基带处理单元的需求估计
基带处理单元的需求估计主要包含以下两个方面:
●各个业务传输通道的数据处理:以无线信道承载的最高业务速率384Kbps为例进行分析。根据3GPP协议TS25.211,为支持该种速率业务所要求的信道比特速率最大不超过960K(对应扩频增益SF=8,每10ms帧内的比特数是9600bits)。系统在1个10ms帧内所要处理的最大数据量为:
Wmax=9600bits。
根据3GGP协议TS25.212V2.2.0规定的下行数据基带处理流程(图1所示),并按固定位置复用的方式进行处理,每个数据比特须经过最多10个环节的处理过程,分别是:
估算平均每环节上每比特的处理要求8条指令。则10ms内必须完成的处理指令数是:9600×10×8=768000条。对应的处理能力要求是76.8MIPS。
●消息处理:包含消息的解释、对应控制参数的计算、发给对应的处理FPGA。估计需求不超过一条承载64Kbps业务的无线信道的基带数据处理的需求。
综合考虑上述两个方面,则整个基带数据处理的等效需求是:
(9600+2400)×10×8/10ms=96MIPS
以TMS320C5410为例,其内部工作时钟频率高达100MHz,运算速度达100MIPS。基于C的软件开发环境和汇编级并行处理的优化程序,优化后的并行执行效率一般为80%,等效的处理能力为80MIPS。可见,若将整个基带数据处理交给该DSP芯片完成,其处理能力无法满足整个处理单元的需求。因此,在基带处理的实现方案中,数据量小的业务,如随路信令,AMR语音业务可由DSP处理;而数据量大的业务,如64Kbps、144Kbps和384Kbps速率的业务,大部分处理环节由FPGA完成。具体实现如下: