下一代3GPP无线标准被称为长期演进(LTE)标准。该标准提供了一次性能上的飞跃以及向基于数据包处理的全面转移。在LTE标准的物理(PHY)层中，处理较高数据吞吐率以及传输方式转向OFDM(正交频分复用)时存在着一些特殊挑战。
为满足新标准的要求，赛灵思公司已开发了(或正在开发)若干新版或修订版DSP
LogiCORE解决方案。对于这类模块，关键是不仅要将其作为独立模块予以校验，而且还要在实际系统中用真实数据对其进行验证。Xilinx
3GPP下行链路参考设计提供了这种验证手段，同时还为客户提供了如何使用模块的参考。
LTE的较高数据速率对系统中所有器件提出了更高的处理要求：更强的基带DSP硬件处理能力、更强的软件处理能力(以实现UMTS协议堆栈的较高层)以及更高的I/O通信带宽(以接收数据包并将数据传送到远程无线电头端)。
本文将讨论LTE标准的部分最新特性，并介绍Xilinx Virtex-5 FXT器件如何通过紧密集成微处理器子系统、DSP增强型FPGA架构和高速通信链路来满足LTE的更高处理要求。
3GPP LTE的物理层
3GPP
LTE第一层(物理层)的一个重要变化是从CDMA(码分多址)变为OFDM(正交频分复用)。OFDM的主要优点之一是能够减少与无线电信道中多通路相关的问题。而在CDMA中，必须将大量处理能力用于无线电信道的表征和跟踪，以补偿信道中的衰落效应。
图1所示为一个LTE子帧实例的结构。该子帧由若干OFDM符号组成。每个OFDM符号为快速傅里叶逆变换(IFFT)提供数据输入。在LTE中，这可能需要多达2,048个面向同相(I)和正交(Q)分量的输入点。
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| 图1：LTE采用OFDM。子帧由一个资源网格构成，其资源区域分配给控制、同步和用户数据。网格的每个列形成一个OFDM符号，该符号通过IFFT转换到时域。 |
子帧可以被描述为资源网格，网格中的每个资源单元都包含面向一个OFDM符号中的IFFT的单个I/Q输入点。资源网格可以分层，以便为多个天线提供数据，从而支持发射分集或多输入/多输出(MIMO)技术等传输机制。
资源网格被分配用于不同的用途。资源单元被分配给控制信道、数据信道和同步信号。图中还显示了信道上的数据分包——将资源网格的不同区域作为资源块分配给不同用户的数据。数据传输调度和为用户分配资源块的任务由LTE协议栈中的较高软件层来完成。
3GPP LTE的下行链路处理
图2所示为3GPP LTE下行链路基带部分的各处理级。发射与接收处理均可分成符号率处理和采样率处理两个主要部分。
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| 图2：3GPP LTE的下行链路处理：发射和接收链。 |
符号率处理以前向纠错为中心，用来以带宽有效方式向数据流添加冗余，并且在接收器上恢复数据。采样率处理以执行基带操作OFDM部分的IFFT/FFT为中心。
发射符号率及采样率处理
LTE下行链路第一层(PHY层)处理中的第一级从媒体访问控制器(MAC)层取得传输块。传输块中加入了循环冗余校验(CRC)，同时较大的传输块可以分段，以确保分段后的块不会超过前向纠错编码器所支持的最大尺寸。
然后各个分段加入CRC，再提交给前向纠错编码器(对于数据信道是Turbo编码器，对于控制信道是卷积编码器)。完成编码之后，对输出进行速率匹配以压缩数据，从而使其填满OFDM资源网格中的可用资源块。最后，采用特定的调制制式(QPSK、QAM16或QAM6?)调制数据流，以提供样本值给OFDM资源网格。
样本首先映射到不同的天线层。通过该映射便可支持发射分集(用多条发射通路降低接收器上的噪声)或MIMO(MIMO技术利用发射器与接收器之间的多条信道来提高数据速率)等传输机制。
下一步是将样本映射到OFDM资源网格中的资源单元。这一级还向资源网格添加同步信号，从而可使接收器与发射器同步。该级的输出被传送到IFFT。IFFT将频域中的样本转换成时域中的IQ信号，后者将被送至无线电头端设备进行发射。OFDM需要在数据中加入循环前缀(CP)，以便在输出开始时重复时域信号的尾端。CP的大小取决于移动蜂窝及反射数据的大小。需要有足够大的CP才能消除来自OFDM符号的多通路影响。
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