基于picoChip PC203的LTE系统基站物理层API的设计与实现

论文摘要

在“移动宽带化”的趋势下,为对抗WiMAX系统的竞争3GPP启’动了LTE（Long Term Evolution, LTE）系统的研究。LTE系统的标准采用OFDM（Orthogonal Frequency Devision Multiple Access, OFDM）、MIMO（Multiple Input Multiple Output, MIMO）等先进的无线传输技术、扁平网络结构和全IP系统架构,支持最大20MHz的系统带宽、100Mbit/s的峰值速率和更短的传输延时,频谱效率达到3GPP R6标准的3～5倍,是一项重大的革新。本论文所涉及的项目是LTE-FDD系统基站物理层基带处理的设计与实现,项目的设计包括以下三个部分：MAC（Media Access Control,MAC）层与物理层之间的接口一API（Application Program Interface,API）、下行发送链路和上行接收链路。本文主要从工程实现的角度详细论述了MAC层与物理层之间的接口--API--的设计和实现。其中详细论述了API的架构和功能设计、API各个子模块的功能和工作流程、API对MTP （Message Transmission Protocol, MTP）消息的处理以及API对上下行链路的各个业务信道及控制信道的调度等。本文所涉及的开发项目是基于picoChip平台进行设计和开发,因此主要针对picoChip芯片的特点,给出模块的详细设计。其中,API所有的设计以VHDL和C语言的形式进行实现。本论文的内容主要分为四个部分：第一章介绍了LTE技术的发展背景和关键技术；第二章介绍了项目所基于的硬件平台picoChip芯片及其相关的开发流程；第三章结合LTE系统基站物理层基带处理的数据链路的设计,介绍了API与物理链路的接口；第四章详细的介绍了API的设计和实现。最后,已经将所开发的API代码下载到硬件开发环境中与LTE测试终端进行了上下行链路的联合测试,结果证明,本文的设计和实现是完全可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 LTE的目标和需求
• 1.3 LTE物理层关键技术
• 1.4 论文工作安排
• 第二章 picoChip芯片简介
• 2.1 DSP芯片的发展
• 2.2 DSP芯片的分类
• 2.3 主流DSP芯片介绍
• 2.4 PICOCHIP简介
• 2.4.1 picoArray的体系结构
• 2.4.2 picoArray的端口和外围设备
• 2.4.3 picoArray的复用方式
• 2.4.4 picoChip AE类型
• 2.4.5 picoChip开发流程
• 第三章 API与上下行物理链路的接口设计
• 3.1 概述
• 3.2 物理链路的设计
• 3.2.1 物理层的功能
• 3.2.2 LTE系统物理层的技术特点
• 3.2.3 复用与信道编码的一般流程
• 3.2.4 物理信道与调制
• 3.2.5 API与上下行物理链路的接口设计
• 3.3 本章小结
• 第四章 API的设计和实现
• 4.1 概述
• 4.2 API在PC203上的设计
• 4.2.1 PC7203的硬件结构
• 4.2.2 API同MAC之间的接口设计
• 4.3 API的功能和结构设计
• 4.3.1 API的功能设计
• 4.3.2 API的外部端口设计
• 4.3.3 API的整体结构框图设计
• 4.3.4 API各个模块的设计和实现
• 4.4 API对MTP消息处理的实现
• 4.4.1 MTP消息的格式定义
• 4.4.2 LTE系统MTP消息的内容定义
• 4.4.3 API对MTP消息的处理的时序关系
• 4.4.4 API内部模块对主要MTP消息的处理
• 4.5 API对物理链路的调度
• 4.5.1 小区建立时API的调度
• 4.5.2 API对下行物理链路的调度
• 4.5.3 API对上行物理链路的调度
• 4.6 本章小结
• 第五章 工作总结及进一步工作
• 5.1 总结
• 5.2 论文工作展望
• 参考文献
• 感谢
• 作者攻读学位期间发表的学术论文目录