Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization SCORPion Research Group EE Department, Kasetsart University, Thailand 3G Research Project Meeting February 14, 2003 NECTEC Nipon Pinpuch, Sunt Uttayarath Implement Transport Channel in 3G layer 1 Baseband Processing

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Outline  Previous work  Interleave algorithm  Rate matching algorithm  Performance of Transport channel  Conclusion  Future work

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Previous work CRC Encoder Convolutional Encoder Turbo Encoder Turbo Interleaver Turbo Interleaver Table Generator 1 st Interleaver Rate Match งานในครั้งก่อนหน้านี้ งานในครั้งนี้

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Interleave algorithm  เป็นการสลับบิตข้อมูลเพื่อแก้ความผิดพลาดที่ เกิดจาก “ burst error ”  จะสร้าง Matrix ที่ขึ้นอยู่กับ TTI และจำนวนบิต ข้อมูล เพื่อนำข้อมูลไปใส่และอ่านออกมาตาม Algorithm ที่จะกล่าวต่อไป  Matrix จะมีขนาด เท่ากับ จำนวนบิต *10/TTI x TTI/10

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Interleave algorithm [2]  การนำข้อมูลไปใส่ใน Matrix จะใส่เข้าไปทางแถว (Row) ตามลำดับ และจะดึงข้อมูลออกมาทาง Column ตามตารางนี้ TTINumber of columns Inter-column permutation patterns 10 ms1 20 ms2 40 ms4 80 ms8

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Interleave algorithm [3]  จาก Algorithm นี้ ทำให้พบความสัมพันธ์ ใน การนำข้อมูลออกมาจาก Matrix เราสามารถใช้ คำสั่งภายในของชิปตระกูล C64x มาช่วยในการ ดึงข้อมูลออกจาก Matrix ได้  คำสั่งภายในที่ใช้ คือ deal ซึ่งสามารถจัดการ บิตข้อมูลได้ทีละ 32 บิต

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Example of Interleave : TTI 20ms N-1 N Deal();

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Performance of Interleave (measure at 800 MHz) TTI (ms) CPU Performance (MHz) Voice channel (8Kbps) Data Channel (384Kbps)

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Rate matching algorithm  เพื่อเปลี่ยนแปลงอัตราในการส่งข้อมูลให้เข้ากับ ช่องสัญญาณ โดยจะมีการเพิ่มหรือลดบิต (Repeat or Puncture) ตามแต่ลักษณะของ Transport Format นั้นๆ  การเพิ่มหรือลดบิต จะขึ้นอยู่กับ Parameter ที่ เราต้องคำนวณจากข้อมูลที่ได้มาจาก การติดต่อ กับ Layer ที่อยู่สูงกว่า  เมื่อเราทราบว่าจะใช้ Algorithm ไหนในการ ทำงาน แต่เราจะทราบได้อย่างไรว่าบิตไหนจะถูก เพิ่มหรือตัดทอนออกไป

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Rate matching algorithm [2]  คำตอบของปัญหานี้คือ เราจะนำชนิดของ Channel Coding และค่า Parameter ที่ได้ มา คำนวณค่าความผิดพลาด (Error value) ขึ้นมาไว้ สำหรับการทำ Rate Matching Algorithm  จากที่ได้กล่าวมาทั้งหมดนี้ จะเรียกรวมว่า Pre- Processing for Rate Matching  ต่อไปนี้เราจะกล่าวถึงการทำ Rate Matching algorithm ซึ่งแบ่งได้เป็น 2 แบบดังนี้

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Rate matching algorithm [3] Fig.1: Puncturing of turbo encode

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Rate matching algorithm [4] Fig.2: Rate matching for convolutionally encode and for turbo encode with repetition

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Rate matching algorithm [5]  จากรูปที่ 1 ทำให้เราจำเป็นต้องแบ่งการทำงาน ของ Rate Matching เป็น 2 ส่วน  3-way demultiplex and select line  Rate matching and 3-way multiplex  ที่เราต้องทำการเลือกสายที่จะเข้า Rate matching algorithm เนื่องจากว่ามีข้อมูลที่เป็น Systematic ไม่สามารถที่จะถูกลดทอนออกไปได้

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Performance of Rate Matching (measure at 800 MHz) Type of Rate Matching CPU Performance (MHz) Voice channel (8Kbps) Data Channel (384Kbps) CC with repeat CC with puncture TC with repeat TC with puncture

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Performance of Transport Channel Function of Transport channel CPU Performance (MHz) in Voice Channel ( 8Kbps) TISCORPion CRC encoder Convolutional encoder st interleave Rate matching TOTAL

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Performance of Transport Channel [2] Function of Transport channel CPU Performance (MHz) in data Channel ( 384Kbps) TISCORPion CRC encoder Turbo encoder st interleave Rate matching TOTAL

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Conclusion  เมื่อดูจาก Performance ที่วัดได้เปรียบเทียบกับ ทาง TI แล้ว พบว่า ส่วนของ 1 st Interleave นั้น ใช้ CPU ไปน้อยกว่าของทาง TI เนื่องด้วยเรามี การใช้คำสั่งภายในของ Chip มาช่วยในการ ดำเนินการ ซึ่งสามารถทำได้ทีละ 32 บิต  ส่วนของ Rate Matching จะใช้ CPU ไป มากกว่า เนื่องจาก เราให้การทำงานไปทีละบิต และยังต้องมาดำเนินการในการทำ Demultiplex ในส่วนของ Puncturing of Turbo Encode เพราะว่า Systematic bit ไม่สามารถถูกลดทอน ออกไปได้

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Conclusion [2]  จากผลรวมเมื่อเปรียบเทียบแล้วจะเห็นได้ว่า ผลรวมของทางกลุ่มสูงกว่า TI ประมาณ 7 เท่าใน Voice Channel (8 Kbps) ประมาณ 13 เท่าใน Data Channel (384 Kbps)  ทำให้เรายังต้องหาทางในการลดเวลาในการ ทำงานของแต่ละส่วนข้อมูลลงมาอีก

Superior COmmunications Research and Prototyping for commercialization Future work  นำ Block ทั้งหมดใน Transport Channel มาต่อกัน ทั้งหมด แล้วทำการทดสอบผลรวม Transport Format แบบต่างๆ  หาทางลดเวลาในการทำงานของแต่ละฟังก์ชั่นลงมา