當(dāng)基站接收到隨機(jī)接入突發(fā)后,將Rx_MAC_addr記錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中,為其分配一個(gè)本小區(qū)內(nèi)的6位地址。同時(shí),基站根據(jù)接收到的訓(xùn)練序列相關(guān)峰的位置可以計(jì)算出移動(dòng)臺(tái)與其的傳播時(shí)延。將上述兩信息在隨后的下行信道中一同發(fā)給主呼移動(dòng)臺(tái),完成網(wǎng)絡(luò)的閉環(huán)同步。
2.2.3 時(shí)隙狀態(tài)寄存器的設(shè)計(jì)
在PRMA系統(tǒng)中,每一個(gè)時(shí)隙有兩種狀態(tài),即可用狀態(tài)和預(yù)約狀態(tài)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)還沒(méi)有預(yù)約到信道時(shí),它只能在可用時(shí)隙處競(jìng)爭(zhēng);當(dāng)節(jié)點(diǎn)預(yù)約到信道后,它不能再去競(jìng)爭(zhēng)信道,只能在自己的預(yù)約信道上傳輸數(shù)據(jù)。因此,每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)時(shí)隙狀態(tài)的準(zhǔn)確跟蹤和識(shí)別是全網(wǎng)正確工作的基礎(chǔ)。時(shí)隙狀態(tài)寄存器就是起到這樣的作用。圖5是系統(tǒng)的時(shí)隙
Idle狀態(tài)即該時(shí)隙還未被預(yù)約,預(yù)約(Resetred)狀態(tài)表示該時(shí)隙已被預(yù)約。每個(gè)接入節(jié)點(diǎn)要跟蹤每一個(gè)下行信道,分析控制域的C.1位,判斷該時(shí)隙在下一幀的狀態(tài),完成時(shí)隙狀態(tài)的跟蹤。在每一個(gè)上行信道起始處,各接入節(jié)點(diǎn)判斷當(dāng)前時(shí)隙的狀態(tài),以決定是否發(fā)送分組。
時(shí)隙狀態(tài)寄存器為每一個(gè)時(shí)隙保留3位空間。我們定義：“000”表示信道空閑;“001”表示信道被其它節(jié)點(diǎn)預(yù)約;“Oll”表示信道被本節(jié)點(diǎn)預(yù)約。其它狀態(tài)預(yù)留給以后的功能擴(kuò)展。
2.2.4 分組緩存的設(shè)計(jì)
話音是對(duì)時(shí)延有嚴(yán)格要求的業(yè)務(wù)。在系統(tǒng)中,采用的話音編碼器每20ms輸出1個(gè)分組,話音時(shí)延最大不能超過(guò)40ms。顯然,每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置2個(gè)語(yǔ)音分組緩存就足夠了。我們將這兩個(gè)語(yǔ)音分組緩存分別標(biāo)記為VB1和VB2。
如果VBl和VB2已滿,假設(shè)VBl中的分組為競(jìng)爭(zhēng)接入的分組,VB2中的分組為排隊(duì)等待分組。這時(shí)第三個(gè)語(yǔ)音分組到達(dá),那么該分組就直接緩存在VB1中,第一個(gè)語(yǔ)音分組被丟棄掉,同時(shí)VB2中的分組成為競(jìng)爭(zhēng)接入分組。
2.2.5 分組緩存狀態(tài)寄存器的設(shè)計(jì)
如上所述,每個(gè)分組緩存可能是空的,也可能已被占用,其中的分組可能是接入分組,也可能是等待分組,還有可能被丟棄掉。因此,要對(duì)分組緩存的狀態(tài),包括其緩存分組的狀態(tài)予以跟蹤。圖6為分組緩存狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,圖7為緩存狀態(tài)寄存器的結(jié)構(gòu)。
圖6、7中,Bs為緩存狀態(tài)位,“1”表示緩存已滿,“0”表示緩存空閑,即Idle。As為接入狀態(tài)位,“1”表示當(dāng)前分組為接入分組,“0”表示當(dāng)前分組為等待分組。Drop Counter為丟棄計(jì)數(shù)器。當(dāng)Bs=l后,每個(gè)時(shí)隙到達(dá)時(shí),Drop Counter計(jì)數(shù)器就累加1。當(dāng)DropCounter累加到門限值時(shí),當(dāng)前分組就被丟棄掉,緩存恢復(fù)為Idle狀態(tài)。當(dāng)然,系統(tǒng)還需要一個(gè)寄存器存儲(chǔ)分組丟棄門限值(drop threshold)。
2.2.6 幣點(diǎn)狀態(tài)寄存器
綜上所述,接入節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)可能是空閑狀態(tài)(即Idle,無(wú)等待分組傳輸)、競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)(即：Compete,有分組等待傳輸,但還未預(yù)約到信道)及預(yù)約狀態(tài)(即Reserve,有分組等待傳輸且已經(jīng)預(yù)約到信道)。接入節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移如圖8所示。
由于衰落、噪聲和干擾等因素的存在,無(wú)線信道是極不可靠的,常常產(chǎn)生誤比特,有時(shí)甚至出現(xiàn)誤幀的情況。當(dāng)節(jié)點(diǎn)處于預(yù)約狀態(tài)時(shí),由于上傳的分組錯(cuò)誤較多,基站無(wú)法識(shí)別該分組,那么隨后的下行信道就會(huì)空閑,該節(jié)點(diǎn)就丟棄了對(duì)該時(shí)隙的預(yù)約權(quán),由預(yù)約狀態(tài)轉(zhuǎn)移為競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)。
圖8中,Wp表示等待分組的數(shù)目,在目前的系統(tǒng)中可取0、1、2三個(gè)數(shù)值。C．0是下行信道控制域的第0位。節(jié)點(diǎn)狀態(tài)寄存器只需占用2位,區(qū)分節(jié)點(diǎn)的上述3種狀態(tài)。
2．2．7 節(jié)點(diǎn)的行為
時(shí)隙狀態(tài)、緩存狀態(tài)和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移都發(fā)生在由Dx到U(x+1)的收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間(TR)處。無(wú)論U(x+1) 處是否發(fā)送了分組,節(jié)點(diǎn)都要分析Dx處基站發(fā)出的分組頭,刷新時(shí)隙狀態(tài)。另外,處理器還要檢測(cè)高層是否有語(yǔ)音分組發(fā)給自己,刷新Wp及緩存狀態(tài),如果Drop Cou“ter數(shù)值已經(jīng)達(dá)到Drop Threshold時(shí),相應(yīng)的分組應(yīng) 該被丟棄掉,置Bs位為0。結(jié)合Dx處下行分組的C．0位 及Wp值,節(jié)點(diǎn)狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的改變。
在每個(gè)上行時(shí)隙Ux前,節(jié)點(diǎn)首先判斷時(shí)隙x的狀 態(tài)。如果該時(shí)隙被其它節(jié)點(diǎn)預(yù)約,則節(jié)點(diǎn)等待;如果該 時(shí)隙被自己預(yù)約,則準(zhǔn)備傳輸,假如此時(shí)緩存已經(jīng)為空,即節(jié)點(diǎn)已經(jīng)處于空閑狀態(tài),那么Ux將空閑,節(jié)點(diǎn)釋放對(duì)x時(shí)隙的預(yù)約權(quán);如果該時(shí)隙未被預(yù)約,且節(jié)點(diǎn) 處于競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài),那么節(jié)點(diǎn)將準(zhǔn)備競(jìng)爭(zhēng)該時(shí)隙。
2．2．8基帶收發(fā)器
由于PRMA是全網(wǎng)同步系統(tǒng),因此需要高穩(wěn)定度高精度的時(shí)鐘源。實(shí)際中,我們采用了16．384MHz、O．1×1 0-6時(shí)鐘源。由于分組在VBx中并不包含信道需要的訓(xùn)練序列和TB時(shí)間等,因此在串并轉(zhuǎn)換器與發(fā)送緩存間加入了輸出控制模塊。同樣,接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)輸入控制后,將訓(xùn)練序列等物理層的協(xié)議開銷就屏蔽掉,進(jìn)入接收緩存的數(shù)據(jù)是PRMA接入控制系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù),如圖9所示。
EXPA 1系統(tǒng)的內(nèi)部總線采用的是ARM公司的AHB總線。該總線通過(guò)橋按器與FPGA相連。我們?cè)贔PGA內(nèi)部設(shè)計(jì)的AHB SLAVE接口(AHB從接口)就是與該橋接器相連,完成AHB橋接器與FPGA數(shù)據(jù)交換的功能。
3 幾點(diǎn)說(shuō)明
上述內(nèi)容是針對(duì)PRMA系統(tǒng)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)側(cè)接入控制芯片的討論。由于篇幅的限制,關(guān)于基站側(cè)接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不再論述。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,系統(tǒng)可以完成PRMA的功能要求,而且進(jìn)行一些改進(jìn)后,系統(tǒng)性能可以得到提高。例如：在上行分組的Control域內(nèi)利用C.3位向基站指示下一幀的該時(shí)隙是否繼續(xù)預(yù)約,這樣就可以減少信道空閑造成的浪費(fèi)。
由于使用了SoPC芯片,因此在系統(tǒng)上不需要太多的外設(shè)開銷,系統(tǒng)設(shè)計(jì)十分精簡(jiǎn)。而且,如果使用更大容量的SoPC芯片,如EXPA4或EXPA10,那么完全可以將中頻部分也集成于該芯片內(nèi)。
