WiMAX基带处理板的DSP子系统的设计与实现

发布时间：2020-09-22 19:02

　　全球微波接入互操作性WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)是基于IEEE802.16标准的无线城域网接入技术,实际应用中基本上能覆盖到城郊。WiMAX不但可以作为有线网络接入的无线扩展实现边远地区的网络连接,而且还可以实现无线城域网的接入。宏基站就是WiMAX无线城域网的应用之一。论文研究来源于中兴通讯有限公司WiMAX宏基站项目,该项目根据802.16e标准开发宏基站,为用户提供高速稳定的通信服务。论文工作是关于基站收发信机中的基带处理板。基带处理板作为基站收发信机中的基带处理模块,它的主要功能是完成整个802.16e的物理层算法处理。目前802.16e物理层协议需要对收发信息进行编解码、调制解调等处理,其中包含很多运算密集的数字信号处理技术。由于其协议本身还在不断的完善之中同时市场上也没有专门的套片解决方案,或专用的ASIC芯片。考虑到以上处理有些适合硬件逻辑实现,有些适合数字信号处理器实现,所以单板物理层处理模块需要采用FPGAs+DSPs的实现方案。此方案中采用四片DSP和两个FPGA,其中一片DSP作为主控,其他三片DSP和FPGA作为算法处理。本文的重要工作包括以下几个方面: (1)基带处理单板的DSP子系统的硬件的设计与实现:硬件设计上采用最新技术——Rapid IO,实现了整个DSP子系统的速率为3.125Gbps的高速数据转发,网口速率达到千兆的设计。 (2)软件设计上,主控DSP支持二次Bootloader的升级与回退,支持加载算法DSP和FPGA的版本,支持对其他算法DSP和FPGA运行情况的监视,节省了生产成本,提高了系统的稳定性。 (3)针对网口和SRIO接口硬件设计上的需求,分别对网口和SRIO接口做了详细的软件设计与实现。 (4)在算法DSP方面不仅实现了算法处理,还考虑了几个比较重要的出错信息上报,支持出错自修复机制,主要讨论了交织器算法CTC。最后对DSP子系统进行单元测试和系统测试,结果表明子系统中的子模块和整个子系统都达到了任务要求的功能。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TP368.11;TN925.9
【部分图文】：

示意图,网络结构,示意图,基站子系统

81 可看出，WiMAX 通信系统由若干个子系统或功能实体obile Station)、移动交换子系统和基站子系统 BS个组成部分。基站子系统包括基站收发信机 BTubsystem)和基站控制器 BSC(Base Station Controller)。基与移动台相连[19]，通过 A 接口与交换子系统相连[20]，统之间。S)是用来在用户端接收无线信道的物理设备，可以是手直接与终端设备相连而构成，它给用户提供接入网络卡(即用户识别模块，它可进行用户的身份识别及通信鉴、短消息等用户个人信息)与物理设备组成。子系统主要完成网络的组建，处理 WiMAX 通信系统

系统框图,基带,系统框图

10图 2-2 基带池的系统框图中的信号流程方向为，前向业务(信号)：来自核心网的业务，通过 R到 BTS，经过对前向信号编码、调制，然后通过光纤或本地连接，送到变频，经 PA 功率放大及 RFE，通过天线发住移动台。反向业务(信号的 16e 信号经天线到达 RFE，在 TRX 作下变频，通过光纤或本地连接单元，然后通过 R6 接口送到 BSC，通过核心网送到终端。AX 基站收发信机中的基带子系统由控制交换模块、MAC 处理模块块、网络接口模块、定时频率模块、电源模块和风扇控制及环境监控它们在 BBU 机框中的位置如 2-3 图所示。

处理模块,制面,安全功能,专用网络

及交换接口模块 CSIM制面、媒体面数据交互、软件主控、以及对外 FE/GE 接口hMM 功能；另外它还是前台软件集中控制点，包括版本软地操作维护 OMC 等；可以对外提供本地操作维护 OMC 地调试接口；对外预留 1*100M 的辅助设备监控接口；还可接口。处理模块 WMPM接口部分：提供基带与 PHY 数据流交互功能；MAC PDUL MPP 和下行 DL MPP。调度部分 SCHD：包括上行调度和处理模块 WBPM成 802.16e 物理层处理，另外还负责与射频实现接口。接口模块 WNIM流量 IP 层安全功能：需要专用网络处理器或专用集成电路复用接入功能： 16*E1/T1 或 1*E3/T3 ； Sonet/SDH 接

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