基于C-RAN數(shù)字前端系統(tǒng)的下行基帶處理方案研究及實現(xiàn).pdf

1、移動運營商在無線互聯(lián)網(wǎng)時代面臨新的挑戰(zhàn)。隨著移動用戶數(shù)據(jù)流量的高速增長，無線通信基站的數(shù)量急劇增加。而傳統(tǒng)的基站隨著用戶的增加，處理負荷激增，最終導致基站的能耗以及維護成本增長。C-RAN技術通過優(yōu)化網(wǎng)絡架構，并引入硬件加速平臺對基站數(shù)據(jù)進行集中式的處理，極大地降低了系統(tǒng)帶寬，節(jié)省了基站建設的成本。
　　本文對C-RAN數(shù)字前端系統(tǒng)中下行基帶處理實現(xiàn)方案進行了研究。首先從基帶模塊劃分的角度深入比較了時頻劃分方案和信道劃分方案，結果

2、表明信道劃分方案極大地提升了系統(tǒng)處理效率，且結構靈活易于升級。然后在信道劃分方案的基礎上，針對復雜模塊Turbo編碼，奇異值分解（SVD）作了三個平臺DSP、GPU、FPGA上的實現(xiàn)，通過對這兩個模塊的吞吐率、功耗等參數(shù)的對比，最終確定FPGA在性能上更適合處理基帶模塊。
　　對于下行基帶模塊的實現(xiàn)，本文從數(shù)據(jù)包定義、電路結構、工作流程等內(nèi)容進行闡述。作為系統(tǒng)設計，各個模塊的時序都作了嚴格的規(guī)劃，包括物理層各個軟件和硬件模塊的處理

3、時間以及高速接口如PCIe、CPRI、10GE等的傳輸延時。由于整個系統(tǒng)涉及到不同的平臺，因此系統(tǒng)傳輸機制的設計也至關重要。本文采用一種包頭加有效字段的數(shù)據(jù)包格式進行數(shù)據(jù)傳輸。通過OAI軟件對各個信道的數(shù)據(jù)包生成，之后由DMA定時通過PCIe讀取指定長度的符號數(shù)據(jù)，最后由FPGA通過包頭匹配的方式，對各個數(shù)據(jù)包分別處理，完成基帶處理后按CPRI時序發(fā)送。這種方式有效保證了中間的每個環(huán)節(jié)都是可控的。
　　最后，本文對整個系統(tǒng)包括OA