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基于MSC8156AMC平臺的PRACH基帶信號生成
作者：
時(shí)間：2011-04-06
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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2 基帶信號生成
2．1 ZC序列的DFT
LTE系統中Preamble序列是由ZC根序列經(jīng)過(guò)循環(huán)偏移生成的。循環(huán)偏移的ZC序列具有很好的特性：幅度恒定，可以有效地進(jìn)行功率控制，并且可以維護上行鏈路的低峰均比特性；具有理想的自相關(guān)性和互不相關(guān)性，易于eNodeB獲得準確的定時(shí)估計，并且相同ZC根序列生成的Preamble序列構成的多個(gè)隨機接入嘗試之間不存在小區間干擾。
在時(shí)域上生成的ZC序列循環(huán)偏移之后，需要經(jīng)過(guò)DFT處理變換到頻域。DFT處理有很高的時(shí)間復雜度，以Preamble Format 0為例，ZC序列的長(cháng)度是839，839點(diǎn)的DFT需要839x839次復數乘和838×839次復數加運算。ZC序列的定義如下：
在MSC8156 DSP上實(shí)現時(shí)，可以采用查表的方式，這樣計算頻域上每個(gè)點(diǎn)，只需要Nzc-1次復數加，大大降低了DSP負荷。
2．2 資源映射
FDD的一個(gè)上行子幀最多可以傳輸一個(gè)隨機接入資源；而對于TDD的幀結構，一個(gè)子幀可以傳輸多于一個(gè)隨機接入資源，不同的隨機接入資源采用頻分的方式。PRACH信道的時(shí)域結構由RA(Random Access)時(shí)隙的長(cháng)度和周期兩個(gè)變量定義，3GPP標準確定RA時(shí)隙長(cháng)度為子幀長(cháng)度，RA時(shí)隙所占用的子幀取決PRACH的具體配置。RA時(shí)隙發(fā)送周期取決于網(wǎng)絡(luò )負載大小，小負載網(wǎng)絡(luò )采用較長(cháng)的發(fā)送周期，大負載網(wǎng)絡(luò )采用較短的發(fā)送周期。為了使PRACH信道的發(fā)送在時(shí)域上盡可能的均勻，每個(gè)RA時(shí)隙發(fā)送一個(gè)隨機接入資源。RA時(shí)隙的頻域位置，是有兩個(gè)可選擇的。為了保證PUCCH的正交性和用戶(hù)帶寬的最大化，PUCCH被分配到用戶(hù)頻帶的上下兩端，PRACH放置在緊鄰PUCCH的位置上(二選一)。
在頻域內，PRACH占用6個(gè)物理資源塊(PRB)，1．08 MHz小區帶寬，正好匹配LTE中可以操作的最小上行鏈路小區帶寬。子載波映射時(shí)就是按照其時(shí)域頻域資源位置來(lái)進(jìn)行映射的，前導序列本身的長(cháng)度為839或139，根據時(shí)域寬度(1 ms，2 ms及3 ms)進(jìn)行重復匹配，然后按先頻域后時(shí)域的順序進(jìn)行映射。
20 MHz帶寬對應系統采樣頻率是30．72 MHz，以Preamble Format 0為例，序列部分長(cháng)度是24 576Ts，PRACH映射時(shí)，上述得到的頻域上的ZC序列按照從高層得到的配置參數進(jìn)行映射。
2．3 IFFT處理
以Preamble Format 0為例，PRACH映射之后，根據3GPP物理層協(xié)議的規定，生成基帶信號需要做24 576點(diǎn)的IDFT。MSC8156的MAPLE-B提供了硬件FFT／IFFT處理單元FFTPE和硬件DFT／IDFT處理單元DFTPE，使用FFTPE或DFTPE可以最大限度地提高運算速度，然而FFTPE一次最多只能做2 048點(diǎn)的FFT／IFFT，DFTPE一次最多提供1 536點(diǎn)DFT／IDFT，因此不能利用MSC8156的MAPLE直接做24 576點(diǎn)的IDFT。出于降低DSP負荷的考慮，軟件實(shí)現方案也不可行，因為計算量非常大，這里只能采用其他方案。
Cooley-Turkey算法是一種最常用的FFT算法，這一方法以分治法為策略遞歸地將長(cháng)度為N=N1*N2的DFT分解為長(cháng)度分別為N1和N2的兩個(gè)較短序列的DFT以及與旋轉因子的復數乘法。它可以用于序列長(cháng)度N為任意因數分解形式的DFT，這種算法稱(chēng)為混合基FFT。
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