数字直放站中CPRI协议的FPGA实现
0引言随着移动通信的发展通信网络覆盖范围已经成为衡量通信网络运行的重要标准直接影响着运营商的经济效益而直放站的发展应用已成为提高运营商网络质量解决网络盲区或弱区问题增强网络覆盖的主要手段之一一个基站可以与几个直放站相连可以组成链状星型树型等灵活的拓扑结构使基站的覆盖范围大大增加同时既节省空间又降低成本提高了组网的效率但由于传统模拟直放站设备间没有统一的协议规范无法满足系统厂商与直放站厂商的兼容无法实现基站和直放站之间更有效的互通从而限制了两者之间控制和数据的可靠传输2003年6年由包括爱立信华为NEC北电网络及西门子5大集团合力制定了CPRICommo
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terface接口该组织成立的主要目的是制定这个接口的标准协议从而使该接口成为一个公共的可用的指标开放的CPRI接口为3G基站产品和2G数字直放站在增加效益提高灵活性方面提供了便利1CPRI协议概述CPRI规范定义了物理层和链路层两层协议能实现数字基带IQ信号传输时分复用其协议结构图如图1所示物理层用千兆以太网的标准传输的数据采用8B10B编解码通过光模块串行发送为达到所要求的灵活度和成本效益线路比特速率有6144Mbs12288Mbs和24576Mbs三种链路层定义了一个同步的帧结构帧结构包括基本帧和超帧每个基本帧的帧频为384MHz包括16个时隙根据线路比特率的不同每个时隙的大小分别为1B2B4B其中第一个时隙为控制时隙其余15个时隙为IO数据时隙用来传送IO数据流超帧则由256个基本帧构成256个基本帧的控制时隙共同构成超帧的控制结构如图2所示同时定义了快速CM通道以太网和慢速CM通道HDLC用于传送控制类和管理类的数据可以对直放站进行维护
f2硬件实现方案21方案对比对于CPRI硬件实现方案有以下几种方案可以选择1PMC方案采用PMC7830或PMC7832芯片这一类芯片把CPRI协议全部集成在芯片内部只留出接口使用简单方便可完全支持用于无线基站连接的公共射频接口CPRI规范2用带ROCKETIO的FPGA实现CPRI协议此方法灵活性高但开发时间周期会比较长影响产品开发3FPGA与SCAN25100相结合由FPGA实现CPRI的成解帧及相关接口设计SCAN25100负责完成8B10B编解码和高速串并转换链路层的帧协议修改方便而物理层则由芯片完成使用简单性能稳定开发成本较低且扩展性好4FPGA与TLK4015相结合TLK4015是4通道06～15Gbs通道收发器当系统需要多的通道数时使用该方案可以减少r