基于TMS320C6670的LTE-PRACH接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　摘要：物理隨機(jī)接入信道(PRACH)是長(zhǎng)期演進(jìn)計(jì)劃(LTE)無線通信系統(tǒng)中終端完成與網(wǎng)絡(luò)之間上行同步的關(guān)鍵信道。通過對(duì)PRACH接收機(jī)算法和TI公司新一代數(shù)字信號(hào)處理器TMS320C6670(以下簡(jiǎn)稱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(jī)系統(tǒng)方案，詳細(xì)介紹了這一方案的實(shí)現(xiàn)方法，并給出了主要的軟件算法。由于其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，軟件開銷小，可廣泛應(yīng)用于LTE基站接收機(jī)中。

　　隨機(jī)接入是LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)中用戶終端(UE)與無線網(wǎng)絡(luò)建立連接，進(jìn)行通信的首要步驟。隨機(jī)接入的目的包括4個(gè)方面：(1)UE獲得上行同步，(2)跨區(qū)切換時(shí)，作為切換流程的一部分，UE在新小區(qū)發(fā)起接入請(qǐng)求，(3)UE從空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)換到連接狀態(tài)，(4)UE從無線鏈路失敗狀態(tài)下恢復(fù)。基站通過接收處理UE的PRACH信號(hào)，計(jì)算出UE的上行定時(shí)偏差，并通過下行信道向UE通知反饋，來協(xié)助UE完成上面的各項(xiàng)功能。

　　本文是作者在開發(fā)一個(gè)基于C6670的LTE基站演示系統(tǒng)中，在設(shè)計(jì)與開發(fā)基站PRACH接收機(jī)中所實(shí)現(xiàn)的方案，本文著重闡述了一種基于大點(diǎn)離散傅里葉變換(DFT)的PRACH接收機(jī)的設(shè)計(jì)以及在DSP上的實(shí)現(xiàn)。　　

　　PRACH的發(fā)送和接收

　　根據(jù)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(jù)這兩種信號(hào)時(shí)間長(zhǎng)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)。　　

 

　　LTE中使用的PRACH在頻域上固定占用6個(gè)RB，其對(duì)應(yīng)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(zhǎng)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(yù)留有保護(hù)帶。format4只適用于TDD雙工方式，在頻域上使用長(zhǎng)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(yù)留有保護(hù)帶。實(shí)際系統(tǒng)中高層根據(jù)物理小區(qū)的雙工方式和覆蓋半徑的保護(hù)時(shí)延間隔來決定采用哪一種時(shí)域發(fā)送格式。