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随着互联网与智能手持设备的发展,室内移动数据业务呈爆发性增长。这种高速率、大容量的数据传输不仅对LTE(Long Term Evaluation)小基站的物理层(Physical Layer,PHY)与媒体接入控制层(Media Access Control,MAC)的实现提出了更高的要求,同时也对物理层与MAC层交互接口提出了一定的要求。本课题来源于国家科技重大专项——“LTE-Hi基站设备研发”,依托于TD-LTE小基站芯片的设计研发,重点研究PHY层与MAC层之间的交互接口API(Application Program Interface)的设计、实现与优化。主要研究内容与创新如下:(1)阐述了LTE小基站PHY-MAC API接口的研究背景与国内外现状,分析了物理层帧结构、MAC层数据结构等其它API接口的相关技术。从工程的角度设计并实现了PHY-MAC交互接口API。为了实现PHY-MAC交互数据透明地传输,给出了传输消息的结构和含义,明确了API接口的功能。基于采用SoC(System on Chip)架构的小基站芯片,设计了共享内存和握手中断的传输结构,并采用高性能ARM控制器作为接口的控制部分。同时设计组合消息的方式进行PHY-MAC消息交互,以减少层间信息的频繁交互,提高了API接口的实时性。在传输消息的基础上,给出了API接口对物理层和MAC层交互的配置过程。进而在LTE小基站硬件平台上进行实际测试,验证API接口的功能。(2)由于采用传统方法选择的API接口时间窗偏大,导致协议栈处理效率降低。针对该问题,对影响协议栈子系统Linux实时性的因素与协议栈任务运行时间的动态浮动特性进行了分析,提出了一种基于帕累托分布构建模型的新方法。该方法利用帕累托分布“20%投入取得80%收益”的特性,寻找时间窗与协议栈处理效率的平衡点,以克服传统方法的缺点。对于不同架构、主频等参数的小基站设计,可以根据该方法快速准确地选择适合基站自身参数的时间窗。通过实际测试进行验证,相比于传统方法,该方法优化了API接口,同时有效提高了下行链路协议栈处理效率和处理器计算资源利用率。