基带处理资源分配方法组成比例

本发明专利技术提供一种基带处理资源的分配方法，该基带处理由多个多核DSP执行，该方法包括根据待处理的数据量确定构成基带处理单元包含的DSP数量；根据各个DSP的负载情况以及所确定的DSP数量选择所述基带处理单元包含的DSP。本发明专利技术的方法能够实现系统级、任务级和指令线程级维度上的并行处理，从而有效提高基带处理的资源利用率和处理速度。

【技术实现步骤摘要】
基带处理资源分配方法
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种基带处理资源分配系统和基带处理资源分配方法。
技术介绍
已部署的传统基站处理能力相对固定，无法按需扩容，运营商需要耗费昂贵的建设维护费以及高额的站址配套和租赁费用，通过大量的增加基站数量，以满足无线宽带及窄带的业务需求。此外，传统基站之间彼此独立，无法实现资源的统计复用，造成资源和能源的极大浪费。为了解决上述的传统基站限制以应对数据通信与多媒体业务的爆发式增长，新的基站正在逐渐替代传统基站，目前主要有Cloud-RAN(CRAN)网络架构和超级基站的集中式网络架构。例如，图1示出了中科院计算所提出的超级基站的集中式网络架构的拓扑图，整个架构分为4层资源，每层资源均采取水平池化共享的理念。第一层为分布式光纤拉远射频单元，即RRH，负责无线信号收发及简单的信号处理，通过光纤将射频数据传回超级基站机房，然后通过射频交换机将射频数据按需要交换到任意基带处理单元；第二层是多模可重构的基带处理资源池，可采用DSP来实现基站的基带处理；第三层是多模可重构的协议处理资源池，主要完成基站层2和层3的协议处理；第四层是全局资源管理控制池，主要完成对基站的管理控制，如RRM(无线资源管理)，OAM(操作维护)等，以及整个超级基站系统的资源分配与调度控制。尽管集中式的基站架构能够有效减少能源消耗，提高基础设施利用率，实现计算资源的共享以及负荷均衡与集中等，然而，随着正交频分复用(OFDM)、多天线收发(MIMO)和协同多点传输(CoMP)等新技术的引入，无线算法复杂度上升，这对基带信号处理能力提出了更高的要求。现有的基带处理还不能有效地满足基带信号处理的实时性需求。因此，需要对现有技术进行改进，以提高基站处理海量数据的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种基带处理资源分配系统和基带处理资源分配方法。根据本专利技术的第一方面，提供了一种基带处理资源的分配方法，其中，该基带处理由多个多核DSP执行，该方法包括以下步骤：步骤1：根据待处理的数据量确定构成基带处理单元包含的DSP数量；步骤2：根据各个DSP的负载情况以及所确定的DSP数量选择所述基带处理单元包含的DSP。在本专利技术的一个实施例中，该基带处理资源的分配方法还包括：当所述基带处理单元中一个DSP的负载高于第一阈值时，在所述基带处理单元所包含的DSP之间进行负载传递，以实现所述基带处理单元所包含的DSP之间的负载均衡。在本专利技术的一个实施例中，该基带处理资源的分配方法还包括：当所述基带处理单元中的多个DSP的负载均低于第二阈值时，在所述基带处理单元所包含的DSP之间进行负载搬移，以将具有相对较低负载水平的DSP上的负载聚合到相对较高负载水平的DSP。在本专利技术的一个实施例中，该基带处理资源的分配方法还包括步骤3，该步骤3包括以下子步骤：步骤31：将所述基带处理单元的各个DSP划分为一个主核和多个从核；步骤32：将基带处理的上行任务和下行任务分别分解为多个上行子任务和多个下行子任务；步骤33：基于计算复杂度将所述上行子任务和所述下行子任务分配给所述基带处理单元的各个DSP的主核和从核，其中，至少一个上行子任务和至少一个下行子任务分配给相同的核。在本专利技术的一个实施例中，该基带处理资源的分配方法还包括：在DSP执行任务的过程中，对于迭代循环操作和相关性小的语句，分解为多个线程并行执行。在本专利技术的一个实施例中，所分解的线程数与执行该任务的DSP的核数相等。在本专利技术的一个实施例中，该基带处理资源的分配方法还包括：对于迭代循环操作，调度循环指令以使前一次迭代尚未完成之前开始一个新的迭代。在本专利技术的一个实施例中，该基带处理资源的分配方法还包括：在DSP执行任务的过程中，采用超长指令字将多条单指令连接在一起。在本专利技术的一个实施例中，该基带处理资源的分配方法还包括：对于一条单指令对应的多个操作数，同时读取或写入。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术采用多核DSP阵列来提高基带处理的速度；并结合多核DSP阵列的特点，从指令线程级、任务级和系统级等更多维度实现基带处理的并行化。这种采用粗细粒度相结合的并行化方案，能够极大地提高基带处理效率和资源利用率，从而解决了处理海量数据的实时性问题。附图说明以下附图仅对本专利技术作示意性的说明和解释，并不用于限定本专利技术的范围，其中：图1示出了现有技术的超级基站的集中式网络架构的拓扑图。图2示出了根据本专利技术一个实施例的集中式基带架构图；图3示出了根据本专利技术一个实施例的基带处理方法的流程图；图4示出了根据本专利技术一个实施例的基带处理板和基带管理板的交互示意图；图5示意了根据本专利技术一个实施例的负载均衡和负载聚合的过程。图6(a)示意了现有的TD-LTE系统的上行链路和下行链路的分配方式；图6(b)示意了根据本专利技术一个实施例的上行链路和下行链路的分配方式；图7示出了fork-join执行模型的结构；图8示出了不同线程数与执行速度的对比图；图9示出了本专利技术一个实施例的采用采用VLIW+SIMD的DSP的内部结构。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面将以超级基站的集中式架构和TD-LTE系统为例阐述本专利技术。图2示出了根据本专利技术一个实施例的基带集中式架构。该架构包括高速射频交换、基带处理资源池和协议处理资源池。高速射频交换由中频板、射频前端和CPRI接口板构成，基带处理资源池由多个基带处理板和少量的基带管理板组成，协议处理资源池由运行管理维护板构成、无线资源管理板、计算资源管理板以及至少一个协议处理板构成，各板之间通过CPRI或SRIO等高速接口或交换网络进行数据交互，协议处理资源池通过高速以太交换网络与远程控制系统(即远控系统)和核心网连接。本专利技术针对基带处理资源池的基带处理板和基带管理板进行改进，因此对于其它处理板或功能单元将不再进行描述。在本专利技术中，每个基带处理板包括由多个DSP构成的DSP阵列，每个DSP包含多个核，基带处理板主要负责完成基站系统的基带信号处理。基带管理板主要负责各个基带处理板的资源监测和负载管理功能，例如检测每个DSP的工作状态和负载情况。在一个实施例中，基带处理板和基带管理板均集成两片TI(德州仪器)公司的C66系列的多核DSP，例如，采用TI的C6618类型的4核DSP芯片。针对由多核DSP阵列构成的基带处理板，本专利技术的一个实施例提出了从多个维度进行并行化处理的方法，包括系统级维度、任务级维度和指令线程级维度等，其中指令线程级维度及任务级维度的并行主要在基带处理板上进行，系统级维度的并行需要基带管理板和基带处理板共同参与。图3示出了根据本专利技术一个实施例的基带处理的资源分配方法的流程图，包括以下步骤：第一步、动态分配构成基带处理单元的DSP以实现系统级维度的并行化。简言之，系统级维度的并行化方法基于基带处理板上各DSP的负载情况和需要分配的资源量来动态分配构成当前基带处理单元的DSP，数据由该基带处理单元来实时进行处理。图4示出了一个基带处理板和基带管理板的交互示意图，该基带处理板包括DSP1和D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基带处理资源的分配方法，该基带处理由多个多核DSP执行，该方法包括以下步骤：步骤1：根据待处理的数据量确定构成基带处理单元包含的DSP数量；步骤2：根据各个DSP的负载情况以及所确定的DSP数量选择所述基带处理单元包含的DSP。

【技术特征摘要】
1.一种基带处理资源的分配方法，该基带处理由多个多核DSP执行，该方法包括以下步骤：步骤1：根据待处理的数据量确定构成基带处理单元包含的DSP数量；步骤2：根据各个DSP的负载情况以及所确定的DSP数量选择所述基带处理单元包含的DSP。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：当所述基带处理单元中一个DSP的负载高于第一阈值时，在所述基带处理单元所包含的DSP之间进行负载传递，以实现所述基带处理单元所包含的DSP之间的负载均衡。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：当所述基带处理单元中的多个DSP的负载均低于第二阈值时，在所述基带处理单元所包含的DSP之间进行负载搬移，以将具有相对较低负载水平的DSP上的负载聚合到相对较高负载水平的DSP。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中，还包括步骤3，该步骤3包括以下子步骤：步骤31：将所述基带处理单元的各个DSP划分为一个主核和多个从核；步骤32：将基带处理的上行任务和下行任务分别分解为多个上行子任务和多个下行子任务；步骤33：基于计算复杂度将所述上行子任务和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王妮娜，杨喜宁，曹阳阳，曹欢，周一青，石晶林，
申请(专利权)人：北京中科晶上科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11