[發明專利]4G寬帶通信系統多核并行流水線信號的處理系統和方法

有效

• 申請號: 201410099485.4
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103838552A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 牛凱;郎周皓;賀志強
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 夏憲富

技術領域

本發明涉及一種4G寬帶通信系統技術，確切地說，涉及一種基于GPP的4G寬帶通信系統多核并行流水線信號的處理系統和方法，屬于無線通信的技術領域。

背景技術

4G通信系統是第四代移動通信及其技術的簡稱。以長期演進LTE（Long?Term?Evolution）系統為例，LTE系統能夠以100Mbps和50Mbps的速度分別實現數據的下載和上傳，并能滿足幾乎所有用戶對無線服務的需求。而4G?LTE?Advanced采用載波聚合技術，下行峰值速度可達150Mbps。此外，4G還可以部署在數字用戶線DSL（Digital?Subscriber?Line）和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方，然后再擴展到整個地區，可以有效改善小區邊緣用戶的性能，提高小區容量和降低系統延遲。

4G系統成倍增長的吞吐率對基站和移動臺的數據處理能力形成了較大的挑戰，并且它要求的高度的實時性，低時延和精確同步，更使得設備制造商和運營商必須研發或購買更加昂貴、復雜的產品來滿足苛刻的技術需求。

在第三代合作計劃3GPP（3rd?Generation?Partnership?Project）標準的演進過程中，三種多址接入技術是顯而易見的：2G的全球移動通信系統GSM（Global?System?for?Mobile?communication）/通用分組無線服務技術GPRS（General?Packet?Radio?Service)/增強型數據速率GSM演進技術EDGE（Enhanced?Data?Rate?for?GSM?Evolution）是基于時分和頻分多址的接入技術；3G的通用移動通信系統UMTS（Universal?Mobile?Telecommunications?System）家族標志著碼分多址技術進入3GPP演進過程，被稱為寬帶碼分多址接入CDMA（Code?Division?Multiple?Access）或簡稱WCDMA（Wideband?Code?Division?Multiple?Access）；最后，LTE采用了正交頻分復用OFDM（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing）接入技術。目前，OFDM技術已經在移動無線標準的最新技術演進中起到主導作用。

LTE延續了3GPP中的GSM和UMTS家族的技術演進，它可被看作完成了業務擴展的趨勢：從簡單的語音業務向建立多業務空中接口的轉變。這雖然已經是UMTS和GPRS/EDGE的關鍵目標，但是，LTE在設計之初就考慮了無線接入技術演進這個目標，并設想所有業務都是分組交換模式，而不是最早期的電路交換模式。此外，LTE也伴隨著整個系統中非無線方面的演進，業界稱之為系統架構演進SAE（system?architecture?evolution），包含演進型分組核心EPC（Evolved?Packet?Core）網絡。LTE和SAE共同組成了演進的分組交換系統，其核心網和無線接入都完全采用分組交換技術。

關于LTE系統需求的討論，促使3GPP創建了一個正式的“研究項目”：其目標是通過3GPP的無線接入技術演進來確保其在未來10年的競爭力，在該研究項目的主持下，LTE?Release8的需求得到完善和細化，具體需求可歸納如下：

減少時延，包括建立連接和傳輸；提高用戶數據的傳輸速率；為保證業務一致性，提高小區邊界傳輸比特率；降低每比特成本，也就是提高頻譜效率；對現有帶寬和新增帶寬中的頻譜使用更靈活；簡化網絡結構；無縫移動性，包括在不同的無線接入間；實現移動終端的合理功耗。

與現有系統相比較，提高LTE性能是網絡運營商的主要需求，以確保LTE的競爭力。出于市場因素考慮，對不同無線接入技術進行衡量與比較的首要參數往往就是每個用戶能夠達到的峰值數據率。LTE?Release8系統在20MHz帶寬內的上下行目標峰值數據速率分別為100Mbit/s和50Mbit/s，相對應于頻譜效率分別為5bit/s/Hz和2.5bit/s/Hz。移動性支持從120km/h到350km/h，甚至超過500km/h以上。另外，數據處理的時延小于5ms，信令處理時延小于100ms。