīng)用而言，KeyStone 最基本的組成部分是在無線標(biāo)準(zhǔn)的物理層 (PHY)，即第一層，實施可配置協(xié)處理器。本文不僅介紹了 TI 基于 KeyStone 多內(nèi)核 SoC 架構(gòu)的 TCI6618 無線片上系統(tǒng) (SoC) 將如何實現(xiàn)可為制造商縮短開發(fā)周期的優(yōu)化型 PHY LTE解決方案，而且還將展示其獨具競爭優(yōu)勢且所需資產(chǎn)投資和運營成本更低的 eNodeB 解決方案如何在性能方面實現(xiàn)強大的潛力.

全球移動數(shù)據(jù)應(yīng)用的指數(shù)級增長給無線運營商帶來了巨大挑戰(zhàn)。但值得慶幸的是，無線技術(shù)不斷演進(jìn)發(fā)展，且應(yīng)運而生的長期演進(jìn)技術(shù)已成為迎接 這一挑戰(zhàn)的首選的全球標(biāo)準(zhǔn)。世界前25 強無線運營商已決定部署LTE；其中部分運營商于2010 年開始進(jìn)行試運行，預(yù)計將在2012 年迎來多個市場的增 長契機。采用LTE 技術(shù)表明能夠通過提高頻譜效率來更好地使用運營商的頻譜資源，這意味著相對以往技術(shù)而言每赫茲能夠傳輸更多比特數(shù)。運營商部署LTE 解決方案的速度既要跟上海量數(shù)據(jù)的流量激增，同時還要確保盡可能地降低每比特開銷，從而減少碳足跡并實現(xiàn)從3G 到LTE 的平穩(wěn)過渡。

對LTE 系統(tǒng)需求的變化給運營商、基站廠商及其提供商帶來了全新的挑戰(zhàn)。 已開發(fā)出一款功能強大且極富創(chuàng)新性的片上系統(tǒng)(SoC) 架構(gòu)，能夠大幅減 少LTE 產(chǎn)品的成本，使生制造商能從領(lǐng)先的基站技術(shù)中顯著獲益。 多內(nèi)核SoC 架構(gòu)建立在TI 業(yè)經(jīng)驗證的多內(nèi)核DSP 平臺之上，并集成了適用于4G系統(tǒng)的創(chuàng)新浮點架構(gòu)和協(xié)處理器。對于運算增強功能而言，更重大的創(chuàng)新是背板和內(nèi)部數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)遷移，這對于高速4G SoC 獲得全面性能至關(guān)重要。

TI 新架構(gòu)將推動整個行業(yè)更快速地朝著實現(xiàn)高價值4G 系統(tǒng)特性的部署方向 LTE 可支持靈活的通道帶寬(1.4 20 MHz)、頻分多路復(fù)用(FDD 和時分多路復(fù)用(TDD)，從而可在所屬頻譜范圍內(nèi)實現(xiàn)靈活部署。LTE 通信協(xié)議棧的基礎(chǔ)是物理層(PHY)，有時也稱為第1 層(L1) 。PHY 層是固定基站到移動設(shè)備連接的基礎(chǔ)；若無線連接不穩(wěn)定，通話會掉線，下載會中斷，同時視頻也會停頓中的高級PHY是行業(yè)可靠性能的黃金標(biāo)準(zhǔn)，而TI 技術(shù)基于可支持多種流行無線標(biāo)準(zhǔn)的成熟穩(wěn)定的的可配置協(xié)處理器之上，從而可在通 用平臺上實現(xiàn)3G 向4G 的成功升級和無縫過渡。

德州儀器 LTE 無線電廣播LTE 是第三代合作伙伴項目(3GPP; 的最新移動標(biāo)準(zhǔn)。LTE 在3G 移動技術(shù)基礎(chǔ)上實現(xiàn)了重大架構(gòu) 技術(shù)進(jìn)步，可在20MHz 頻譜范圍提供至少100 Mbps 的峰值下行速率以及至少50 Mbps的 峰值上行速率。

（無線電廣播資源控制[RRC] 層）接口相連，并能為更高層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。PHY 可處理信道編碼、PHY 混合自動中繼請求(HARQ) 處理調(diào)制和多天線處理，并能將信號映射至相關(guān)的物理時頻資源。

LTE 下行鏈路物理層處理可接收從MAC 層以傳輸模塊的形式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流和控制流，計算循環(huán)冗余校驗(CRC) 開始處理，并將其附加在傳輸模塊。如果傳輸模塊的大小超過編碼模塊最大允許的6,144 比特，則應(yīng)執(zhí)行編碼模塊分割。新的CRC 計算出來后即可在信道編碼前將其附加給每個代碼模塊。圖1 描述了LTE 下行鏈路的主要功能模塊 圖12 高性能物理層解決方案

多種調(diào)制方案 （正交相移鍵控[QPSK)、16 QAM [ 正交幅度調(diào)制，或64 QAM）均可用于實現(xiàn)LTE 層映射，而且其預(yù)編碼支持多天線傳輸。最后，還可將正交頻分多路復(fù)用(OFDM)符號的資源組件映射至可實現(xiàn)空中傳輸?shù)拿總€天線端口。

LTE 技術(shù)演進(jìn) LTE 可充分利用眾多用于3G HSPA+ （高速分組接入）的先進(jìn)技術(shù)，其中包括Turbo 編碼、HARQ 和多天線方案。 的下行鏈路速率以及50 Mbps 以上的上行鏈路速率。TI TCI6618 解決方案具備加值與推進(jìn)