用于无线广域网技术的硬件加速的制作方法
【专利说明】用于无线广域网技术的硬件加速
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2009年6月19日、申请号为200980122010.X、发明名称为“用于无线广域网技术的硬件加速”的PCT发明专利申请案。
[0003]枏据35U.S.C.§ 119主张优先权
[0004]本申请案主张2008年6月19日申请的题目为“用于无线广域网技术的硬件加速(HARDWARE ACCELERAT1N FOR WffAN TECHNOLOGIES) ” 的第 61/074，099 号美国临时专利申请案的优先权，所述美国临时申请案的全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0005]以下描述大体上涉及无线通信系统，且更明确地说，涉及用于无线广域网的硬件加速。
【背景技术】
[0006]无线通信系统经广泛部署以提供各种类型的通信内容，例如语音、数据等。这些系统可为能够通过共享可用系统资源(例如，带宽及发射功率)而支持与多个用户的通信的多址系统。所述多址系统的实例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、包括E-UTRA的3GPP长期演进(LTE)系统及正交频分多址(OFDMA)系统。
[0007]正交频分多路复用(OFDM)通信系统有效地将总系统带宽分割为多个(乂个)子载波，其还可被称作频率子信道、载频调或频率组。对于OFDM系统来说，可首先用特定编码方案对待发射的数据(即，信息位)进行编码以产生经编码的位，且将经编码的位进一步分组为多位符号，所述多位符号接着被映射为调制符号。每一调制符号对应于由用于数据发射的特定调制方案(例如，M-PSK或M-QAM)所界定的信号星座中的一点。在可依据每一频率子载波的带宽而定的每一时间间隔处，调制符号可在Nf个频率子载波中的每一者上发射。因此，OFDM可用以抵抗由频率选择性衰退所导致的符号间干扰(ISI)，所述干扰的特征为跨越系统带宽的不同衰减量。
[0008]大体来说，无线多址通信系统可同时支持经由前向链路及反向链路上的发射而与一个或一个以上基站通信的多个无线终端的通信。前向链路(或下行链路)指代从基站到终端的通信链路，且反向链路(或上行链路)指代从终端到基站的通信链路。可经由单入单出、多入单出或多入多出(MMO)系统而建立此通信链路。
[0009]MMO系统使用多个(NT个)发射天线及多个(NR个)接收天线以用于数据发射。由NT个发射天线及NR个接收天线形成的MMO信道可经分解为NS个独立信道。大体来说，所述NS个独立信道中的每一者对应于一维度。如果利用由多个发射天线及接收天线所产生的额外维数，则MMO系统可提供经改进的性能(例如，较高处理量及/或较大可靠性)。MMO系统还支持时分双工(TDD)及频分双工(FDD)系统。在TDD系统中，前向链路发射与反向链路发射是在同一频率区上，使得互反性原理允许根据反向链路信道估计前向链路信道。此使得接入点能够在多个天线在接入点处可用时提取前向链路上的发射波束成形增益。
[0010]随着无线系统由于经添加的特征及能力正实施于手持机中而变得较复杂，已存在对增大驻留于手持机或移动装置上的硬件的性能的不断增加的需要。具体地说，关于例如无线广域网(WWAN)等无线网络及相关联的装置，存在对提高所述装置的处理速度及存储器性能同时减轻由网络上的表现不佳组件引起的网络延时的需要。
【发明内容】
[0011]以下呈现简化概要以便提供对所主张的标的物的一些方面的基本理解。此概要并非为广泛综述，且并不希望识别重要/关键要素或描绘所主张的标的物的范围。其唯一目的是以简化形式来呈现一些概念作为稍后呈现的更详细描述的序言。
[0012]举例来说，系统及方法提供用于增强在例如无线广域网(WffAN)等网络上操作的组件的性能的硬件加速特征。在一个方面中，在执行例如数据解密等内部处理之后将解密的结果复制到外部存储器以便最小化处理操作。另一方面包括自适应或动态数据聚集及中断处理以便促进处理性能。在另一硬件加速方面中，经由不同硬件路径来提供数据路径处理优化，其中数据解密在移动到外部存储器之前在缓冲器中解码，或通过直接在外部存储器中执行解密。在任一给定点处，依据具体情形而动态地选择硬件路径。在任一情况下，通过减少所涉及的运算及逻辑的数目来简化硬件及增强处理性能。
[0013]在又一方面中，提供缓冲器池组件，其使数据处理能够以较不频繁的间隔及/或在常驻处理器并非如此繁忙时的时期处发生，因此节省较繁忙的处理时间的性能带宽。在再一加速方面中，应用处理器以目的地处理器或过程适合的格式来准备数据。此减轻对目的地处理器将所述数据转变为相应目的地的适合处理格式的需要。在又一方面中，提供密钥流处理组件，其中各种参数及数据值可从其它参数导出而非必须每次重新再产生。所述处理导出进一步增强硬件加速器的性能。
[0014]为了实现前述及相关目标，本文中结合以下描述及附图来描述某些说明性方面。然而，这些方面仅指示可使用所主张的标的物的原理的各种方式中的少数方式，且所主张的标的物既定包括所有此类方面及其等效物。其它优势及新颖特征在结合图式考虑时可从以下详细描述变得显而易见。
【附图说明】
[0015]图1为提供无线通信系统的硬件加速组件的系统的高级框图。
[0016]图2为说明无线系统的数据解密的流程图。
[0017]图3为说明无线通信系统的自适应聚集的流程图。
[0018]图4为说明无线通信系统的优化数据路径处理的流程图。
[0019]图5为说明无线通信系统的缓冲器池处理的流程图。
[0020]图6为说明无线通信系统的应用格式化的流程图。
[0021]图7为说明无线通信系统的密钥流处理的流程图。
[0022]图8说明使用无线突发大小处理的实例通信设备。
[0023]图9说明多址无线通信系统。
[0024]图10及图11说明实例通信系统。
[0025]图12说明用于加速处理的实例逻辑模块。
【具体实施方式】
[0026]提供各种系统及方法以用于增大无线系统的硬件性能。作为实例，一种方法及系统为在移动到外部存储器及解决意外事故(针对使用了无效解密参数的情况)之前对数据进行解密。另一种方法及系统为通过自适应聚集长度及优先级队列来减少中断，以用于最小化中断开销同时维持延迟敏感数据的低延时。另一种方法及系统为使用至少两个优化数据路径以用于减少无线广域网(WWAN)协议堆栈中的数据副本。另一种方法及系统为提供缓冲器池机制以使软件能够以有效方式及手段将数据缓冲器提供给硬件以避免高速缓冲存储器污染。另一种方法及系统为使网络驱动器接口规格(NDIS)数据缓冲器由应用处理器准备以避免额外复制。并且，又一种方法及系统为使密钥流库由硬件产生以使软件能够执行解密，进而减少延迟，避免额外数据副本，且减少用于准备解密器任务的软件处理。
[0027]现参看图1，系统100说明无线广域网(WffAN)加速组件110，所述组件110可跨越无线网络120的一个或一个以上组件部署以便促进处理性能且减轻硬件复杂性。如所展示，提供使硬件性能能够在下文中更详细描述的网络组件(例如用户设备、移动装置及基站)中得以增大的各种组件。将提供加速组件的一般综述，此后为以下图2到图7中的更详细描述。
[0028]在一个方面中，在将解密的结果复制到外部存储器之前执行例如数据解密130等内部处理以便最小化处理操作。此包括下文中更详细描述的参数解密。另一方面包括在140处的自适应或动态数据聚集及中断处理以便促进处理性能。此包括监视阈值以确定中断处理器以进行进一步数据处理活动的最佳时间。在另一硬件加速方面中，经由不同硬件路径提供数据路径处理优化150，其中数据解密在移动到外部存储器之前在缓冲器中解码，或通过直接在外部存储器中执行解密。在任一给定点处，依据具体情形动态地选择硬件路径。在任一情况下，通过减少所涉及的操作及逻辑的数目来简化硬件及增强处理性能。
[0029]在又一方面中，提供缓冲器池组件160，其使数据处理能够以较不频繁的间隔及/或在常驻处理器并非如此繁忙的时期处发生，因此节省较繁忙的处理时间的性能带宽。在再一加速方面中，应用处理器在170处以目的地处理器或过程所适合的格式来准备数据。此减轻对目的地处理器将所述数据转变为用于相应目的地的适合处理格式的需要。提供密钥流处理组件180，其中各种参数及数据值可从其它参数导出而非必须每次重新再产生。所述处理导出进一步增强硬件加速器的性能。注意，相对于图2更详细地描述数据解密130，相对于图3更详细地描述自适应聚集140，相对于图4更详细地描述优化路径处理150，相对于图5更详细地描述缓冲器池处理160，相对于图6更详细地描述应用格式化170，且相对于图7更详细地描述密钥流处理180。
[0030]在着手进行之前，提供无线网络120及相关联的组件(未图示)的简要综述。系统100包括一个或一个以上基站(还称作节点、演进型节点B-eNB、超微型站、微型站等)，其可为能够经由无线网络120进行到第二装置的通信的实体。举例来说，每一装置可为接入终端(还称作终端、用户设备、台或移动装置)。基站可经由下行链路向所述装置进行传送及经由上行链路接收数据。例如上行链路及下行链路等名称为任意的，因为装置还可经由下行链路信道发射数据及经由上行链路信道接收数据。
[0031]注意，系统100可与接入终端或移动装置一起使用，且可为(举例来说)例如SD卡、网络卡、无线网络卡、计算机(包括膝上型、桌上型、个人数字助理(PDA))、移动电话、智能电话或可用以接入网络的任何其它适合终端等模块。终端借助于接入组件(未图示)来接入网络。在一个实例中，终端与接入组件之间的连接在本质上可为无线的，其中接入组件可为基站且移动装置为无线终端。举例来说，终端及基站可借助于任何适合的无线协议进行通信，所述无线协议包括(但不限于)时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多路复用(OFDM)、快闪OFDM、正交频分多址(OFDMA)或任何其它适合协议。
[0032]接入组件可为与有线网络或无线网络相关联的接入节点。为此，接入组件可为(例如)路由器、交换器或其类似物。接入组件可包括一个或一个以上接口(例如，通信模块)以用于与其它网络节点通信。另外，接入组件可为蜂窝型网络中的基站(或无线接入点)，其中基站(或无线接入点)用以向多个订户提供无线覆盖区域。所述基站(或无线接入点)可经布置以向一个或一个以上蜂窝式电话及/或其它无线终端提供邻接的覆盖区域。
[0033]现参看图2到图7，说明无线通信方法。虽然为了解释简单性的目的而将所述方法(及本文中所描述的其它方法)展示及描述为一系列动作，但应理解且了解，所述方法不受动作次序限制，因为根据一个或一个以上方面，一些动作可以与本文中所展示及描述的次序不同的次序发生及/或与其它动作同时发生。举例来说，所属领