CN100578968C

CN100578968C - 一种无线通信系统物理层的多信道参数转存方法和装置

Info

Publication number: CN100578968C
Application number: CN200510077416A
Authority: CN
Inventors: 赵宇翔; 王菁
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2025-06-16
Also published as: CN1881839A

Abstract

本发明公开了一种无线通信系统物理层的多信道参数转存方法，其步骤是，将数字信号处理单元DSP下发的信道参数存储至一级缓存中；检测DSP下发的配置完成信号，根据配置完成信号设置信道参数的配置完成标志，判断信道参数的配置完成标志是否有效，并判断是否在帧边界参数生效点，如果上述条件两者均满足，则将一级缓存内的信道参数转存到二级缓存中；否则返回步骤b；根据信道号输出二级缓存内的该信道对应的信道参数。本发明还公开了一种无线通信系统物理层的多信道参数转存装置，该装置包括：信道参数读写控制单元、信道参数一级缓存单元、信道参数配置完成控制单元、信道参数转存控制单元、信道参数二级缓存单元、信道参数输出控制单元。

Description

一种无线通信系统物理层的多信道参数转存方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统的物理层技术，特别是指一种无线通信系统物理层的多信道参数转存方法和装置。

背景技术

无线通信系统，如GSM，CDMA，WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA等系统的物理层都支持多个信道，对于每个信道都有自己的信道参数。在此以WCDMA系统为例，具体介绍物理层多信道参数与现有的多信道参数存储和读取方法。

WCDMA系统中，高层数据传输到物理层之后，映射到物理信道的无线帧中。物理信道的数据传输速率、加扰方式、信道内容都有所不同，而且以无线帧为单位进行区分。WCDMA的物理信道在时间上分为3层结构：超帧、无线帧、时隙。一个超帧为期720ms，包括72个无线帧，一个无线帧周期长10ms，包括15个等长时隙，一个时隙对应2560chip。帧边界由系统帧编号SFN定义，即一个超帧的头帧SFN对72取模值为0，它的尾帧SFN对72取模值为71。

WCDMA系统根据物理信道的方向不同，分为上行链路物理信道和下行链路物理信道。下面以下行链路物理信道为例，介绍帧定时关系。

下行链路物理信道主要包括下行链路专用物理信道(DPCH)、公共导频信道(CPICH)、公共控制物理信道(CCPCH)、同步信道(SCH)、捕获指示信道(AICH)和寻呼指示信道(PICH)等。在3GPP TS 25.211协议中对上述各个物理信道之间的定时关系作了如下描述。

一个小区的SFN在主公共控制物理信道(P-CCPCH)上传输，系统把P-CCPCH信道作为所有物理信道的定时参考。下行信道直接以此为参考，上行信道间接以此为参考，上行链路的传输时间是根据其接收下行物理信道的时间计算。图1描绘了下行物理信道的帧定时关系，各信道之间的定时关系描述如下：

1)主同步信道(P-SCH)、辅同步信道(S-SCH)，主公共导频信道(P-CPICH)，辅公共导频信道(S-CPICH)，P-CCPCH和下行物理共享信道(PDSCH)具有相同的帧定时。

2)对辅公共控制信道(S-CCPCH)，不同的信道有不同的时延，它们与P-CCPCH的帧定时的偏移为256chips的整数倍，即，τ_S-CCPCH，k＝T_k×256chip，T_k∈{0，1，...，149}。

3)PICH的定时相对于相应的S-CCPCH帧定时提前τ_{PICH，τPICH}＝7680chips。

4)不同的DPCH有不同定时，它们与P-CCPCH的帧定时的偏移为256chips的整数倍，即，τ_DPCH，n＝T_n×256chip，T_n∈{0，1，...，149}。

5)AICH的接入时隙#0从(SFN modulo 2)＝0的P-CCPCH的帧头处开始。

6)高速下行共享信道(HS-SCCH)的子帧#0的起始与P-CCPCH的帧起始对齐。

每个物理信道都有自己的参数，这些参数由高层配置，可以分为好几类信道参数，每一类信道参数的生效时刻点不同。一帧之内的信道参数通常是不变化的，信道参数的变化是按帧切换。各信道参数需要缓存，而在系统需要的时候读取信道参数，也就是说，系统要有一套完成信道参数缓存和读取的信道参数处理机制。目前有两种技术方案，一种是采用一级缓存方式的信道参数处理技术，另一种是采用乒乓缓存方式的信道参数处理技术。

图2所示为采用一级缓存方式的信道参数处理的结构图，包括信道参数读写控制单元101、信道参数一级缓存单元102以及信道参数输出控制单元103，基于该结构的信道参数缓存和读取过程如下：

信道参数读写控制单元101根据来自DSP的各信道参数的读/写使能、和给不同信道的信道参数分配的不同地址，完成用于信道参数一级缓存单元102读写地址的译码工作，并根据译码的地址信息，把DSP下发的信道参数存到信道参数一级缓存单元。根据DSP软件确定的信道参数下发时间，信道参数输出控制单元103译码信道参数缓存的读地址，从信道参数一级缓存单元102读取信道参数，在生效边界处输出到调制模块中。其中，信道参数一级缓存单元102由各种大小的RAM和寄存器组成。

采用一级缓存的信道参数处理方案中，由DSP软件保证信道参数下发时间点的准确，因此对DSP软件要求比较高；由于无线通信系统物理层支持的信道数多，比如在WCDMA系统中支持128个信道，因此DSP计算量高；而且由于各个信道的帧定时也不一样，信道参数实际生效时刻也不同，因此对DSP软件的时间精度要求高。此技术方案对DSP要求时间精度高，计算量大，难以实现。

图3所示为采用乒乓缓存方式的信道参数处理的结构图。此方案主要采用了读/写乒乓切换标志，信道参数的读/写要由乒乓标志控制。结合图3，具体描述如下：

信道参数读写控制单元201根据由DSP分配的不同信道的信道参数的不同缓存地址，译码出信道参数的读写地址。根据写乒乓切换标志寄存器组202中对应信道参数的写乒乓切换标志，将信道参数写入乒缓存或乓缓存203，其中缓存是RAM或者寄存器，并且每写一次缓存则切换相应信道参数的写乒乓标志。

当信道参数写入乒缓存或乓缓存203之后，信道参数配置完成控制单元205根据DSP下发的配置完成信息，将读乒乓切换标志寄存器206中的读乒乓标志翻转。

信道参数输出控制单元204译码乒缓存或乓缓存203的读地址，并在信道参数生效点处，根据来自读乒乓切换标志寄存器组206中相应信道参数的读乒乓标志，将信道参数从乒缓存或乓缓存203内读出，输出给调制模块。

采用乒乓缓存方式的信道参数处理方案中，对于每一个信道参数需要两套乒乓切换标志寄存器维护信道参数的读乒乓标志和写乒乓标志，由于信道多，寄存器也多，因此寄存器维护成本高，实现起来也复杂，增加了电路的复杂性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多信道参数转存方法，通过对缓存和读取信道参数的控制，以保证调制模块能在正确的时刻读取信道参数。

本发明的另一目的在于提供一种多信道参数转存装置，以能够完成信道参数转存和下发。

根据上述的第一个目的，本发明提供一种无线通信系统物理层的多信道参数转存方法，其特征在于，包括：

a将数字信号处理单元DSP下发的信道参数存储至一级缓存中；

b检测DSP下发的配置完成信号，根据配置完成信号设置信道参数的配置完成标志，判断信道参数的配置完成标志是否有效，并判断所述信道参数是否在帧边界参数生效点，如果上述条件两者均满足，则将一级缓存内的信道参数转存到二级缓存中；否则返回步骤b；

其中，当帧定时偏移参数与基准定时计数值相减的结果为非0时，所述信道参数不在帧边界参数生效点，当相减结果为0时，所述信道参数在帧边界参数生效点；

c调制模块依次输出的各信道号作为信道轮询号，根据信道轮询号轮询输出二级缓存内的信道参数。

其中，b所述判断帧边界参数生效点的步骤包括，将信道的帧定时偏移参数与由调制模块产生的基准定时计数值相减，如果相减的结果为0，则判定为帧边界参数生效点。

其中，所述步骤b进一步包括，判断信道参数转存是同步生效还是异步生效，如果是同步生效，则在指定的系统帧的帧边界转存信道参数，如果是异步生效，则在当前帧之后的下一帧的帧边界转存信道参数。

其中，步骤b所述的转存信道参数是在一个时钟周期内转存一个信道的参数。

其中，步骤c所述的输出信道参数是在一个时钟周期内输出一个信道的参数。

其中，步骤b进一步包括，一级缓存内的信道参数转存到二级缓存中后，清除信道参数的配置完成标志。

根据上述的另一个目的，本发明提供一种无线通信系统物理层的多信道参数转存装置，包括译码来自DSP的读/写地址并将DSP下发的信道参数存储至信道参数一级缓存单元的信道参数读写控制单元，和，存储有DSP下发的信道参数的所述信道参数一级缓存单元，和，配置信道参数配置完成标志的信道参数配置完成控制单元，以及输出信道参数的信道参数输出控制单元，其特征在于，该装置还包括：信道参数转存控制单元和信道参数二级缓存单元，所述信道参数输出控制单元包括信道号译码单元和数据选通合并单元，其中，

信道参数转存控制单元根据该信道参数转存控制单元计算的帧边界生效点和来自信道参数配置完成控制单元的配置完成标志，将从信道参数一级缓存单元内读取的信道参数转存到信道参数二级缓存单元；

信道号译码单元根据信道号译码该信道所对应信道参数的读地址，输出给信道参数二级缓存单元和数据选通合并单元，并输出信道参数二级缓存单元的读使能；

数据选通合并单元根据信道号译码单元输出的读地址，选通输出信道参数二级缓存单元中寄存器组中的信道参数，并与从信道参数二级缓存单元中RAM中读出的信道参数合并，通过由信道参数的不同性质而分配的不同参数信号线，输出给调制模块。

其中，信道参数配置完成控制单元包括：地址译码电路、与各信道分别对应的检测上升沿电路以及与各信道分别对应的配置完成状态寄存器组，其中：

地址译码电路译码来自DSP的配置完成状态寄存器的地址，检测上升沿电路检测DSP下发的配置完成信号，根据检测结果配置信道参数的配置完成标志，并根据译码得到的寄存器的地址，存储至配置完成状态寄存器中。

其中，信道参数一级缓存单元和信道参数二级缓存单元包括：具有不同存储空间的RAM和寄存器组。

其中，所述信道参数转存控制单元还包括，从信道参数一级缓存单元内读取的信道参数转存到信道参数二级缓存单元后，向信道参数配置完成控制单元输出信号，以更新信道参数配置完成控制单元中的配置完成标志。

其中，所述检测上升沿电路和配置完成状态寄存器组中寄存器的数目分别与信道的数目相同。

本发明采用一、二级缓存方法实现多信道参数的存储，由于在第二级缓存的时候，通过转存控制，在信道参数生效点把信道参数从一级缓存转存到二级缓存中，保证了信道参数的生效点满足3GPP协议规定的要求，保证调制模块能够及时获取有效的信道参数。本发明还支持异步生效和同步生效两种模式，提高了信道参数配置的灵活性和可控制性。本发明的信道参数的处理是以信道轮循的方式，因此节省了硬件和逻辑资源。本发明通过二级缓存的方式确保了信道参数下发时刻的准确性，不同于现有技术，不需要用DSP来控制信道参数的下发时刻，减少了DSP的工作量，实现简单。本发明也不需要读写乒乓标志寄存器，与乒乓缓存相比，电路简单，实现简单。

附图说明

图1为下行物理信道的帧定时和接入时隙的定时关系图；

图2为现有技术中采用一级缓存方式的信道参数处理结构图；

图3为现有技术中采用乒乓缓存方式的信道参数处理结构图；

图4为本发明多信道参数转存装置总体结构框图；

图5为本发明信道参数读写控制单元的实现框图；

图6为本发明信道参数配置完成控制单元的实现框图；

图7为本发明信道参数转存控制流程图；

图8为本发明以信道轮循方式转存与下发信道参数的时序图；

图9为本发明信道参数输出控制单元的实现框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的多信道参数转存装置的结构图如图4所示，此装置主要包括：信道参数读写控制单元301、信道参数一级缓存单元302、信道参数配置完成控制单元303、信道参数转存控制单元304、信道参数二级缓存单元305、信道参数输出控制单元306。详细介绍每个单元的功能如下：

信道参数读写控制单元301，译码DSP分配的信道参数的读写地址。

信道参数一级缓存单元302，将DSP下发的信道参数，根据上述译码地址进行一级缓存。此单元根据信道参数的类别，由各种大小的RAM或者寄存器组成。

信道参数配置完成控制单元303，检测来自DSP的信道参数配置完成信号，当检测到信道参数配置完成时，将信道参数配置完成标志置1。

信道参数转存控制单元304，判断各个信道的帧边界信道参数生效点，检测信道参数配置完成控制单元303输出的信道参数配置完成标志，当该配置完成标志为1时，分别输出信道参数一级缓存单元的读使能和信道参数二级缓存单元的写使能，在信道参数的生效点上，从一级缓存内读取的信道参数转存到二级缓存中，同时将信道参数配置完成标志清0。

信道参数输出控制单元306，译码调制模块输出的信道轮循号，将信道轮循号对应的信道参数从二级缓存内读出，输出给调制模块使用。

其中，信道参数二级缓存单元305根据信道参数的类别，由各种大小的RAM或者寄存器组成。

如图6所示，信道参数配置完成控制单元303包括地址译码电路401、与各信道分别对应的检测上升沿电路402、以及与各信道分别对应的配置完成状态寄存器组403，其中，

地址译码电路401根据来自DSP的地址信息译码信道参数配置完成状态寄存器的写地址，以将各信道参数的配置完成标志写入对应的配置完成状态寄存器；由于专用集成电路逻辑内部ASIC规定配置完成信号要先写0再写1，所以需要检测上升沿电路，检测上升沿电路402检测DSP下发的信道参数配置完成信号；当检测上升沿电路402检测到配置完成信号的上升沿，ASIC内部将把存储信道参数配置完成标志的配置完成状态寄存器置1。

由于每个信道的一组信道参数配置完成后，都会有由DSP配置的配置完成信号，因此检测上升沿电路402和配置完成状态寄存器组403中寄存器的数目与信道个数相同。

如图9所示，信道参数输出控制单元306由两部分组成：

信道号译码单元501，根据来自调制模块的信道轮循号，译码出信道轮循号所对应的信道参数在信道参数二级缓存单元305中的具体地址，然后将RAM读地址输出至RAM，将寄存器组读地址输出至数据选通合并单元502，并输出读使能信号给信道参数二级缓存单元502；

数据选通合并单元502，根据信道号译码单元501输出的寄存器组读地址选通输出寄存器组中的信道参数，并与RAM中读出的信道参数合并之后，根据信道参数的性质，分配不同的参数信号线，通过该参数信号线，输出给调制模块。

本发明提供的多信道参数转存方法的总体思路是：首先把DSP下发的信道参数进行一级缓存，判断信道参数配置完成标志有效后，在信道参数生效点，将这些信道参数转存到第二级缓存中，然后根据来自调制模块的信道轮循号，以信道轮循的方式输出给调制模块。本发明方法详细介绍如下：

步骤A：将DSP下发的信道参数进行一级缓存，结合图5所示，详细描述其过程如下：

步骤A1：由DSP给出信道参数读写使能、读写地址，参数读写控制单元301对DSP的写地址进行译码；

步骤A2：根据DSP分配的写地址，将DSP下发的信道参数缓存到信道参数一级缓存单元302中对应地址的RAM或者寄存器；

步骤A3：信道参数读写控制单元301译码上述写入信道参数的地址，DSP回读该地址中的数据，确认信道参数是否正确写入；

步骤A4：当信道参数缓存到一级缓存时，DSP输出信道参数配置完成信号至信道参数配置完成控制单元。

步骤B：通过信道参数转存控制，在信道参数生效点，将信道参数转存到二级缓存。

其中各信道的信道参数所存的二级缓存地址是预先分配好的，使得调制模块需要某一信道的信道参数的时候，根据信道号就能从对应的地址中取出。

为方便控制信道参数生效的时间点，本发明的信道参数转存方式可支持同步生效和异步生效两种模式，具体采用何种模式可由系统高层配置。所谓同步生效是指：DSP下发的信道参数是在指定的系统帧编号SFN的帧边界处生效，因此当支持同步生效时，由信道参数转存控制单元304判断DSP下发的信道参数是当前SFN的信道参数时，转存信道参数。所谓异步生效是指：DSP下发的信道参数在该信道参数所在的当前帧的下一个帧头直接生效，不用等待当前SFN，因此当支持异步生效时，DSP下发的信道参数在当前帧的下一个帧头进行转存。下面结合图7，详细说明信道参数转存控制的流程：

步骤B1：从一级缓存内读出信道参数所在信道的帧定时偏移参数X，此参数X如背景技术中描述，每个信道的帧头随不同的帧定时偏移而不同，这由DSP配置给信道参数。各信道的调制模块通过帧计数来产生基准定时计数值Y。将帧定时偏移参数X与基准定时计数值Y相减，把相减结果给下一步骤B2；

步骤B2：根据上述相减结果，判断是否是帧边界：当结果为非0时，表明不是该信道参数所在帧的帧边界，返回步骤B1；当结果为0时，表明是该信道参数所在帧的帧边界，继续执行步骤B3；

步骤B3：在帧边界处，判断该信道参数的配置完成标志是否为1，如果为0，表示当前帧的信道参数没有配置完成，需要到下一帧的帧边界重新判断，返回步骤B1；如果为1，表明当前帧的信道参数配置已完成，但是还需要判断当前信道参数是否是同步生效，因此继续执行步骤B4；

在此步骤中的配置完成标志是由信道参数配置完成控制单元303完成，因为是由DSP配置某个特定的寄存器来存储配置完成标志，所以先对写地址进行译码，然后检测出步骤A4中的配置完成信号，当检测到配置完成信号的上升沿，配置完成状态寄存器置1。

步骤B4：判断信道参数是否是同步生效：如果不是同步生效，表明是异步生效，在该信道参数所在帧的下一帧头执行步骤B6；如果是同步生效，则继续执行步骤B5；

步骤B5：判断当前帧边界是否为当前指定生效的系统帧边界SFN：如果是，执行步骤B6；如果不是，则返回步骤B1，重新到下一帧重复上述步骤；

步骤B6：信道参数从一级缓存转存到二级缓存，并把信道参数配置完成标志清0。

上述信道参数的转存控制流程是对应于每个信道的流程，对于所有的信道是以信道轮循的方式进行，即每个时钟周期处理一个信道，依次轮回。

步骤C：根据来自调制模块的信道轮循号，以信道轮循的方式，将二级缓存内信道参数输出给调制模块，具体描述如下：

步骤C1：调制模块将信道轮循号发送给信道参数输出控制单元306，由此单元对信道号译码成二级缓存的读地址；

步骤C2：根据上述读地址，从RAM中读出的信道参数和从寄存器组中选通输出的信道参数合并，并根据信道参数的类型，分成不同的数据信号线，下发给调制模块。

上述步骤中，也是以信道轮循的方式将信道参数从二级缓存内读出，并下发给调制模块。

图8所示为以信道轮循方式信道参数转存和下发的时序图。信道轮循的方式是指：对于转存或者下发等处理功能来说，每一个时钟周期只处理一个信道的信道参数，所有信道的信道参数是以串行方式处理。不采用信道轮循，对于转存或者下发等处理功能来说，每一个时钟周期处理所有信道的信道参数。因此，采用信道轮循的方式就相当于是时分复用，对于一个处理功能单元来说，只需要一个处理单元。因此节省硬件实现中的门电路的个数，节省逻辑资源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种无线通信系统物理层的多信道参数转存方法，其特征在于，包括：

a将数字信号处理单元DSP下发的信道参数存储至一级缓存中；

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，b所述判断帧边界参数生效点的步骤包括，将信道的帧定时偏移参数与由调制模块产生的基准定时计数值相减，如果相减的结果为0，则判定为帧边界参数生效点。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤b进一步包括，判断信道参数转存是同步生效还是异步生效，如果是同步生效，则在指定的系统帧的帧边界转存信道参数，如果是异步生效，则在当前帧之后的下一帧的帧边界转存信道参数。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b所述的转存信道参数是在一个时钟周期内转存一个信道的参数。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c所述的输出信道参数是在一个时钟周期内输出一个信道的参数。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b进一步包括，一级缓存内的信道参数转存到二级缓存中后，清除信道参数的配置完成标志。

7、一种无线通信系统物理层的多信道参数转存装置，包括译码来自DSP的读/写地址并将DSP下发的信道参数存储至信道参数一级缓存单元的信道参数读写控制单元，和，存储有DSP下发的信道参数的所述信道参数一级缓存单元，和，配置信道参数配置完成标志的信道参数配置完成控制单元，以及输出信道参数的信道参数输出控制单元，其特征在于，该装置还包括：信道参数转存控制单元和信道参数二级缓存单元，所述信道参数输出控制单元包括信道号译码单元和数据选通合并单元，其中，

信道号译码单元根据信道号译码该信道号标识的信道所对应信道参数的读地址，输出给信道参数二级缓存单元和数据选通合并单元，并输出信道参数二级缓存单元的读使能；

8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，信道参数配置完成控制单元包括：地址译码电路、与各信道分别对应的检测上升沿电路以及与各信道分别对应的配置完成状态寄存器组，其中：

9、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，信道参数一级缓存单元和信道参数二级缓存单元包括：具有不同存储空间的RAM和寄存器组。

10、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述信道参数转存控制单元还包括，从信道参数一级缓存单元内读取的信道参数转存到信道参数二级缓存单元后，向信道参数配置完成控制单元输出信号，以更新信道参数配置完成控制单元中的配置完成标志。

11、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述检测上升沿电路和配置完成状态寄存器组中寄存器的数目分别与信道的数目相同。