基于TMS320C6670的LTE-PRACH接收機的設計與實(shí)現

　　摘要：物理隨機接入信道(PRACH)是長(cháng)期演進(jìn)計劃(LTE)無(wú)線(xiàn)通信系統中終端完成與網(wǎng)絡(luò )之間上行同步的關(guān)鍵信道。通過(guò)對PRACH接收機算法和TI公司新一代數字信號處理器TMS320C6670(以下簡(jiǎn)稱(chēng)CC6670)特性的研究，提出了一種基于大點(diǎn)離散傅里葉變換(Big-point DFT)的PRACH接收機系統方案，詳細介紹了這一方案的實(shí)現方法，并給出了主要的軟件算法。由于其系統實(shí)現簡(jiǎn)單，軟件開(kāi)銷(xiāo)小，可廣泛應用于LTE基站接收機中。

　　隨機接入是LTE移動(dòng)通信系統中用戶(hù)終端(UE)與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )建立連接，進(jìn)行通信的首要步驟。隨機接入的目的包括4個(gè)方面：(1)UE獲得上行同步，(2)跨區切換時(shí)，作為切換流程的一部分，UE在新小區發(fā)起接入請求，(3)UE從空閑狀態(tài)轉換到連接狀態(tài)，(4)UE從無(wú)線(xiàn)鏈路失敗狀態(tài)下恢復?；就ㄟ^(guò)接收處理UE的PRACH信號，計算出UE的上行定時(shí)偏差，并通過(guò)下行信道向UE通知反饋，來(lái)協(xié)助UE完成上面的各項功能。

　　本文是作者在開(kāi)發(fā)一個(gè)基于C6670的LTE基站演示系統中，在設計與開(kāi)發(fā)基站PRACH接收機中所實(shí)現的方案，本文著(zhù)重闡述了一種基于大點(diǎn)離散傅里葉變換(DFT)的PRACH接收機的設計以及在DSP上的實(shí)現?！　?/p>

　　PRACH的發(fā)送和接收

　　根據3GPP TS36.211協(xié)議，如圖1所示，LTE中使用的PRACH在時(shí)域上由循環(huán)前綴(CP)和實(shí)際發(fā)送序列(Sequence)組成，根據這兩種信號時(shí)間長(cháng)度的不同組合，協(xié)議中定義了五種不同的PRACH格式(在表1中列出)?！　?/p>

 

　　LTE中使用的PRACH在頻域上固定占用6個(gè)RB，其對應的頻域帶寬為1.08 MHz。表1中列出的五種格式中，format0-3適用于FDD和TDD兩種雙工方式，這四種格式在頻域上使用長(cháng)度為839點(diǎn)的Zadoff-Chu (ZC)序列作為頻域參考序列，子載波間隔為1.25 kHz，兩邊預留有保護帶。format4只適用于TDD雙工方式，在頻域上使用長(cháng)度為139點(diǎn)的ZC序列作為頻域參考序列，子載波間隔為7.5 kHz，兩邊預留有保護帶。實(shí)際系統中高層根據物理小區的雙工方式和覆蓋半徑的保護時(shí)延間隔來(lái)決定采用哪一種時(shí)域發(fā)送格式。