基于TMS320C6670的LTE-PRACH接收機的設計與實現

　　摘要：物理隨機接入信道(PRACH)是長期演進計劃(LTE)無線通信系統(tǒng)中終端完成與網絡之間上行同步的關鍵信道。通過對PRACH接收機算法和TI公司新一代數字信號處理器TMS320C6670(以下簡稱CC6670)特性的研究，提出了一種基于大點離散傅里葉變換(Big-point DFT)的PRACH接收機系統(tǒng)方案，詳細介紹了這一方案的實現方法，并給出了主要的軟件算法。由于其系統(tǒng)實現簡單，軟件開銷小，可廣泛應用于LTE基站接收機中。

　　隨機接入是LTE移動通信系統(tǒng)中用戶終端(UE)與無線網絡建立連接，進行通信的首要步驟。隨機接入的目的包括4個方面：(1)UE獲得上行同步，(2)跨區(qū)切換時，作為切換流程的一部分，UE在新小區(qū)發(fā)起接入請求，(3)UE從空閑狀態(tài)轉換到連接狀態(tài)，(4)UE從無線鏈路失敗狀態(tài)下恢復。基站通過接收處理UE的PRACH信號，計算出UE的上行定時偏差，并通過下行信道向UE通知反饋，來協助UE完成上面的各項功能。

　　本文是作者在開發(fā)一個基于C6670的LTE基站演示系統(tǒng)中，在設計與開發(fā)基站PRACH接收機中所實現的方案，本文著重闡述了一種基于大點離散傅里葉變換(DFT)的PRACH接收機的設計以及在DSP上的實現?！　?/p>

　　PRACH的發(fā)送和接收

　　根據3GPP TS36.211協議，如圖1所示，LTE中使用的PRACH在時域上由循環(huán)前綴(CP)和實際發(fā)送序列(Sequence)組成，根據這兩種信號時間長度的不同組合，協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RB，其對應的頻域帶寬為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度為839點的Zadoff-Chu (ZC)序列作為頻域參考序列，子載波間隔為1.25 kHz，兩邊預留有保護帶。format4只適用于TDD雙工方式，在頻域上使用長度為139點的ZC序列作為頻域參考序列，子載波間隔為7.5 kHz，兩邊預留有保護帶。實際系統(tǒng)中高層根據物理小區(qū)的雙工方式和覆蓋半徑的保護時延間隔來決定采用哪一種時域發(fā)送格式。