CN100588190C - 基带板及其处理多标准业务的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支持多标准的基带板，该基带板只包括一个数字信号处理器集群，该数字信号处理器集群中的多个数字信号处理器通过总线连接在一起，用于为各个标准的各种业务的上下行处理提供资源，该基带板还包括控制器，用于控制分配所述多个数字信号处理器的资源，该控制器根据接收的请求消息的类型，以及各个标准的各种业务的上下行处理所需要的数字信号处理器的资源，做相应的处理。根据本发明，可以降低基带板的成本，节约基带板的处理资源，并且使基带板容易升级。

Description

基带板及其处理多标准业务的方法
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及支持多标准的基带板及其处理多标准业务的方法。
背景技术
无线通信系统中的基站的主要功能包括3部分：无线传输和接收部分；信号处理部分以及网络传输部分。其中信号处理部分，包括码片速率处理和符号速率处理，消耗基站的资源最多。
在传统的支持多标准的基站的基带板中，一般采用：
1.多个专用集成电路芯片(ASIC)来分别处理不同标准的上行、下行处理过程；
2.多个现场可编程门阵列(FPGA)来分别处理不同标准的上行、下行处理过程；
3.多个数字信号处理器(DSP)集群来分别处理不同标准的上行、下行处理过程等方法。
其中方法1存在的问题是：设计周期比较长，并且不够灵活，升级比较困难；
方法2存在的问题是：成本比较高；
方法3存在的问题是：浪费了很多处理资源。
发明内容
本发明的目的是降低基带板的成本，节约基带板的处理资源，并且使基带板容易升级。
为了实现上述目的，本发明提出了一种支持多标准的基带板，该基带板只包括一个数字信号处理器集群，该数字信号处理器集群中的多个数字信号处理器通过总线连接在一起，用于为各个标准的各种业务的上下行处理提供资源，该基带板还包括控制器，用于控制分配所述多个数字信号处理器的资源，该控制器根据接收的请求消息的类型，以及各个标准的各种业务的上下行处理所需要的数字信号处理器的资源，做相应的处理。
本发明还提出了一种支持多标准的基带板处理多标准业务的方法，该基带板只包括一个数字信号处理器集群，该数字信号处理器集群中的多个数字信号处理器通过总线连接在一起，用于为各个标准的各个业务的上下行处理提供资源，该基带板包括控制器，用于控制分配多个数字信号处理器的资源，该方法包括如下步骤：控制器接收请求消息；控制器判断接收的请求消息的类型；以及根据判断结果，控制器做相应的处理。
优选地，该基带板还包括存储装置，该存储装置通过总线与数字信号处理器集群连接在一起，包括实现各个标准的各种业务的上下行处理过程中的各个任务的组件。
优选地，该基带板支持两种标准，分别为通用移动通信系统频分双工(UMTS-FDD)标准和高速下行分组接入(HSDPA)标准。
优选地，当接收的请求消息是关于建立UMTS-FDD业务链路时，控制器计算该UMTS-FDD业务所需要的数字信号处理器的资源，并做相应的处理；当接收的请求消息是关于建立HSDPA业务链路时，控制器计算该HSDPA业务链路所需要的数字信号处理器的资源，并做相应的处理；当接收的请求消息是关于建立UMTS-FDD业务链路和HSDPA业务链路时，控制器分别计算UMTS-FDD业务链路所需要的数字信号处理器的资源和HSDPA业务链路所需要的数字信号处理器的资源，并做相应的处理
优选地，该控制器是数字信号处理器集群中的其中一个数字信号处理器。
优选地，该控制器是处理器，该处理器通过总线与数字信号处理器集群相连。
附图说明
图1示出了根据UMTS-FDD标准，在基站中，下行的处理过程。
图2示出了根据UMTS-FDD标准，在基站中，上行的处理过程。
图3示出了根据HSDPA标准，在基站中，下行的处理过程。
图4是方框图，示意性的示出了根据本发明的一种实施方式的支持多标准的基带板。
图5是方框图，示意性的示出了根据本发明的另一种实施方式的支持多标准的基带板。
图6是流程图，示出了根据本发明的一种实施方式，设计支持多标准的基带板的过程。
图7是流程图，示出了根据本发明的一种实施方式，支持多标准的基带板的处理多标准无线业务的过程。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
为了说明的方便，以下的描述基于通用移动通信系统频分双工标准和高速下行分组接入标准。当然，本领域的技术人员应当理解，本发明并不限于此。
在UMTS-FDD标准中，其主要业务，例如语音业务和数据业务主要承载在专用信道上(DCH)。而在HSDPA标准中，其主要业务主要承载在高速下行共享信道(HS-DSCH)上。
根据由第三代移动通信标准化组织3GPP制定的UMTS-FDD标准，在基站中，下行的处理过程如图1所示。
首先，对要传输的数据附加循环冗余校验(CRC)位。接着，进行传输块级联和码块分割。然后，进行信道编码。然后，进行速率匹配。然后，进行第一次插入非连续传输指示。然后，进行第一交织。然后，进行无线帧分割。然后，进行传输信道复用。然后，进行第二次插入非连续传输指示。然后，进行物理信道分割。然后，进行第二交织。最后，进行物理信道映射，下行处理过程结束。
根据由第三代移动通信标准化组织3GPP制定的UMTS-FDD标准，在基站中，上行的处理过程如图2所示，基本上与下行处理过程相反。
首先，对由移动终端上传的数据进行数据解扩。然后，进行物理信道解映射。然后，进行第二解交织。然后，进行物理信道解分割。然后，进行传输信道解复用。然后，进行速率解匹配。然后，进行无线帧解分割。然后，进行第一解交织。然后，进行无线帧解均衡。然后，进行信道解码。然后，进行码块解分割和传输块解级联。最后，进行CRC检查，上行处理过程结束。
对于UMTS-FDD，其提供上下行对称的业务，上行处理(例如，符号速率处理和数据解扩)比下行处理(例如，符号速率处理和比特速率处理)要消耗更多的资源。
对于HSDPA，其提供上下行不对称的业务，下行处理要消耗基站很多的资源，然而，上行处理基站消耗的资源很少，几乎可以忽略不计。
根据HSDPA标准，其基站的下行处理过程如图3所示。
首先，对要传输的数据附加循环冗余校验(CRC)位。接着，进行比特扰码。然后，进行码块分割。接着，进行信道编码。接着，进行物理层混合自动重传功能。接着，进行物理信道分割。接着，进行HS-DSCH交织。接着，进行16正交幅度调制(QAM)星座图重排。最后，进行物理信道映射，下行处理过程结束。
图4是方框图，示意性的示出了根据本发明的一种实施方式的支持多标准的基带板。
如图4所示，它包括一个数字信号处理器(DSP)集群，该DSP集群由6个DSP组成。这6个DSP之间通过总线连接在一起。该基带板还包括存储装置，该存储装置包括实现各个标准的各种业务的上下行处理过程中的各个任务的组件，例如编码组件，解码组件，速率匹配组件以及交织组件等，并且通过总线与各个DSP相连。在这6个DSP中，其中有一个DSP是该DSP集群的控制器，用于控制分配各个DSP的资源，平衡在各个标准的各种业务之间上行处理和下行处理需要的资源。
图5是方框图，示意性的示出了根据本发明的另一种实施方式的支持多标准的基带板。
如图5所示，它与图4所示的基带板基本上相同。所不同的是，如图5所示的基带板还包括处理器，该处理器通过总线与DSP集群相连，是该DSP集群的控制器，用于控制分配各个DSP的资源，平衡在各个标准的各种业务之间上行处理和下行处理需要的资源。而上述的用于控制DSP集群的DSP的作用则与其他的DSP的作用一样，用于为各个标准的各个业务的上下行处理提供资源。
图6是流程图，示出了根据本发明的一种实施方式，设计支持多标准的基带板的过程。其中该基带板只包括一个DSP集群，用于为各个标准的各种业务的上下行处理提供资源。
首先，在步骤61，确定使用的DSP的型号。
在根据本发明的一个实施方式中，采用的DSP为Analog Devices公司的TigerSHARC(注册商标)TS101，其处理频率为250兆赫兹(MHZ)。
接着，进入步骤62。在该步骤，根据上步确定的数字信号处理器的类型以及基带板设计支持的每种标准可提供的业务，估计DSP资源消耗情况。
在根据本发明的一个实施方式中，该基带板支持两种标准，分别为UMTS-FDD和HSDPA。对于只有UMTS-FDD的业务，该基站板支持75个语音信道，每个信道的速率为12.2千比特每秒(kbps)；或者支持24个数据信道，每个信道的速率为64kbps；或者支持4个数据信道，每个信道的速率为384kbps。对于只有HSDPA的业务，该基站板支持的数据业务的下行最大速率可达14兆比特每秒(Mbps)。
当然，该基带板支持同时UMTS-FDD的语音业务和64kbps的数据业务，或者UMTS-FDD的语音业务和384kbps的数据业务，或者UMTS-FDD的语音业务和HSDPA的数据业务等。但是，这些业务总的需要的资源不能超出该基带板能够提供的资源。
在根据本发明的一个实施方式中，以指令周期数来表示DSP的资源消耗情况。采用VisualDSP++来估计TigerSHARC TS101的资源消耗情况。
表1显示了UMTS-FDD的业务下行符号速率处理过程消耗的DSP资源情况。
表1
  12.2kbps语音信道需要的每秒千周期数   64kbps数据信道需要的千周期数每秒
  CRC生成和附加   28.4   130.2
  传输块级联和码块分割   0   0
  信道编码(卷积编码)   34.4
  信道编码(Turbo编码)   424.4
  速率匹配   110.6   585
  第一次插入非连续传输指示   0   0
  第一交织   49.3   216.7
  无线帧分割   34.3   150.7
  传输信道复用   58   333.2
  第二次插入非连续传输指示   0   0
  物理信道分割   0   0
  第二交织   65   263
  物理信道映射   0   0
  在DPDCH中复用DPCCH   60   240
  总兆周期数每秒   0.421   2.343
  对x条信道总的负载(x分别为75，24)   75*0.421＝31.575   24*2.343＝56.232
考虑相关的控制功能(例如CRC生成和附加，信道编码，速率匹配，第一交织以及无线帧分割)有可能消耗更多的资源，应当在如表1得到的总的兆周期数的基础上增加20％的余量。因此，估计UMTS-FDD的业务下行符号速率处理过程消耗的DSP资源情况如表2所示。
表2
Figure C20041006688000111
表3显示了UMTS-FDD的业务上行符号速率处理过程消耗的DSP资源情况。
表3
  12.2kbps语音信道需要的千周期数每秒   64kbps数据信道需要的千周期数每秒
  物理信道解映射   0   0
  第二解交织   98   346.5
  物理信道解分割   0   0
  传输信道解复用   66   245
  速率解匹配   181   678.3
  无线帧解分割   51.2   190.4
  第一解交织   70.3   289.6
  无线帧均衡   0   0
  信道解码(Viterb解码)   957.6
  信道解码(Turbo解码)   8014.2
  传输块分割码块级联   0   51.8
  CRC检测   24.2   126.8
  总兆周期数每秒   1.4623   9.9426
  对x条信道总的负载(x分别为75，24)   75*1.4623＝109.67   24*9.9426＝238.622
考虑相关的控制功能有可能消耗更多的资源，应当在如表3得到的总的兆周期数的基础上增加20％的余量。为了得到UMTS-FDD的业务上行处理过程消耗的DSP资源情况，在如表3得到的总的兆周期数的基础上增加20％的余量的基础上，还应当加上数据解扩过程消耗的DSP资源。
表4显示了估计的UMTS-FDD的业务上行处理过程(包括符号速率处理和数据解扩)消耗的DSP资源情况。
表4
Figure C20041006688000121
表5显示了HSDPA的数据业务下行处理过程消耗的DSP资源。
表5
  传输块大小：28475bits，传输速率：14.29Mbps，调制方式：16QAM(周期数每秒)
重排字节，以符合CRC顺序   40530
CRC计算，CRC设置为16位   80571
传输码块分割   5064
包装/解包装数据   24815
turbo交织   43083
包装/解包装数据   31893
turbo编码   67422
传输码块级联   71339
第一次速率匹配   209820
第二次速率匹配   72000
物理信道分割   28800
HS-DSCH交织   75744
16QAM星座重排   8537
每个传输时间间隔TTI(2ms)总的周期数每秒   759618
兆周期数每秒   379.81
考虑相关的控制功能有可能消耗更多的资源，应当在如表5得到的总的兆周期数的基础上增加20％的余量。
因此，估计HSDPA的数据业务下行处理过程消耗的DSP资源情况如表6所示。
表6
  HS-DSCH(速率：14.29Mbps)
  传输块大小   28457比特
  调制方案   16QAM
  下行处理过程消耗的总兆周期数每秒   455.77
当估计步骤完成后，进入步骤63。在步骤63，确定选定的DSP的数目。
由于TS101的主频为250MHZ，40％的处理资源可以用来进行符号速率处理和码片速率处理，即100MHZ。因此，根据如上的估计结果，选用6个TS101就可以满足要求了。
图7是流程图，示出了根据本发明的一种实施方式，支持多标准的基带板的处理多标准无线业务的过程。
该基带板只包括一个DSP集群，用于为各个标准的各种业务的上下行处理提供资源。其中该DSP集群中的一个DSP为控制器，用于控制分配各个DSP的资源，平衡在各个标准的各种业务之间上行处理和下行处理需要的资源。或者基带板还包括处理器，该处理器通过总线与DSP集群相连，是该DSP集群的控制器，用于控制分配各个DSP的资源，平衡在各个标准的各种业务之间上行处理和下行处理需要的资源。
首先，基带板的控制器在等待状态。当接收到请求时，进入步骤71。
在步骤71，判断接收到到请求的类型。当该请求是无线链路建立时，进入步骤72。当该请求是无线链路删除时，进入步骤73。
在步骤72，控制器计算该无线链路建立请求需要消耗的DSP的资源。控制器应当事先知道各个标准的各种业务上下行处理要消耗的DSP的资源。例如，通过前面描述的估计过程，控制器就可以知道各个标准的各种业务上下行处理要消耗的DSP的资源。
例如，当请求建立无线链路的是UMTS-FDD语音业务，则总的需要消耗的DSP的资源为：下行处理UMTS-FDD语音业务所需要消耗的DSP的资源+上行处理UMTS-FDD语音业务所需要消耗的DSP的资源(参考表2和表4)。
当请求建立无线链路的是UMTS-FDD数据业务，则总的需要消耗的DSP的资源为：下行处理UMTS-FDD数据业务所需要消耗的DSP的资源+上行处理UMTS-FDD数据业务所需要消耗的DSP的资源(参考表2和表4，其中表2和表4只估计了速率为64kbps的数据业务所需要消耗的DSP资源，当然，本领域的技术人员应当理解，可以根据同样的方法估计速率为其他值的数据业务所需要消耗的DSP资源)。
当请求建立无线链路的是HSDPA数据业务时，则总的需要消耗的DSP资源为：数据速率×(对于14Mbps数据业务需要消耗的DSP资源/14Mbps)(参考表6)。
计算完该无线链路建立请求需要消耗的DSP的资源后，进入步骤74。在步骤74，控制器判断基带板是否有足够的DSP资源来满足该无线链路建立请求。当控制器发现剩余的DSP资源能够满足需要的DSP资源时，进入步骤75，否则，返回到等待状态，等待下一次的请求。
在步骤75，控制器根据情况分配一个DSP(例如对于UMTS-FDD的语音业务和数据业务)或多个DSP(例如对于HSDPA的数据业务)给该无线链路建立请求。然后控制器从存储装置中装载相应的组件到该DSP(当分配的DSP没有处理该无线链路建立请求的组件时)和配置该DSP(例如初始化用于发送或接收分组的链路端口)。
完成步骤75后，进入步骤76。在步骤76，控制器更新可利用的DSP的资源。完成更新后，返回到等待状态，等待下一次的请求。
返回步骤71，当该请求是无线链路删除时，进入步骤73。
在步骤73，控制器删除分配该无线链路连接，收回分配处理该无线链路连接的DSP资源。
完成步骤73后，进入步骤76。在步骤76，控制器更新可利用的DSP的资源。完成更新后，返回到等待状态，等待下一次的请求。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限定于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (12)

1.一种支持多标准的基带板，其特征在于，所述基带板只包括一个数字信号处理器集群，所述数字信号处理器集群中的多个数字信号处理器通过总线连接在一起，用于为各个标准的各种业务的上下行处理提供资源，所述基带板还包括控制器，用于控制分配所述多个数字信号处理器的资源，所述控制器根据接收的请求消息的类型，以及各个标准的各种业务的上下行处理所需要的数字信号处理器的资源，做相应的处理。
2.根据权利要求1所述的基带板，其特征在于，所述基带板还包括存储装置，所述存储装置通过总线与所述数字信号处理器集群连接在一起，包括实现各个标准的各种业务的上下行处理过程中的各个任务的组件。
3.根据权利要求1所述的基带板，其特征在于，所述控制器是所述数字信号处理器集群中的其中一个数字信号处理器。
4.根据权利要求1所述的基带板，其特征在于，所述控制器是处理器，该处理器通过总线与所述数字信号处理器集群相连。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的基带板，其特征在于，所述基带板支持两种标准，分别为通用移动通信系统频分双工标准(UMTS-FDD)和高速下行分组接入标准(HSDPA)。
6.根据权利要求5所述的基带板，其特征在于，当接收的请求消息是关于建立UMTS-FDD业务链路时，控制器计算该UMTS-FDD业务链路所需要的数字信号处理器的资源，并做相应的处理；当接收的请求消息是关于建立HSDPA业务链路时，控制器计算该HSDPA业务链路所需要的数字信号处理器的资源，并做相应的处理；当接收的请求消息是关于建立UMTS-FDD业务链路和HSDPA业务链路时，控制器分别计算UMTS-FDD业务链路所需要的数字信号处理器的资源和HSDPA业务链路所需要的数字信号处理器的资源，并做相应的处理。
7.一种支持多标准的基带板处理多标准业务的方法，所述基带板只包括一个数字信号处理器集群，所述数字信号处理器集群中的多个数字信号处理器通过总线连接在一起，用于为各个标准的各个业务的上下行处理提供资源，该基带板包括控制器，用于控制分配多个数字信号处理器的资源，所述方法包括如下步骤：
控制器接收请求消息；
控制器判断接收的请求消息的类型；以及
根据判断结果，控制器做相应的处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当该请求消息是建立链路时，控制器计算需要的资源，以及当控制器经过判断发现剩余的资源能够满足需要的资源时，把资源分配给所述请求建立的链路，并更新可利用的资源。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当该请求消息是删除链路时，控制器收回已经分配该链路的资源，并更新可利用的资源。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，所述基带板还包括存储装置，所述存储装置通过总线与所述数字信号处理器集群连接在一起，包括实现各个标准的各种业务的上下行处理过程中的各个任务的组件。
11.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，所述基带板支持两种标准，分别为通用移动通信系统频分双工标准(UMTS-FDD)和高速下行分组接入标准(HSDPA)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当接收的请求消息是关于建立UMTS-FDD业务链路时，控制器计算该UMTS-FDD业务链路所需要的数字信号处理器的资源，并做相应的处理；当接收的请求消息是关于建立HSDPA业务链路时，控制器计算该HSDPA业务链路所需要的数字信号处理器的资源，并做相应的处理；当接收的请求消息是关于建立UMTS-FDD业务链路和HSDPA业务链路时，控制器分别计算UMTS-FDD业务链路所需要的数字信号处理器的资源和HSDPA业务链路所需要的数字信号处理器的资源，并做相应的处理。
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