分布式基站中CPRI接口的研究与设计

发布时间：2017-08-02 04:19

  本文关键词：分布式基站中CPRI接口的研究与设计

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【摘要】：将传统移动通信基站中的基带处理单元(也称为无线设备控制器,REC)和射频处理单元(也称为无线设备,RE)分开,分别放置于中心机房和远端抱杆,通过光纤或者电缆线连接传输数据,这就产生了分布式基站。它具有建站速度快、成本低,组网灵活,覆盖广,容量高等特点,在现代基站建设中备受亲睐。为了解决、规范REC与RE之间的光纤(或电缆线)传输数据,通用公共无线接口联盟提出了CPRI协议规范,这样通过CPRI接口可以实现REC与RE之间的通信连接。本文在介绍通用移动通信系统(UMTS)组成架构的基础上,分析了CPRI协议规范,主要包括协议数据结构、子信道、启动过程,数据成解帧,超帧同步等。介绍FPGA内部结构和基于FPGA的数字设计流程。本文以FPGA为主要芯片设计实现CPRI接口。在分析协议规范的基础上,把CPRI划分为物理传输层和数据链路层。其中物理传输层主要负责数据的收发,由集成于FPGA中的SerDes模块实现,此模块向光模块发送(或接收)数据并完成8b/10b编解码和数据的串并(和并串)转换,介于8b/10b编解码在传输领域上的重要意思,本文详细分析编解码原理并基于FPGA设计了编解码模块,给出波形仿真图和综合电路图;数据链路层由FPGA实现,包含超帧同步警告模块、成解帧模块、线速率协商模块,本文基于FPGA设计实现了上述各模块并给出了仿真波形图和综合电路图,功能完整、功能正确。为了验证所设计的CPRI接口,提出了几乎全环境的验证方案,对系统进行了仿真和测试,波形图说明在完成基本数据传输功能之外还具有线速率、警告等状态指示信号和运营商管理维护数据接口。本文最后加上光模块和光纤对所设计CPRI接口进行板上测试,从ChipScope抓取的信号波形图可清晰的知道实现了数据的正确传输。
【关键词】：分布式基站 CPRI FPGA SerDes 8b/10b
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-10
• 1.1 课题研究背景7-8
• 1.2 本课题研究内容与工作8-10
• 第二章 CPRI接口规范10-23
• 2.1 CPRI协议概述与组网方式10-13
• 2.2 CPRI帧格式13-17
• 2.2.1 基本帧结构14-16
• 2.2.2 超帧及 10ms帧结构16-17
• 2.3 子信道17-20
• 2.4 CPRI协议启动20-22
• 2.5 小结22-23
• 第三章 FPGA设计流程23-32
• 3.1 FPGA介绍23-27
• 3.2 HDL（Hardware Description Language，硬件描述语言）27-28
• 3.3 FPGA设计流程28-31
• 3.4 小结31-32
• 第四章 CPRI接口设计与实现32-62
• 4.1 CPRI系统组成32-33
• 4.2 CPRI接口设计33-50
• 4.2.1 高速IO接.的实现33-35
• 4.2.2 缓冲寄存器（FIFO）设计35-37
• 4.2.3 8b/10b编码器研究与实现37-44
• 4.2.4 8b/10b解码器研究与实现44-48
• 4.2.5 8B/10B编解码模块联合仿真48-49
• 4.2.6 高速IO接口仿真49-50
• 4.3 数据链路层设计与实现50-61
• 4.3.1 超帧同步、告警模块50-54
• 4.3.2 成帧模块54-57
• 4.3.3 解帧模块57-58
• 4.3.4 线速率协商模块58-61
• 4.4 小结61-62
• 第五章 系统仿真与验证62-67
• 5.1 系统仿真62-63
• 5.2 CPRI系统板上测试验证63-66
• 5.2.1 测试方案63-64
• 5.2.2 测试硬件64-65
• 5.2.3 软件准备和测试65-66
• 5.3 小结66-67
• 第六章 结论67-68
• 致谢68-69
• 主要参考文献69-72
• 附录72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陈长林;邱兆坤;;RocketIO及其在高速数据传输中的应用[J];单片机与嵌入式系统应用;2010年11期

2 Van Macomb;Ron Warner;;用成本优化的FPGA支持基于CPRI的分布式结构[J];电子设计应用;2008年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张小波;10Gbps以太网CPRI分组传输关键技术研究[D];电子科技大学;2013年

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本文编号：607619