文獻標識碼： A
文章編號： 0258-7998(2012)08-0112-04
近年來無線通信的飛速發展，為了克服多徑衰落和實際環境中無線信道時變給系統性能及用戶體驗帶來的影響，LTE系統采用了雙ARQ機制，即RLC層的ARQ機制和物理層的HARQ機制。由于上行鏈路信道相當復雜，其他用戶對它的干擾是不確定的，因此基站也無法準確地測量出各個用戶的相關參數，也就無法給各個終端指定相應的傳輸控制參數。為了節省寶貴的上行資源，減少系統的信令開銷，在上行鏈路中采用了同步非自適應HARQ技術[1]。這種機制不僅在實現上較為簡單，而且系統信令開銷也小，同時也降低了接收端對緩存空間的要求。
PHICH信道承載著上行數據HARQ的ACK/NACK，本文通過對PHICH信道的研究，提出了一種簡單的PHICH信道發送ACK/NACK的DSP實現方案，該方案大大降低了eNode的處理復雜度，對LTE整體性能有很好影響。
2.2 編碼調制加擾擴頻模塊
用memset對計算出的Group_PHICH組分配所需要的空間。對常規CP，經過加擾和擴頻后一個HI碼變成12個復值符號，實部和虛部各占1 B，分配空間的大小為Group_PHICH*192。對擴展CP，在加擾和擴頻后一個HI碼變成6個復值符號，實部和虛部各占1 B，資源組排列時，奇偶連續的兩組排列在一起，故分配的空間大小也為Group_PHICH*192。采用兩個指針*a和*P分別指向擴頻表table_TxPHICH_Wsq和開辟的PHICH_ROM的首地址。常規CP，把一個PHICH組中的HI碼移動到最低位，進行碼元重復，重復3次，把重復后的碼字判斷為1還是0。如果為1,則經調制后的HI碼的實部和虛部均為23 167；如果為0，則調制后的實部和虛部均為-23 167。取出random[n]寄存器中的偽隨機序列和用于加擾的擴頻序列，把經調制后的復制按照公式進行擴頻和加擾。把加擾和擴頻后的數據按照實部和虛部依次放在由指針*P指向的存儲空間，完成一個HI的加擾和擴頻后，把指向擴頻表的指針*a的地址進行加8，找到下一次的擴頻的首地址，重復上面的調制加擾擴頻，直至該組的所有HI碼全部處理完成。指針*P的地址變為P=P+192，重復上述步驟，繼續下一組的HI碼的處理，直至所有組全部處理完成。擴展CP與常規CP不同之處在于，偶數組在進行調制加擾擴頻后,在每個碼字后面添加兩個0，奇數組則在每個碼字的前面添加兩個0，把相鄰的奇偶兩組放在一起完成資源組的排列。
2.3 層映射模塊
雙天線，把輸出地址賦給第一個序列的首地址，通過調制傳遞下來的符號數長度除以2，向上取整得到第一個序列的長度，然后第二個序列的首地址就是第一個序列首地址加上長度的偏移地址。然后按順序依次存入兩個首地址所指的內存空間,完成層映射。
其實質是經層映射后的兩路數據，把兩路數據經過處理交替生成一路數據放在0天線端口，把兩路經過處理交替生成另一路數據放在1天線端口。交替過程如式(8)所示，所有取值均以字的形式取出，式中的共軛取反，就是把取出的整字的實部取反，虛部保持不變即可。
2.5 資源映射模塊
把每一組處理完成的HI信息進行疊加，構成3個資源粒子組,進行資源映射。首先確定PHICH所占用的符號數為k，第一個OFDM符號的所有資源粒子組的個數為2×N_DL_RB-4，其中減去的4個為PCFICH所占用，在第一個OFDM符號中，每一個資源塊中有4個資源粒子被參考符號占用，所以每個資源塊中可用的資源粒子組只有2個，所以總組數2×N_DL_RB-4。其余的OFDM符號的個數均為3×N_DL_RB。設N1=zeros(1,2×N_DL_RB)，N11=0；N2=zeros(1,3×N_DL_RB)，N22=0直到Nk=zeros(1,3N_DL_RB)，Nkk=0。其中Nk表示保存用于被PHICH所占用的第k個OFDM符號的REG的編號，Nkk表示被PHICH所占用的第k個OFDM符號的個數。由式(5)分別計算出每一組的3個資源粒子組所在的OFDM符號l′的位置，再由式(6)或式(7)計算在該符號上的資源粒子組的位置ni，以及在該符號上的資源粒子組的個數，分別保存在用于存儲該符號的相關寄存器Nli'li'和Nli'中，直至所有的組全部映射完成。
3 性能分析與總結
在DSP實現中，通過指令并行，盡量優化程序循環體，減少或消除程序中的‘NOP’指令[5-6]，以常規CP為例，各個模塊的運算cycles數統計如表3，通過表中的值可以看出，PHICH信道的執行時間非常少。當運用TMS320C64×DSP芯片實現時，完全可以滿足實時性信號處理。
本文從理論分析出發，根據TD-LTE系統特性，提出了一種簡單的ACK/NACK發送的實現方案，詳細講述了在DSP的實現方法，并在TMS320C64×芯片上加以實現。程序運行結果表明，提出的方案能夠滿足TD-LTE系統的需求，具有可行性和高效性。該方案已應用于LTE-TDD無線綜合測試儀表的開發中。
參考文獻
[1] 沈嘉. 3GPP長期演進(LTE)j技術原理與系統設計[M].北京：人民郵電出版社，2008.
[2] 3GPP TS 36.213 v9.0.0 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) Multiplexing and channel coding (Release 9)[S]. 2009-12.
[3] 3GPP TS 36.211 v9.0.0 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) Physical Channels and Modulation (Release 9)[S]. 2009-12.
[4] 3GPP TS 36.212 v9.0.0 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) Physical layer procedures (Release 9)[S]. 2009-12.
[5] Texas.Instruments.Incorporated.TMS320C64x/C6-4x+DSP CPU and Instruction Set ReferenceGuide[E-B/OL].Http://www.ti.com.cn,2008.
[6] 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，2006：32-50.