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TDD-LTE系統(tǒng)下行資源分配的研究及DSP實現(xiàn)

來源：電子技術應用2013年第4期

李儉兵，周元元，李小文

重慶郵電大學通信與信息工程學院，重慶400065

摘要： 介紹了虛擬資源塊的計算以及虛擬資源塊到物理資源塊的映射，并在此基礎上，提出了一種可用DSP實現(xiàn)的方案。該方案簡化了實現(xiàn)過程，算法簡單，耗時小。

關鍵詞： NGN4G 長期演進虛擬資源塊資源塊的映射 DSP實現(xiàn)

中圖分類號： TN929.5
文獻標識碼： A
文章編號： 0258-7998(2013)04-0035-04

Research and DSP implementation of downlink resource allocation in TDD-LTE system

Li Jianbing，Zhou Yuanyuan，Li Xiaowen

School of Communication and Information Engineering，Chongqing University of Posts and Telecommunications， Chongqing 400065，China

Abstract： This paper describes the calculation of the virtual resource block and the mapping of the virtual resource blocks to the physical resource blocks. On this basis，one of the available DSP implementation program is put forward. The program simplifies the implementation process,and the algorithm is simple and time-consuming.

Key words : long term evolution；virtual resource blocks；the mapping of the resource blocks；DSP implementation

自2004年底，3GPP組織開始了第三代移動通信（3G）的長期演進計劃（LTE），它改善了小區(qū)邊緣用戶的性能,提高了小區(qū)容量并降低了系統(tǒng)的延遲,增大了覆蓋范圍和系統(tǒng)容量。它的峰值速率要求在每20 MHz帶寬下，下行100 Mb/s上行50 Mb/s[1]，但因其系統(tǒng)業(yè)務呈非對稱狀態(tài),對下行數(shù)據(jù)率的要求要超過上行數(shù)據(jù)率,因而對系統(tǒng)信道上下行資源分配的要求極為苛刻。因此，在TDD-LTE(Time Division Duplexing Long Time Evolution)系統(tǒng)中，高層給用戶配置的資源板塊是虛擬資源板塊，基站可以根據(jù)虛擬資源塊同物理資源塊的映射關系計算出虛擬資源塊對應的物理資源塊，最后將用戶的數(shù)據(jù)映射到分配給它的物理資源塊上。本文針對下行資源分配進行了研究，并設計了一種在TI公司DSP芯片TMS320C64x上的實現(xiàn)方法。

1 VRB的算法
   PDCCH信道承載了下行物理資源分配信息[2]，用于下行調(diào)度DCI格式為1、1A、1B、1C、1D、2和2A。這些格式適應于不同場景，LTE物理層資源分配指示以VRB為單位，下面介紹下行的3種資源位置指示方法。

2.1 集中式VRB映射
   集中式VRB映射方式較為簡單，根據(jù)RIV值得到配置的VRB序號后，直接映射到對應的PRB序號，即PRB和VRB的映射序號相同。
2.2 分布式VRB映射
   分布式時，VRB到PRB的映射采用時隙間跳頻，虛擬資源塊對的第一部分映射到某物理資源塊，另一部分映射到與之相距間隙值的物理資源塊上，這樣實際上采用了頻率復用。參數(shù)的間隙值由表2給出，DCI格式1A中

3 虛擬資源塊到物理資源塊映射的實現(xiàn)
3.1 硬件簡介
   本文選用TMS320C64系列作為開發(fā)使用DSP芯片[5]。該芯片屬于高速定點DSP，最高時鐘頻率為1 GHz，處理性能達8 000 MIPS，而且每個時鐘周期可執(zhí)行8條指令，能實現(xiàn)高速運算；片上存儲器采用兩級存儲器結構，L1包括相互獨立的16 KB數(shù)據(jù)Cache(L1D)和16 KB的程序Cache(L1P)，L2尋址空間為1 MB，可實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)存儲；片上外設包含一個具有增強的直接存儲器訪問控制器，可以提供64條獨立的DMA通道；同時具有2個外部存儲器接口EMIF，以及64 bit的EMIFA、16 bit的EMIFB，外部存儲器接口可以與異步存儲或者同步存儲器實現(xiàn)無縫連接，最大尋址空間為1 280 MB。
3.2 設計流程
   VRB到PRB的映射需要編寫一個獨立的子函數(shù)，供主函數(shù)調(diào)用，函數(shù)定義為：
   extern void TxCalPRB(int,int,int,int)；
其中，TxCalPRB為VRB到PRB的映射函數(shù)名。
   函數(shù)調(diào)用格式為：
   TxCalPRB(N_DL_RB,BitMSB,n_s,n_VRB)；
   函數(shù)參數(shù)列表如表3所示。

設計流程如圖4所示。

3.3 實現(xiàn)流程
   (1)給定系統(tǒng)帶寬，輸入比特有效位、時隙號、虛擬資源塊號。
   (2)表2間隙值存儲在參數(shù)列表中，間隙1、間隙2共同占用一個字，間隙1占高8位，間隙2占低8位。查表2可以得到Ngap值，系統(tǒng)帶寬大于50 RB，間隙值根據(jù)最高有效位確定是間隙1還是間隙2，然后根據(jù)式(4)和式(5)得到VRB數(shù)目(即TxCalPRBN_DL_VRB)，進而求出TxCalPRBN3_DL_VRB值。
   (3)P值存儲到參數(shù)列表中，4種情況值共同占用32 bit,每種情況值從高位到低位各占用8 bit，通過指針TxCalPRBtemp的偏移選擇相應的值。由TxCalPRBN3_DL_
VRB值得到用于交織單元的VRB數(shù)目，根據(jù)Nrow的計算式可以計算交織矩陣的行數(shù)TxCalPRBNrow和空比特數(shù)TxCalPRBNnull。
   (4)判斷此時時隙號是奇時隙還是偶時隙，根據(jù)圖4，對于超過TxCalPRBN3_DL_VRB/2的位置，偏移Ngap- TxCalPRBN3_DL_VRB/2得到最終PRB的位置。
   本文主要介紹了VRB的計算以及VRB到PRB映射的DSP具體實現(xiàn)方案。程序運行結果證明了方案可行。該方案已運用TD-LTE無線綜合測試儀表開發(fā)中。
參考文獻
[1] 沈嘉，索士強，全海洋，等.3GPP長期演進（LTE）技術原理與系統(tǒng)設計[M].北京：人民郵電出版社，2005.
[2] 趙訓威，林輝，張明，等.3GPP長期演進（LTE）系統(tǒng)架構與技術規(guī)范[M].北京：人民郵電出版社，2010.
[3] 3GPP TS 36.213 v9.1.0:Resource allocation(Release 9)[Z].2010.
[4] 3GPP TS 36.211 v9.1.0:Resource blocks(Release 9)[Z].2010.
[5] Texas Instruments Incorporated.TMS320C6000系列DSP編程工具與指南[M].田黎育，何佩琨，朱夢宇，譯.北京：清華大學出版社，2006.

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