小型蜂窝基站长期演进软件中的挑战

预计移动通信量在未来几年将大幅增加,这会给从终端到内核的整个网络(特别是给小型蜂窝基站 (Small Cell) 产品开发人员)带来巨大压力。到2017年,小型蜂窝基站有望挑起无线接入网络的大部分覆盖与容量重担。

 

小型蜂窝基站必须包含宏蜂窝基站的功能。然而与终端相似的是,其价格点须比宏蜂窝基站的价格点低,旨在实现大量的部署。这就需要更高的硅芯片和软件集成度、更低的功耗以及高水平的互操作性测试。

 

LTE版本10的全新功能可部署大量小型蜂窝基站,但这意味着支持版本10的产品所需的GOPS大约是支持版本9的产品所需GOPS的10倍以上。这需要TI的TCI6636K2H等具有全新架构的片上系统(SoC)来提供该处理能力。

 

在软件方面,物理层(PHY)和协议栈(Protocol Stack)的开发与部署中均存在挑战。运营商需要载波聚合及增强的上行链路(UL)/下行链路(DL)多天线传输功能(这两种功能都可显著提升PHY软件所需的性能)用于LTE。

 

欲实现最高性能,具有更多可用数字信号处理器(DSP)和精简指令集计算机(RISC)处理器的架构还会在划分软件方面带来挑战。此外,版本10的要求也可使SoC的其它元件以新的方式承受应力。

 

迁移至全新的SoC

 

作为挑战的一个例子,让我们来看看CommAgility如何在TI全新的SoC上为版本10开发我们的PHY软件,从而确保我们能将这当作集成式解决方案(具有我们的处理器板和模块)提供给客户。

 

我们以自己现有的软件为基础进行了一个迭代过程。第一步是重新验证SoC/PHY软件,通过一系列回归测试来运行它,目的是确保硅芯片的稳健性并检查是否有任何新漏洞暴露在了全新的SoC上。

 

第二步,我们评测了全新架构(人们期盼在这里实现性能改进)的元件,如附加的队列管理器等。接着,又最大限度地提升了PHY软件的性能,包括利用更多的DSP内核来解决新功能(如载波聚合与UL/DL增强功能)问题。

 

最后,重新运行了一千多个测试向量,以确保SoC和PHY的完整性。在这个时候,已让所有关键的子系统、核间通信、共享内存、双倍数据速率(DDR)接口、多核导航器等承受了应力,目的是确定问题区域。还添加了协议栈,使其跨越一个C66x数字信号处理器(DSP)内核和一个ARM®Cortex-A15分离。PHY和协议栈之间的共享内存和通信也被重新验证。最后一步是将协议栈完全迁移到ARM Cortex-A15内,从而解放所有的DSP内核,以便用来实现版本10的功能。为进行这最终的配置,可运行另一种验证测试套件。

 

这项工作的结果是,CommAgility PHY现在可用于TI的TCI6636K2HTCI6638K2KTCI6630K2L器件。

 

总结

 

尽管我们在为LTE小型蜂窝基站和终端实现物理层软件方面拥有丰富的经验,但每个受支持的全新软件定义无线电(SDR)平台均会带来新的经验教训和知识。

 

成功演进的关键是:

 

1. 要为已知的稳固基础保驾护航

2. 要用迭代法使复杂性发生演进

 

这些都不是新原则,但每次出台新一代LTE标准均会使复杂性的深度与广度随之增加,这能对不遵守此类基本原则的软件开发人员快速予以揭发。

原文链接:

http://e2e.ti.com/blogs_/b/process/archive/2015/11/09/challenges-in-small-cell-lte-software