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LTE-A作为LTE的持续演进技术,将提供上行500Mbps、下行1Gbps的更高的峰值速率。为保证系统达到协议标准规定的峰值速率,同时降低软件对基带芯片的资源占用,确保基带芯片处理能力,必须对物理层上下行链路中大部分数据处理模块进行硬化。LTE-A中Turbo码作为信道编译码方式,也必须进行硬化。
本文首先针对LTE-A上下行链路模型重点分析了LTE-A信道编译码在链路中的位置。然后通过Turbo编码原理的分析,介绍了LTE-A Turbo编码器的结构以及与其相对应的译码架构。
其次,通过对当前主流的Turbo译码算法介绍以及性能分析,主要包括MAP算法、Max-Log-MAP算法、Log-MAP算法以及SOVA算法,提出从性能和硬件实现的可行性出发,针对RADIX4-Log-MAP算法提出了一种优化方案,以适合于LTE-A基带芯片中的硬化。
再次,通过对LTE-A Turbo译码硬件加速器的详细设计以及性能评估,利用流水线设计、滑动窗等技术,采用改进后的RADIX4-Log-MAP算法,提高了LTE-A Turbo译码硬件加速器的效率及性能,并对设计的LTE-ATurbo译码硬件加速器进行了ASIC实现。
最后使用VMM方法学,采用随机验证的方法对设计的LTE-A Turbo译码硬件加速器进行功能验证,确保功能的正确性和完备性。通过仿真波形对其性能进行分析,与评估结果相比较,该LTE-A Turbo译码硬件加速器可以满足下行300Mbps(Category6)的速率要求,并且拥有较好的性能,在0.48ms内可以完成52个最大译码块数据的处理,符合LTE-A终端基带芯片的要求。