满足并超越LTE要求

这里介绍了最新的DSP产品，从而帮助你搭建一个可以满足LTE（长期演进）要求的基站LTE，作为无线通信行业未来几年内会得以推广的4G解决方案之一，提出了一系列较高的目标。这些目标给技术供应商、设备制造商以及服务提供商都提出了一个不小的挑战。

LTE是3G通用移动电信系统(UMTS)的下一代无线协议，由第三代合作伙伴项目（3GPP）进行开发，其目标是将蜂窝通信集成到基于分组的全IP（互联网协议）网络中。LTE的这些目标意味着，更高的下行和上行数据传输率（分别是100Mbs和50Mbs），低数据包延时（小于5毫秒）。其中后一个参数对于新业务，如无线语音IP电话（VoIP），变的越来越重要。为了能进行良好的测试，技术上也需要提高频谱利用率、增加容量以及降低每传输比特的单位成本。

LTE通过引入一些概念实现了这些目标，当然相应的也增加了这些技术的复杂度。这些技术包括更加复杂的上下行调制方案、灵活的信道带宽、以及多天线的多入多出（MIMO）架构。最终，LTE的复杂度不断增加将要求基站和手持设备的强大的灵活的创新的实现工艺。

LTE在下行链上实现了正交频分复用（OFDM）调制方案，而上行链上实现的是OFDM衍生的单载波频分多址接入（SC-FDMA）。上行采用SC-FDMA的主要原因在于可以比OFDM提供更大的功率放大器效率，从而意味着手持机的电池持续时间更长。OFDM相对而言比较复杂，共分2048个子载波，每个子载波的间隔为14Khz。子载波数量越多，OFDM对抗多径的能力越强，频率利用率和数据传输率越高。

可缩放的上下行带宽，支持1.25MHz到20MHz，从而使得LTE利用现有的和新的频带。MIMO架构通过多个信号路径有助于LTE实现较高的数据传输率。不过这里再提一下，LTE在上下行链上采用了不同的方案，一边控制LTE手持机的成本。如果手持机配备有多个天线，这样MIMO架构可以使传输率超过下行100Mbps/上行50 Mbps。

装备LTE基站

为了解决LTE较高的复杂度，TI已经开发出一款TCI6?87多核DSP，内嵌有2G、3G及4G无线基站标准的加速器。TCI6?87是行业内首款带有3个“C6?+DSP核”的多核数字信号处理器（DSP），提供了3GHz的DSP处理速度，从而完成LTE的基站任务，如MAC层和PHY层处理过程。

为了实现LTE的高数据传输率，同时保证数据包延时不超过5ms，该款DSP包含了维特比（Viterbi）和Turbo协同处理器（TCP），从而减轻了主DSP核的编/解码的负担。这些协同处理加速器用来处理大部分LTE所需的数学范畴的编码功能。具体来说，使用TCP2作为灵活的加速器来支持Turbo译码；该协同加速器不仅支持LTE还支持3GPP系列标准。通过分担Turbo译码任务，有助于TCI6?87的DSP核来提升MAC和PHY处理能力。或者，也可以将这种多余的能力用于对更多用户的基站支持，尤其是密集的小区。

如果基站需要满足LTE更高的要求，就需要一定程度的灵活性和重新配置能力。例如，在一个低密度的小区内，TCI6?87可以用来作为单芯片解决方案，其中一个核处理MAC过程，另外两个核处理PHY层的收发功能。而在高密度的小区中，更多的用户想体验LTE的高数据传输率，意味着一个不小的挑战。在这种情况下，可以使用多个TCI6?87方案，其中一个片处理小区的MAC处理，其他的DSP处理PHY层任务。这样，每个DSP专注于LTE上下行中的OFDM或SC-FDMA调制方案。

多层的单片内存架构用来支持多核设备的灵活性需求。使用TCI6?87，第一层（L1）内存可以用作高速缓存区或者标准存储器。而用于每个核的L2内存数量则是可以扩展的。L2内存一共3MB可以在三个核之间平分，或者三个核对应分到的内存分别为0.5MB、1MB和1.5MB。这可能会影响到复杂的LTE部署的效率，在这种情况下，几个不同的处理需要在同一时间进行。例如，当需要处理内存敏感的任务时，一个DSP核可以配置有1.5MB的L2内存。

跟进LTE

为了避免出现瓶颈，基站按照LTE的速率进行数据传输时，需要一个高速的I/O处理从而将数据写入DSP中或从DSP读出。因此，TCI6?87的外设电路包括串行快速IO（SRIO）接口。SRIO扩展了设备到主板的灵活性和收缩性，同时降低了主板的复杂度和成本。

双道SRIO接口支持的单道速率为1.25、2.5或3.125Gbps，可用于连接主板上的多个设备，如ASIC或FPGA，或者在LTE基站背板上的多个主板。

另一种配置中，通过SRIO互连多个DSP，连接的结构可以是点对点或者主从式。当配置成板上的多片之间点对点式时，对应的SRIO通道消除了共享总线出现过载时出现的瓶颈问题。考虑到LTE要求的传输数据的量级，这个问题尤为重要。SRIO接口的灵活性和收缩性支持了各种各样的架构，包括星式结构、环形结构以及U型菊花链等。

图1：SRIO支持多种点对点结构，如U型菊花链。

另一种LTE基站上多片间互连的形式为千兆以太网交换机结构。为了支持该结构，TCI6?87还集成了千兆以太网接口。