基于通用处理器的2G/3G系统物理层关键算法设计与优化

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:christopherq
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随着近年来无线通信技术的快速发展,传统无线接入网已经无法满足当前通信系统业务增长需求。为了应对不断提高的服务质量、传输速率、系统容量要求,C-RAN作为新型无线接入网架构应运而生。在4G发展成熟之前,2G和3G系统作为当前使用最广泛移动通信系统,是C-RAN需要承载的重要成员。另一方面,从性能、功耗等多方面考虑,通用处理器作为一种具有竞争力的处理芯片,是除专用处理器外实现基带信号处理的另一选择。本文建立在这样的技术背景上,基于通用处理器,针对GSM和TD-SCDMA系统搭建仿真平台,并对链路进行误码率性能测试和时延测试。论文的研究重点是GSM物理层的各个模块和TD-SCDMA系统中联合检测模块在通用处理器平台的设计、实现与优化。在详细论述GSM物理层关键技术后,给出了各个模块相应的实现方法。对ZF-BLE和MMSE-BLE算法进行分析后,选择ZF-BLE作为适合GPP平台下TD-SCDMA联合检测算法,并论述使用近似Cholesky分解法优化ZF-BLE算法。本文的主要创新点有以下两点:第一点,对比DSP与GPP,结合GPP平台特点,总结提出了基于GPP平台的三个优化方法,分别是查找表、SIMD并行指令、IPP库;第二点,提出了在基带信号处理上具体优化方法,包括GSM中CRC校验、卷积编码、GMSK调制等模块和TD-SCDMA联合检测中激励响应向量计算的快速查表法,两种快速实现复数乘法的SIMD并行优化方法以及使用运算合并来使用IPP库和减小循环开销的方法。本文还给出了链路的误码率性能仿真和各个模块的时延仿真,对优化效果进行了验证。从仿真结果来看,通用处理器平台上实现和优化的GSM和TD-SCDMA系统满足误码率和实时性处理要求,验证了GPP平台的信号处理能力。与专用处理器相比,通用处理器价格低廉,能承担多任务,具有更好的系统兼容性和代码移植性。另外通用处理器上优化方法众多,伴随着这些优化方法的使用,基于通用处理器的实时信号处理能力将进一步提高,表现出了承担未来通信系统无线信号处理的巨大潜力。
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