TD-LTE基站基带芯片物理层控制系统设计

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＥｌ ｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＴＤ－ＬＴＥ ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ ｂａｓｅｂａｎｄ ｃｈｉｐ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｔｏｗａｒｄ ｍｕｈｉｃｏｒｅ ｔｒｅｎｄ，ａ ｓ ａ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃａｒｒｉｅｒ ＴＤ。 ＬＴＥ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ，ｈｏｗ ｔｏ ｅｆ ｉ ｃｉｅｎｔｌｙ ｕｓｅ ｔｈｅ ｂａｓｅｂａｎｄ ｃｈｉｐ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｂａｓｅｂａｎ ｄ ｃｈｉｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａｎ ｕｒｇｅｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｉｎｃｒｅａ ｓ ｅ ｃｈｉｐ ｐｅｒ ｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔ ｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ，ａｎ ｅｆｉｃｉｅｎｔ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔ ｈｅ ３ＧＰＰ ｐｈｙｓｉｃａ ｌ ｌａｙｅｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔ ｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ａｃｃｏｒ ｄ ｉｎｇ ｏｎ ｔ ｈｅ ＤＳＰ ＣＯｒ ｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ，ｔｈｅ ｂａｓｅｂａｎｄ ｄａｔａ ｓｔｒｅａｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎ ｅｄ，ａｎ ｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ－ｔａｓｋ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎ ｅｄ．Ｔｈ ｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒ ｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂａ ｓｅｂａｎｄ ｍａｓｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ＤＳＰ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｎ－ｃｈｉｐ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｈａｖｅ ｅｆ ｉｃｉｅｎｔ ｔ ａｓｋ ｆ ｌｏｗ，ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂａ ｓｅｂａｎｄ ｃｈｉｐ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ，ａｎ ｄ ｈａｓ ａ ｈｉ ｇｈ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆｍｕｌｔｉ ｔａｓｋ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ ＣＯｒｅ ＤＳＰ；ＴＤ－ＬＴＥ ｂａｓ ｅ ｓｔａｔｉｏｎ；ｂａｓｅｂａ ｎ ｄ ｃｈｉｐ；ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｃｏｎｔｒ ｏ ；ｔａｓｋ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ
统 、ＤＳＰ处理 系统 和 片 上 资 源 有 着 高 效 的 任 务 流 水 ，总 体 实现 了基 带 芯 片 的物 理 层 功 能 ，且 有 着较 高的 多任 务 处 理 效
率 。
关 键 词 ：多核 ＤＳＰ；ＴＤ—ＬＴＥ基 站 ；基 带 芯 片 ；物 理 层 控 制 ；任 务 调 度

中 图分 类 号 ：ＴＮ９１４．３
ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒ ｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）作 为 ３Ｇ 技 术 的 长 期 演 进 ，已 １ 设 计 依 据
成 为 当前 移 动 通 信 领 域 的 主 流 通 信 标 准 。ＬＴＥ 运用 ＯＦＤＭ 和
ＭＩＭＯ 等 关 键 技 术 【ｌ】。向 用 户 提 供 更 高 的 数 据 传 输 速 率 ，以 及
一 种 高 效 的 物理 层控 制 系统 。首 先 基 于 ３ＧＰＰ物 理 层 规 范 ，设 计 了 系统 状 态机 ，根 据 ＤＳＰ核 交 互机 制设 计 了基 带 数 据
流 ，在 此 基 础 上 设 计 了基 带 芯 片 的 多 任 务 调 度 控 制 系统 。最 后 根 据 【Ｌ 仿 真 验 证 和基 带 分 析 仪 器验 证 ，基 带 主控 系
功 能 的核 心 部 件 ．采 用 定 制 的专 用 集 成 电路 （ＡＳＩＣ）实 现 已 不 成 为 提 升 基 带 ＳＯＣ处 理 性 能 的 有 效 途 径 嗍。本 文 基 于 中 国 科
能 解 决 基 带 芯 片 随着 ＬＴＥ标 准 的 升 级 而 灵 活 升 级 的 大 难 题 ， 学 院 计 算 技 术 研 究 所 自主 研 发 的 动 芯 ４ Ｇ 小 型 基 站 基 带 芯
ＴＤ—ＬＴＥ基 站 基 带 技 术 包 括 了 基 于 ３ＧＰＰ Ｌ１［Ｅ 的 物 理 层
更 低 的 用 户 时延 。ＬＴＥ基 站 作 为 ＬＴＥ通 信 的关 键 环 节 ，其 担 的软 硬 件 设 计 。基 于 专 用 基 带 芯 片 进 行 基 带 算 法 的处 理 成 为
负 着 用 户 数 据 业 务 的 编解 码 工 作 ／＇２１。 而 基 带 芯 片 作 为 物 理 层 现 今 基 带 处 理 共 识 ．而 集 成 了 多 核 ＤＳＰ和 硬 件 加 速 器 的设 计
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１６７４—６２３６（２０１６）１５—００３５—０４
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ＴＤ－ＬＴＥ ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ ｂａｓ ｅｂａｎｄ ｃｈｉｐ
ＹＡＮ Ｙｕｎ－ｃｈａｏ，ＰＡＮ Ｚｈｅｎｇ－ｒｏｎｇ
摘 要 ：ｒｉＤ—ＬＴＥ基 站 基 带 芯 片的 发 展 已走 向 多核 化 趋 势 ，作 为 ＴＤ—ＬＴＥ物 理 层 的硬 件 载 体 ，在 芯 片 性 能 逐 渐 提 升 的 同
时 ．如 何 高 效 利 用 基 带 芯 片性 能 以及 基 带 芯 片控 制 系统 的 设 计 与 开 发 成 为 目前 急 需 解决 的难 题 。针 对 此 问题 ，设 计 了
第 ２４卷 第 １５期
Ｖ０１．２４ Ｎｏ．１５
电子 设计 工 程
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｎｇ
２０１６年 ８月
Ａｕｇ．２０１６
ＴＤ．ＬＴＥ基站基带芯 片物理层控制 系统设计
闰云 超 ．潘峥 嵘
（兰 州 理 工 大 学 电气 工 程 与 信 息工 程 学 院 ，甘 肃 兰 州 ７３００５０）