WCDMA系統：一種有效的WCDMA信道編解碼任務調度方案研究

摘 要：根據WCDMA多信道復用、高速率業務以及終端系統在功耗，性能，體積等方面的一系列要求，提出了一種基于時隙（slot）調度信道編解碼模塊中各子處理單元的方案，可使整個模塊資源配置更加優化，執行效率更高?？紤]到DSP處理器和大規模FPGA各自突出的性能特點，本文采用DSP和FPGA協同處理來實現整個方案。
關鍵字：WCDMA；信道編解碼；時隙；DSP；FPGA；中斷；

0 引言
WCDMA支持高速率傳輸，并且同時滿足不同速率和質量要求的業務復用。這就要求信道編解碼模塊必須采用一種靈活的業務復用方案，高效、動態的進行多信道處理[1]。而由于終端設備在功耗、實時性及存儲要求等方面的特殊性，使整個系統的實現變得更加復雜。
隨著DSP處理器和大規模FPGA技術在近些年的高速發展，DSP+FPGA的硬件架構能完全支持上述這些復雜技術的實現[1]。但由于該硬件架構需要相應的軟件支持才能發揮它們的性能，所以尋求一種有效的軟件方案是實現整個信道編解碼模塊的關鍵。本文結合WCDMA一幀多時隙[3]的特點，給出了一種基于時隙來靈活調度各處理模塊的中斷任務處理方案，該方案充分發揮DSP在任務實時調度方面的優勢，使整個系統的硬件資源得到最大的利用，執行效率得到盡可能的提升，并且系統功耗在一定程度上能得到有效降低。

1 WCDMA終端側信道編解碼的描述

終端側信道編解碼模塊包含上行編碼復用鏈路和下行解碼復用鏈路。

根據3GPP TS25.212協議[4]，WCDMA系統上行鏈路復用和信道編碼的過程為：傳輸塊經過CRC校驗后進行信道編碼，編碼后的數據進行第一次交織和速率匹配，然后對多個傳輸信道的數據復用并進行第二次交織，最后映射到相應的物理信道。如果進行多碼傳輸，則在傳輸信道復用以后還需進行物理信道的數據分割。

每個數據塊集從上層到達傳輸信道的時間間隙（TTI）上都附有相關的處理參數（TFI）。信道編解碼模塊根據TFI的信息查表計算出關于從CRC開始到速率匹配的各個環節的處理參數。當有多個傳輸信道復用到物理信道時，物理層對不同傳輸信道的TFI信息進行排序得到傳輸格式組合（TFCI），它描述了各個傳輸信道的復用關系。同時經過速率匹配的多個傳輸信道的數據按照TFCI進行相應的串行復用處理，組成一個編碼合成傳輸信道（CCTrCH），并進行第二次交織后把CCTrCH映射到物理信道。

下行鏈路的解碼復用鏈和上行鏈路的復用鏈結構大致相同，只是對應上行鏈路每個編碼模塊，下行鏈路都提供一種相應的逆處理模塊。與上行鏈路不一致的是速率匹配模塊和無線幀合并模塊所處的位置不同于上行鏈路，并增加了固定或可變比特位置的DTX處理。

2 基于時隙的任務調度研究

本文給出的基于時隙的任務調度方案是基于DSP＋FPGA的硬件架構之上。DSP實現任務的控制與調度，FPGA完成各處理子模塊的具體實現，并且這些模塊為各信道所共享。

2.1 基于時隙的任務調度方案原理描述

根據WCDMA信道編解碼的協議說明，信息流分成為多個傳輸塊以TTI周期為單位進行發送和接受，整個信息流的處理由DSP根據接受的中斷觸發不同的任務來完成。在本方案中共采用兩個DSP中斷：一個是時隙（Slot）中斷，中斷周期為667us；另一個是幀（Frame）中斷，中斷周期為10ms。兩個中斷有不同的優先級，時隙中斷的優先級高于幀中斷。本文基于時隙的任務調度方案就是以這兩個中斷為參考，周期性的定位出時隙任務。

時隙中斷的主要任務是通過中斷觸發將10ms分為15等分，每次中斷根據上下行編解碼流程的不同環節，調度運行FPGA中不同的功能子模塊，對于在一個577us時間內不能完成的功能子模塊，監控其運行的狀態以控制整個流程的運行。幀中斷的任務就是通過中斷觸發，周期性地把一個TTI周期以10ms幀為單位進行劃分。