PC工作站在无线通信系统DWCS中的应用

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。

图2 软基站功能框图

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)

虽然TPC译码速率比别的模块慢，但仍比chip速率1.625MB/s高。每个模块的速率均比chip速率要高，能满足设计需要。

对于速率过低的模块，有两种解决方法：

1. 通过改进程序来提高模块效率，例如，对于数据流处理，用奔腾指令集SSE和SSE2进行优化。

2. 通过拆分模块来降低模块运行时间。将特别耗时的模块拆分成多个模块，然后分配到多台PC机上运算。合理拆分模块能够提升模块运行速度。

2.3系统工作速率

系统的工作速率虽然受限于各子模块的最高速率，但通常比子模块速率低。这是因为，各模块在运行时会抢占CPU、内存等有限物理资源;同时，各模块之间数据传递以及同步也会降低模块运行效率。

表3是各模块一起工作时，测得的系统吞吐量。系统主要包括四个模块：信道质量估计、单载波频域均衡、TPC译码。测试时，将四个模块按不同组合分别分配到两台PC机。其中，PC1、PC2是这两台PC机编号。

表3 工作站吞吐量测试

模块的最佳分配策略：TPC译码单独在一台PC机上运行，其余模块都分配到另一台PC上。这种分配方法能使系统速率达到3.01MB/s。TPC译码在所有模块中计算量最大，占用硬件资源最多，给它单独分配一台PC机能尽可能的满足计算需要，因而能提高系统运行速度。

为了使系统达到最佳速率，调度模块时，应该为计算比较复杂的模块提供尽可能多的资源;相邻模块应尽量安置在同一PC机内，减少系统在网络上传递数据带来的开销。

总结与展望 本文详细讨论了DWCS软基站设计中所面临的问题，提出了解决方法，并且对设计系统进行测试，分析系统整体性能，最终得出该系统具有比较高的信号处理速率，能达到3.0MB/s，满足系统设计的需要。

本文作者创新点:研究新型无线通信系统DWCS的特性,并首次实现将PC工作站应用在DWCS基站中;研究并探讨软基站设计及实现的关键问题.设计并实现了一套完整DWCS通信系统,并对软基站系统进行实际性能测试，对DWCS系统的发展具有比较重要的意义。