TDD-LTE系统下行资源分配的研究及DSP实现-AET-电子技术应用

TDD-LTE系统下行资源分配的研究及DSP实现

来源：电子技术应用2013年第4期

李俭兵，周元元，李小文

重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065

摘要： 介绍了虚拟资源块的计算以及虚拟资源块到物理资源块的映射，并在此基础上，提出了一种可用DSP实现的方案。该方案简化了实现过程，算法简单，耗时小。

关键词： NGN4G 长期演进虚拟资源块资源块的映射 DSP实现

中图分类号： TN929.5
文献标识码： A
文章编号： 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组织开始了第三代移动通信（3G）的长期演进计划（LTE），它改善了小区边缘用户的性能,提高了小区容量并降低了系统的延迟,增大了覆盖范围和系统容量。它的峰值速率要求在每20 MHz带宽下，下行100 Mb/s上行50 Mb/s[1]，但因其系统业务呈非对称状态,对下行数据率的要求要超过上行数据率,因而对系统信道上下行资源分配的要求极为苛刻。因此，在TDD-LTE(Time Division Duplexing Long Time Evolution)系统中，高层给用户配置的资源板块是虚拟资源板块，基站可以根据虚拟资源块同物理资源块的映射关系计算出虚拟资源块对应的物理资源块，最后将用户的数据映射到分配给它的物理资源块上。本文针对下行资源分配进行了研究，并设计了一种在TI公司DSP芯片TMS320C64x上的实现方法。

1 VRB的算法
   PDCCH信道承载了下行物理资源分配信息[2]，用于下行调度DCI格式为1、1A、1B、1C、1D、2和2A。这些格式适应于不同场景，LTE物理层资源分配指示以VRB为单位，下面介绍下行的3种资源位置指示方法。

2.1 集中式VRB映射
   集中式VRB映射方式较为简单，根据RIV值得到配置的VRB序号后，直接映射到对应的PRB序号，即PRB和VRB的映射序号相同。
2.2 分布式VRB映射
   分布式时，VRB到PRB的映射采用时隙间跳频，虚拟资源块对的第一部分映射到某物理资源块，另一部分映射到与之相距间隙值的物理资源块上，这样实际上采用了频率复用。参数的间隙值由表2给出，DCI格式1A中

3 虚拟资源块到物理资源块映射的实现
3.1 硬件简介
   本文选用TMS320C64系列作为开发使用DSP芯片[5]。该芯片属于高速定点DSP，最高时钟频率为1 GHz，处理性能达8 000 MIPS，而且每个时钟周期可执行8条指令，能实现高速运算；片上存储器采用两级存储器结构，L1包括相互独立的16 KB数据Cache(L1D)和16 KB的程序Cache(L1P)，L2寻址空间为1 MB，可实现大量数据存储；片上外设包含一个具有增强的直接存储器访问控制器，可以提供64条独立的DMA通道；同时具有2个外部存储器接口EMIF，以及64 bit的EMIFA、16 bit的EMIFB，外部存储器接口可以与异步存储或者同步存储器实现无缝连接，最大寻址空间为1 280 MB。
3.2 设计流程
   VRB到PRB的映射需要编写一个独立的子函数，供主函数调用，函数定义为：
   extern void TxCalPRB(int,int,int,int)；
其中，TxCalPRB为VRB到PRB的映射函数名。
   函数调用格式为：
   TxCalPRB(N_DL_RB,BitMSB,n_s,n_VRB)；
   函数参数列表如表3所示。

设计流程如图4所示。

3.3 实现流程
   (1)给定系统带宽，输入比特有效位、时隙号、虚拟资源块号。
   (2)表2间隙值存储在参数列表中，间隙1、间隙2共同占用一个字，间隙1占高8位，间隙2占低8位。查表2可以得到Ngap值，系统带宽大于50 RB，间隙值根据最高有效位确定是间隙1还是间隙2，然后根据式(4)和式(5)得到VRB数目(即TxCalPRBN_DL_VRB)，进而求出TxCalPRBN3_DL_VRB值。
   (3)P值存储到参数列表中，4种情况值共同占用32 bit,每种情况值从高位到低位各占用8 bit，通过指针TxCalPRBtemp的偏移选择相应的值。由TxCalPRBN3_DL_
VRB值得到用于交织单元的VRB数目，根据Nrow的计算式可以计算交织矩阵的行数TxCalPRBNrow和空比特数TxCalPRBNnull。
   (4)判断此时时隙号是奇时隙还是偶时隙，根据图4，对于超过TxCalPRBN3_DL_VRB/2的位置，偏移Ngap- TxCalPRBN3_DL_VRB/2得到最终PRB的位置。
   本文主要介绍了VRB的计算以及VRB到PRB映射的DSP具体实现方案。程序运行结果证明了方案可行。该方案已运用TD-LTE无线综合测试仪表开发中。
参考文献
[1] 沈嘉，索士强，全海洋，等.3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计[M].北京：人民邮电出版社，2005.
[2] 赵训威，林辉，张明，等.3GPP长期演进（LTE）系统架构与技术规范[M].北京：人民邮电出版社，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编程工具与指南[M].田黎育，何佩琨，朱梦宇，译.北京：清华大学出版社，2006.

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