黃 婕，黃 敏，張潤福，齊 心，趙 利

（1.桂林電子科技大學(xué) 信息與通信學(xué)院，廣西 桂林541004；2.清華大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室，北京100084；3.廈門大學(xué) 通信工程系，福建 廈門361005）

0 引 言

軟件無線電 （software defined radio，SDR）是在通用、標(biāo)準(zhǔn)、模塊化的硬件平臺(tái)上，利用軟件來實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其具備的靈活性使得通信設(shè)備隨通信標(biāo)準(zhǔn)變化帶來的開發(fā)、升級、測試周期顯著縮短。根據(jù)2G向3G乃至4G平滑演進(jìn)的目標(biāo)，軟件無線電技術(shù)非常適合實(shí)現(xiàn)上述功能乃至整個(gè)協(xié)議棧。傳統(tǒng)的SDR技術(shù)基于FPGA、DSP等專用開發(fā)平臺(tái)。一方面，缺乏靈活性和普適性，不適用于蜂窩移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)和算法的不斷增強(qiáng)；另一方面，由于市場專一，規(guī)模有限，所以成本較高［1］。

因此，本文創(chuàng)新性地采用了基于通用處理器 （GPP）的SDR平臺(tái)，對TD－HSDPA高速物理信道的實(shí)現(xiàn)軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)及優(yōu)化。在本設(shè)計(jì)中GPP平臺(tái)采用現(xiàn)行PC機(jī)中使用的CPU，即實(shí)現(xiàn)基于PC機(jī)的軟件無線電系統(tǒng)。GPPSDR平臺(tái)與基于FPGA、DSP等處理器的SDR平臺(tái)相比，具有易編程，靈活性、可擴(kuò)展性好等特點(diǎn)，可極大的縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本［2］。

使用GPP－SDR平臺(tái)，需要解決通信系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與CPU運(yùn)行高速數(shù)字信號(hào)處理算法的效率等問題。為此，本文使用C＋＋語言設(shè)計(jì)了發(fā)送處理類和接收處理類，并采用適用于x86型CPU的單指令多操作 （SIMD）指令集SSE，從而極大地提高了軟件運(yùn)行效率。通過對協(xié)議實(shí)例中最大速率配置的接收端代碼效率的測試，以及對HARQ機(jī)制性能的仿真，證明本文所提出的軟件設(shè)計(jì)及優(yōu)化方法，滿足TD－HSDPA的處理延遲和性能要求，為在GPP－SDR平臺(tái)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)3G和LTE協(xié)議棧提供了參考。

1 TD－HSDPA物理層協(xié)議棧介紹

TD－SCDMA是我國自主研發(fā)并被國際電聯(lián) （ITU）正式采納的第三代蜂窩移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。其時(shí)分雙工方式使得TD－SCDMA可以靈活設(shè)置上下行時(shí)隙比例，適用于非對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。憑借頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大，系統(tǒng)設(shè)備成本低等特點(diǎn)，TD－SCDMA已經(jīng)成為3G標(biāo)準(zhǔn)中三大主流技術(shù)之一。隨著各種業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)吞吐率的要求日益增長，TDSCDMA在3GPP Release 5中引入增強(qiáng)技術(shù)HSDPA，通過采用自適應(yīng)編碼調(diào)制 （AMC）、混合自動(dòng)重傳請求（HARQ）和快速調(diào)度 （FS）技術(shù)，增加一個(gè) MAC－h(huán)s實(shí)體和三條物理信道，對于1.28Mcps采樣率的TDD系統(tǒng)，單載波1.6MHz帶寬上支持的理論峰值吞吐量達(dá)2.8Mbps。

3GPP Release5引入的HSDPA技術(shù)在物理層新增了三條信道，分別是高速物理下行共享信道 （HS－PDSCH）、高速共享控制信道 （HS－SCCH）、高速共享信息信道 （HSSICH）。三條信道的幀結(jié)構(gòu)與TD－SCDMA中其他信道相同，如圖1所示。

圖1 TD－SCDMA無線子幀結(jié)構(gòu)

圖中Ts0固定用于下行，Ts1固定用于上行，其他時(shí)隙可靈活分配上下行方向，從而適合開發(fā)非對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。除7個(gè)常規(guī)時(shí)隙外的3個(gè)特殊時(shí)隙分別為：DwPTS（下行導(dǎo)頻時(shí)隙）、GP（保護(hù)間隔）和 UpPTS（上行導(dǎo)頻時(shí)隙）［3］。HS－PDSCH 信道的突發(fā)格式如圖2 （a）所示，HSSCCH與HS－SICH信道額外包含TPC和SS符號(hào)，突發(fā)格式如圖2 （b）所示［3］。

圖2 突發(fā)格式

HS－PDSCH承載傳輸信道 HS－DSCH，用于傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。HS－DSCH承載的傳輸塊 （transport block）通過編碼復(fù)用后映射到物理信道HS－PDSCH。其中包含HARQ功能實(shí)體和星座重排兩個(gè)較特殊的模塊。HARQ功能實(shí)體的作用是通過速率匹配的方式產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)版本，以實(shí)現(xiàn)HARQ的傳輸機(jī)制。星座重排模塊作為高階調(diào)制情況下特有的操作，通過改變比特所映射的星座點(diǎn)位置，使得重傳時(shí)信號(hào)能量在各符號(hào)上的分布發(fā)生變化，從而提高重傳合并后比特的可靠性。HS－SCCH為下行物理信道，用戶根據(jù)其承載的HS－DSCH高層控制信令及物理信道配置信息接收HS－PDSCH信道上的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。HS－SCCH中包含的HARQ進(jìn)程指示 （HARQ＿ID）指示當(dāng)前數(shù)據(jù)包所屬的HARQ進(jìn)程。RV （Redundancy version）參數(shù)則用于計(jì)算HARQ功能實(shí)體的速率匹配參數(shù)，控制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)版本。HS－SICH為上行物理信道，用于UE反饋ACK/NACK和信道質(zhì)量指示CQI。ACK/NACK指示接收數(shù)據(jù)譯碼是否正確，使用重復(fù)編碼方式。CQI包含推薦調(diào)制方式 （RMF）和推薦傳輸塊大小 （RTBS）兩個(gè)內(nèi)容，RTBS采用 （32，6）一階Reed－Muller編碼，RMF為重復(fù)編碼。

HS－PDSCH采用QPSK、16QAM、64QAM這3種調(diào)制方式，可根據(jù)信道條件靈活選擇，擴(kuò)頻因子可為16或1。HS－SCCH與HS－SICH信道用于傳輸重要的配置和反饋信息，因此固定使用QPSK調(diào)制，擴(kuò)頻因子為16。HSDPA三條信道的數(shù)據(jù)傳輸流程如圖3所示。

圖3 HSDPA數(shù)據(jù)傳輸流程

2 高速物理信道軟件設(shè)計(jì)

本文基于GPP－SDR平臺(tái)在 Microsoft Visual Studio開發(fā)環(huán)境下利用C＋＋語言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了TD－HSDPA物理層協(xié)議棧，內(nèi)容包括 HS－PDSCH、HS－SCCH、HS－SICH 三條物理信道的編碼、調(diào)制、擴(kuò)頻等模塊及其逆過程的軟件實(shí)現(xiàn)。

2.1 接收機(jī)關(guān)鍵模塊

接收端采用了若干接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)以增強(qiáng)系統(tǒng)的接收性能。圖4為接收機(jī)功能模塊流程圖，關(guān)鍵模塊由紅框標(biāo)出。下文分別介紹了各關(guān)鍵模塊的特點(diǎn)及程序接口。

圖4 接收機(jī)功能模塊流程

（1）聯(lián)合檢測：在TD－SCDMA系統(tǒng)中，由于擴(kuò)頻碼不嚴(yán)格正交，其非零互相關(guān)系數(shù)會(huì)引起各用戶之間的相互干擾，稱為多址干擾 （MAI）［4］。MAI極大的影響了系統(tǒng)容量和性能，而聯(lián)合檢測技術(shù)則能充分利用造成MAI干擾的用戶互信息及多徑的先驗(yàn)信息，把多用戶信號(hào)分離當(dāng)成統(tǒng)一的相互關(guān)聯(lián)的聯(lián)合檢測過程完成。在相同BER的情況下，聯(lián)合檢測所需的信號(hào)SNR大大降低，極大地提高了系統(tǒng)性能。因此本設(shè)計(jì)使用聯(lián)合檢測來處理收到的碼片信息。模塊采用迫零線性塊均衡算法 （ZF－BLE）實(shí)現(xiàn)聯(lián)合檢測功能，并通過塊傅里葉算法降低矩陣求逆計(jì)算復(fù)雜度。模塊根據(jù)信道估計(jì)的結(jié)果，利用時(shí)隙內(nèi)所有用戶的互信息，一次將一個(gè)時(shí)隙內(nèi)的所有碼道碼片解出，解出的符號(hào) （symbol）輸入解調(diào)模塊。

（2）16QAM解調(diào)：HSDPA技術(shù)中加入了高階調(diào)制，旨在提高頻譜利用率。在本文設(shè)計(jì)中，16QAM解調(diào)模塊采用了軟解調(diào)方式。軟解調(diào)模塊中解調(diào)器估計(jì)出每個(gè)比特的軟判決信息 （對數(shù)似然比LLR）并將其輸入到譯碼模塊。這些軟判決輸出可以保留部分譯碼需要信息，同時(shí)軟判決輸出符號(hào)與硬判決相同，保證了判決的可靠性。3GPP協(xié)議中16QAM調(diào)制的星座圖如圖5所示，收端軟解調(diào)模塊先將星座圖順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°再進(jìn)行解調(diào)［5］。如系統(tǒng)模型所示，模塊輸出為帶符號(hào)的定點(diǎn)數(shù)據(jù)。程序中的解調(diào)模塊接口為DeModulation＿16QAM （Complex＊input＿symbols，char＊output＿bits，int length，float noise＿power），分別為輸入符號(hào) （symbol）、輸出比特、輸出比特長度和噪聲功率。

圖5 HSDPA 16QAM星座

（3）信道編譯碼：傳輸業(yè)務(wù)的HS－PDSCH信道采用1/3碼率Turbo編譯碼。Turbo碼編碼器在兩個(gè)遞歸系統(tǒng)卷積碼編碼器之間插入一個(gè)交織器，這種結(jié)構(gòu)能在低信噪比的情況下獲得接近理想的性能。1/3碼率Turbo編碼器輸出序列由一位信息位和兩位校驗(yàn)位組成。設(shè)計(jì)中的Turbo譯碼器模塊接口為TurboDecoderPerform （char＊c，char＊rec＿llr），分別是輸出比特，輸入比特軟信息。下行控制信道HS－SCCH信道編碼方式為1/3碼率卷積碼。卷積碼是一種非分組碼，適用于前向糾錯(cuò)。收端譯碼采用維特比譯碼算法，利用了編碼網(wǎng)格圖的特殊結(jié)構(gòu)，從而大大降低了計(jì)算的復(fù)雜性。程序中的維特比譯碼模塊接口為viterbi＿13 （char＊decoded＿bits，char＊input＿llr，int K）。HSSICH信道中RTBS采用的 （32，6）一階Reed－Muller碼是一種線性分組碼。編碼模塊根據(jù)3GPP文檔［6］中給出的6個(gè)基本序列M0～M5，按照下式

計(jì)算出32個(gè)輸出比特。譯碼方法是先將收到的32個(gè)比特進(jìn)行快速哈達(dá)瑪變換，找出輸出矩陣中的絕對值最大的數(shù)的列號(hào)作為譯碼結(jié)果的低5位，然后判斷這個(gè)數(shù)的符號(hào)，為正則譯碼最高位為0，反之為1。譯碼模塊接口為Decode＿32＿6 （char＊ RTBS＿bits，int＊ RTBS），輸出為6比特?cái)?shù)據(jù)的十進(jìn)制形式，即RTBS的值。

2.2 軟件實(shí)現(xiàn)

基于上述功能模塊的描述以及3GPP的協(xié)議規(guī)定 （文獻(xiàn) ［6－8］），本文針對 TD－SCDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了 TDHSDPA基帶高速物理信道的軟件處理流程。設(shè)計(jì)發(fā)端處理類TD＿TX＿Subframe和收端處理類TD＿RX＿Subframe作為物理層信道程序的公共接口。兩者內(nèi)部都定義了模塊接口函數(shù)以描述物理層過程，同時(shí)定義了物理層功能模塊函數(shù)。發(fā)端的代碼結(jié)構(gòu)如圖6所示，主要分為初始化，信道編碼及物理信道映射、生成物理信道數(shù)據(jù)三部分。類TD＿TX＿Subframe的成員函數(shù)Initialize用于初始化 HSDSCH、HSSCCH、HSSICH的配置，物理信道配置及時(shí)隙格式配置等等。三條信道的編碼映射由3個(gè)類m＿HSDSCH，m＿HSSCCH，m＿HSSICH分別獨(dú)立完成。每個(gè)類的成員函數(shù)按照協(xié)議中的流程編寫，映射后的數(shù)據(jù)交由類TD＿TX＿Subframe成員函數(shù)GenPhyCH統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)制、擴(kuò)頻和加擾。調(diào)制和擴(kuò)頻均以碼道為單位實(shí)現(xiàn)，因此歸入物理信道類m＿PhyCH中，Initialize作為類m＿PhyCH與外部程序的接口傳入數(shù)據(jù)和配置。完成調(diào)制及擴(kuò)頻的多碼道數(shù)據(jù)經(jīng)過合并后，以時(shí)隙為單位統(tǒng)一對數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾和添加midamble的操作。

圖6 發(fā)端代碼結(jié)構(gòu)

收端的流程為初始化——解物理信道——解信道映射及信道譯碼。其中各信道解信道映射及信道譯碼為發(fā)端的逆過程，仍由3個(gè)獨(dú)立的類實(shí)現(xiàn)。解物理信道的代碼結(jié)構(gòu)如圖7所示。圖中所示的相關(guān)程序接口均為收端類TD＿RX＿Subframe的成員函數(shù)。其處理過程為：信道估計(jì)模塊利用接收到的midamble序列和本地midamble序列估計(jì)出信道特征，包括各徑的時(shí)延和增益；信道估計(jì)的結(jié)果和收端數(shù)據(jù)輸入聯(lián)合檢測模塊中，一次解出一個(gè)時(shí)隙的符號(hào)；最后符號(hào)經(jīng)過解調(diào)模塊的處理可得到比特級數(shù)據(jù)。SS/TPC譯碼模塊輸出 HS－SCCH、HS－SICH信道中的功控和時(shí)序調(diào)整信息。

圖7 收端解物理信道代碼結(jié)構(gòu)

考慮到CPU在運(yùn)行實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)上的效率問題，本設(shè)計(jì)對系統(tǒng)代碼指令進(jìn)行了優(yōu)化，即使用SSE指令集。SSE指令集是Intel在Pentium III系列中推出的，包括單指令多數(shù)據(jù)浮點(diǎn)計(jì)算、整數(shù)計(jì)算和高速緩存控制指令。SSE中的單指令多數(shù)據(jù)計(jì)算指令可在一個(gè)指令周期同時(shí)對128比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行操作，所以設(shè)計(jì)中主要采用SSE指令來優(yōu)化包含大量乘法和加法的模塊，進(jìn)而提高運(yùn)行效率。以解擴(kuò)模塊為例，在優(yōu)化前，假設(shè)SF＝16，那么解一個(gè)符號(hào) （symbol）需要對16個(gè)碼片進(jìn)行32次實(shí)數(shù)乘法。SSE指令一次可對128個(gè)比特進(jìn)行操作，即兩個(gè)碼片數(shù)據(jù) （4個(gè)float型數(shù)據(jù)），這樣解一個(gè)符號(hào)的運(yùn)算量可減少為8次實(shí)數(shù)乘法，效率提高了75%。其他例如比特加擾，16QAM解調(diào)模塊都存在大量乘加運(yùn)算，因此模塊中均利用SSE指令集優(yōu)化了算法。

2.3 運(yùn)行效率

為測試系統(tǒng)的運(yùn)行效率以驗(yàn)證代碼的優(yōu)化效果，本文選取3GPP協(xié)議25.102v9.1.0中具有最大速率的TD－HSDPA參考配置，測試了HS－PDSCH收端各模塊的運(yùn)行耗時(shí)。運(yùn)行環(huán)境：處理器主頻2.8GHz，物理內(nèi)存2048MB，操作系統(tǒng)Windows XP。信道參數(shù)配置見表1。此配置最大數(shù)據(jù)吞吐率接近1.28Mbps，分配的物理信道資源達(dá)到12＊5個(gè)碼道。

表2為收端接收一個(gè)子幀時(shí)各個(gè)模塊運(yùn)行的耗時(shí)，統(tǒng)計(jì)了解物理信道和HS－DSCH信道編碼復(fù)用兩大部分各自的總耗時(shí)，以及HS－DSCH編碼復(fù)用中各子模塊的耗時(shí)。測試結(jié)果表明解物理信道映射與信道譯碼耗時(shí)較大。解信道映射時(shí)，每個(gè)比特都需要進(jìn)行條件判斷并計(jì)算所在碼道中的具體位置，因此解映射模塊無法使用SSE指令進(jìn)行并行計(jì)算。譯碼模塊則因配置的數(shù)據(jù)量較大，使得譯碼時(shí)間相對較長?？傮w來看，經(jīng)過代碼優(yōu)化后，相較于5ms的TTI長度，0.855ms的處理時(shí)間能夠滿足基于GPP－SDR的TD－HSDPA實(shí)時(shí)接收要求。

表1 HSDPA參考配置

表2 收端程序運(yùn)行耗時(shí)

3 時(shí)變信道中的HARQ仿真

本文基于上述物理層軟件設(shè)計(jì)，仿真了使用關(guān)鍵技術(shù)HARQ的數(shù)據(jù)吞吐率，進(jìn)一步驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。HARQ技術(shù)具有快速自適應(yīng)控制的特點(diǎn)，其N通道的停等機(jī)制提高了信道利用率。結(jié)合了自動(dòng)請求重傳 （ARQ）與前向糾錯(cuò) （FEC）技術(shù)的特點(diǎn)，收端在譯碼錯(cuò)誤的情況下，把比特軟信息保存下來，通過上行鏈路HS－SICH發(fā)送NACK要求重傳數(shù)據(jù)，收到重傳數(shù)據(jù)后與原軟信息合并，再送去譯碼。HS－SCCH信道中傳遞了與HARQ機(jī)制有關(guān)的參數(shù)，包括RV，HARQ＿ID，新數(shù)據(jù)指示nd。

根據(jù)上述思想，HARQ功能實(shí)體內(nèi)部有3種重傳機(jī)制，其不同點(diǎn)在于重傳數(shù)據(jù)的版本不同。因此物理層HARQ實(shí)體可以合入為速率匹配模塊。此模塊中有兩次速率匹配過程，兩次速率匹配之間插入一個(gè)虛擬緩存，第一次速率匹配的數(shù)據(jù)保存在此緩存中。第二次速率匹配是產(chǎn)生不同數(shù)據(jù)版本的關(guān)鍵。若收端要求重傳，發(fā)端跳過第一次速率匹配，直接從緩存中取出數(shù)據(jù)，根據(jù)HS－SCCH信道傳遞的RV信息控制第二次速率匹配的參數(shù)從而產(chǎn)生不同版本的重傳數(shù)據(jù)。軟件設(shè)計(jì)中根據(jù)N進(jìn)程HARQ的思想設(shè)置了4個(gè)虛擬緩存 （3GPP協(xié)議中規(guī)定最大HARQ進(jìn)程數(shù)為4），分別存儲(chǔ)不同進(jìn)程的數(shù)據(jù)。同時(shí)每個(gè)進(jìn)程也有與之相對應(yīng)的配置緩存，存放RV，新數(shù)據(jù)指示，數(shù)據(jù)包CRC校驗(yàn)結(jié)果，將不同進(jìn)程的處理分離。收端根據(jù)HSSCCH信道收到的HARQ＿ID確定當(dāng)前HARQ進(jìn)程進(jìn)而調(diào)用相應(yīng)緩存。

HARQ性能仿真的發(fā)端流程如圖8所示。其中配置了4個(gè)HARQ進(jìn)程，一次流程執(zhí)行過程只處理一個(gè)HARQ進(jìn)程的數(shù)據(jù)，因此每個(gè)進(jìn)程的訪問周期是4個(gè)子幀。設(shè)每個(gè)進(jìn)程最大傳輸次數(shù)為4次，相應(yīng)的，RV參數(shù)也有4種配置。收端需先接收配置信息才能在相應(yīng)鏈路資源上接收數(shù)據(jù)包，所以測試中在初始0號(hào)子幀不產(chǎn)生HS－PDSCH數(shù)據(jù)包，只發(fā)送配置信息。下一子幀時(shí)，HS－PDSCH根據(jù)前一子幀的 HS－SCCH配置產(chǎn)生和接收數(shù)據(jù)。每個(gè)子幀的流程為：①HS－PDSCH信道數(shù)據(jù)包生成 （0號(hào)子幀時(shí)跳過）。②處理HARQ機(jī)制，在當(dāng)前HARQ進(jìn)程工作時(shí)，如果上一次數(shù)據(jù)包正確接收或已經(jīng)傳輸4次，那么發(fā)送新數(shù)據(jù)包，HARQ速率匹配模塊緩存更新，新數(shù)據(jù)指示位加1，RV參數(shù)為初始0號(hào)配置；若收端譯碼錯(cuò)誤，則HARQ速率匹配模塊中緩存數(shù)據(jù)再次進(jìn)行第二次速率匹配，重發(fā)數(shù)據(jù)包，新數(shù)據(jù)指示位不變，RV配置改變。③HS－SCCH控制信息生成。④生成物理信道。收端為發(fā)端的逆過程，根據(jù)新數(shù)據(jù)指示位判定接收數(shù)據(jù)的類型，流程如圖9所示。收端HARQ處理機(jī)制為：在當(dāng)前HARQ進(jìn)程，若是第一子幀，則默認(rèn)收到的新數(shù)據(jù)包，否則比較收到的新數(shù)據(jù)指示位與本地新數(shù)據(jù)指示位，如果不同表示是新數(shù)據(jù)包，且本地新數(shù)據(jù)指示位被替換，如果相同則表示是重傳數(shù)據(jù)，新數(shù)據(jù)指示位保持。收發(fā)端由一個(gè)時(shí)變信道連接起來。程序在上述時(shí)變信道環(huán)境下，測試了3GPP協(xié)議25.201［10］中兩種不同的配置，見表3。兩者的調(diào)制方式、TB塊大小以及物理資源均不相同。

表3 25.201中的兩種參考配置

圖8 發(fā)端流程

通過改變信噪比 （SNR）的大小，變化范圍為－5dB～15dB，步進(jìn)值為2.5dB，統(tǒng)計(jì)了啟用HARQ機(jī)制的系統(tǒng)性能。圖10顯示了系統(tǒng)在不同信噪比條件下的吞吐率變化（縱軸為對數(shù)坐標(biāo)。圖中顯示在低信噪比的條件下，高階調(diào)制的吞吐率較低。因?yàn)橄噍^QPSK調(diào)制，16QAM的星座點(diǎn)較密集，信道條件不理想時(shí)，信號(hào)點(diǎn)漂移到其他星座點(diǎn)的概率較大，容易造成誤判。HARQ性能仿真結(jié)果進(jìn)而證明了AMC技術(shù)的重要性。AMC技術(shù)可根據(jù)信道條件的變化，靈活的選擇調(diào)制和編碼方式，提供了大動(dòng)態(tài)范圍的慢速自適應(yīng)控制。HSDPA先通過AMC提供粗略的數(shù)據(jù)率選擇方案，然后再使用HARQ技術(shù)來對數(shù)據(jù)速率進(jìn)行較準(zhǔn)確的調(diào)整，從而可以極大的提高下行的數(shù)據(jù)傳輸速率［9］。

因此AMC技術(shù)可作為本設(shè)計(jì)下一步的努力方向，進(jìn)一步改善系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率。由圖10可見，在信噪比為15dB時(shí)，系統(tǒng)的吞吐率已接近協(xié)議3GPP TS25.201［10］范例中的最大值，系統(tǒng)的運(yùn)行效率與數(shù)據(jù)速率均符合協(xié)議要求。

4 結(jié)束語

本文研究了基于GPP－SDR平臺(tái)的TD－HSDPA系統(tǒng)高速物理信道的軟件實(shí)現(xiàn)。利用C＋＋語言分別設(shè)計(jì)了發(fā)送端和接收端處理類，并通過SSE指令集優(yōu)化代碼，實(shí)現(xiàn)了上下行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸。通過對3GPP協(xié)議中最大速率參考配置的CPU運(yùn)行效率的測試，以及在不同信噪比條件下的HARQ吞吐率性能仿真，證明了本文提出的基于GPPSDR平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)能夠滿足TD－HSDPA系統(tǒng)實(shí)時(shí)通信的需求，進(jìn)而為基于GPP－SDR平臺(tái)實(shí)現(xiàn)寬帶無線通信協(xié)議提供了參考。

［1］CAO Han－wen，WANG Wen－bo.GNU Radio：Open software defined radio platform ［J］.Telecom Information，2007 （4）：31－34 （in Chinese）.［曹瀚文，王文博.GNU Radio：開放的軟件無線電平臺(tái) ［J］.電信快報(bào)，2007 （4）：31－34.］

［2］HOU Yan－zhao，TAO Xiao－feng.Architecture of green communication－oriented base stations ［J］.ZTE Communications，2010，16 （6）：16－19 （in Chinese）. ［侯延昭，陶小峰.面向綠色無線通信的基站體系結(jié)構(gòu) ［J］.中興通訊技術(shù)，2010，16（6）：16－19.］

［3］PENG Mu－gen，WANG Wen－bo.TD－SCDMA mobile communication system ［M］.Beijing：China Machine Press，2009：73－76 （in Chinese）.［彭木根，王文博.TD－SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng) ［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：73－76.］

［4］HUANG Hua－sheng，JIANG Ze.The theory and its implementation of joint detection in TD－SCDMA system ［J］.Journal of Chongqing University of Posts and Telecommunications，2001，13 （2）：5－17 （in Chinese）.［黃華生，蔣澤.TD－SCDMA系統(tǒng)中聯(lián)合檢測的原理和實(shí)現(xiàn) ［J］.重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，13 （2）：5－17.］

［5］GU Xin－yu，WU Wei－ling.A general and efficient algorithm of high order demodulation with soft output ［J］.Radio Engineering，2004，34 （12）：16－20 （in Chinese）. ［顧昕鈺，吳偉陵.一種通用的高效軟輸出高階解調(diào)算法 ［J］.無線電工程，2004，34 （12）：16－20.］

［6］3GPP TS 25.221V9.2.1 （2010－07），Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels （TDD）（Release9）［S］.

［7］3GPP TS 25.222V9.2.0 （2010－06），Multiplexing and channel coding （TDD）（Release9）［S］.

［8］3GPP TS 25.223V9.0.0 （2009－12），Spreading and modulation （TDD）（Release9）［S］.

［9］LIU Yuan，YANG Wan－quan.Analysis of H－ARQ in HSDPA［J］.Information Technology，2006，30 （11）：79－82 （in Chinese）. ［劉淵，楊萬全.HSDPA中的 H－ARQ技術(shù)分析［J］.信息技術(shù)，2006，30 （11）：79－82.］

［10］3GPP TS 25.201V9.1.0 （2010－03），User Equipment（UE）radio transmission and reception（TDD）（Release 9）［S］.