本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，是一種LTE無線通信系統(tǒng)中資源映射的實現(xiàn)方法，適用于LTE下行系統(tǒng)的資源映射，該方法易于擴(kuò)展，配置靈活。

背景技術(shù)：
LTE(LongTermEvolution，長期演進(jìn))無線通信系統(tǒng)下行采用OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess，正交頻分復(fù)用多址)方式，可以在頻域內(nèi)靈活的進(jìn)行資源分配和調(diào)度，所涉及到的資源包括PDCCH(PhysicalDownlinkControlChannel，物理下行控制信道)信號、PBCH(PhysicalBroadcastChannel，物理廣播信道)信號、和PDSCH(PhysicalDownlinkSharedChannel，物理下行共享信道)信號、PSCH(PrimarySynchronizationChannel，主同步信道)信號、SSCH(SecondarySynchronizationChannel，輔同步信道)信號、RS(ReferenceSignal，參考信號)。將來自多個信道的“數(shù)據(jù)塊”復(fù)用在一個共享的數(shù)據(jù)信道中，即所謂的資源映射?，F(xiàn)有的資源映射的實現(xiàn)方法普遍存在硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)傳輸速度低等缺陷，且不具有可配置性，無法滿足LTE系統(tǒng)實時進(jìn)行資源映射調(diào)整的要求，因此本發(fā)明提供了一種可配置的資源映射實現(xiàn)方法，利用設(shè)計的控制寄存器組來靈活控制進(jìn)行不同的資源映射。本發(fā)明采用多模塊并行流水作業(yè)，可以減少數(shù)據(jù)延遲，提高數(shù)據(jù)的處理和傳輸速率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，提供一種適用于LTE下行系統(tǒng)的資源映射的實現(xiàn)方法，通過設(shè)計一組控制寄存器并對其靈活配置以產(chǎn)生各種信號資源的數(shù)據(jù)和地址；采用仲裁器和子幀緩沖器實現(xiàn)各種信號資源的裁決和映射；并通過地址轉(zhuǎn)換器、IFFT及CP插入完成OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiple，正交頻分復(fù)用)調(diào)制，資源映射后的各種信號送往射頻模塊進(jìn)行無線發(fā)送。本發(fā)明是采用以下技術(shù)手段實現(xiàn)的：1.一種LTE下行系統(tǒng)中資源映射的實現(xiàn)方法，采用FPGA(Field-ProgrammableGateArray，現(xiàn)場可編程門陣列)技術(shù)設(shè)計進(jìn)行資源映射的各個模塊，以實現(xiàn)下行系統(tǒng)資源映射的靈活配置，其特征在于：1.1.設(shè)計通用控制寄存器用來控制產(chǎn)生PSCH信號、SSCH信號、RS信號的數(shù)據(jù)和映射地址；設(shè)計PDCCH控制寄存器用來控制CCH(ControlChannel，控制信道)/BCH(BroadcastChannel，廣播信道)數(shù)據(jù)接收器和地址產(chǎn)生器；設(shè)計PDSCH控制寄存器用來控制SCH(SharedChannel，共享信道)數(shù)據(jù)接收器和地址產(chǎn)生器；1.2.設(shè)計CCH/BCH、SCH數(shù)據(jù)接收器和地址產(chǎn)生器分別用來控制PDCCH信號、PBCH信號和PDSCH信號數(shù)據(jù)的接收，同時由PDSCH控制寄存器和PDCCH控制寄存器控制產(chǎn)生不同的映射地址對PDCCH信號、PBCH信號和PDSCH信號進(jìn)行靈活的映射；1.3.設(shè)計仲裁器對各種信號資源進(jìn)行仲裁，以一定的優(yōu)先級順序?qū)⒏鞣N資源的數(shù)據(jù)按照其相應(yīng)的地址寫入子幀緩沖器中的對應(yīng)位置進(jìn)行映射；1.4.設(shè)計子幀緩沖器和地址轉(zhuǎn)換器完成資源的映射，其寫入地址由各種信號資源的映射地址決定，而讀出地址按順序產(chǎn)生，讀出的數(shù)據(jù)以每個符號為一組，同時地址轉(zhuǎn)換器將其讀出地址轉(zhuǎn)換為IFFT的輸入地址，將讀出的數(shù)據(jù)送入該輸入的地址并進(jìn)行IFFT(InverseFastFourierTransform，快速逆傅里葉變換)變換和CP(CyclicPrefix，循環(huán)前綴)插入以完成OFDM調(diào)制，然后放入FIFO(FirstInFirstOut，先入先出)隊列中進(jìn)行緩沖，以提供給射頻部分連續(xù)的數(shù)據(jù)流。2.本發(fā)明設(shè)計了一組控制寄存器來控制各種信號資源的產(chǎn)生以進(jìn)行靈活的映射，控制寄存器包括：2.1.所設(shè)計的通用控制寄存器有128位，其中17位作為3個小區(qū)識別號，稱為：CellID、CellID1和CellID2，用于控制Z-C(Zadoff-Chu)序列產(chǎn)生不同小區(qū)的PSCH信號的數(shù)據(jù)、并控制M序列產(chǎn)生不同小區(qū)的SSCH信號的數(shù)據(jù)、同時結(jié)合當(dāng)前符號計數(shù)值和子幀計數(shù)值一起控制LFSR(LinearFeedbackShiftRegister，線性反饋移位寄存器)產(chǎn)生RS的數(shù)據(jù)；PSCH、SSCH和RS信號的調(diào)整因子位分別占用32位，用于上述信號的參數(shù)調(diào)整；2.2.所設(shè)計的PDSCH控制寄存器有128位，其中100位作為PDSCH信號映射所依據(jù)的資源塊位圖(ResourceBitmapbitmap，RBbitmap)，用于控制PDSCH信號映射到資源塊的位置，另有兩位作為最后一個傳輸塊(LastTransportBlock，LastTB)標(biāo)志和空傳輸塊(NullTB)標(biāo)志，用于控制PDSCH信號數(shù)據(jù)的接收；2.3.所設(shè)計的PDCCH控制寄存器有128位，其中的資源塊位圖(RBbitmap)、最后一個傳輸塊(LastTB)標(biāo)志和空傳輸塊(NullTB)標(biāo)志與PDSCH控制寄存器中的作用一樣，另外設(shè)計了一個標(biāo)識位“BCH”來區(qū)分當(dāng)前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是PBCH信號的數(shù)據(jù)還是PDCCH信號的數(shù)據(jù)，一個控制位CCHSYM來控制分配給PDCCH信道的符號個數(shù)。3.資源映射是以子幀為單位進(jìn)行的，各種資源在子幀緩沖器中的映射地址均由頻域的子載波計數(shù)值和資源塊計數(shù)值以及時域的符號計數(shù)值共同確定。4.采用子幀緩沖器作為資源網(wǎng)格圖，每個存儲單元代表一個資源粒子，子幀緩沖器采用雙端口RAM(RandomAccessMemory，隨機(jī)存取存儲器)以乒乓的讀寫方式來實現(xiàn)。5.仲裁器按照規(guī)定好的優(yōu)先級對各種資源進(jìn)行仲裁，優(yōu)先級按高到低的順序為：PDCCH信號、PDSCH信號、RS信號、PSCH和SSCH信號、PDBCH信號。本發(fā)明為一種LTE系統(tǒng)中資源映射的實現(xiàn)方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)勢和有益效果：設(shè)計了控制寄存器組來對各種資源的映射進(jìn)行靈活的控制，可配置性強(qiáng)，通過寫控制寄存器的控制字可以控制各種信號根據(jù)當(dāng)前資源占用情況、小區(qū)干擾情況等實時的進(jìn)行不同的資源分配和映射，提高資源利用率和抗干擾性。采用并行流水作業(yè)的方式，用HDL(HardwareDescriptionLanguage，硬件描述語言)在FPGA芯片中設(shè)計硬件模塊來實現(xiàn)資源映射功能，即能滿足LTE系統(tǒng)高處理能力的要求，又能節(jié)約邏輯資源，簡化邏輯復(fù)雜度，有很強(qiáng)的實用價值。附圖說明圖1為本發(fā)明中所采用的幀格式示意圖；圖2為本發(fā)明中LTE系統(tǒng)下行資源映射的實現(xiàn)方法框圖；圖3為通用控制寄存器示意圖；圖4為SCH/CCH控制寄存器示意圖；圖5為本發(fā)明中信道數(shù)據(jù)接收控制狀態(tài)圖；圖6為本發(fā)明中各種資源在資源網(wǎng)格中的映射示意圖；具體實施方式以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的實施例做進(jìn)一步的說明：本發(fā)明所提供的LTE系統(tǒng)中資源映射的實現(xiàn)方法，適用于LTE下行系統(tǒng)，本發(fā)明以2根發(fā)送天線、10MHz系統(tǒng)帶寬、正常CP的LTE下行系統(tǒng)為例闡述其映射過程，其輸入信號是經(jīng)過信道編碼和星座調(diào)制后的信道數(shù)據(jù)，輸出信號送往射頻模塊進(jìn)行無線發(fā)送。其中的LTE系統(tǒng)采用FDD(FrequencyDivisionDuplex，頻分雙工)模式，幀結(jié)構(gòu)如圖1所示，每10ms傳輸一個無線幀，一個無線幀由10個子幀構(gòu)成，每個子幀內(nèi)有兩個時隙，每個時隙內(nèi)的OFDM符號個數(shù)由CP的長度決定。以正常CP、10M帶寬為例，每個時隙有7個OFDM符號，頻域上對應(yīng)的RB(ResourceBlock，資源塊)個數(shù)為50，每個RB中的子載波個數(shù)為12，即總共有600個子載波。本發(fā)明通過設(shè)計一組控制寄存器來實現(xiàn)資源映射的實時控制，圖2為下行資源映射的實現(xiàn)方法框圖，首先接收經(jīng)過信道編碼和星座調(diào)制后的PBCH信號、PDCCH信號和PDSCH信號的數(shù)據(jù)，同時由PDCCH控制寄存器和PDSCH控制寄存器控制產(chǎn)生其各自的映射地址，由通用控制寄存器控制產(chǎn)生用于同步的PSCH信號和SSCH信號的數(shù)據(jù)和映射地址，以及用于信道估計的RS的數(shù)據(jù)和映射地址，然后將各種資源一起送入仲裁器，仲裁器以一定的優(yōu)先級將各種信號的數(shù)據(jù)按照其各自的映射地址寫入到子幀緩沖器中進(jìn)行映射，子幀緩沖器中的數(shù)據(jù)按地址從小到大順序讀出，讀出的數(shù)據(jù)以每個符號為一組通過地址轉(zhuǎn)換后進(jìn)行IFFT變換和CP插入，并通過FIF0緩沖后送給射頻部分。本發(fā)明所設(shè)計的控制寄存器組主要包括3個寄存器：通用控制寄存器、PDCCH控制寄存器和PDSCH控制寄存器。通用控制寄存器主要用來傳遞系統(tǒng)的小區(qū)識別號和由調(diào)制方式?jīng)Q定的調(diào)整因子，以適應(yīng)不同的小區(qū)和調(diào)制方式，如圖3所示，包括3個小區(qū)識別號CellID、CellID1和CellID2，以及PSCH的調(diào)整因子、SSCH的調(diào)整因子、RS的調(diào)整因子。PDCCH控制寄存器和PDSCH控制寄存器均用來控制信道數(shù)據(jù)的接收以及映射地址的產(chǎn)生，如圖4所示，資源塊位圖(RBbitmap)由100位組成，以適應(yīng)最高20M的系統(tǒng)帶寬，每一位代表頻域上的一個RB，最后一個傳輸塊標(biāo)志和空傳輸塊標(biāo)志用來表示傳輸塊的狀態(tài)，以控制信道數(shù)據(jù)的接收。為了節(jié)省資源，PBCH信號與PDCCH信號通過同一個端口進(jìn)行傳輸，因此在PDCCH控制寄存器中設(shè)計了BCH標(biāo)志位來控制傳輸PBCH信號還是PDCCH信號。另外，LTE協(xié)議中規(guī)定，每個子幀中用于傳輸PDCCH信號的符號數(shù)可以為0、1或2，因此在PDCCH控制寄存器中設(shè)計了CCH符號數(shù)控制位，圖4中灰框部分表示PDCCH控制寄存器比PDSCH控制寄存器多的控制位。CCH/BCH數(shù)據(jù)接收器和地址產(chǎn)生器以及SCH數(shù)據(jù)接收器和地址產(chǎn)生器用來接收信道數(shù)據(jù)并產(chǎn)生其各自的映射地址。PDCCH信號、PBCH信號以及PDSCH信號的數(shù)據(jù)都是經(jīng)過信道編碼、星座調(diào)制后的數(shù)據(jù)，其接收由PDCCH控制寄存器和PDSCH控制寄存器的最后一個傳輸塊(LastTB)標(biāo)志位和空傳輸塊(NullTB)標(biāo)志位通過狀態(tài)機(jī)來控制，如圖5所示。在501狀態(tài)請求接收數(shù)據(jù)，若請求被允許時則轉(zhuǎn)到502狀態(tài)。在502狀態(tài)等待數(shù)據(jù)有效，若數(shù)據(jù)有效，則轉(zhuǎn)到503狀態(tài)。在503狀態(tài)檢查當(dāng)前TB是否為空TB，若不為空TB，則轉(zhuǎn)到504狀態(tài)；若為空TB，則轉(zhuǎn)到506狀態(tài)。在504狀態(tài)下，當(dāng)有數(shù)據(jù)請求且數(shù)據(jù)有效時，存儲數(shù)據(jù)，并檢查當(dāng)前TB是否結(jié)束，若TB結(jié)束，則轉(zhuǎn)到505狀態(tài)；否則，繼續(xù)504狀態(tài)下的操作。在505狀態(tài)，等待數(shù)據(jù)輸出讀請求，若有數(shù)據(jù)輸出讀請求，則轉(zhuǎn)到506狀態(tài)。在506狀態(tài)，檢查當(dāng)前TB是否為最后一個TB，若為最后一個TB，則轉(zhuǎn)到507狀態(tài)；否則，轉(zhuǎn)到501狀態(tài)，再次請求接收數(shù)據(jù)。507狀態(tài)，等待當(dāng)前子幀結(jié)束，若當(dāng)前子幀結(jié)束，則轉(zhuǎn)到501狀態(tài)，再次請求接收數(shù)據(jù)；否則繼續(xù)在此狀態(tài)等待。對于PBCH信號，其映射位置由LTE協(xié)議規(guī)定，如圖601所示，位于子幀0、時隙1的前4個OFDM符號，頻域上占用中間的72個子載波，由公式(3)定義：其中，k′＝0，1...，71，l＝0，1...，3即PBCH信號只在子幀0中的7～符號10映射，頻域上位于資源塊RB22～RB27的72個子載波上。對于PDCCH信號和PDSCH信號，由PDCCH控制寄存器和PDSCH控制寄存器來控制其占據(jù)的符號個數(shù)，本發(fā)明中，為了預(yù)留更多的資源給用戶進(jìn)行靈活分配，設(shè)定PDCCH信號占據(jù)每個子幀的符號0，如圖602所示，設(shè)定PDSCH信號占據(jù)子幀中的符號1～符號13，如圖603所示。而PDCCH信號和PDSCH信號在所占據(jù)符號內(nèi)的具體映射位置，由PDCCH控制寄存器和PDSCH控制寄存器中的資源塊位圖根據(jù)當(dāng)前資源占用情況、小區(qū)干擾情況等實時進(jìn)行靈活的配置，控制資源網(wǎng)格中的哪些RB用于傳輸當(dāng)前信號的傳輸塊。PSCH產(chǎn)生器用來產(chǎn)生PSCH信號的數(shù)據(jù)和映射地址。其中PSCH信號的數(shù)據(jù)是由62位的ZC序列產(chǎn)生的，產(chǎn)生公式如式(1)所示：式1中，u是CellID2的根系數(shù)，LTE協(xié)議里規(guī)定了二者的關(guān)系，即當(dāng)CellID2＝0時，u為25，CellID2＝1時，u為29，CellID2＝2時，u為34，因此，由通用控制寄存器中的小區(qū)識別號CellID2可以控制產(chǎn)生不同小區(qū)的PSCH信號數(shù)據(jù)。另外，通用控制寄存器中的PSCH調(diào)整因子可以對產(chǎn)生的62個數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整以得到最終的PSCH信號的數(shù)據(jù)，調(diào)制因子取決于調(diào)制方式。PSCH信號的映射位置是固定的，映射到基于直流對稱的62個子載波上，其位于子幀0和子幀5的第七個OFDM符號上，PSCH信號頻域的子載波映射位置由LTE協(xié)議規(guī)定，根據(jù)公式(2)產(chǎn)生：n＝0，...，61(2)即映射位置是資源網(wǎng)格中符號6頻域上位于資源塊RB22～RB27中間的62個子載波，如圖604所示。SSCH產(chǎn)生器用來產(chǎn)生SSCH信號的數(shù)據(jù)和映射地址。其中SSCH信號是基于M序列的最大長度序列，通用控制寄存器中的小區(qū)識別號CellID1和CellID2可以控制M序列進(jìn)行不同的循環(huán)移位，從而產(chǎn)生兩個長度為31的序列，用來區(qū)分是在子幀0還是子幀5發(fā)送，兩個序列進(jìn)行交織和級聯(lián)后，由通用控制寄存器中的調(diào)整因子進(jìn)行調(diào)整后得到SSCH信號的數(shù)據(jù)，調(diào)制因子取決于調(diào)制方式。SSCH信號的映射位置也是固定的，與PSCH信號不同的是，SSCH信號的映射位置是子幀0和子幀5的第六個符號的子載波上，具體的子載波映射位置根據(jù)公式(2)產(chǎn)生。即SSCH信號的頻域映射地址是資源網(wǎng)格中符號5頻域上位于資源塊RB22～RB27中間的62個子載波，如圖605所示。RS產(chǎn)生器用來產(chǎn)生RS信號的數(shù)據(jù)和映射地址。RS信號的數(shù)據(jù)是由LFSR產(chǎn)生的，LFSR的初始種子值是由通用控制寄存器中的小區(qū)識別號CellID2以及當(dāng)前的符號計數(shù)值和子幀計數(shù)值組成的，因此通用控制寄存器的小區(qū)識別號CellID2可以控制產(chǎn)生不同小區(qū)的RS數(shù)據(jù)，然后由通用控制寄存器中的調(diào)整因子進(jìn)行調(diào)整得到最終的RS的數(shù)據(jù)，調(diào)制因子取決于調(diào)制方式。下行系統(tǒng)的RS信號采用分散結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中向2根發(fā)送天線插入相同的RS數(shù)據(jù)，以簡化RS信號結(jié)構(gòu)、提高信道估計準(zhǔn)確度，因此RS的映射位置如圖606所代表的12個灰框所示：在一個子幀內(nèi)，RS數(shù)據(jù)映射在時域上的符號0、符號4、符號7和符號11中，而在頻域上的映射位置是每個資源塊(RB)的子載波0、子載波3、子載波6和子載波9。PDCCH信號、PBCH信號、PDSCH信號、PSCH信號、SSCH信號和RS信號的映射位置各不相同，在上文已經(jīng)做了具體說明，而其各自在緩沖器中的映射地址的產(chǎn)生方法卻是相同的，分別由各自頻域上的子載波計數(shù)值和RB計數(shù)值，以及時域上的符號計數(shù)值共同組成，即：映射地址＝符號計數(shù)值×600+RB計數(shù)值×12+子載波計數(shù)值其中，子載波計數(shù)值的計數(shù)范圍是0～11，RB計數(shù)值的計數(shù)范圍是0～49，符號計數(shù)值的計數(shù)范圍是0～13。三者的關(guān)系是，子載波計數(shù)值計數(shù)到11時，RB計數(shù)值加1，而RB計數(shù)值計數(shù)到49時，符號計數(shù)值加1。仲裁器用來對各種信號資源進(jìn)行仲裁。各種信號資源的數(shù)據(jù)和映射地址全部送入仲裁器，仲裁器依據(jù)設(shè)定好的優(yōu)先級，即PDCCH信號、PDSCH信號、RS信號、PSCH和SSCH信號、PBCH信號的順序，分別將各種信號資源的數(shù)據(jù)寫入到相應(yīng)映射地址的子幀緩沖器中完成資源的映射。子幀緩沖器作為資源網(wǎng)格，采用一個雙端口RAM，通過乒乓的讀寫方式來實現(xiàn)，設(shè)置雙端口RAM的深度為2個子幀的數(shù)據(jù)，即600×14×2＝16800，子幀緩沖器A進(jìn)行寫操作，寫完一個子幀的數(shù)據(jù)后，送給子幀緩沖器B，子幀緩沖器B開始讀操作，同時子幀緩沖器A接著寫下一個子幀的數(shù)據(jù)。地址轉(zhuǎn)換器用于將子幀緩沖器的讀地址轉(zhuǎn)換為IFFT的輸入地址。子幀緩沖器中的數(shù)據(jù)按照讀地址從小到大的順序讀出，每個符號即600個數(shù)據(jù)為一組，進(jìn)行IFFT變換，而根據(jù)系統(tǒng)帶寬10MHz，IFFT的點數(shù)為1024點，因此需要通過地址轉(zhuǎn)換將每個符號的600個數(shù)據(jù)分別送入IFFT的高300個地址和低300個地址處，即每個符號的頻域上0～299地址處的數(shù)據(jù)送入IFFT輸入地址724～1023處，300～599地址處的數(shù)據(jù)送入IFFT輸入地址0～299處，而其他的300～723地址處執(zhí)行填零處理。之后進(jìn)行1024點的IFFT變換和CP插入的操作。為保證傳輸給射頻模塊的數(shù)據(jù)連續(xù)性，在送入射頻模塊向外發(fā)射之前進(jìn)行了緩沖處理，在本發(fā)明中是通過FIFO來實現(xiàn)的。以上所述，為本發(fā)明在一種系統(tǒng)參數(shù)下的實施例，并非用來對本發(fā)明加以限制，本發(fā)明可適用于與不同的系統(tǒng)參數(shù)下。