基于MPC8260实现8M/2M4帧中继的时分复用

摘要

随着无线数据服务需求的日益增长，预计未来数据用户的增长速率将是话音用户增长速率的6～7倍，消费者、服务提供商和运营商对无线数据业务的前景一致看好，所以各移动运营商在无线数据业务领域纷纷加大投入。几乎所有的移动运营商都准备巨额投资于3G网络的建设，但是有些国家政府迟迟不发放3G牌照，还有些市场受限于3G频段的缺乏，以及很多发展中国家缺乏巨额资金建设3G网络，促使EDGE系统成为连接2G和3G的桥梁，有了广阔的发展空间。 EDGE系统从GPRS系统平滑过度过来，最大可以提供384Kbps的无线数据服务，具有投资少，但能够提供“类3G”的实用和连续的高速数据业务的特点。EDGE系统从GPRS平滑演进，不需要改动核心网，采用8PSK（8相键控）调制技术和新的链路管理和无线资源分配机制，每个载频上的业务量最大可能映射到8个64K的PCM时隙上传输，而在GPRS系统中每个载频上的业务量最大只可能映射到两个64K的PCM时隙上传输，所以需要优化BSC，提高BSC和SGSN之间的帧中继传输速率和灵活性。这正是本论文写作的需求背景，本论文论述的中继协议处理板项目针对这一需求实现了提高BSC的帧中继协议处理能力，提供更加灵活的帧中继时分复用功能。 针对这一需求背景，本论文通过需求分析、细化客户需求，给出了具体的功能需求描述、性能需求描述和质量需求描述。功能上，针对EDGE系统中每个载频上的业务量最大可能映射到8个64K的PCM时隙上传输，必须提供足够的中继协议处理能力和完善的帧中继时分复用功能。性能上要保证支撑系统提供连续稳定的高速数据业务的要求。质量上要求系统持续稳定运行，并提供冗余备份功能。 在需求分析的基础上，本文进行了系统分析，通过具体的分析方法，给出了系统实现方案。在BSC和SGSN之间的帧中继采用标准Gb接口，即32*E1（2M）中继，在BSC系统内部采用 8M PCM 中继线和100M以太网线进行通信，并由帧中继协议处理板来实现对帧中继协议的处理。针对这一现实系统，提出了以下系统方案：在BSC内部通过在同一条8M中继上实现业务数据和控制数据的同时传输，以简化系统接口；在帧中继协议处理板上采用高性能的处理器，实现大幅提高帧中继协议处理能力；采用具有时分处理功能的通信处理芯片，以提高处理速度和降低软件复杂度。 根据系统实现方案，分别针对CPU、操作系统、硬件和软件的实现进行了分析，综合成本控制因素、进度要求因素和资源因素，本文给出了硬件实现方案和软件实现方案。硬件方案中，采用摩托罗拉公司的MPC8260通信处理器，MPC8260通信处理器提供基于64K信道的时分复用处理功能和以太网处理功能，主频最高可配置为300Mhz。软件方案中，操作系统采用风河公司的嵌入式实时操作系统VxWorks。 本论文给出了硬件的原理图描述和原理图设计过程描述，对BSP软件给出了详细的高层设计描述、详细设计描述和实现的代码，并给出了基于VxWorks的MPC8260最小系统的实现方法描述、MPC8260内部各个通信处理控制器驱动的实现方法描述、内存管理的优化方案描述，以及基于这一最小系统实现的时分复用功能描述。 本论文所述方案的主要特点是控制和检测的时效性强、扩展能力强、传输速率高、技术成熟、安全可靠。