Systemkonzepte für die LTE Protokollverarbeitung in hochleistungsfähigen mobilen Endgeräten

In dieser Arbeit wurden energieeffiziente Beschleunigungskonzepte für die Protokollverarbeitung in zukünftigen Mobilfunkendgeräten entwickelt. Dabei lag der Schwerpunkt auf den Algorithmen in den höheren Protokollschichten im Long Term Evolution (LTE) Mobilfunkstandard, spezifiziert durch die 3rd Generation Partnership Project Organisation (3GPP).

Als geeignete Entwicklungsmethodik auf Systemebene wurde das Virtual Prototyping gewählt. Die Virtual Prototyping Technologie bietet hohe Simulationsgeschwindigkeiten kombiniert mit einer näherungsweisen Taktgenauigkeit und ermöglicht damit die Simulation und Evaluierung eines vollständigen eingebetteten Systems, bestehend aus Hardware und Software. In der hohen Abstraktionsebene lässt sich die Leistungsfähigkeit verschiedener Systemkonzepte unter realitätsnahen Bedingungen mit einem akzeptablen zeitlichen Aufwand untersuchen.

Basierend auf den zur Verfügung stehenden Simulationsdaten wurde eine spezialisierte Methodik zur Energieabschätzung bei der Hardware/Software Partitionierung von eingebetteten Systemen theoretisch hergeleitet, entworfen und in die Virtual Prototyping Entwicklungsumgebung integriert. Damit konnte die Effizienz verschiedener Hardware/Software Partitionierungsansätze zusätzlich zu den direkt messbaren Verarbeitungsgeschwindigkeiten auch anhand des Energieverbrauchs untersucht werden.

Zur schnellen Durchführung und Auswertung von verschiedenen parametrisierten Simulationsdurchläufen wurde darüber hinaus die Virtual Prototyping Entwicklungsumgebung automatisiert. Zusätzlich führte die Automatisierung zu einer Vermeidung von Fehlern bei der Simulationskonfiguration und einer einfacheren Reproduzierbarkeit verschiedener Messszenarien.