[硕士论文精品]公共通用无线接口（cpri）协议的fpga实现

摘要在无线通信领域，直放站通过将基站覆盖范围之外的无线信号进行射频中频处理，再传输到基站进行信号处理，以此弥补基站覆盖范围之外的盲区。由于直放站与基站间缺乏统一的接口规范，对于不同的基站，直放站需要提供不同的接口。鉴于存在上述缺陷，公共无线接口联盟提出了公共通用无线接口CPRI规范标准。该标准定义了无线基站内部无线控制中心REC和无线设备RE之间的接口。公共通用无线接口对无线基站配套产品进行了规范化，有助于建立一个充满竞争的RF部件产业，使整个无线通信产业链受益，是无线设备中的一个重要组成部分。本文主要分析了CPRJ协议，并通过FPGA实现了个CPIU协议应用评估系统。主要工作包括第一章介绍了无线通信系统的框架，网络拓扑，以及无线射频单元RE的在系统中的作用，针对现在无线网络覆盖中的缺陷，阐述了CPIU协议在无线通信系统中的作用和意义。第二章详细分析了CPRI协议。CPIU协议定义了物理层和数据链路层协议。CPRI协议通过物理层链路维护保证了数据的正确传输。通过多路复用的方式，控制和管理以及同步信息等控制信息和用户IO数据通过数据链路层在RE和砌之间进行传输。虚拟应用层可以方便地对RE设备进行管理。第三章首先介绍了FPGA实现的基本流程和玎L语言在开发FPGA中的优点。在详细分析了VHDL语言和VEDLOG语言的特性后，选择VERILOG瑚L语言作为CPRJ协议实现的开发工具。在确定开发环境后，本文仔细考察了ALTERA公司的S订AIXGX芯片，在了解STRATI【GX芯片的各种特性后，选择了这款芯片作为CPRI协议实现的硬件平台。第四章详细介绍了CP砌协议的实现方法。首先介绍了CPM协议实现的系统框架和功能模块划分。在此基础上，分别详细说明时钟发生器模块，CPRJ协议解析模块，高速收发器模块和IDLC协议解析模块的功能，实现原理，并给出了逻辑仿真图。第五章介绍了CPRJ应用评估系统，说明了应用评估系统对设计进行功能验证和性能分析的方法，并给出了测试和性能分析报告。第六章对全文进行了总结，并对系统提出了改进方案。关键词CPRI无线基站无线设备现场可编程门阵列速率自协商ABSTRACTABSTRACTMTHE丘ELDOFRADIOCOINMULLIC撕ON，INTLLEAREATBES伽ONCANNOTCOVER，也ERESHOULDBEAREPEA0既WHICHRECEIVESTHEMDIOSI弘ALAND曲NSLATEST11ERADIOSI印“TOMEIIL钯田耐IATE舶QUENCYSIGNAL，SENDSTLLESI印AL幻廿LES诅石ONHL吐LISWAY，THEREPEATERSISANCOLPLEMENTFOR吐1ES锄ONT0COVERTHEBLINDAREAOFTILE嘲石0NHOWEVER，出ER印EATERHASTOPROVIDEDI舒TINTE而CESF研DIFFBREMSTANONSBECAUSE也EREISNOSPECIFICADONFBFTHEINTERFHCEBE储EENTBESTATIONANDTHEREPTORITISNOTONLYINCREASINGMECOSTSOFPRODUCDONBUTALSOMAKIILGTHEP巾DUC虹ONANDMAINTENANCEIILCO“VIN肋TTBEREFBRECBMMONPUBLICR丑DIOK懈位EUNITPROPOSENECO姗ONPUBHCR丑DIOINTE血CESPECI行C鲥ONTHESPECI丘C撕ONSPEC嫡ESMEINTERFACEBEMEEN璩RECANDRECPRJSPECI石C鲥衄ISHEIP向LTOS吐UPT11ECM鲥0NSFORTHEC衄PONENTSOFTLLESTADON，HICH谢LLMAKEFBRSETTIL唱UPACOMPENTIVEREIN血S廿YCPIUSPEC访CATIONISA11IMPORTANTCOPONENTOFMERETLLISDISSEFN撕蚰MAINLYFBCUSESONMECPMSPECIFICATION趾DFPGAIINPLELI】髓T1ECPRJSPECI矗CATIONFIRSTLY，THISTHESISIN订。血CES也EEWORKOFNLERADIOCOIM谢C撕ONSYSTEMANDTHETOPLOGYOF妞NETWORKANDTBEROLEOF吐LEREPLAYEDIN1ESYSTEMITI11US勺LA把STHEIILLPORCATR01EOF也ECPRISPECIFIC撕曲PLAYEDINMERADIOCO砌MIC出0NSYST锄AND出EMEAILING0FTLLEI呷1锄豇NOFCPRLSDECIFICADONSECONDLYNDEMOLLS衄TESMECPRISPECI丘C撕ONINDETAILCPSPECMCADONDE丘11ES也EIAVERI彻DLAYER2PROTOC01SFBFTHE打ANSF宅ROFUSERPL蜘E，CMASWEASSYNCHRC咀IZADONINFBNNATIONBETWEENRECANDREASWELLASBET、EENT、VORESTHEVIRNLALAPPLICATIONCA工LM柚AGETHERECONVIENY仕1ROUGHTHECMCMNELTH主RDLY，ITIN订ODUCES也EADVANTAGEOFTHEHDLH矗羽WAREDE啦口L姐GUAGEITCHOOSES也EV商109HDLASMESOLU石0NFORTBEIII】PLEM即TATIONOFTHECPRISPECI6CAD衄ANERCOMPADNGTHEFCATUREOFTHEVHDLANDTHEVERILOGHDLITCHOOSES吐1ES缸砸XGXCHIPMANUFACTLLREBVALTERAASTHEDEVELOPM肋TPLATFBNNA矗ERIN订ODUCINGTHEKEYFEAMREOF1ATCHIPFO曲LV，ITDEMONS仃ATESTHEIPLELEN诅丘0NOFCPRISPEC讯C撕蚰BASEDON吐LESTRA血GXDEVELO口MENTBOARDNIN仃ODUCES血ESVSTENLARICH眈TILREFIRSKMENITILLUS砌ES廿LEMODULEOFCLOCKGENERA血G，CP砒SPECI丘CATMPARSIILGHI曲印EED圩ACEIVERADHDLCPRO妣OLPARSINGSPECIALIY彻EBYONEITDEMONSMNESTLLETHEORYOFTHE血PLEMEN叫ONANDDISPLAVS廿1ESIINULA矗ONF删Y，ITDESIGILSAEVALUATIONSYSTEMT0VEI毋THECPRI曲PLEM髓TATION缸DEVAL删EMECAPABILITYOFTLLEIRNPLEMENTATIONITGIVEST11ETES血GR印ONSOFTHEIMPKMEN乜石蚰THLDU曲廿1EEVALU撕ONSYSTEMFI越1LY，ITSMNMARIZESALLTHEWORKIIL廿LEP印ER，SHOWS圮INSU蚯CIENCY，ANDGIVESANADVICEANDEXDED蜘ONTO吐1ESUCCEIEMWORKKEYWORDSCPRI，RADIOS诅TION，RADIOEQUIPMENT，FPGA，RATEAUTONEG胡ATIONII东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布包括刊登论文的全部或部分内容。论文的公布包括刊登授权东南大学研究生院办理。研究生签名豆油山I导师签名爱乏B日期7R第一章绪论第一章绪论11课题背景及意义在无线通信领域，直放站通过将基站覆盖范围之外的无线信号进行射频中频处理，再传输到基站进行信号处理，以此弥补基站覆盖范围之外的盲区。一个基站往往和多个直放站连接，从而扩展了基站的覆盖范围。然后，由于直放站与基站问缺乏统一的接口规范，对于不同的基站，直放站需要提供不同的接口，不仅提高了开发成本，还为产品的生产和维护带来诸多不便。基于这一缺陷，公共无线接口联盟提出了CPIUCOMMONPLLBLICRADIOHLIEMCE规范【L捌，遵循CPRJ规范的把和RE之间可以相互连接。从图11可以看出，CPIU定义了无线基站内部无线控制中心和无线设备之间的接口，通过CPRJ接口，无线基站的控制部分和射频部分实现分离，从而将基站的射频部分拉远，在不增加容量的情况下实现对特定地区的低成本覆盖，共享基站的基带资源。所以又被称作射频拉远，RE也被称为射频拉远模块MM。图11基站系统框架图CPLU是实现分布式覆盖的有效手段之一，可以将大容量宏蜂窝基站集中放置在可获得的中心机房中，基带部分集中处理，射频部分通过光纤拉远，分置于网络规划所确定的站点上。分布式覆盖主要优点如下第一由于基带部分集中放置射频部分置于天面，从而节省了常规解决方案所需要的大量机房。第二通过采用大容量宏基站支持大量的光纤拉远，实现了容量与覆盖之间的转化。第三通过基带部分在大容量宏基站集中处理，多个RE可以共享基带资源。因此建设支持相东南大学硕士学位论文同话务量的网络，可以节省基带投资。第四网络发展之后，随着用户数的增加，网络容量需求增加，初期容量与覆盖之间的平衡可能被破坏，通过“扩容不加站”实现对网络的平滑调整。第五RE与主基站之间采用光纤连接，与常规解决方案中天线与机房之间馈缆连接相比，可以免除其带来的馈缆损耗。基于凹IU协议的RE具有下列特点体积小，由于仅有射频部分，建站无需机房；重量轻，可方便地安装在水泥预制杆、拉线塔以及建筑物的墙体上，无需专用铁塔；更软切换提高服务质量，不同RE覆盖的小区间切换为更软切换，质量更有保证；基带共享，通过RE级联，将城区大片区域的覆盖通过一个宏基站完成基带处理，同处一地的基带资源共享，实现了话务量不均匀的各地区资源的充分利用；容量大，由于RE是共享基站的基带处理单元，可提供与宏基站载波扇区相当的容量；环境适应性强，一般采用市电供电，适应室外环境。CPRJ的主要应用场景1城市的特定区域；由于城市地区无线环境比较复杂，高层建筑、大型室内购物、办公场所以及地下商场、停车场、地铁等地下设施的大量存在，使得网络覆盖存在许多的阴影、盲区。而要完善这些地区的覆盖，还要综合考虑到覆盖质量、建设成本、工程安装等因素。CP砒利用REC基带资源，通过射频模块拉远的方式，为城市无线网络特殊区域的完善覆盖提供了一种灵活的选择。由于RE具有的体积小，重量轻等特点，便于实际工程安装实施，也降低了建设成本。2县城地区；REC与RE配合组网，在充分利用REC容量的同时，也使得县城与郊区地带之间的切换为更软切换，网络的质量得到提高。由于RE在逻辑上相当于基站的覆盖延伸，因而对于上级维护中心，一个县城相当于一个基站站点，在简化了网络的结构的同时，减少了管理和维护的工作量。3乡镇及周边地区；当乡镇中心距离县城中心距离较近时，可以直接在乡镇中心安装一个I沮，从而利用县城内REC的建设余量。如果距离县城较远，而且与县城连接的公路也需要实现覆盖，可以选择RE串联的方式。RE的室外型设计、体积小、安装容易的特点，可以作为这种地域覆盖灵活的选择。相对直放站的覆盖方式，覆盖质量可大大提高；相比基站，可降低设备成本。4旅游景点旅游景点的主要特点在于环境复杂、话务具有季节性变化。根据景点规模，可以采用建设少量REC同时增加若干I逻进行覆盖的方式；或者在景点规模较小时，只需从周围话务量小的基站的REC引出RE进行覆盖即可。由此可见，CPRJ实现的分布式覆盖方式是移动通信，尤其是3G中保证无线网络无缝覆盖和服务质量的不可缺少的手段。2第一章绪论12课题研究主要内容本课题针对CPRJ协议的FPGA实现而展开，首先详细介绍了凹RI协议，并对协议进行了分析，然后针对HGA实现方案进行了比较，在对协议的实现方法进行详细的阐述后，设计了评估应用系统对实现方案进行了功能验证和性能分析。本文主要工作分为六个部分第一章介绍了无线通信系统的框架，网络拓扑，以及无线射频单元RE的在系统中的作用，针对现在无线网络覆盖中的缺陷，阐述了CPRJ协议在无线通信系统中的作用和意义。，第二章详细分析了CPRI协议。CPM协议定义了物理层和数据链路层协议。凹协议通过物理层链路维护保证了数据的正确传输。通过多路复用的方式，控制和管理以及同步信息等控制信息和用户IQ数据通过数据链路层LAYEF2在RE和RBC之间进行传输。虚拟应用层可以方便地对RE设备进行管理。第三章首先介绍了辟GA实现的基本流程和卸DL语言在开发FPGA中的优点。在详细分析了DL语言和VE棚OG语言的特性后，选择VE柑OG阳L语言作为CPRJ协议实现的开发工具。在确定开发环境后，本文仔细考察了ALTEM公司的S缸A_I】【GX芯片，在了解S妇敬GX芯片的各种特性后，选择了这款芯片作为CP砒协议实现的硬件平台。第四章详细介绍了CPRI协议的实现方法。首先介绍了CPRJ协议实现的系统框架和功能模块划分。在此基础上，分别详细说明时钟发生器模块，C期U协议解析模块，高速收发器模块和印LC协议解析模块的功能，实现原理，并给出了逻辑仿真图。第五章介绍了CPFU应用评估系统，说明了应用评估系统对设计进行功能验证和性能分析的方法，并给出了测试和性能分析报告。第六章对全文进行了总结，并对系统提出了改进方案。3东南大学硕士学位论文第二章公共通用无线接口CP酣协议研究为了有效的对无线基站进行产品划分，独立地发展无线设备控制中心简称砌蔸及无线设备简称RE技术，爱立信、华为、NEC、北电网络及西门子公司成立了通用公共无线接口CP砒联盟，致力于从事无线基站内部无线设备控制中心简称砒把及无线设备简称RE之间主要接口协议的制定工作。CP联盟在2003年9月30日，发布了CPRI规范V1O，定义了点到点拓扑结构的接口规范，为级联功能提供机制保证。2004年7月15日，发布了CP砧规范V12，完善了V1O物理层光接口和电接口的基本参数定义，2004年10月底完成CPIU规范V2O，增加级联功能，物理层，数据链路层保持不变。为了促进CPRJ协议的推广，CP砒联盟采用了不主张权利的知识产权策略，不对生产符合CPRJ接口的射频部件商收取专利费。CPRJ对无线基站配套产品的规范化，有助于建立一个充满竞争的RF部件产业，可以使整个无线通信产业链受益。21CP甜协议框架未来无线基站应该为移动网络操作者提供灵活的配置，也就是说，除集中的无线基站外，包括远程无线设备在内的更多的基站系统结构将被支持。这些可以通过将基站分解成所谓的无线设备控制中心砌弼和无线设备RE本身来实现。两个部分可以本质分离即RE与天线紧密相连，而REC被固定在便于访问的地点或共处在一传统的基站中。无线设备控制中心经由1UJB接口用于I，MTS无线访问网络提供对无线网络管理员的访问，而无线设备作为空中接口为用户设备服务在UMTS网络中，这就是UU接口。REC包含数字基带处理功能，而RE有模拟无线频率功能。除了用户平台数据IQ数据之外，控制和管理以及同步信息必须在REC和RE之间交换。所有信息流使用恰当的物理层KY日1和数据链路层LAYER2协议在数字链路进行多路复用传输。不同的信息流经由适当的业务访问节点存取于数据链路层L丑YER2。这就定义了图21所示的通用公共无线接口CPRI。在支持I疆联网的系统结构中C脚也可以作为两个RE之间的链路使用图22。4第二章公共通用无线CPLU协议图21基本系统结构和通用公共无线接口定义图22RE之间存在一个链路的系统结构CPLU协议支持多种连接方式。可以满足灵活的网络拓扑结构。几条CPRJ链路可以用来增加系统容量来满足有很多天线和载波的大系统配置要求。这就要求一条CPIU链路能够完整携带某个天线和某个天线载波的一个IQ数据流尽管允许同一个天线载波可以同时在几个链路上传输。一个R】把可以为几个RE提供服务。而且RE之间可以通过三个基本联网结构进行交互。图23REC和RE之间的连接5东南大学硕士学位论文图24一个砌和多个RE之间的连接星形结构图25链式结构图2_6树式结构图27环形结构6第二章公共通用无线凹RI协议C剽RL定义物理层LAYH1和数据链路层【AY日2协议，服务于用户、控制和管理以及同步平台信息在REC和RE之间或两个RE之间的传输。接口支持以下类型的信息流1IQ数据用户平台信息所用的同相和正交调制下的数据数字基带信号格式。2同步数据用于帧和时间调整的同步数据。3层1带内协议与链路有关且直接被物理层传送的信号传输信息。用于系统启动、物理层链路维护和与物理层用户数据密切联系的时间关键信息的传输。4厂商特定信息这种信息流是为厂商特定信息保留的。图28CP砒协议概述图28总结了基本协议的层次。用户平台信息以IQ数据模式传送。不同的天线载波的IQ数据在电或光传输线上被时分复用方案传输。CM数据被作为频带协议时间关键信息化数据或层3协议非CP规范所定义，位于适当的数据链路层顶部传送。CPIU支持两种不同的用于CM数据传送的数据链路层协议玎LC的子集和以太网。一些附加的CM数据与IQ数据一起定时多路传输。最后，另外的时段可以用于传送任何类型的厂商特定信息。22CP砒帧结构个U】FRS帧由超帧组成，超帧由基本帧组成。CPRJ帧层次结构如图29所示，Z超帧序列数；X基本帧序列数W基本帧里的字数；Y每个字里的BYTE数。序列W卸为控制字。Z、X、W、Y、B的取值范围如表21所示7东南大学硕士学位论文表21索引的取值范围图29帧结构示意图CPRJ比特速率ZXWYBMBIT，S】6144O0，L，712288O，L，149O，1，2550，L，1501O，1，1624576O，1，2，30，1，32221CPM基本帧基本帧长1TC1384MHZ260416667NS。一个基本帧包含16个字W015，字长T依赖于线比特率。WO用于控制字；BITB0T1BYTE8BIT，Y0BO7，Y1B815，WL15用于用户平台的IQ数据传输。表22控制字的长度CPIU比特速率字长控制字包含中的字节MBI讹】BIT】6144T8拌ZXO12288T16杞XOZX124576T32群ZXO，撑ZX】，忆X2，拌ZX3CPRJ数据在传送过程中首先传送基本帧的控制BYTES，然后依次传送IQ数据。基本帧结构因第二章公共通用无线CPRI协议线比特率而异，图2LO，图21L，图212分别描述了在不同线比特率的情况下基本帧的传送顺序。一个BYRES中的B“分配遵从EESTD80232002，即BIT70DSBH到B“00LSB号A。密码数据的物理传输序列根据MEESTANDARD80232002采用8B10B标准。BYRES的传输序列由图2一LO，2LL2一12的右边说明一个点代表一个B1RRE。8B1编码后的10B“密码组”蛐I自劐”从“A”开始以串行数据流传送。WTO1，Z34。5070，10。111213，科，5YO卜1卜一_卜1一TLME图2LO614N伯I怕A，M线速率下基本帧的结构WTO。夏3T5，或78，101T2。1是41参BD8YT和51C叫恻图21112288MBITSCPIU线速率下基本帧的结构9东南大学硕士学位论文图21224576MB彬SCPRJ线速率下基本帧的结构用户平台IQ数据所要求的采样宽度依赖于应用层面。该规范提供了通用的映射机制来实现所需采样宽度。表23提供I和Q采样的选项列表。一个基本帧中混合采样宽度虽没有具体阐述但如果需要也可以实现。一个IQ采样包含一个I采样和一个同样大小的Q采样。，表2T3IQ采样数据宽度可选列表链路方向采样符号宽度范围BI蜘下行链路M8，9，10，20上行链路M4，5，6，10一个AXC容器基本帧中的IQ数据块部分内的1Q采样映射从LSBIO，QO到MSBN证一L，QM一1或VI一1，QMII和Q采样交替发送按时间先后排序；连续的，之间无任何保留BIT；表24列出了可选的上行和下行过采样率。每个AXC的LQ采样宽度和上行和下行的过采样率由应用层决定。不同的过采样率下IQ采样安排和传输次序如图213，图214，图215。10第二章公共通用无线CP砌协议表24上行数据和下行数据过采样率可选列表选项L选项2下行链路过采样率LL下行链路IQ采样符号IQLQ上行行链路过采样率24上行链路IQ采样符号I，Q，I，QI，Q，I，Q，I”，Q”，I”，Q”LIE1112Q0Q1鸽圈删硼图213通过一个下行连接的IQ采样数据过采样率1IKKRRI2I。KQ1Q，Q2目删硼图214通过一个上行连接的IQ采样数据过采样率2圈口匪丑圈圈嫩朋图215通过一个上行连接的IQ采样数据过采样率4基本帧中AXC容器的映射规则适用于上行和下行每个A】【C容器作为一个块发送；不允许交迭的AXC容器；IQ数据块中每个AXC容器的位置由下述选项之一决定；选项1PACKEDPI硒N连续增序排列每个AXC容器，选项2NA曲LEP砸0NA【C容器的第一个BIT被定位在IQ数据块的一个偶数序号的B“上，未被使用的BIT为保留B“R”；，PACKEDPOSI拄ONFIE撕BIEPOSBNAXECONTAINEROLAXCCONTANNEF1LACN谊INEF撑NL”R，“M一”TF“RAXCCONTAINERLL9RAXECONTAINEFJILRL”R一LQDATABIOCKIN3BASIC仃AME图216AXC数据在IQ数据中的映射东南大学硕士学位论文222子信道定义逐级嵌套的256个控制字按每四个字一组编为64个子信道。子信道序号N鳓63，每个子信道里的控制字序号XSO一3，一个嵌套里的控制字序号XNS64堰S。图217和图218阐述了子信道里控制字的组织情况。表25列出了每个子通道中控制字的意义。图217超帧子通道结构图DEX蜘嘏悔012315，8扣1口0123E3COFD“FCHRUB酶A哺目X，R0O0O00A00，111图218超帧中的控制字和子通道示意图2第二章公共通用无线ORJ协议表25超帧中的控制字SUBCHANNEIPURPOSEOFXS0XS1XS2XS3NUMBERL岵SUBCHANNEI0SYNC妇IMINGSYNCBYTEHFNBFNIOWBFN城曲K285，1SLOWCMSLOWCMSLOWCMSLOWCMSLOWCM2LL曲DPROTVERSLONSTAMIPL1RESETLOSPOM把RP3RESERVEDRESER、，ED玎埔ERVEDRESERVEDRESERVED15N落ENREDN落日VCD隧例EDN络ER、怕DN络ERVED16V句妇VENDOR印胤V日LDOR印ECI右C、恤DOR印喀C班CVLMDSPI丘CSPECI丘CP一1VENDORVDORSPECI丘CVDOR印ECI右CVDORSPECIFICVENDORSPCCI丘CSPECMCPOINTERPF缸TCMFBTCM缸TCMF如TCM触CM63F缸TCM挝CM臼STCM缸TCMNSTCM对于子信道O，序号YL的控制BYIES圮X的内容是保留的。R”，但不包括同步控制字X酬，表27将给予定义。对于子信道L，表28将给予定义。子信道2中。序号YL的控制BYRES勉XY的内容是保留的“R”。HFN对应忆“O如图2一19BFN对应忆128O和杞192O如图220。其中，忆192OB7B4是保留字。表26用于同步的控制字字节索引功能内容ZOO超帧起始字节K285Z640MN超帧索引HFNO149ITMTS无线帧中的第一个超帧的M酣OHFN比特映射关系如图219Z1280和Z192OUMRSNODEB帧索引圮128O低字节和Z1920的B3BO是BFN的BFN值，桴Z192O的B4B7保留BFN的映射关系如图22087BO东南大学硕士学位论文B0B7。B0表27同步控制字图220BFN映射同步控制字节CP砒比特速率撑ZXO圮X1圮X2圮X3MBI讹同步字节填充字节6144K285FBCHLD162F50H12288K285RBCHNAD56C5HD16250H24576K285BCHD16250BD162F50H1D16250H序列K285哪56和K285D162由8B门0B标准定义，按NL和12J颐序集合反向不一致性的MLEL序列和保留不一致性的IDLE2序列，并由通用旧式SERDES设备支持。从表27发现，发射机把D162和D56均作为忆X1BYTC发送，则接收器将接收到D162和D56。链路重置由启动状态机规定来管理。RE重置由重置BIT圮130O决定。重置通告仅从主端口发送到从端口。重置确认仅从从端口发送到主端口。当主设备要重置从设备，它将设置DL圮130OB0至少LO层嵌套。在接受到一个有效的重置信号后，从设备将通过同一链路设置UL圮130OBO至少5层嵌套。当RE接收到任一丛端口的有效重置信号时，它不仅重置自己，而且迅速发出重置信号到其所有主端口，即设置DLZ130OB0至少10层嵌套。当RE处于重置状态但该链路仍在传输，则设置SDIBIT。通过多嵌套过滤保护信号BI谯。过滤是对来自最近五个嵌套的信号BIT的5种实例进行多数裁决。过滤保证一个信号实例的两个连续错误接收不会导致解码出一个错误。这种过滤要求适用于以下信号BI协圮130OJO“R”王己ES的在DL和UL中；其他带内协议BI乜的过滤，即忆66OHDLC比率，圮194O以太网信道指示器，勉130O层1链路维护和忆2O协议版本将由应用层完成。223控制和管理CM信道CPRL支持两种不同类型的CM信道，CM信道选项1慢速CM信道，基于高速数据链路控制HDLC。CM信道选项2快速CM信道，基于以太网E吐LEMET。14第二章公共通用无线CPRJ协议选项之一是使用控制和管理CM数据的慢速皿LC信道。比特率由初始化信息BYTE忆66O见表28中的低3位决定。玎LC串行数据的控制BES的映射由图22L到图224不同的配置给定。如果配置无效，则当作没有I玎LC数据处理。表28如LC可选速率KBI以CPRI比特忆660耐IR忆，66小FRRR杞66O弧RR忆660弧TR圮66O铂圮660速率舢R00LROLOROLLR100R咖101瞰BI以】R玎LLL6144NOHDLC24048096019200I玎谢ID12288NOHDLC24048096019200INVALID24576NOHDLC24048096019200INVALIDNOHDLC蛇1O圮10忆1O拌Z10IIALID忆129O圮65O圮11撑Z11忆129O捍Z650杞12杞，193O铊651忆13圮129O忆65O杞1291铊651用于玎LC杞193O圮652控制字的子忆1931忆653通道和字节忆1290顺序忆1291杞1292群Z1293圮193O杞1931圮1932圮1933图22L240KBI讹的阳LC数据在控制字中的映射15东南大学硕士学位论文图222480KBI以的IC数据在控制字中的映射图223960KBI如的皿LC数据在控制字中的映射图2241920KBI以的瑚LC数据在控制字中的映射CPRI慢速CM数据链路层应该遵循HDLC标准ISOC132392002E。HDLC数据帧结构和数据链路层遵循10】。另外慢速控制和管理CM信道数据链路层要遵循以下规则HDLC信息区域长度在HDLC帧结构中支持任何8位数；HDLC信息区域的位传送次序在HDLC帧结构中为最不重要的位优先LSB；HDLC帧结构用一个8位的数字表示地址，且256中可能均可用。扩16第二章公共通用无线CPRJ协议展的地址区域在阳LC数据帧结构不可用。玎LC数据帧结构遵循IS0肥C132392002E10】标准。数据保护遵循MLC标准，ISOMC132392002E【10】。标记肪LC帧结构按照标记的次序开始结束。一个标记不能同时作为一个帧结构的关闭标记和下一个帧结构的开启标记。在加LC帧结构之间的交互帧结构时间填充，由连续的标记完成。另一个选项是使用高数据速率以太网信道，可以灵活地由控制BYTE忆1940的指示器配置。以太网数据的映射与玎LC信道数据没有B调整，首先是LSB遵从同样的规则。以太网比特率由控制BYTE忆194O的指示器配置。相反对于卸LC链路，所有控制字总是用于以太网信道。表29提供能实现的以太网比特率。以太网通道的信息包检测、开始和终止基于SSD和ESD编码序列见图225。表29以太网数据可选速率最小以太网速率最大以太网速率CP比特速率控制字长度BIT控制字子通道岫I蝴【MBI体】MBI怕】61448忆XOO4821121228816忆XO杞X1O964224忆【O，忆X1，24576321928448圮X2ZX3图22512288MBI以的CPRJ线速率下毙194瞬R111LLL以太网通道在控制字节中的映射关系可选择使用皿LC或以太网。要求每一个MC和RE至少支持一种非零控制和管理CM信道比特率至少位于一条链路。一个被动链路不支持任何控制和管理CM信道。可以通过在主端口下行方向设置Z66ROOO和忆194O爿ROO0000R保留，传送O，接收机忽略来请17东南大学硕士学位论文求。每层嵌套保留52个控制字用于未来接口协议扩展。保留字完全由保留B“用“R”表示填满。这就意味着当发射机发送瑚时，接收机不对其解码。声保留，传送O，接收机忽略快速控制和管理CM信道每层嵌套的192个控制字子信道1663可以作为厂商特定数据。每层嵌套最少16个控制字子信道1619被保留作为厂商特定数据。23同步和延时校准RE使用引入的位于从端口的比特时钟，在从端口，同步平台业务访问点作为无线传输和任何链路传输比特时钟的源头。定时信息从REC传送到RE。UMTS帧定界由嵌套层号加内K285符号提供。CPRI同时定义了链路延时校准。电缆延时校准参考点是设备的输入输出点，也就是，图226和图227显示的REC和RE连接器。图226显示单跳配置而图227显示多跳配置。参考点RL_4对应于REC的输出点R1和输入点R4，RE的输入点R2和输出点R3，该RE终结于SAPL0之间特殊的逻辑连接。所涉及的天线以“RA”表示。RE网络中的参考点RBL4对应于从端口的输入点RB2和输出点RB3，主端口的输出点RBL和输入点RB4。任何RE将使用引入的从端口的帧定时，从端口的SAPS作为任意流出信号的定时参考的同步资源分别是RB2和R2。2T12一留、厂、2RECTTO雠OTRE旦瑚耀厂磊图226延迟校准中参考点的定义单跳配置模式罂T砷吐0酎T，嬲一翟告、厂巍一广善2REC童T，4排TO豫；E一呈REITO竹SET暑RE彰，州。，KK0詈脚乜气一一，_图227延迟校准中参考点的定义多跳配置模式定时规范定义如下图228解释单跳情况，图229解释多跳情况。图228显示单跳配置的下行与上行帧定时之间的关系。T12是从REC输出点R1到RE输入点R2的下行信号的延时；T34是从RE输出点R3到REC输入点R4的上行信号的延时；TOFFSET是R2的输入信号和R3的输出信号之间的帧偏移量；T14是RL的输出信号和R4的输入信号之间的帧定时差异；18第二章公共通用无线凹RI协议RE限定输出信号上行的帧定时为输入信号下行的帧定时的固定偏移FR0凰眈相关数。固定偏移AB鼬T可以在O256TC之间任意取值。当系统满足条件R之L和R21A延时校准，TO凰CT精度将高于TC32。不同的RE可以使用不同的TO触T值。REC提前知道每个RE的T0啦ET值例如，提前给定值或RE通过高层消息通知砌C。此外，从REC到RE的下行BFN和N将反射到从RE到RI犯的上行。当上行的LDS，LOF；RAI或SDI有效时，砌C将上行中的BFN和N视为无效。T12_LBFN；0，HFNOBFN田。HFNITOFLSETIBFN；O。HFNO8FNOHFN1I似TBFNO。HFN；OBFNOHFN1T，I图228下行线路和上行线路的时间关系单跳配置模式图2_29显示多跳配置的下行与上行帧定时之间的关系。多跳连接的端到端延时定义项T12，T34和T14以及帧定时偏移TO倦ET同单跳配置。RE网络的每一跳的延时、帧定时偏移和内部延时定义如下M是多跳连接的跳数，M控；T12卿，T34卿和T14015M分别是第I跳下行信号的延时，上行信号的延时以及下行和上行之间的帧定时差异；TOMETJ1SISM是第I个RE的RB2输入信号和RB3输出信号之间的帧偏移量。TOME_T硪“；TBDEIAYDL卿1删1是联网的第I个RE的RB2和IML之间下行信号的延时；T1D姆ULTO1鱼5M1是联网的第I个RE的RB4和RB3之间上行信号的延时定时规范如下TOM“”1SI5M的规则与单跳配置的TO施ET规则相同；每一个联网的RE限定位于RBL的输出信号下行的帧定时为位于肚2的输入信号下行的帧定时的固定延时TBDELAYDLQ相关数。下行AXC容器BFN，MN和基本帧数的帧位置保持不变。基本帧的AXC容器位置可能发生变化；每一个联网的RE可以改变上行AXC容器的帧位置BFN，N和基本帧数，该容器携带特殊的IQ采样来最小化L圆4和RB3之间的延时。RB3关于砌弘的帧位置在传输相同的上行AXC容器时的差异将向IU记报告。帧位置差异的单位是基本帧。在图229上，砌弭的帧位置BFN卸，HFNO，基本帧数O的AXC容器以帧位置BFNO，HFN0，基本帧数N卿传送。在这种情况下，联网的RE将NOH的值作为上行AXC容器的帧位置差异报告给REC；端到端的帧定时差异T14与第一跳的帧定时差异T141的关系T14T“1HNTC，其中TC是基本帧的长度芯19东南大学硕士学位论文片周期，N的计算公式是1。图229下行线路和上行线路的时间关系多跳配置模式在单跳配置中，REC与RE之间的延时T12与T34可用以下的方法估算。1测量T14，RL处输出信号与R4处输入信号的帧定时差异，设值为T14的测量值。2通过用町14减去固定偏移T0船ET估算REC与RE之间的往返延时。3假设上行延时T34与下行延时T12相同，另外一种计算往返延时的方法为对份。2一TO位ET2。由于两个参考点RL和R4在相同的设备上REC，因此可以精确的测量T14。在多跳的配置中，REC与RE之间的往返延时T12T34估算方法如下1测量T14，RL处输出信号与R4处输入信号的定时差异，设值为T14的测量值。2通过考虑帧位置的上行I。采样N的不同来估算端对端的帧定时差异。减去固定偏移TO韪ET估算REC与RE之间的往返延时T12T34。T14一TOMET。由于N值为固定值没有第二章公共通用无线CPRJ协议错误测量的积累，往返延时的精确度不由跳的次数决定。24物理层链路维护层1带内协议的四种警报信号损失LOS，帧损失ALOF，远程告警提示RAI，SAP错误提示SDI来实现对物理层链路的维护；对于每一种警报，CPRJ分配位于嵌套层的一个BIT来实现远程报告警报发生的远端设备。一旦在附近终端发现警报，带内B“立即”发送到远端来执行设备调整。当故障被侦查到时，近端和远端都采取本地行动。信号损失LOS是指在整个超帧中至少发生16次踞LOB违例。对CPRI的光学模式，【DS的检测也可以通过检测光强低于规定界限来完成。当检测到信号损失时，通过Z130OB3传送报警信息。同时RE进行重新开始和远端设备进行同步和速率协商，并采取适当的行动来阻止无线接口发射信号。帧损失LOF是指超帧无法实现对齐，或者超帧丢失了。【ACQ状态和X鲥NC状态的数目被重新限定来获得时间限制。图230以2个队CQ状态和3个XSQC状态作为例子。当检测到帧损失后，通过Z1300B4传送告警信息。同时RE设备重新开始和远端设备进行统合和速率协商。并采取适当的行动来阻止无线接口发射信号。图230LOF和HFNSYNC检测的例子远程告警提示RAI是指CP王U连接出现任何物理链路错误包括LOS和LOF。当检测到远程告警提示时，通过Z，130OB1传送报警信息。远端设备接受到这个提示后，远端设备会重新开始2L东南大学硕士学位论文同步并进行速率协商。SAP错误提示SDI是通知远端设备本链路不能被任何SAP使用，虽然这条链路可以被远端接收器解码。通过Z130OB2传送警告信息。远端接收到该信息后，不再处理该链路信息，直到信息解除。25启动状态机这一节描述了与CPRJ相连的主从端口的启动状态机。启动状态机主要实现两个功能，首先实现物理层同步，保证字节对齐，帧结构对齐。当物理层达到同步后，说明数据可以被正常解析。状态机进入协议协商过程，协商内容主要包含线比特率，协议版本，控制管理通道CM的方式和速率，厂商定制信息等。协议状态机共7个状态A等待状态，BL1物理层同步状态，C协议建立状态，D控制管理通道建立CM状态，E接口和厂商定制信息协商状态，F操作状态，G被动连接状态。状态机转换过程如图231所示图231启动状态机由于协议中并没有没有强制定义线比特率和控制管理信道速率，因此在启动时，主从端口要尝试不同的速率直到找到共同的匹配速率。这个匹配速率不一定是是最理想的，但是可以在这个匹配速率下进行数据交换，协商出个最佳的速率，在以后使用。在改变CPRJ发送线比特率时，传送中断时间不能超过O1S，在改变CPRI接收线比特率时，传送中断时间不能超过O1S，在远端接收者使用相同的线BIT率时不考虑BIT错误的发生，接收单第二章公共通用无线CPRJ协议元达到如稍MC状态的时间小于O2S。在状态C仍的准各步骤中，主从端口需要以至少O1S的速率取样并估计接收的协议版本和控制管理信道B“率。在传送的协议版本和控制管理信道BIT率要以O2S的速度更新。251A状态一等待状态当系统处于A状态时，系统等待配置以启动CPRJ。CPRJ没有传送或接收工作。操作者可以配置一个合适的启动配置线B“率，控制管理信道特性主从端口也可以使用先前的成功配置信息。252B状态一L1同步状态进入这个状态时，已知可获得的线BIT率，协议版本及控制管理平台的特性。它可以是完整的设置单元或是以操作者配置或以单元之间的安排如状态E为基础的子配置。在此状态，接口的线B“率是固定的，主从端口与物理层同步到HFESYNC状态。进入这个状态后，主端口开始以最高的线比特率直接传送CP对，同时以相同的速度接收CPRL。如果主端口没有达到状态L珥NSYNC，在进入B状态T1时间后，它将为CPRI传送选择一个可获得的线比特率，TL为O9I1S。每隔TL时问间隔，将选择一个新的接收传送的可获得的线T匕特率。线比特率将以循环的方式在可获得的设置中选择。如先最高的，之后次高的最低的，再以此循环。同时，在这个状态中，主端口的协议版本内容Z2O为主端口设备可以支持的协议的最高版本。主端口的控制管理通道EM速率Z66O和Z194O应该为当前线比特率下的最高速率。进入这个状态后，从端口开始以最高的线比特率直接接收凹IU数据，如果从端口没有达到状态NSYNC，在进入B状态T1时间后，它将为CPM接收选择一个可以支持的线比特率，T1为3941S。每隔T1，时间间隔，将选择一个新的接收的可获得的线比特率。线比特率将以循环的方式在可获得的设置中选择。如先最高的，之后次高的最低的，再以此循环。当进入这个状态时，从端口关闭CPRJ传送。当从端口同步到科SYNC状态后，再以相同的线比特速率开启CPRJ传送。如果链路出现LOS告警和LOF告警时，系统会重新进入LL同步状态。如果在L1启动过程出现超时，系统仍然没有达到同步，系统重新进入L1同步状态。253C状态一协议建立当物理层达到同步后，系统进入协议建立状态。在这个状态，设备通过CP接口中的ZOO，Z64O，Z2O协商出一个共同的CPIU协议版本。进入此状态后，主端口选择一个设备可以支持的最新协议版本。协议版本将被指定为Z2O。当主端口从从端口接收到一个有效的或更新的协议版本时如果接受的版本与现在主端口发送的版本同等时，协议启动。如果协议不同，如果接受的版本与现在主端口发送的版本不同时，将重新选择，23东南大学硕士学位论文选择的新的协议版本为可用协议列表中比接受到的协议版本小或等同的协议版本。254D状态一控制管理通道CM建立当物理层达到同步而且CP砌协议协商已经完成，协议进入控制管理通道建立过程。在这个状态中，设备之间通过CP帧协商出一个公共可用的控制管理通道速率。进入此状态后，主端口选择一个设备支持的最高的控制管理通道速率，皿LC速率和以太网速率。速率的值由Z66O，Z194O决定。当主端口通过Z660Z194O接收到一个有效的或更新的速率时，如果至少有一个接收的速率率与主端口当前发送的相应的速率相同时，控制管理平台启动。如果当前接收的速率与主端口当前发送的速率都不相同时，将重新选择速率。选择速率的规则如下新的主端口速率为从当前系统可以支持的控制管理通道速率中选择比当前接收到的从端口速率小或相同的速率。如果无法实现控制管理通道速率协商，状态退同到C，重新进行CPRJ协议的协商。255E状态一接口和厂商定制信息协商当状态机完成协议的控制管理通道建立后，状态机进入CPRJ接口和厂商定制信息的协商。在这个过程中会用到全部的控制字。如果在状态D已经协商出个公开可用的以太网传输速率，则使用以太网控制和管理通道。否则使用HDLC控制管理通道。主端口接收和发送的协议版