TI KeyStone 架構支持 L2 與傳輸處理

序言
無(wú)線(xiàn)技術(shù)的持續演進(jìn)發(fā)展、全球無(wú)線(xiàn)用戶(hù)的激增，以及市場(chǎng)對更強大數據承載能力的需求，全面催生了各種新標準的不斷涌現，如寬帶碼分多址 － 高速分組接入 (WCDMA-HSPA)、WCDMA-HSPA+ 以及長(cháng)期演進(jìn)技術(shù) (LTE) 等?；跓o(wú)線(xiàn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò )的數據使用呈指數級增長(cháng)，從而進(jìn)一步推動(dòng)了異構網(wǎng)絡(luò )的出現 —— 支持宏蜂窩基站和小型蜂窩基站的分層網(wǎng)絡(luò )部署方案。

隨著(zhù) LTE 部署成為現實(shí)，運營(yíng)商紛紛熱衷于采用可持續降低網(wǎng)絡(luò )成本、同時(shí)還能維持并提升服務(wù)質(zhì)量的“片上系統”(SoC) 架構。要支持向 LTE 的成功過(guò)渡，需要在數字信號處理器 (DSP) 的設計方面實(shí)現一系列技術(shù)創(chuàng )新。德州儀器 (TI) 名為“KeyStone”的多內核 SoC 架構不僅功能強大而且極富創(chuàng )新性，能夠有效支持 WCDMA 與 LTE，進(jìn)而降低成本。KeyStone 多內核架構可實(shí)現具有專(zhuān)用 WCDMA與 LTE加速器的、名符其實(shí)的多標準（LET、WCDMA）解決方案。本白皮書(shū)全面闡述了 TI KeyStone 多內核架構如何在 LTE 基站上實(shí)現第二層網(wǎng)絡(luò )和傳輸處理。
TI KeyStone 架構支持 L2 及傳輸處理
隨著(zhù)全球無(wú)線(xiàn)用戶(hù)數量的激增，無(wú)線(xiàn)技術(shù)也在持續實(shí)現演進(jìn)發(fā)展。移動(dòng)數據使用量的新近增長(cháng)、層出不窮的新應用以及互通互連的生活方式，都需要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )提供強大的支持。對無(wú)線(xiàn)寬帶服務(wù)不斷增長(cháng)的需求促使 3GPP 定義可同時(shí)為運營(yíng)商和終端用戶(hù)帶來(lái)諸多優(yōu)勢的 LTE 技術(shù)解決方案，，如不僅能提高容量、降低網(wǎng)絡(luò )復雜性、降低開(kāi)發(fā)與運營(yíng)成本，而且最終還能顯著(zhù)提升用戶(hù)體驗。

名為演進(jìn)型 UMTS 陸地無(wú)線(xiàn)電廣播接入網(wǎng)絡(luò ) (E-UTRAN) 的 LTE 無(wú)線(xiàn)電廣播接入網(wǎng)絡(luò )支持基于共享分組通道的移動(dòng)寬帶服務(wù)。這種方案不僅能夠提高頻譜效率和區段容量，同時(shí)還能縮短用戶(hù)層的時(shí)延。以演進(jìn)型分組內核 (EPC) 著(zhù)稱(chēng)的LTE 核心網(wǎng)絡(luò )，采用平坦型純 IP 架構演進(jìn)支持 E-UTRAN。借助平坦型 IP 架構，運營(yíng)商不但能夠減少資本支出的網(wǎng)絡(luò )組件數，同時(shí)還能縮短系統時(shí)延以支持最新應用，并演進(jìn)支持無(wú)線(xiàn)電廣播接入與核心網(wǎng)絡(luò )。

LTE 可支持靈活的通道帶寬 (1.2-20 MHz) 以及頻分雙工 (FDD) 與時(shí)分雙工 (TDD) ，以實(shí)現 LTE 系統的靈活部署。LTE 可為每一個(gè) 20 MHz 頻譜提供 100Mbps 的下行和 50Mbps 的上行速率。通過(guò)采用多天線(xiàn)信號處理技術(shù)，LTE 能夠提供甚至更高的數據傳輸速率——下行高達 326.4 Mbps。

根據 Dell'Oro Group 調查顯示，全球移動(dòng)用戶(hù)數有望從 2009 年的 48 億增至 2014 年的 72 億。這些用戶(hù)將進(jìn)一步推動(dòng)對更高數據速率的需求，從而導致數據流量的激增。集頻譜效率高、通道帶寬靈活性高與資本節約更顯著(zhù)（因其采用平坦型純 IP 架構）等數大優(yōu)勢于一身的 LTE 將推進(jìn)運營(yíng)商部署 LTE 網(wǎng)絡(luò )。

2009 年到 2010 年間，對 LTE 的大規模試用與部署在全球范圍內廣泛展開(kāi)。有 25 家頂級運營(yíng)商承諾部署 LTE 系統，LTE 將呈現迅猛增長(cháng)態(tài)勢。北美地區的主要運營(yíng)商將在 2010年 － 2011 年期間開(kāi)始 LTE E-UTRAN NodeB (eNodeB) 的部署，但是 LTE 的市場(chǎng)增長(cháng)將在 2012 年迎來(lái)新的轉折點(diǎn)，到時(shí)候歐洲和中國的運營(yíng)商也將開(kāi)始部署 LTE。根據 Dell'O Group 的預測，到 2014 年年底，這一增長(cháng)將使全球范圍內的 LTE 用戶(hù)數量突破 1 億大關(guān)。

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圖 1 展示了包含名為 eNodeBs 基站的 E-UTRAN 架構。eNodeBs 可提供針對用戶(hù)設備（UE，移動(dòng)）的用戶(hù)層與控制層協(xié)議終端 (Uu) ，以及針對核心網(wǎng)絡(luò )的傳輸終端 (Iu)。

eNodeBs 不僅可通過(guò) X2 接口相互連接，而且也可通過(guò) S1 接口連接至核心網(wǎng)絡(luò ) EPC，更確切地說(shuō)還可通過(guò) S1-MME 與移動(dòng)管理實(shí)體 (MME) 連接，以及通過(guò) S1-U 接口與服務(wù)網(wǎng)關(guān) (S-GW) 連接。
LTE 協(xié)議架構
eNodeB 協(xié)議結構包含兩個(gè)主要層：無(wú)線(xiàn)電廣播網(wǎng)絡(luò )層與傳輸網(wǎng)絡(luò )層。在無(wú)線(xiàn)電廣播網(wǎng)絡(luò )層可以實(shí)現無(wú)線(xiàn)電廣播接口功能，而在傳輸網(wǎng)絡(luò )層則可實(shí)現標準的傳輸功能（例如以太網(wǎng)）?？稍谌缦氯齻€(gè)協(xié)議層中實(shí)施無(wú)線(xiàn)電廣播接口：物理層（L1，PHY）；數據鏈路層 (L2)；以及網(wǎng)絡(luò )層 (L3)，以向 UE 提供用戶(hù)層與控制層協(xié)議終端(Uu)。傳輸接口可提供針對核心網(wǎng)絡(luò )的隧道協(xié)議終端 (Iu)。

圖. 1 – E-UTRAN 架構

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L2 處理 L2 又被進(jìn)一步細分為媒體接入控制 (MAC)、無(wú)線(xiàn)電廣播鏈接控制 (RLC) 以及分組數據匯聚協(xié)議 (PDCP) 三個(gè)子層。圖 2 與圖 3 對 L2 子層的服務(wù)與功能進(jìn)行了描述。

圖 2 – L2 架構（下行）

圖 3 – L2 架構（上行）