CCP là một khối tương quan dựa trên vectơ, tính mềm dẻo cao, khả trình, thực hiện các thao tác bộ thu RAKE trạm gốc CDMA cho đa kênh. Bởi vì hầu hết các chức năng bộ thu RAKE liên quan tới sự tương quan và tích lũy, bất chấp giao thức vô tuyến nào, một khối tương quan chung cũng có thể được sử dụng cho một số nhiệm vụ của bộ thu RAKE như giải trải phổ hướng và tìm kiếm. Mặc dù, chúng dựa trên cùng kiến trúc trải phổ nhưng các nhiệm vụ định hướng và các nhiệm vụ tìm kiếm được xử lý trên các máy vật lý riêng rẽ.
Thêm vào đó, để thực hiện các chức năng giải trải phổ (giá trị phức), bao gồm nhân chuỗi mã và tích lũy kết hợp, CCP cũng tích lũy các giá trị năng lượng “ký hiệu” (được gọi là các tích lũy không kết hợp). Ví dụ, nó tích lũy các mẫu sớm, đúng lúc và muộn của một hướng của RAKE; các phép đo này được sử dụng cho vòng lặp dò tìm mã của hướng (thường là một DLL). Đối với các thao tác tìm kiếm, CCP trả lại các giá trị năng lượng tích lũy cho một cửa sổ riêng của các khoảng dịch (offsets).
CCP thực hiện tất cả các xử lý CR và các tích lũy năng lượng theo các thao tác mà DSP đã ghi vào các bộ đệm thao tác của CCP dùng để điều khiển tất cả các thao tác CCP. CCP không thực hiện các hoạt động bộ thu SR như AGC, AFC và DLL (Với DLL thì CCP cung cấp các giá trị năng lượng cho vòng lặp hồi tiếp, nhưng nó không hoạt động trên vòng lặp của chính nó). Tất cả các thao tác ký hiệu này được thực hiện trên một DSP TMS320C64xTM. Phiên bản đầu tiên của DSP được xây dựng để hỗ trợ tiêu chuẩn 3G IS-2000 nhưng sẽ được tăng cường để hỗ trợ tất cả các tiêu chuẩn 3G tương lai.
Hình 3.7 biểu diễn một ví dụ triển khai, sử dụng CCP và biểu diễn cách CCP có thể được giao diện với các thành phần khác của chuỗi thu của một cấu hình phần cứng băng gốc số (DBB).
Hình 3.7: Ví dụ của việc thực hiện sử dụng CCP
CCP chịu trách nhiệm:
• Việc thực hiện giải trải phổ để cung cấp các ký hiệu số liệu trên mỗi hướng tới thực thể phụ trách việc xử lý MRC (có thể trực tiếp bởi DSP hay khối con ASIC khác).
• Thực hiện các phép đo năng lượng/IQ sớm/đúng lúc/muộn (EOL) cho DLL. • Thực hiện các tương quan trên chip và 1/2 chip, các phép đo năng lượng/IQ
dành cho mục đích tìm kiếm.
• Cung cấp các ký hiệu hoa tiêu gốc trên mỗi hướng cho DSP.
Trong RC IS-2000 1&2, đường số liệu FHT truy nhập trực tiếp bộ đệm ký hiệu hướng (bộ đệm đầu ra của đường số liệu RAKE) và thực hiện việc kết hợp. Các đầu ra của bộ kết hợp được ghi vào bộ đệm ký hiệu kết hợp (CSB). DSP truy nhập trực tiếp bộ đệm đầu ra đó để nhận các ký hiệu đã kết hợp.
Trong RC 3&4, DSP sử dụng các ký hiệu hoa tiêu gốc đã tính toán để thực hiện sự ước tính kênh của mỗi hướng. Các hệ số của phép ước tính kênh khi đó sẽ được gửi tới thực thể phụ trách việc xử lý MRC. Trong ví dụ cụ thể này, xử lý MRC được thực hiện trong phần mềm, nhưng nó cũng có thể được xử lý bởi các khối con phần cứng khác. Sử dụng các hệ số đã tính toán đó, MRC nhân các ký hiệu giải trải phổ với các hệ số ước tính kênh và khi đó cộng tổng các ký hiệu đến từ một vài hướng (đường) với nhau để cung cấp các ký hiệu kết hợp. Khi đó các ký hiệu kết hợp này sẽ được xử lý bởi các tầng xử lý ký hiệu cao hơn trong bộ thu trạm gốc.
3.5 Tổng kết
Mục đích công việc của chương này là đưa ra một giải pháp lớp vật lý tốt hơn cho thị trường trạm gốc vô tuyến 3G đang phát triển. Các thách thức quan trọng cần được giải quyết là: công suất tính toán đủ cho một số lượng lớn các kênh trên mỗi khối, hiệu quả về mặt chi phí, và mức mềm dẻo cao. Phương pháp đã được thảo luận trong chương này đạt được cả ba mục tiêu đó.
Từ các phân tích được chỉ ra trong chương, với 64 người sử dụng, xử lý tốc độ ký hiệu cần 1100 MHz trên một TMS320C64xTM, và xử lý CR yêu cầu 30 BOPS, với giả thiết rằng chỉ có một DSP được sử dụng. Giải mã hiệu chỉnh lỗi trước chi phối phần SR, trong khi các sự hiệu chỉnh CDMA chi phối phần CR. Để thực hiện một giải pháp hiệu quả về mặt chi phí, rõ ràng sự hỗ trợ phần cứng bổ sung là cần thiết.
Khái niệm vừa giới thiệu tận dụng kiến trúc DSP mới nhất của Texas Instruments, TMS320C64xTM, được ghép với 3 FCP: một bộ giải mã Viterbi, một bộ giải mã Turbo, và một CCP. Các FCP được thiết kế cực kỳ hiệu quả theo quan điểm số phép tính trên diện tích vùng silicon, đồng thời cũng rất mềm dẻo theo quan điểm hoạt động. Thêm vào đó, chúng được thiết kế để giao diện với DSP một cách hiệu quả để cực tiểu phần bổ sung DSP trong số liệu và các tương tác lệnh. Tính mềm dẻo được thực hiện trong các FCP bằng việc xây dựng chúng theo phương pháp điều khiển lệnh, tham số hóa, và hơn nữa là thực hiện bán lập trình, như vậy chúng có thể được sử dụng cho gần như mọi trường hợp sẽ được định nghĩa trong các tiêu chuẩn.
Trên hết, tính mềm dẻo là lợi thế và cần thiết vì một số lý do. Trong thực tế, tính mềm dẻo cho phép ghép và/hoặc thay đổi các tiêu chuẩn để sử dụng cùng thiết bị, có thể thực hiện nhanh chóng các cải tiến và thay đổi đối với các thuật toán, thực hiện tốt các tăng cường và kết hợp được nhiều kênh hơn. Nó cũng cho phép nhiều phương pháp phân chia hệ thống thành các thiết bị xử lý. Các ví dụ bao gồm: phân chia giữa kết hợp xử lý đường lên và đường xuống, hoặc phân chia theo chức năng cho nhiều kênh thành một khối đơn. Sau cùng, tính mềm dẻo cung cấp một phương tiện cho OEM để phân biệt các sản phẩm của chúng.
Cũng bởi vì công suất của DSP TMS320C64xTM của TI, nên giải pháp này cho phép trong tương lai, phát triển các phương pháp nhằm xử lý tín hiệu trạm gốc. Đặc biệt, các kỹ thuật như tạo búp sóng thích ứng, khử nhiễu và nhận biết nhiều người sử dụng có thể được thực hiện trên nền kiến trúc này. Gần đây, Texas Instruments đã đưa ra TMS320C6416, kết hợp các bộ đồng xử lý VCP và TCP vào DSP.
Tính mềm dẻo và lượng lớn công suất tính toán đạt được với phương pháp vừa trình bày ở trên là nhờ khả năng to lớn của DSP TMS320C64xTM của TI cùng với các bộ đồng xử lý mềm dẻo đặc biệt. Kết quả là có một giải pháp rất có sức cạnh tranh và hiệu quả về mặt chi phí.
CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG DSP KHẢ TRÌNH TRONG XỬ LÝ DÀN ANTEN
4.1 Giới thiệu
Việc tăng nhu cầu cho các dịch vụ truyền thông và mong muốn tăng thông lượng số liệu trong các hệ thống truyền thông hiện đại được nghiên cứu và phát triển trong việc sử dụng các dàn anten thích ứng. Vì độ rộng băng tần được cung cấp nhỏ và mua với giá rất đắt, nên khả năng phân tách các người sử dụng được dựa trên các tham số không gian của chúng là rất hấp dẫn cho các mạng vô tuyến.
Các dàn anten thích ứng cung cấp khả năng tăng tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR) của một đoạn nối truyền thông vô tuyến đồng thời thực hiện khử và xóa bỏ nhiễu đồng kênh. Bởi vì một dàn anten thích ứng này có thể được sử dụng cho cả việc tăng đột ngột tốc độ số liệu của các đoạn nối truyền thông cũng như tăng số lượng người sử dụng trên mỗi ô mà một mạng vô tuyến có thể phục vụ.
Khi công suất theo tính toán của các bộ xử lý tín hiệu số (DSP) hiện đại tăng, có thể đưa các thuật toán dàn thích ứng vào các bộ xử lý này. DSP đóng vai trò then chốt trong tính khả thi của các hệ thống này. Nhiều thuật toán dàn thích ứng mờ yêu cầu phân bước, xử lý lặp hay yêu cầu bảo trì và có khả năng mềm dẻo cao khiến cho việc đưa chúng vào trong các ASIC gặp khó khăn. Tuy nhiên, điều này là lý tưởng để có một DSP đủ mạnh. Với sự phát triển phổ biến và tính mềm dẻo của các phần mềm vô tuyến, các DSP sẽ vẫn tiếp tục đóng vai trò then chốt trong việc thiết kế các hệ thống này.
Sơ đồ khối lý thuyết của một bộ xử lý dàn thích ứng được cho trong hình 4.4. Thành phần DSP của bộ xử lý bao gồm nhiều tầng xử lý các đường dẫn từ một anten được số hóa. DSP bao gồm ứng dụng của các trọng số bộ thu, và sự thích ứng các trọng số đó. Trong trường hợp đơn giản nhất, các trọng số được áp dụng cho số liệu được cố định trước, và đối với các anten sector, phải lựa chọn một phần tử anten có độ lợi lớn nhất trong hướng của tín hiệu quan tâm (SOI: Signal Of Interest).
Một ví dụ của phương pháp cố định búp sóng được biểu diễn trong hình 4.1. Mỗi phần tử trong số 5 phần tử anten có một mẫu độ lợi riêng tương ứng một góc nhìn riêng và bằng nhau, sẽ có một mẫu tại đó thu được độ lợi tín hiệu lớn nhất. Phần tử anten với độ lợi lớn nhất sẽ được chọn. Trong ví dụ này, bộ phát SOI nằm giữa đáp ứng cực đại của 2 anten và chỉ lấy anten có độ lợi lớn hơn anten còn lại khi tính đến các nhiễu đồng kênh.
Hình 4.1: Lựa chọn một mẫu anten cố định để tăng cường thu SOI
Mặc dù phương pháp này có thể cho các độ lợi thực hiện, nhưng nó còn hạn chế trong việc tăng cường khả năng thực hiện với dàn thích ứng đầy đủ. Ví dụ về một mẫu búp sóng cho một dàn thích ứng có cùng cấu hình anten được biểu diễn trong hình 4.6. Trong trường hợp này nhiễu bị khử hoàn toàn đồng thời tỷ số tín hiệu trên tạp âm của SOI được tăng cường bởi các trọng số bơm búp sóng bộ thu.