基于并行干扰抵消的5G通信信道传输控制系统设计

基于并行干扰抵消的5G通信信道传输控制系统设计

章征云许萍燕蔡勇宁

杭州友华通信工程设计有限公司  浙江杭州  310000

摘要：5G通信是同时具有低时延、高速率的新一代宽带移动通信技术，不但能够维持客户端与客户端之间的稳定通信关系，还可以为接入用户提供虚拟现实、超高清视频的服务，从而实现了由语音业务到数据业务的转变。随着5G通信业务的开展，信号参量在单帧、多帧、等情况下连接时长始终不能达到理想数值标准的问题逐渐凸显出来，这也是导致5G通信信号流畅传输能力相对较低的主要原因。传统动态无线控制系统遵循CDMA技术，对5G通信信号进行分配，虽然具备用户容量大、覆盖范围广等应用优势，但随着数据流波动行为的出现，单帧、多帧、连续帧信号的物理时延问题依然存在，这不但不能缩短通信信号的连接时长，还会对信号参量的传输流畅性造成影响。本文主要分析基于并行干扰抵消的5G通信信道传输控制系统设计。

关键词：并行干扰抵消；5G通信；信道传输；数据处理；残余多址；干扰方差

引言

并行干扰抵消算法可以通过估算用户接入行为的方式，确定通信数据对于多径信道的干扰强度，在实际应用过程中，为避免数据信息出现明显的堆积行为，可从已接收信号中剔除非必要的信息参量，并将剩余信息参量与数据库主机中暂存的文件信息混合起来，以供核心通信体系的调取与利用。与常规并行干扰消除手段相比，并行干扰抵消算法能够逐步减轻信号参量对用户节点造成的干扰性影响，并可在不改变通信数据原有排列形式的情况下，将这些指标参量从一个存储单位转移至另外一个存储单位中，从而使得通信主机所面临的信息共享压力得到有效缓解。

1、5G通信信道传输控制系统的功能方案

5G通信信道传输控制系统的主体硬件结构包含电源模块、信号采集模块、输出控制模块、数据处理模块几个部分，本章节将针对上述模块结构的应用功能展开研究。

1.1主电源模块

主电源模块负责对5G通信信道传输控制系统提供电量信号，以LM2576驱动芯片作为核心搭建结构。整个电源模块同时包含两个VCC正极输入端和两个负极VDD输出端，前者负责对电量信号进行整合与处理，可以从中提取带电量水平较低的传输信号，并将其反馈回输出端主机之中；后者能够以极低的电量水平，将电量信号反馈给下级硬件应用结构。LM2576驱动芯片左侧同时与两个LM117主板和两个A3977主板相连。在实际应用过程中，每一个LM117主板都与一个触发器结构保持对应连接关系，能够在准确捕捉电量信号的同时，对未完全消耗的传输电流进行二次整合，并将其转存至步进电机结构之中，以供通信主机的继续调取与利用。在RF24L01B元件的作用下，仅有一个A3977主板能够与触发器结构相连，二者共同维护5G通信信号的传输稳定性，并可在收集R电阻内剩余电量的同时，使传输电流的数值水平不出现过度增大的变化趋势。

1.2输出控制模块

输出控制模块作为5G通信信道传输控制系统的核心应用结构，可在ARINC749总线通路的作用下，配比信道组织内控制指令的分布情况，一方面能够满足系统主机对于5G通信信号传输行为进行按需管控的实际应用需求，另一方面还可以避免信号参量在系统数据库主机中大量堆积，从而解决现有的信号连接超时问题。从结构组成的角度来看，输出控制模块同时包含一个5G通信信号输出芯片、一个通信机载设备、一个AGC采集芯片和多个关联信道组织结构体。5G通信信号输出芯片可直接转存ARINC749总线中的信号参量，并可在准确提取待传输信号参量的同时，将剩余数据信息按需配比至关联信道组织结构体之中，以便于系统控制指令的制定与传输。通信机载设备作为5G通信信号输出芯片与AGC采集芯片之间的过渡装置，可在负载下级FPGA组织连接需求的同时，计算系统主机内的信号管控占比率指标，从而使得通信信道控制系统能够长期处于相对稳定的连接状态。

1.3通信数据采集器

传统5G通信下行信道传输控制系统的数据采集器选用的是4路采集通道，可以采集电流型和电压型的通信数据。然而由于5G通信信道数量较多，使用传统的4路采集器会存在采集时间长的问题。因此在现有采集器的基础上，扩大采集通道数量至8路。在优化设计的数据采集器中内置一个TLC2543芯片，该芯片能够实现多通道数据的整合，并将任意通道的电流信号转换成为电压信号，保证数据信号的格式统一。

2、5G通信下行信道传输控制系统软件功能设计

2.1判定通信下行信道实时状态

一般来讲通信下行信道的状态可以分为空闲、占用和停用3种，其中空闲表示的是信道当前未执行任务传输任务，占用指的是信道正处于执行传输任务阶段，而停用表示的是当前下行信道处于异常状态，短期时间内不能执行传输任务。通过通信下行信道实时状态的判定，可以确定系统的传输控制程序的执行范围。

2.2信道数据发送/接收端控制

通信数据的传输主要包括数据发送、信道传输和数据接收3个步骤。通信下行信道QPSK调制层映射预编码传输资源映射OFDM调制OFDM调制天线天线……传输资源压缩、编码同理可以得出无控制下信道数据接收流程。在此基础上，分别针对发送和接收模块编写控制程序。在传送数据前，由帧同步发生模块所产生的训练代码和帧首数据流传送到射频段，从SRAM中读出传送的数据，经过并行-串变换装置，输入到通道控制器，执行16比特CCITT-CRC的编码，再利用多项式生成序列加扰码，以䘺码率传送到射频单元。整个传输过程都是通过基带处理器控制器来实现的。由于系统中高速的数据传送速度与无线通道所能承受的较低的速率，因此，需要在一定程度上兼顾调整码率、识别多个用户的能力，并在一定程度上限制了区域和功率消耗。传输缓冲区使用了两个缓冲区来进行乒乓运算，构成码型的调制模块可以按实际需求进行调换。在传输时，由基带控制模块产生训练序列和帧头，并加入验证码。验证代码用于对多个使用者之间的数据传输进行区分。另外，为了直接改变编码率调节指令，还要执行传输的数据率控制。

2.3信道传输速率控制

采用多通信信道并行传输的方式，实现5G通信下行信道传输速度的控制。将命令发送到分布式大数据多通道数据存储和处理模块中的管理RF状态机，读取分布式大数据传送通道中的数据，加快数据的处理和传送，并对数据进行管理，使得数据可以多通道并行传输。在完成了这些数据的处理之后，多通道并行管理单元会再次发出命令，允许通道的正常工作。在此期间，必须对各通道进行持续的扫描，一旦发现了超负荷的通道，必须马上进行相应的处理，防止对其他分布的大数据通道造成干扰，同时保证多个分布的大数据传输通道可以同时并行，从而避免在大容量分布式数据传输中发生的传输差错和通道冲突，从而间接地控制信道的传输速度。

结束语

与动态无线控制系统相比，新型5G通信信道传输控制系统在并行干扰抵消算法的作用下，重新规划了主电源模块、通信信号采集模块、输出控制模块等硬件应用结构的连接行为，又借助检测器结构，确定干扰方差的具体数值，从而得到最终的传输误码率计算结果。从实用性角度来看，在这种新型控制系统的作用下，5G通信信号的连接时长确实出现了明显下降的变化趋势，不但能够促进信号参量的流畅传输，也可以增强信道组织对于信号参量的承载能力，具备较强的实际应用可行性。

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