采用LSI網絡解決方案實現WCDMA RNC HSPA用戶平面加速

　　隨著高速分組接入(HSPA)峰值數據速率不斷提高，目前主要依靠各種通用處理器(CPU)進行用戶平面處理工作的無線電網絡控制器(RNC)平臺已無法滿足日益增加的通信有效負載要求。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等用戶平面無線協議。由于對峰值數據速率要求的提高，以及HSPA用戶數量和與WCDMA網絡相關流量的增加，RNC需要更快速的HSPA。

　　本文將介紹如何通過LSIAPP650 Advanced Payload Plus網絡處理器來加快當前的HSPA用戶平面設計，不管目前的用戶平面運行于何種硬件上。通過讓APP650接管RLC分段/級聯以及重組等用戶平面處理工作，RNC可針對小型RLC服務數據單元(SDU)提供100Mb/s以上的用戶峰值數據速率，并且可使3萬名用戶的總吞吐量達到700Mb/s以上。通過使用APP650分擔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到200Mb/s以上。

　　蜂窩系統(tǒng)的一個重要要求就是為分組數據業(yè)務提供高數據速度。為滿足這一要求，3GPP/WCDMA標準R5版和R6版均提出了HSPA標準。盡管3GPP/WCDMA標準R1版就支持分組數據通信，但HSPA進一步增強了性能，可提供更高階調制、快速的調度以及速率控制等，從而支持更高的每用戶峰值數據速率。隨著HSPA的不斷發(fā)展，峰值數據速率也將不斷提高。預計3GPP7版本以上的每用戶峰值數據速率將提升至200Mb/s以上。

　　在采用HSPA技術的3G網絡中，RNC通?？刂茢蛋賯€基站。RNC負責其控制下各蜂窩系統(tǒng)的呼叫設置和無線電資源管理。WCDMA用戶平面協議層包括PDCP、RLC、MAC以及FP等，都是在下行方向上的RNC中啟動，和在上行方向上的RNC中終止。

　　RLC協議層是唯一終止于3G網絡用戶設備(移動設備)中的RNC用戶平面層。所有其它層均只位于RNC與基站之間。

　　現有RNC平臺通常使用多個通用CPU來處理WCDMA用戶平面協議棧。隨著HSPA的發(fā)展以及蜂窩數據速率的提高，現有RNC架構已無法滿足WCDMA網絡日益提高的通信有效負載要求。

　　根據摩爾定律，CPU的性能每18個月應提高1倍。根據幾份市場研究報告顯示，預計對RNC用戶平面處理容量的網絡需求每12個月將提高約3倍，當前的RNC用戶平面處理技術顯然無力應付不斷發(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/級聯工作中釋放出來，從而顯著降低當前CPU的工作負載。此前曾將CPU從分段工作中釋放出來用于其它協議(如TCP)中，以縮短服務器平臺中的CPU周期。本文將介紹類似理念的應用，以加速WCDMA用戶平面處理(尤其是RLC協議)。LSIAPP650處理器將CPU從分段/級聯以及重組工作中釋放出來，支持高達3萬用戶的RLC連接。圖2為幾個CPU采用單一APP650處理器作為加速引擎的情況。