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引言
目前，分布式基站主要采用兩種開放式接口標(biāo)準(zhǔn)：無線設(shè)備和無線設(shè)備控制部分分離的CPRI接口（Common Public Radio Interface）標(biāo)準(zhǔn)，還有基帶處理、射頻、網(wǎng)絡(luò)傳輸和控制層面都分離的OBSAI接口（Open Base Station Architecture Initiative）標(biāo)準(zhǔn)。
CPRI主要針對WCDMA標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)相對容易，支持廠商以ERICSSON、華為、SIEMENS、NORTEL、NEC等為代表；OBSAI接口研發(fā)有一定難度，標(biāo)準(zhǔn)完善相對復(fù)雜，支持廠商以Nokia、SAMSUNG、中興、ALCATEL、烽火、首信等。本文就是在CPRI協(xié)議的基礎(chǔ)上，介紹了一種在CDMA系統(tǒng)中使用CPRI的邏輯設(shè)計方法，并給出了仿真波形。
協(xié)議簡介
針對REC（Radio Equipment Control）和RE（Radio Equipment）之間或者兩個RE之間的IQ數(shù)據(jù)、控制和管理數(shù)據(jù)及同步信息的傳送，CPRI定義了L1和L2層協(xié)議，其架構(gòu)見圖1。
圖1 CPRI協(xié)議架構(gòu)簡圖
圖2 CPRI在系統(tǒng)中的位置
在L2層上，CPRI支持兩種控制模式：HDLC協(xié)議和以太網(wǎng)協(xié)議，所有的這些控制命令都是和用戶層面的IQ數(shù)據(jù)交織在一起，以時分復(fù)用的形式在電傳輸線或者光纖中傳輸，另外協(xié)議還給廠家預(yù)留了一部分時隙，可以用來傳輸廠家自定義的信息。
CPRI協(xié)議可支持四種數(shù)據(jù)速率，分別是*.4Mb/s、1.2288Gb/s、2.4576Gb/s和3.0720Gb/s，這里的速率指的是光纖中串行信號的速率。因為CPRI主要是針對WCDMA制定的，其基本幀周期是1/3.84MHz，而CDMA基本幀為1/1.2288MHz，為了兼容CDMA的速率，在使用CPRI協(xié)議時需要進(jìn)行調(diào)整，可以發(fā)現(xiàn)在25個CPRI幀的時間內(nèi)，可發(fā)送8個CDMA基本幀，為了便于數(shù)據(jù)的對齊，參照圖3的映射關(guān)系，在每3個CPRI幀的時間內(nèi)傳送1個CDMA幀，最后多余的第25個CPRI幀用來傳送RSSI信息，這樣就可以在CPRI的3個基本幀中實現(xiàn)CDMA多路載波的復(fù)用，根據(jù)協(xié)議，最多可支持21路載波的復(fù)用。
參照CPRI協(xié)議，每256個CPRI幀構(gòu)成一個超幀，每150個超幀的長度為10ms，稱為一個無線幀。協(xié)議規(guī)定每個超幀的起始字傳輸K碼，利用K碼來同步超幀和基本幀，并根據(jù)加入載波和控制字的位置進(jìn)行解幀、組幀，本次設(shè)計中采用K28.5進(jìn)行同步，每收到150個K碼標(biāo)志時的時間長度為10ms。
圖3 CPRI幀和CDMA幀的映射關(guān)系
控制字命令在每個基本幀的首個16比特傳輸，CPRI協(xié)議留有空余的位置，允許用戶傳輸自定義的控制字，各個廠家的控制字可以不同。
邏輯實現(xiàn)
CPRI在整個系統(tǒng)中的位置如圖2所示，它是整個邏輯設(shè)計的最外層，直接與光口連接，其中光口0用來連接上一級RE或者REC，光口1連接下一級RE。在設(shè)計中采用支持SERDES IP CORE的Xilinx Virtex5器件，每個SERDES IP CORE可以支持兩個光口，方便級聯(lián)，在接收端，SERDES可以直接將光電轉(zhuǎn)換器傳過來的串行差分信號轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)輸出，并恢復(fù)出相對應(yīng)的隨路時鐘，在發(fā)送端，SERDES將隨路時鐘和并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行的差分信號輸出，除此之外，還可以提供串并過程中的同步K碼指示、接收信號錯誤指示、數(shù)據(jù)重新排列以及發(fā)送端數(shù)據(jù)的預(yù)加重等功能。
光纖中采用1.2288Gb/s的傳輸速率，按照協(xié)議規(guī)定的幀格式，得出式1：
其中，fclk代表時鐘的工作頻率，之所以乘以（10/8）是因為在并串轉(zhuǎn)換時需要進(jìn)行8B/10B編碼，導(dǎo)致位數(shù)增加，由式1求得時鐘頻率為61.44MHz，這個頻率就是CPRI模塊以及SERDES參考時鐘的頻率。
