采用LSI網(wǎng)絡(luò)解決方案實(shí)現(xiàn)WCDMA RNC HSPA用戶平面加速

　　隨著高速分組接入(HSPA)峰值數(shù)據(jù)速率不斷提高，目前主要依靠各種通用處理器(CPU)進(jìn)行用戶平面處理工作的無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)平臺(tái)已無法滿足日益增加的通信有效負(fù)載要求。因此，RNC需要通過新的方法來處理PDCP、無線鏈路控制(RLC)、MAC以及FP等用戶平面無線協(xié)議。由于對峰值數(shù)據(jù)速率要求的提高，以及HSPA用戶數(shù)量和與WCDMA網(wǎng)絡(luò)相關(guān)流量的增加，RNC需要更快速的HSPA。

　　本文將介紹如何通過LSIAPP650 Advanced Payload Plus網(wǎng)絡(luò)處理器來加快當(dāng)前的HSPA用戶平面設(shè)計(jì)，不管目前的用戶平面運(yùn)行于何種硬件上。通過讓APP650接管RLC分段/級聯(lián)以及重組等用戶平面處理工作，RNC可針對小型RLC服務(wù)數(shù)據(jù)單元(SDU)提供100Mb/s以上的用戶峰值數(shù)據(jù)速率，并且可使3萬名用戶的總吞吐量達(dá)到700Mb/s以上。通過使用APP650分擔(dān)部分處理工作的方法以及高度靈活的RLC(3GPP7版本以上)，使每用戶的峰值速率吞吐量能達(dá)到200Mb/s以上。

　　蜂窩系統(tǒng)的一個(gè)重要要求就是為分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供高數(shù)據(jù)速度。為滿足這一要求，3GPP/WCDMA標(biāo)準(zhǔn)R5版和R6版均提出了HSPA標(biāo)準(zhǔn)。盡管3GPP/WCDMA標(biāo)準(zhǔn)R1版就支持分組數(shù)據(jù)通信，但HSPA進(jìn)一步增強(qiáng)了性能，可提供更高階調(diào)制、快速的調(diào)度以及速率控制等，從而支持更高的每用戶峰值數(shù)據(jù)速率。隨著HSPA的不斷發(fā)展，峰值數(shù)據(jù)速率也將不斷提高。預(yù)計(jì)3GPP7版本以上的每用戶峰值數(shù)據(jù)速率將提升至200Mb/s以上。

　　在采用HSPA技術(shù)的3G網(wǎng)絡(luò)中，RNC通常控制數(shù)百個(gè)基站。RNC負(fù)責(zé)其控制下各蜂窩系統(tǒng)的呼叫設(shè)置和無線電資源管理。WCDMA用戶平面協(xié)議層包括PDCP、RLC、MAC以及FP等，都是在下行方向上的RNC中啟動(dòng)，和在上行方向上的RNC中終止。

　　RLC協(xié)議層是唯一終止于3G網(wǎng)絡(luò)用戶設(shè)備(移動(dòng)設(shè)備)中的RNC用戶平面層。所有其它層均只位于RNC與基站之間。

　　現(xiàn)有RNC平臺(tái)通常使用多個(gè)通用CPU來處理WCDMA用戶平面協(xié)議棧。隨著HSPA的發(fā)展以及蜂窩數(shù)據(jù)速率的提高，現(xiàn)有RNC架構(gòu)已無法滿足WCDMA網(wǎng)絡(luò)日益提高的通信有效負(fù)載要求。

　　根據(jù)摩爾定律，CPU的性能每18個(gè)月應(yīng)提高1倍。根據(jù)幾份市場研究報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)對RNC用戶平面處理容量的網(wǎng)絡(luò)需求每12個(gè)月將提高約3倍，當(dāng)前的RNC用戶平面處理技術(shù)顯然無力應(yīng)付不斷發(fā)展的需求(圖1)。LSI針對這一問題提供了短期和長期解決方案。

　　本文建議采用的解決方案是將CPU從RLC分段/級聯(lián)工作中釋放出來，從而顯著降低當(dāng)前CPU的工作負(fù)載。此前曾將CPU從分段工作中釋放出來用于其它協(xié)議(如TCP)中，以縮短服務(wù)器平臺(tái)中的CPU周期。本文將介紹類似理念的應(yīng)用，以加速WCDMA用戶平面處理(尤其是RLC協(xié)議)。LSIAPP650處理器將CPU從分段/級聯(lián)以及重組工作中釋放出來，支持高達(dá)3萬用戶的RLC連接。圖2為幾個(gè)CPU采用單一APP650處理器作為加速引擎的情況。