專利名稱：一種數(shù)字信號處理器(dsp)的動態(tài)分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字信號處理器(DSP)的動態(tài)分配方法，用于處理高、低速信道。
背景技術(shù)：
在無線通信領(lǐng)域中，處理低數(shù)據(jù)速率信道需要用較低的延遲，而處理高數(shù)據(jù)速率信道則需要用較高的延遲。在現(xiàn)有的處理低數(shù)據(jù)速率信道和高數(shù)據(jù)速率信道的方法中，有以下幾種處理方法1)DSP集群中的每個DSP各自完成對一個低數(shù)據(jù)速率信道進行處理的整個過程。由于受到單個處理器的處理能力的限制，該方法的缺點是不能處理一定比特率以上的信道；2)DSP集群中的DSP連接在一起通過流水線的方式處理高數(shù)據(jù)速率信道，該方法的缺點是對整個信號處理功能鏈的功能塊的分割是固定的，而且實現(xiàn)對應(yīng)信號處理功能塊的DSP也是固定的，這樣，就不能充分利用有限的資源，造成了資源上的浪費；3)采用一個高性能的DSP來處理高數(shù)據(jù)速率信道，該方法缺點是價格昂貴；4)在DSP集群上并行處理高數(shù)據(jù)速率信道，由于許多DSP應(yīng)用很難分解成并行處理的功能，往往是處理中的下一功能依賴處理中的前一級功能的結(jié)果，因此不可能并行處理這兩個功能。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種數(shù)字信號處理器(DSP)的動態(tài)分配方法，可以同時處理高、低速信道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字信號處理器(DSP)的動態(tài)分配方法，用于處理高速信道和低速信道，該方法可以利用有限的處理資源同時對高、低速兩種信道進行實時處理，并且不會對任一個信道造成實際損害。
本發(fā)明的一種數(shù)字信號處理器(DSP)的動態(tài)分配方法包含以下步驟
a、將待處理的m個信道輸入到DSP集群中，由DSP集群中的主DSP獲取所述m個信道中各個信道的比特率，其中m是大于等于1的正整數(shù)；b、主DSP的調(diào)度器根據(jù)步驟a中得到的所述m個信道中各個信道的比特率，將所述m個信道中的一個或一個以上的信道分配給DSP集群中的至少一個輔DSP來處理；c、分配到所述m個信道中各個信道的每個輔DSP根據(jù)分配到的需處理的信道分別從DSP集群的軟件無線電(SDR)庫中下載所分配的相應(yīng)的信號處理功能鏈，對分配到的各個信道進行處理后輸出處理結(jié)果。
步驟b進一步包含以下步驟b1、將得到的所述m個信道中各個信道的比特率分別與DSP集群中的單個輔DSP所能處理的信道比特率進行比較；b2、當(dāng)所述m個信道中的一個信道的比特率，或者一個以上的信道的比特率之和，小于等于DSP集群中的單個輔DSP所能處理的信道比特率時，主DSP的調(diào)度器分配一個輔DSP處理所述一個信道或一個以上的信道。
b3、當(dāng)所述m個信道中的一個信道的比特率大于DSP集群中的單個輔DSP所能處理的信道比特率時，主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理該信道。
步驟b3中主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理該信道是通過下述公式來確定DSP個數(shù)的n=bit_rate*Σi=1kspb(i)]]>其中n表示處理一個信道所需的DSP的個數(shù)，n的值取四舍五入后的整數(shù)，bit_rate表示一個信道的比特率，spb(i)表示DSP集群的SDR庫中每個功能處理每比特信號所需的時間，i表示一個信道處理功能鏈中功能的索引號(下標(biāo))，k表示一個信道處理功能鏈中功能總數(shù)。
步驟b3中主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理該信道是通過一個查閱表來確定DSP個數(shù)的，所述查閱表通過仿真實驗的方法預(yù)先得到。
當(dāng)步驟b2中主DSP的調(diào)度器分配一個輔DSP處理所述m個信道中的一個信道或一個以上的信道時，則在步驟c中所述輔DSP從DSP集群的SDR庫中下載整個信號處理功能鏈對所述一個或一個以上的信道進行處理。
當(dāng)步驟b3中主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理所述m個信道中的一個信道時，則在步驟c中所述兩個或兩個以上的輔DSP分別從SDR庫中下載整個信號處理功能鏈中連續(xù)的相互相對均衡的功能子鏈，并根據(jù)各個功能子鏈的連續(xù)性對所述信道進行處理，即下載整個信號處理功能鏈的前一功能子鏈的輔DSP對所述m個信道中的一個信道進行處理后，將處理結(jié)果傳送到下載整個信號處理功能鏈的下一功能子鏈的輔DSP中對所述m個信道中的一個信道進行處理，直至所述m個信道中的一個信道經(jīng)過整個信號處理功能鏈的處理。
上述兩個或兩個以上的輔DSP中每個輔DSP下載的功能子鏈中的功能數(shù)通過下述公式得到bit_rate*Σi=jmspb(i)=1]]>其中bit_rate表示一個信道的比特率，spb(i)表示DSP集群的SDR庫中每個功能處理每比特信號所需的時間，i表示一個信道處理功能鏈中功能的索引號(下標(biāo))，j，m表示分配給一個特定DSP的功能的起止索引號。
上述兩個或兩個以上的輔DSP中每個輔DSP下載的功能子鏈中的功能數(shù)通過一個查閱表得到，所述查閱表通過仿真實驗的方法預(yù)先得到。
本發(fā)明的一種用于處理高、低速信道的數(shù)字信號處理器(DSP)集群，包含一組完全相同的DSP以及一個具有信號處理功能的軟件無線電(SDR)庫，所述一組完全相同的DSP和所述軟件無線電(SDR)庫通過公共總線相互連接在一起，其中在所述一組完全相同的DSP中，指定其中一個DSP為主DSP，其余DSP為輔DSP，所述主DSP，包含一個調(diào)度器，用于獲取輸入的待處理的m個信道中各個信道的比特率，其中m是大于等于1的正整數(shù)，并由所述主DSP的調(diào)度器根據(jù)得到的所述m個信道中各個信道的比特率，將所述m個信道中的一個或一個以上的信道分配給DSP集群中的至少一個DSP來處理；在所述輔DSP中，分配到所述m個信道中各個信道的每個輔DSP，根據(jù)分配到的需處理的信道分別從DSP集群的軟件無線電(SDR)庫中下載所分配的相應(yīng)的信號處理功能鏈，對分配到的所述m個信道中各個信道進行處理后輸出處理結(jié)果；所述具有信號處理功能的軟件無線電(SDR)庫，包含處理一個信道所需的整個信號處理功能鏈，每個輔DSP都有權(quán)使用SDR庫中的整個信號處理功能鏈。而且SDR庫放置在同步數(shù)據(jù)隨機存儲器(SDRAM)中。
DSP集群通過公共總線以星型結(jié)構(gòu)、或環(huán)形結(jié)構(gòu)、或星型結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式相互連接在一起。
本發(fā)明利用軟件無線電庫以及無線通信中處理高、低數(shù)據(jù)速率信道的不同需求，將高數(shù)據(jù)速率信道的處理方法和低數(shù)據(jù)速率信道的處理方法組合在一個DSP集群上，實現(xiàn)了在同一個DSP集群上同時對高數(shù)據(jù)速率信道和低數(shù)據(jù)速率信道進行處理，該方法在保持高數(shù)據(jù)速率信道的處理吞吐量的同時減少低數(shù)據(jù)速率信道上的延遲，并提高了處理性能，降低了成本。


圖1是本發(fā)明的DSP集群的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是在本發(fā)明的DSP集群中處理低數(shù)據(jù)速率信道的示意圖；圖3是在本發(fā)明的DSP集群中處理高數(shù)據(jù)速率信道的示意圖；圖4是在本發(fā)明的DSP集群中同時處理低數(shù)據(jù)速率信道和高數(shù)據(jù)速率信道的示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的下行解碼解擴(DDD)DSP集群的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實施例的處理高速下行共享信道(HS-DSCH)的信號處理功能鏈的示意圖；圖7是本發(fā)明實施例的流水線延遲的曲線圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
本發(fā)明是利用無線通信中的實際情況實現(xiàn)的，即通常在無線信道狀況不佳，且使用快速鏈路適配方法降低延遲的情況下，采用低數(shù)據(jù)速率信道，而高數(shù)據(jù)速率信道則通常在無線信道狀況良好且延遲不重要的情況下采用。
圖1顯示的是本發(fā)明的DSP集群的基本結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的一種用于處理高、低速信道的數(shù)字信號處理器(DSP)集群1包含一個主DSP11、N個完全相同的數(shù)字信號處理器(DSP)即輔DSP12，其中N是大于等于1的正整數(shù)，以及一個具有信號處理功能的軟件定義無線(SDR)庫13。實際上，主DSP和輔DSP在硬件結(jié)構(gòu)上完全相同，只是在系統(tǒng)初始化時，指定一個主DSP，并加載上相應(yīng)功能的軟件，使主DSP和輔DSP在功能上有所區(qū)別。
如圖1所示，該主DSP11、N個輔DSP12以及SDR庫13通過公共總線以星型結(jié)構(gòu)相互連接在一起。除了星型結(jié)構(gòu)以外，該主DSP11、N個輔DSP12以及SDR庫13還可以通過公共總線以環(huán)形結(jié)構(gòu)、或星型結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式相互連接在一起(圖中未示出)。
在圖1中，主DSP11，包含一個調(diào)度器111，用于獲取輸入的待處理的m個信道中各個信道的比特率，其中m是大于等于1的正整數(shù)，并由該主DSP11的調(diào)度器111根據(jù)得到的m個信道中各個信道的比特率，將m個信道中的一個或一個以上的信道分配給DSP集群1中的至少一個輔DSP12來處理。同時，該主DSP11還具有一個時序安排和實時操作系統(tǒng)的功能。
在N個完全相同的數(shù)字信號處理器(DSP)12中，分配到各個信道的每個DSP，根據(jù)分配到的需處理的信道分別從DSP集群1的軟件定義無線(SDR)庫13中下載所分配的相應(yīng)的信號處理功能鏈，對分配到的各個信道進行處理后輸出處理結(jié)果；具有信號處理功能的軟件定義無線(SDR)庫13，包含處理一個信道所需的整個信號處理功能鏈，每個輔DSP都有權(quán)使用SDR庫13中的整個信號處理功能鏈，其中信號處理功能包含編碼/解碼、速率匹配、交織等等。而且SDR庫放置在同步數(shù)據(jù)隨機存儲器(SDRAM)中。
圖2顯示的是在本發(fā)明的DSP集群中處理低數(shù)據(jù)速率信道的示意圖。如圖2所示，首先將待處理的低數(shù)據(jù)速率信道A、B、C、D、E同時輸入到DSP集群1中，由DSP集群1中的主DSP11獲取低數(shù)據(jù)速率信道A、B、C、D、E中各個信道的比特率。
其次，將得到的低數(shù)據(jù)速率信道A、B、C、D、E中各個信道的比特率分別與DSP集群1中的單個輔DSP12所能處理的信道比特率進行比較，由于低數(shù)據(jù)速率信道A、B、C、D、E中各個信道的比特率均小于等于DSP集群1中的單個輔DSP12所能處理的信道比特率，因此主DSP11的調(diào)度器111分別分配一個輔DSP12來處理低數(shù)據(jù)速率信道A、B、C、D、E，即主DSP11的調(diào)度器111將信道A分配給DSP1處理，將信道B分配給DSPM處理，將信道C分配給DSPN處理，將信道D分配給DSPN-1處理，以及將信道E分配給DSPM+1處理。
接著，DSP1、DSPM、DSPN、DSPN-1、DSPM+1根據(jù)分配到的需處理的低數(shù)據(jù)速率信道A、B、C、D、E分別從DSP集群1的軟件定義無線(SDR)庫13中下載整個包含功能1到功能k的信號處理功能鏈，并按信號處理功能鏈的次序即按功能1到功能k依次對分配到的低數(shù)據(jù)速率信道A、B、C、D、E的信道分別進行處理后輸出處理結(jié)果。
圖3顯示的是在本發(fā)明的DSP集群中處理高數(shù)據(jù)速率信道的示意圖。如圖3所示，首先將待處理的高數(shù)據(jù)速率信道X、Y同時輸入到DSP集群1中，由DSP集群1中的主DSP11獲取高數(shù)據(jù)速率信道X、Y中各個信道的比特率。
其次，將得到的高數(shù)據(jù)速率信道X、Y中各個信道的比特率分別與DSP集群1中的單個輔DSP12所能處理的信道比特率進行比較，由于高數(shù)據(jù)速率信道X、Y的比特率均大于DSP集群1中的單個輔DSP12所能處理的信道比特率，表明只分配一個輔DSP12是無法完成對高數(shù)據(jù)速率信道X、Y中任一個信道的處理的，因此，為了保持一定的吞吐率，主DSP11的調(diào)度器111分別分配兩個輔DSP12來處理高數(shù)據(jù)速率信道X、Y，即主DSP11的調(diào)度器111將高數(shù)據(jù)速率信道X分配給DSP1和DSPM處理，同時將高數(shù)據(jù)速率信道Y分配給DSPM+1和DSPN-1處理。
而主DSP11的調(diào)度器111是如何確定需要多少輔DSP12來處理一個高數(shù)據(jù)速率信道的呢，主DSP11的調(diào)度器111可以通過下述公式來確定處理一個高數(shù)據(jù)速率信道所需的輔DSP12的個數(shù)n=bit_rate*Σi=1kspb(i)]]>其中n表示處理一個信道所需的DSP的個數(shù)，n的值取四舍五入后的整數(shù)，bit_rate表示一個信道的比特率，spb(i)表示DSP集群的SDR庫中每個功能處理每比特信號所需的時間，i表示一個信道處理功能鏈中功能的索引號(下標(biāo))，k表示一個信道處理功能鏈中功能總數(shù)。
我們也可以通過一個查閱表來確定處理一個高數(shù)據(jù)速率信道所需的輔DSP12的個數(shù)的，該查閱表是通過仿真實驗的方法預(yù)先得到。
接著，DSP1和DSPM根據(jù)分配到的高數(shù)據(jù)速率信道X分別從SDR庫13中下載整個包含功能1到功能k的信號處理功能鏈中連續(xù)的相互相對均衡的功能子鏈，即DSP1從SDR庫13中下載功能1到功能2，而DSPM則從SDR庫13中下載功能3到功能k。每個輔DSP12下載的功能子鏈中的功能數(shù)可以通過下述公式得到bit_rate*Σi=jmspb(i)=1---(2)]]>在公式(2)中，bit_rate表示一個信道的比特率，spb(i)表示DSP集群的SDR庫中每個功能處理每比特信號所需的時間，i表示一個信道處理功能鏈中功能的索引號(下標(biāo))，j，m表示分配給一個特定DSP的功能的起止索引號。
我們也可以通過一個查閱表得到每個輔DSP12下載的功能子鏈中的功能數(shù)，該查閱表是通過仿真實驗的方法預(yù)先得到。
DSP1根據(jù)從SDR庫13中下載的功能1到功能2依次對高數(shù)據(jù)速率信道X進行處理后，將處理結(jié)果傳送到下載整個信號處理功能鏈的下一功能子鏈的輔DSP12即DSPM中對高數(shù)據(jù)速率信道X進行功能3到功能k的依次處理，輸出處理結(jié)果。
同理，DSPM+1和DSPN-1根據(jù)分配到的高數(shù)據(jù)速率信道Y分別從SDR庫13中下載整個包含功能1到功能k的信號處理功能鏈中連續(xù)的相互相對均衡的功能子鏈，即DSPM+1從SDR庫13中下載功能1到功能2，而DSPN-1則從SDR庫13中下載功能3到功能k。
DSPM+1根據(jù)從SDR庫13中下載的功能1到功能2依次對高數(shù)據(jù)速率信道Y進行處理后，將處理結(jié)果傳送到下載整個信號處理功能鏈的下一功能子鏈的輔DSP12即DSPN-1中對高數(shù)據(jù)速率信道Y進行功能3模塊到功能k的依次處理，輸出處理結(jié)果。
圖4顯示的是在本發(fā)明的DSP集群中同時處理低數(shù)據(jù)速率信道和高數(shù)據(jù)速率信道的示意圖。如圖4所示，首先將待處理的高、低速信道即高數(shù)據(jù)速率信道X和低數(shù)據(jù)速率信道A、B同時輸入到DSP集群1中，由DSP集群1中的主DSP11獲取高數(shù)據(jù)速率信道X和低數(shù)據(jù)速率信道A、B的比特率。
其次，將得到的高數(shù)據(jù)速率信道X和低數(shù)據(jù)速率信道A、B的比特率分別與DSP集群1中的單個輔DSP12所能處理的信道比特率進行比較。
由于低數(shù)據(jù)速率信道A、B的比特率均小于等于DSP集群1中的單個輔DSP12所能處理的信道比特率，因此主DSP11的調(diào)度器111分別分配一個輔DSP12來處理低數(shù)據(jù)速率信道A、B，即主DSP11的調(diào)度器111將信道A分配給DSPM+1處理，同時將信道B分配給DSPN-1處理。
接著，DSPM+1、DSPN-1根據(jù)分配到的需處理的低數(shù)據(jù)速率信道A、B分別從DSP集群1的軟件無線電(SDR)庫13中下載整個包含功能1到功能k的信號處理功能鏈，并按信號處理功能鏈的次序即按功能1到功能k依次對分配到的低數(shù)據(jù)速率信道A、B分別進行處理后輸出處理結(jié)果。
同時，由于高數(shù)據(jù)速率信道X的比特率均大于DSP集群1中的單個輔DSP12所能處理的信道比特率，表明只分配一個輔DSP12是無法完成對高數(shù)據(jù)速率信道X的處理的，因此，為了保持一定的吞吐率，主DSP11的調(diào)度器111通過公式(1)確定分配兩個輔DSP12來處理高數(shù)據(jù)速率信道X，即主DSP11的調(diào)度器111將高數(shù)據(jù)速率信道X分配給DSP1和DSPM處理。
我們也可以通過一個查閱表來確定處理一個高數(shù)據(jù)速率信道所需的輔DSP12的個數(shù)的，該查閱表是通過仿真實驗的方法預(yù)先得到。
接著，DSP1和DSPM根據(jù)分配到的高數(shù)據(jù)速率信道X通過公式(2)分別從SDR庫13中下載整個包含功能1到功能k的信號處理功能鏈中連續(xù)的相互相對均衡的功能子鏈，即DSP1從SDR庫13中下載功能1到功能2，而DSPM則從SDR庫13中下載功能3到功能k。
我們也可以通過一個查閱表得到每個輔DSP12下載的功能子鏈中的功能數(shù)，該查閱表是通過仿真實驗的方法預(yù)先得到。
DSP1根據(jù)從SDR庫13中下載的功能1到功能2依次對高數(shù)據(jù)速率信道X進行處理后，將處理結(jié)果傳送到下載整個信號處理功能鏈的下一功能子鏈的輔DSP12即DSPM中對高數(shù)據(jù)速率信道X進行功能3到功能k的依次處理，輸出處理結(jié)果。
綜上所述，本發(fā)明的一種數(shù)字信號處理器(DSP)的動態(tài)分配方法包含以下步驟a、將待處理的m個信道輸入到DSP集群中，由DSP集群中的主DSP獲取所述m個信道中各個信道的比特率，其中m是大于等于1的正整數(shù)；b、主DSP的調(diào)度器根據(jù)步驟a中得到的所述m個信道中各個信道的比特率，將所述m個信道中的一個或一個以上的信道分配給DSP集群中的至少一個輔DSP來處理；c、分配到所述m個信道中各個信道的每個輔DSP根據(jù)分配到的需處理的信道分別從DSP集群的軟件無線電(SDR)庫中下載所分配的相應(yīng)的信號處理功能鏈，對分配到的各個信道進行處理后輸出處理結(jié)果。
步驟b進一步包含以下步驟b1、將得到的所述m個信道中各個信道的比特率分別與DSP集群中的單個輔DSP所能處理的信道比特率進行比較；b2、當(dāng)所述m個信道中的一個信道的比特率，或者一個以上的信道的比特率之和，小于等于DSP集群中的單個輔DSP所能處理的信道比特率時，主DSP的調(diào)度器分配一個輔DSP處理所述一個信道或一個以上的信道。
b3、當(dāng)所述m個信道中的一個信道的比特率大于DSP集群中的單個輔DSP所能處理的信道比特率時，主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理該信道。
步驟b3中主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理該信道是通過下述公式來確定DSP個數(shù)的
n=bit_rate*Σi=1kspb(i)]]>其中n表示處理一個信道所需的DSP的個數(shù)，n的值取四舍五入后的整數(shù)，bit_rate表示一個信道的比特率，spb(i)表示DSP集群的SDR庫中每個功能處理每比特信號所需的時間，i表示一個信道處理功能鏈中功能的索引號(下標(biāo))，k表示一個信道處理功能鏈中功能總數(shù)。
步驟b3中主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理該信道是通過一個查閱表來確定DSP個數(shù)的，所述查閱表通過仿真實驗的方法預(yù)先得到。
當(dāng)步驟b2中主DSP的調(diào)度器分配一個輔DSP處理所述m個信道中的一個信道或一個以上的信道時，則在步驟c中所述輔DSP從DSP集群的SDR庫中下載整個信號處理功能鏈對所述一個或一個以上的信道進行處理。
當(dāng)步驟b3中主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理所述m個信道中的一個信道時，則在步驟c中所述兩個或兩個以上的輔DSP分別從SDR庫中下載整個信號處理功能鏈中連續(xù)的相互相對均衡的功能子鏈，并根據(jù)各個功能子鏈的連續(xù)性對所述信道進行處理，即下載整個信號處理功能鏈的前一功能子鏈的輔DSP對所述m個信道中的一個信道進行處理后，將處理結(jié)果傳送到下載整個信號處理功能鏈的下一功能子鏈的輔DSP中對所述m個信道中的一個信道進行處理，直至所述m個信道中的一個信道經(jīng)過整個信號處理功能鏈的處理。
上述兩個或兩個以上的輔DSP中每個輔DSP下載的功能子鏈中的功能數(shù)通過下述公式得到bit_rate*Σi=jmspb(i)=1]]>其中bit_rate表示一個信道的比特率，spb(i)表示DSP集群的SDR庫中每個功能處理每比特信號所需的時間，i表示一個信道處理功能鏈中功能的索引號(下標(biāo))，j，m表示分配給一個特定DSP的功能的起止索引號。
上述兩個或兩個以上的輔DSP中每個輔DSP下載的功能子鏈中的功能數(shù)通過一個查閱表得到，所述查閱表通過仿真實驗的方法預(yù)先得到。
圖5顯示的是本發(fā)明實施例的下行解碼解擴(DDD)DSP集群的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的該實施例用于在當(dāng)前公共陸地傳輸系統(tǒng)(UMTS)的Evolium節(jié)點版本2(Node B V2)的基帶處理板上處理高速下行分組接入(HSDPA)的高速下行共享信道(HS-DSCH)信號。如圖5所示，本發(fā)明實施例的下行解碼解擴(DDD)DSP集群包含一個主DSP(圖中未示出)、5個完全相同的輔DSP51，以及一個具有信號處理功能的軟件定義無線(SDR)庫(圖中未示出)，該主DSP(圖中未示出)、5個完全相同的輔DSP51以及SDR庫(圖中未示出)通過公共總線以星型結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式相互連接在一起。
在圖5中，每個輔DSP51能夠在恒定的吞吐率的情況下處理下行鏈路中的3M比特/秒的信道。
然而，在版本5(3GPP Release 5)中通常規(guī)定高速下行分組接入(HSDPA)用于支持相當(dāng)于14.4M比特/秒的高速下行共享信道(HS-DSCH)。
整個HS-DSCH可以由一個移動站或多個移動站共用。由于信道的狀況和小區(qū)內(nèi)移動站的數(shù)量等等的影響，單個移動站的數(shù)據(jù)速率可以在0M比特/秒到14.4M比特/秒之間變動，或多個移動站數(shù)據(jù)速率總和在14.4M比特/秒以下。
假設(shè)，我們有如下的4個信道一個2M比特/秒，一個3M比特/秒，一個1M比特/秒和一個6M比特/秒。由于圖5中的每個輔DSP51能夠在恒定的吞吐率的情況下處理下行鏈路中的3M比特/秒的信道，因此，主DSP的調(diào)度器(圖中未示出)將總數(shù)據(jù)速率小于等于3M比特/秒的信道分配給一個DSP進行處理，并將數(shù)據(jù)速率大于3M比特/秒的信道按照公式(1)分配給兩個或兩個以上的DSP進行處理，即如圖5所示，主DSP的調(diào)度器(圖中未示出)將1M比特/秒和2M比特/秒的信道分配給DSP1處理，將3M比特/秒的信道分配給DSP2處理，將6M比特/秒的信道分配給DSP4和DSP5處理。DSP1、DSP2根據(jù)分配到的信道從SDR庫(圖中未示出)中下載整個信號處理功能鏈對分配到的信道進行處理后輸出處理結(jié)果。SDR庫(圖中未示出)中的信號處理功能鏈如圖6所示。
圖6顯示的是本發(fā)明實施例的處理高速下行共享信道(HS-DSCH)的信號處理功能鏈的示意圖。該信號處理功能鏈包含在圖5的SDR庫(圖中未示出)中，圖5中的每個輔DSP51都有權(quán)使用SDR庫(圖中未示出)中的圖6所示的信號處理功能鏈。如圖6所示，本發(fā)明實施例的處理高速下行共享信道(HS-DSCH)信號的信號處理功能鏈依次包含循環(huán)冗余校驗位(CRC)添加61、比特加擾62、碼組分割63、信道編碼64、物理層混合自動重傳功能65、物理信道分割66、高速下行共享信道(HS-DSCH)信號交織67、16QAM重組68、物理信道映射69。
DSP1根據(jù)圖6中的信號處理功能鏈對1M比特/秒和2M比特/秒的信道進行處理后輸出處理結(jié)果。DSP2根據(jù)圖6中的信號處理功能鏈對3M比特/秒的信道進行處理后輸出處理結(jié)果。
根據(jù)上述公式(2)，DSP4和DSP5分別從SDR庫(圖中未示出)中下載整個信號處理功能鏈中連續(xù)的相互相對均衡的功能子鏈對分配到的信道進行處理后輸出處理結(jié)果，即DSP4從SDR庫(圖中未示出)中下載如圖6所示的循環(huán)冗余校驗位(CRC)添加61、比特加密編碼62、碼組分割63、信道編碼64、物理層混合自動重傳功能65這5個功能，并按這5個功能依次對6M比特/秒的信道進行處理后，將處理結(jié)果沿著環(huán)形結(jié)構(gòu)的高速率環(huán)傳送給DSP5，這樣就避免了公共總線的過載。而DSP5則從SDR庫(圖中未示出)中下載如圖6所示的物理信道分割66、高速下行共享信道(HS-DSCH)信號交織67、16QAM重組68、物理信道映射69這4個功能，并按這4個功能依次對DSP4的處理結(jié)果進行處理后輸出處理結(jié)果。
圖7顯示的是本發(fā)明實施例的流水線延遲的曲線圖。如圖7所示，在6M比特/秒的信道上會有一定的延遲，然而，在這個延遲之后，吞吐率將被保持，也就是，輸出比特/處理時間＜＝所需的數(shù)據(jù)輸出速率。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字信號處理器(DSP)的動態(tài)分配方法，用于處理高、低速信道，其特征在于，所述方法包含以下步驟a、將待處理的m個信道輸入到DSP集群中，由DSP集群中的主DSP獲取所述m個信道中各個信道的比特率，其中m是大于等于1的正整數(shù)；b、主DSP的調(diào)度器根據(jù)步驟a中得到的所述m個信道中各個信道的比特率，將所述m個信道中的一個或一個以上的信道分配給DSP集群中的至少一個輔DSP來處理；c、分配到所述m個信道中各個信道的每個輔DSP根據(jù)分配到的需處理的信道分別從DSP集群的軟件無線電(SDR)庫中下載所分配的相應(yīng)的信號處理功能鏈，對分配到的各個信道進行處理后輸出處理結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的DSP的動態(tài)分配方法，其進一步特征在于，所述步驟b進一步包含以下步驟b1、將得到的所述m個信道中各個信道的比特率分別與DSP集群中的單個輔DSP所能處理的信道比特率進行比較；b2、當(dāng)所述m個信道中的一個信道的比特率，或者一個以上的信道的比特率之和，小于等于DSP集群中的單個輔DSP所能處理的信道比特率時，主DSP的調(diào)度器分配一個輔DSP處理所述一個信道或一個以上的信道。b3、當(dāng)所述m個信道中的一個信道的比特率大于DSP集群中的單個輔DSP所能處理的信道比特率時，主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理該信道。
3.如權(quán)利要求2所述的DSP的動態(tài)分配方法，其進一步特征在于，所述步驟b3中主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理該信道是通過下述公式來確定DSP個數(shù)的n=bit_rate*Σi=1kspb(i)]]>其中n表示處理一個信道所需的DSP的個數(shù)，n的值取四舍五入后的整數(shù)，bit_rate表示一個信道的比特率，spb(i)表示DSP集群的SDR庫中每個功能處理每比特信號所需的時間，i表示一個信道處理功能鏈中功能的索引號(下標(biāo))，k表示一個信道處理功能鏈中功能總數(shù)。
4.如權(quán)利要求2所述的DSP的動態(tài)分配方法，其進一步特征在于，所述步驟b3中主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理該信道是通過一個查閱表來確定DSP個數(shù)的，所述查閱表通過仿真實驗的方法預(yù)先得到。
5.如權(quán)利要求2所述的DSP的動態(tài)分配方法，其進一步特征在于，當(dāng)所述步驟b2中主DSP的調(diào)度器分配一個輔DSP處理所述m個信道中的一個信道或一個以上的信道時，則在步驟c中所述輔DSP從DSP集群的SDR庫中下載整個信號處理功能鏈對所述一個或一個以上的信道進行處理。
6.如權(quán)利要求2所述的DSP的動態(tài)分配方法，其進一步特征在于，當(dāng)所述步驟b3中主DSP的調(diào)度器分配兩個或兩個以上的輔DSP處理聽述m個信道中的一個信道時，則在步驟c中所述兩個或兩個以上的輔DSP分別從SDR庫中下載整個信號處理功能鏈中連續(xù)的相互相對均衡的功能子鏈，并根據(jù)各個功能子鏈的連續(xù)性對所述信道進行處理，即下載整個信號處理功能鏈的前一功能子鏈的輔DSP對所述m個信道中的一個信道進行處理后，將處理結(jié)果傳送到下載整個信號處理功能鏈的下一功能子鏈的輔DSP中對所述m個信道中的一個信道進行處理，直至所述m個信道中的一個信道經(jīng)過整個信號處理功能鏈的處理。
7.如權(quán)利要求5所述的DSP的動態(tài)分配方法，其進一步特征在于，所述兩個或兩個以上的輔DSP中每個輔DSP下載的功能子鏈中的功能數(shù)通過下述公式得到bit_rate*Σi=jmspb(i)=1]]>其中bit_rate表示一個信道的比特率，spb(i)表示DSP集群的SDR庫中每個功能處理每比特信號所需的時間，i表示一個信道處理功能鏈中功能的索引號(下標(biāo))，j，m表示分配給一個特定DSP的功能的起止索引號。
8.如權(quán)利要求5所述的DSP的動態(tài)分配方法，其進一步特征在于，所述兩個或兩個以上的輔DSP中每個輔DSP下載的功能子鏈中的功能數(shù)通過一個查閱表得到，所述查閱表通過仿真實驗的方法預(yù)先得到。
9.一種用于處理高、低速信道的數(shù)字信號處理器(DSP)集群，其特征在于，所述DSP集群包含一組完全相同的DSP以及一個具有信號處理功能的軟件無線電(SDR)庫，所述一組完全相同的DSP和所述軟件無線電(SDR)庫通過公共總線相互連接在一起，其中在所述一組完全相同的DSP中，指定其中一個DSP為主DSP，其余DSP為輔DSP，所述主DSP，包含一個調(diào)度器，用于獲取輸入的待處理的m個信道中各個信道的比特率，其中m是大于等于1的正整數(shù)，并由所述主DSP的調(diào)度器根據(jù)得到的所述m個信道中各個信道的比特率，將所述m個信道中的一個或一個以上的信道分配給DSP集群中的至少一個輔DSP來處理；在所述輔DSP中，分配到所述m個信道中各個信道的每個輔DSP，根據(jù)分配到的需處理的信道分別從DSP集群的軟件無線電(SDR)庫中下載所分配的相應(yīng)的信號處理功能鏈，對分配到的所述m個信道中各個信道進行處理后輸出處理結(jié)果；所述具有信號處理功能的軟件無線電(SDR)庫，包含處理一個信道所需的整個信號處理功能鏈，每個輔DSP都有權(quán)使用SDR庫中的整個信號處理功能鏈。
10.如權(quán)利要求5所述的DSP集群，其進一步特征在于，所述DSP集群通過公共總線以星型結(jié)構(gòu)、或環(huán)形結(jié)構(gòu)、或星型結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式相互連接在一起。
11.如權(quán)利要求5所述的DSP集群，其進一步特征在于，所述SDR庫放置在同步數(shù)據(jù)隨機存儲器(SDRAM)中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種數(shù)字信號處理器(DSP)的動態(tài)分配方法，用于處理高、低速信道，該方法利用軟件無線電(SDR)庫以及無線通信中處理高、低數(shù)據(jù)速率信道的不同需求，將高數(shù)據(jù)速率信道的處理方法和低數(shù)據(jù)速率信道的處理方法組合在一個DSP集群上，實現(xiàn)了在同一個DSP集群上同時對高數(shù)據(jù)速率信道和低數(shù)據(jù)速率信道進行處理，該方法在保持高數(shù)據(jù)速率信道的處理吞吐率的同時減少低數(shù)據(jù)速率信道上的延遲，并提高了處理性能，降低了成本。
文檔編號H04Q3/545GK1581722SQ0314197
公開日2005年2月16日 申請日期2003年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者李白·鄧洛普, 駱志剛, 李巍 申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司