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)跨區切換時，作為切換流程的一部分，UE在新小區發起接入請求，(3)UE從空閑狀態轉換到連接狀態，(4)UE從無線鏈路失敗狀態下恢復。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。

　　本文是作者在開發一個基于C6670的LTE基站演示系統中，在設計與開發基站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。　　

　　PRACH的發送和接收

　　根據3GPP TS36.211協議，如圖1所示，LTE中使用的PRACH在時域上由循環前綴(CP)和實際發送序列(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。實際系統中高層根據物理小區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送格式。