PC工作站在DWCS软基站中的应用

1.2计算集群配置

计算集群由两台PC机工作站组成，配置基本相同：cup AMD sempron2500+（64位）;内存512MB，DDR400;网络接口适配器100Mbps;网络交换机100Mbps。

软件平台是Redhat 9.0,内核版本2.4.20-8。为了提高信号处理速度，有些信号处理模块采用intel的SSE和SSE2指令集优化，须用高版本编译器，本系统使用的gcc3.3.1。

2 关键问题分析及性能测试

2.1 A/D吞吐量瓶颈

射频信号经过A/D采样之后的数据量非常庞大，例如采用8bit，50MHz A/D，采样之后输出数据率达400Mbps;如果同时处理六路接收信号，则最高速率将达到400Mbps×6=2.4Gbps，现有网络中很难支持如此高的数据传输。

本系统设计中在A/D采样数据发送给PC之前，首先把数据率降下来。因此，为每一路接收天线配备接收机，用于对A/D采样之后的信号预处理，把射频信号转化成基带信号，以降低数据率。接收机基于FPGA实现，其功能包括：数字下变频、帧同步、AGC、AFC等。

接收机的引入，把接收信号分两级处理，解决了A/D吞吐量瓶颈。8bit，50MHzA/D采样数据速率是400Mbps，通过接收机，转变成基带信号速率降至3.25MB/s. 六路信号总速率最高到19.50MB/s,能够在现有的网络条件中传输。

图2是信号处理模块的逻辑图，接收机首先对信号预处理，做A/D采样、下变频、帧同步;而信号处理的其他模块在计算集群PC工作站中完成。

2.2子模块吞吐能力优化

在上述软基站结构中，PC工作站承担的信号处理模块包括：信道质量估计、单载波频域均衡、解扰、解交织以及TPC译码等。因为PC机的计算能力相对较弱，有可能使某子模块运算速率过低，影响系统性能，所以设计时必须优化各子模块的计算吞吐速率。

表2是主要模块在当前系统中能达到的最高速率。为准确测出峰值，测试时只运行单个模块。从表中可以得出：以太网接收、信道质量估计以及单载波频域均衡计算速度比较高，能达到12MB/s;TPC译码比较慢，只能到3.5MB/s左右。可以预测，当各模块连在一起时，TPC译码会成为系统的瓶颈。

表2 各子模块最高速率（MB/s）

来源：维库开发网