（信号与信息处理专业论文）基于cpri标准的wcdma+nodeb射频光纤拉远接口fpga设计.pdf

器褰交涟丈学矮圭聚瓷黧攀位论交 繁l 夏 摘要 一般u m t s 无线掰终结捧主要由核心瓣( c n ) 、无线鼹络按测( r n c ) 、 基娥( d e b ) 帮移魂终璃( 疆) 经藏。萋鼯楚囊r 嚣e ( 臻蠢oe 镬弼p 藏瑚l c o n 泐l 和r 殿( r a d i oe q 嫡滩c n t ) 两个子系统组成。为了解决实际中的稷薇寓点或是机 房条件不理想等问题，最常用到的办法熙斑基站( m u ) 加射频拉远基站 ( r r u ) 。 3 g p p 已经定义了觏_ 郓r n c 之闻的i u 接口，r n c 和欺n c 之闻的i u r 接强，r 汜纛d e 瑟之阗黪囊蠡接墨，毅及 r 琢a n 嚣u 醚鹣终端之瓣茨 u h 撩鞠的协议帮信令溅獠。蔼没有对基嬷戆簇带处理部分帮射额部分之闽靛 接翻谶行规范。 c p r i 是一个规范熬站内部r e c 和r e 志间的接口标准的协议。由国内 外几窳跨国通信设备商发起，现已为广大道储运营商和设备商认可为通用标 准。c p 包括了基带部分岛射频部分分离秘熬带部分与射频部分不分离两静 接弱，怼予豢存瓣频狻慈纂嚣( 灌) 懿蒸潍，荬蓦豢释惑鬏之溺邋过各垂 静接口板可经过光纤或魄缆连接。 本论文在综合考虑接口电路在系统中的作用，以及对接口的性能、时序、 速魔、占用内存等要求条件下，从结构、算法、资源条件等方佩综合考虑对 接口避荦亍设计。接口电路设计的重点是数据的传输，物理层的线路魄特率， 数攒钱鼹瑟的梭搀式，线藏绩码，位差错校骏，嚣步跌及辩窍，党纾链籍廷 辩测爨等都是在野渔巾实现豹。本文在分析了c p r l 标准矮，秘定了相应 的r r u 接口规范，并缩出了具体的f p g a 电路设计。作者的激疆工作集中 在下行i q 处理模块、上杼i q 处理模块、倍奄转发模块。 关键词：接口；射频拉邀单元；c p r i ；f p g a 叛赢交滋大学硪士研究嶷学位论文筹i l 疑 a b s t r a c t t h e m m o n 打a m e w o f ko fau m l 莴w i r e l e s sn e t 、】l r o r k i n c l u d e sc o r c 珏e 撇o f k ( q 嗡强d i o 辩瓣。淼c o 咖l l e 职n c ) b a s t a | i o 珏心酣e b ) ，鑫珏dm o b i | e t c r m i n a l ( 碱) an o d c bc o n s i s t so ft w o s u b s y s t e m s ， n d i o e q u i p m e n t c o 燃舶l ( r e qa 耐戚i oe q u i p m e 蜓歉玲，酗哪i sf r c 蚋e n t l yu s 瞳t oa d dt h o v e r a b i l i t yo rs o l v ct h 尊p r o b l 伽w h e 飘t h cb a s e s t a t i 蝴p l a c ei ss ob a dt h a tt h e t r a n s m i t t i n gi si n f l u c c d 3 g p ph a v e 赴掇珏e d 越ds p 翻毯e dt k 孙i n 妇| a c ck 哦张c na 艇r n c ，t h e i u fi n 地| f a c eb c t w e 蝴t w or n c s t h ei u bi n 憾r f a c eb e t w nr n ca n dn o d e b ，也e 罄毽遮t e 曦e e 泌瓣搴e 基娃霉b 赫du e 。戆e y 甄v 能ls 弹c i 董耋舔t 酶魏蒯疑e b e t w e e nb a s c b a n dp m c c s s i n 盥u n i ta n dr a d i 0l l n i ti n s i d can o d e b c p r 玉i s 8 p f o 耋o lo f 穗霉溶e r 氟b 畦孵尊髓c 娃d r 歉l | w 鑫s i 痰圭主鑫缝硅b y s o l n ef a m o u sm u l t j n a t i o n a lt e l e c o mp r o d u c tm a n u f a a t u r e 阽l a t 髓i ti sa o c e p t e da s ac o m m o 建s p e c i f i c 箍t i b ym o s t 协l o c o 趣o p e 糟t o f sa 珏dp 删u c tm 泰n u f 8 e 轴糟疆。 c 警r id e f i n e st h ei n t e r f 扣c cl i om a t c ri a d i ou 癜td e n a r t so rn o tn d mt h eb a s e b 魏n d p r o c o s s i n gu n i t 。a sf o fan b d e bw i t hr r u s ，f a d i ou n i t i sc o n n e c t e dw i t h b a s 曲a n d 牡n h 啦r o 毽l 出f i b e ro rc a b l e ht l l i st h e s i s ，w ec o n s i d c rt h er o l eo fi n t e r f a c ec i r c u i ti ns v s t e m s y 魏t 醅蛀髓| 重y ，矗砖矗s 撼娌穗e 醛蛐l s 蕊娃m es 霉q u 姐鸭s p c e d ，t 呔em e m o r y ， e t c t o d e s i g n t h ei n t e i f 矗c e s y n t h e t i c a l l y j i n t e _ a c e d e s i g nf o c u s e s o nd a t a l 燃s m 主s s i o 蕤，氇el 瓤o 主耄f 瓣e ，蠹瓣es 钠l e 瞻薹e ，l 纽e 如函s y 珏馥辩撼z 贰i o n 蠢珏d 恤n i n 岛b i t e n d rc o r r e c t i o n d i c t i o n ， l i i l l 【d e l a ya c c u 豫c y 趾dc a b l ed e l a y c a l m 怒娃o nw 8 sa 珏蛳s h e d 扭f p g ad 睦p 。瓤t 挞sl 凇s i sw 嚣躲畦y s e 硅逊ec p r l s p e c i f i c a t i o n 皿ds e td o w nt h er r ui n t e r f a c e 喇t e r i 帆a c c o r d i n 藏t oc p r i s p e c i f i c a t i o n ，a n dc l a b o r a t e dt h ed e l a i ld 锚i 髓o ft k 即g ac i 嬲i t 。锻l ea u l 的f s w o 珠i sf o c 黼o d o w n l i k 蕾qp r o c e s s i n gm o d u l e ，u p l i n ki qp r o c e s s i n gm o d u l e ， a n ds i l 皿a lt r a n s m i t t i n gm o d u l e 1 ( e y 粥r d s ：魂硪鲁嘲强蕊糊n 鳓糖娃；c 拣l ；行g a 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 页 用光纤将n o d c b 中的射频模块拉到远端射频单元，分置于网络规划所确定的 站点上，从而节省了常规解决方案所需要的大量机房；同时通过采用大容量 宏基站支持大量的光纤拉远，可实现容量与覆盖之间的转化。 3 g p p 已经定义了c n 和i 讯c 之间的i u 接口，r n c 和r n c 之间的i u r 接口，i c 和n o d e b 之间的i u b 接口，以及u 渔n 和u m r s 终端之间的 u u 接口的协议和信令流程。而未对基站的基带处理和射频单元之间的接口进 行规范。 基站内部接口标准化是设备商、芯片提供商、运营商的共同要求，可以 使芯片提供商减少重复研发，也使基站厂商可以使用共享模块和平台从而节 省研发费用、缩短产品上市时间，对于运营商而言最直接的好处无疑就是降 低基站成本。 1 1 2 国内外现状 为了达到使无线基站设备的开发更加接近商用产品的开发的总体目标， 各种计划和创意汇聚到了一起。这个过程主要集中在专门为基站系统的关键 部分之间的接口确定标准的计划。无线行业推动了其中两项计划的实施；开 放式基站架构计划( o b s a j ) 和通用公共无线电接口( c p r i ) 标准。目的在于创 建一个面向蜂窝基站的开放型市场，从而大幅度地减少长期以来一直与基站 设计相伴的庞大的开发工作量和昂贵的成本。 通用公共无线接口联盟( 简称c p r l ) 是一个工业合作组织，致力于从事 无线基站内部无线设备控制中心( 简称r e c ) 及无线设备( 简称r e ) 之间 主要接口规范的制定工作。发起成立c p r i 组织的公司包括：爱立信、华为、 n e c 、北电网络及西门子公司。作为3 g p p 的一个补充，符合3 g p p 提出的 u n t af d dr e l e a s e5 。它使得产品间可以有灵活有效的差异。也使得基站的 各个部分都能更好地从各自领域的技术进步中获益。c p 砒的成立有助于无线 基站配套产品的规范化，使通信设备制造商能够有选择性的购买无线基站子 系统，从而提高产品的开发速度，缩短新产品上市时间，并保证产品的丰富 性。 标准出台后，国内外的基站供应商都致力于开发出符合该标准的产品， 以期在3 g 牌照发放后能更快满足客户需要。占领市场。目前为止，尚没有设 备商公开推出正式产品。 在未来的3 g 网络建设当中，各种网络设备和终端的性能与成熟度已经 不再成为网络部署的瓶颈，而在合适的地点以最小的代价获得合适的3 g 机 房将成为运营商在建网过程中遇到的最大难题，而且这个难题在经济发达地 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 区尤为突出。中兴通讯提出了大规模使用基带池加r r u 的“运维工厂”的全新 建网模式，使r r u 设备在无线网络应用中的附属地位提升为主要覆盖手段， 很好地解决了运营商在建设和运营3 g 网络中面临的机房难题。“运维工厂” 建网模式的核心思想就是在运营商的运维大楼中集中放置本区域的m s c s e r v e r 、m g w 、i 冰c 和基站的基带处理设备( 以下简称基带池设各) ，使用光 纤连接分布于城市中的3 g 站点和运维大楼，在每个3 g 站点使用r r u 设备 来接收从基带池传送过来的基带信号，并加以处理转换成无线信号发送出去， 具有集中部署、分布覆盖的特点。 1 2 本文研究思路与主要工作 1 2 1 课题的工作内容 接口电路在一个系统中的地位是非常重要的，它把各个独立的部分连接 为一个整体。接口电路设计必须满足被连接的双方的通信协议，因此对时序， 数据格式等的要求非常严格，在项目设计过程中积累了许多实践经验，为以 后设计更多更好的电路奠定了坚实的基础。 接口的实现方案是：基带部分在接口板的即g a 中将i q 数据、c 口u 的 c x 覆泰交瀵大学矮圭疆究生攀像论文繁2 3 茭 l 分溺是 l s b i t 下行l 倍采样 上行2 倍采样 t q 分别是 1 4 b i t 下露l 终采徉 上杼2 僚采样 当s e r d e s 是 1 6 b i t 处理时 s u b g r o u p 内部格式 8 b “的 s 1 l b 舶 l 承 藏 ， l 韩l 瀚 s q 嗽# 蘸3 ，3 l q 容器内帮格式定义 上覆豹 l l 遮是基子鬻殛a 豹蠢准，魏援瓣惩子仍s 糕a 标准辩， 嚣泰变瀵犬学疆士磅究生攀稼沦文 繁2 毒茭 由于s c d m a 的c h i p 速率是w c d m a 的1 ，3 ，因此用3 个连续的 s u b g u 口来放置t d s c d m a 的i o 数据，幽i q 数据是下行1 6 b j t 时，最多 可以放鬣2 4 个- i d s c d m a 的i q 流。一个o r o u p 中的s u b g r o u p o 放置i q 流o o ，s u b g r 明p l 放譬8 1 5 ，s 曲g u p 2 放鬟1 6 2 3 。当鳓位数降低对 采熊溪3 。3 孛浚弱懿涿剡浚鬟一今s 毽b 两鞫巾豹硷数囊，鞣纛蘧慧夔怼 流数爨增加。即i q 位数怒1 4 位的时候s 曲g m 明中可以放置9 个i q 流，3 个s u b a u p 就有2 7 个i q 流。s u b g r o u p o 巾放置0 8 ，s u b - g r o u p l 中放置 9 1 7 ，s u b g m u p 2 中放簧1 8 2 6 。 2 0 字节的专用信令部分的定义 字蕊彦号逛义谨骥 o o o l承载s f n其中o o 承载静是s 醐盼低八往， 0 l 承载的是s f n 的搿八位。 0 2i q 0 对应的光纤链路告警码 b 6 8 5 8 4 ：从光口2 发出的关于光 融2 的l o f ，l o s ，p 指示 瑟2 8 l 酌：获光日l 发爨瓣关予毙 翻l 靛l 。f s l 指示 0 3i q l 对应的光纾链路告警码 0 4i q 2 对应的光纤链路告警码 0 5i 对应的搬野链路告警码 0 6i 穑4 对应豹巍绥链籍塞警强 0 7i q 5 对应的搬纤链路告警码 0 8 i q 6 对应的光纤链路告警码 0 9 i q 7 对应的光纤链路告警码 l q 1 9 蓣蜜备震 3 ，2 。2 7 同步鞍定时 r r u 利用来自光纤链路上的用光纤上的1 0 m s 帧时钟信号作为参考输入信 号，恢复出本地的时钟，作为r r u 发射、接收的溅准。 r r u 恢复出的时钟相对予撼带资源池或上一级r r u 的输出的时钟，频率准 确度降低不超过o 。0 0 2 p 雕，对锋的相位偏差誉麓过l u s 。 蘩露疑滚滚在i 泌s 鲮头秘l o 瑶s 峻豹孛阉攒入s 聚，最嚣疆获复爨s 鞭豹信惠， 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 8 页 l o f 的定义：如果在l o o m s 之内检测不到帧同步信号，此信号有效。 当检测到帧同步信号时，告警清除。 告警信号的处理 r r u 告警处理： 1 ) 在与该接收端口对应的发射端口的位置上，立即插入告警b i t ，并将 其发射出去。 2 ) 下行i q 数据校验错r r u 向基带资源池告警，i q 数据依然发送。 3 ) 在链型网的情况下r r u 检测到l o p ，l o s ，l o f 之后向基带资源池告警， 并在本地记录告警状态，如果告警状态持续1 0 秒仍然没有消除，r r u 认为光接口中断，向射频部分发送全零i q 数据。 4 ) 在环形网的情况下，r r u 在一个光接口检测到l o p ，l o s ，l o f 之后向基 带资源池告警，如果另一个光接口没有告警则r r u 立即切换到另外一 个光口上去接收下行i q 数据。如果两个光接口都存在l o p ，l o s ，l o f 告警，则不作i q 数据切换，如果告警状态持续1 0 秒仍然没有消除，r r u 认为此光接口中断，把此光接口的下行i q 数据置为全零。 告警信号的位置 3 2 3 信令通道数据链路层( l a y e r2 ) 规范 信令通道数据链路层采用t c p 佃强i c 协议栈。 3 2 3 1l a y e r2 帧格式 m a c 的帧格式参见m e es t d8 0 2 3 - 2 0 0 2 吣；、 i p ( v 4 ) 的帧格式参见r f c 0 7 9 1 ； t c p 的帧格式参见r f c 0 7 9 3 。 3 2 3 2 层间接口与传输路由 r r u 信令l 丑y e r2 的层间接口示意图： 西南交通大学硕士研究生学位论文第望夏 2 懑爨爨 糕 粼m 。+ l 靼 鬻”誊= 鬻滋纛囊4 囊嗣 臻、 糍一 掣臻籀鐾雕糍| | “l 莲：耋筑 ：；糕黧潮陵醺：蚴l 鞫 尊斡 j 攀i 誉篱| ”、纂攀| 、刻 联 2 、r r u 接受携带基带资源池主控板的地址的l p 广播包，信息格式如下： 编号说明取值 基带资源池主控板的 l i a c 地址 基带资源池主控板的 2 i p 地址 如果r r u 不能获取硬件r r ui d 的启动过程； 1 、r r u 接受携带基带资源池主控板地址等信息的m a c 广播包( 利用 m a ch e a d e r 中的t y p e 域定义特定类型) ，信息格式如下： 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 0 页 编号 说明取值 1基带资源池主控板的 m a c 地址 2 基带资源池主控板的 i p 地址 31 s t r r ui d nn t hr r ui d 第一个r r u 根据m a c 头t y p e 类型知道是基带资源池主控广播，读出 基带资源池主控板的m a c 地址和i p 地址并取出第一个r r ui d ，将后面的 r r ul d 位置前移后交给物理层继续向后转发。 2 、r r u 根据获得的r r ui d ，计算自己的i p 、m a c 地址并配置 3 、r r u 根据获得的基带资源池主控板的l p 地址与基带资源池建立链路。 3 2 4 其它需求 3 3 互操作性：扩展速率 r r u 接口可以扩展支持2 5 g b p s 光纤接口，当采用2 5 g b p s 接口时，1 0 m s 帧内部的s u p c r - g r o u p 由5 0 个增加到1 0 0 个，编号由o q 9 变为o 9 9 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 2 页 射频拉远接口板上f p 6 魄对应在单板上的器件位号为d 2 0 ：蠹薹鋈三 霎i ；1 里薹翘嘉醚鹑圈l 菌飘塑雾蟹l ! 嚣雪i 茹；鲠目嚣霎鋈霎酗韩籍。誉妻酣 龄户圭一髓鲤剿露罂熟轻默蚓一骂一个物理屠的眚警信；嚣捡驰静强鹱琶艮烈 鲢季萋蕈锣姗， 冀j | = 茎蓁囊耄篓“ 薹墓藉矍穗峭剖差嚆雾囊蒌辅罩| ! f 弹搿饕曼耋墓萋导翟到劓 霉嚣l 耄耋塞 息中进行设置。一旦告警消失，立即清除告警信息。 无功率( l o p ) l o p 的定义：当光口的输入功率低于门限值时，此信号有效。 当功率高于门限值时，此告警信号清除。 无信号( l0 s ) l o s 的定义：当一帧( 1 0 m s ) 之内至少有1 6 个8 b 1 0 b 译码错误时，此 信号有效 当一帧之内无译码错误时，告警清除。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 3 页 4 2 单板硬件连接框图 图4 2 单板硬件连接框图 厂 iffll 露瘫交避天学硬士研究坐攀垃论文第3 4 页 4 3f p g a 的外围连接 罔4 3f p g a 的外嗣连接 4 4f p g a 的功能说明 射频拉远接墨单板一融跨f p g a 对应在攀扳上豹器彳牛位号为d 2 0 ，用鞋实 瑷l q 数耀交换、信令箍毽翻转发、时释婺穗尊功能。 i q 数据交换： 下行方向根据主控模块下发的配置参数将来自上下级r r u 或者基带资 源池的1 6 路i q 通路信号中属于本地r r u 的i q 分配到收发信单板的i q 通 路；上行方向根据主控模块下发的配置参数将来自收发信单板的l q 信号， 与耧予下缓级联雏只r l l 戆l q 数据进行复用麝转发到光发送绘下一级囊翼u 或者蔫带瓷源池。 信令处理和转发： 射频拉远接口单板f p g a 接收光接口上传输的h d l c 倍令数据，将属于 本地r r u 的信令提取出米转发给射频拉远接口单板的主控单元，同时将不 属于本r 冀u 的信令转发列两个先日豹发射端歪下一缀只r u 或歪摹带资源 i 趣t 转发懿弱酵要播入本辍8 u 要发送的信令。揠a 豹策略是泶熙转发往先 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 5 页 的策略，光口接收到的其他r r u 的信令优先发送。 每光口实现的信令速率为3 8 4 m b p s 。 时钟鉴相： f p g a 每次上电( 复位) 时对两片l m x 2 3 0 6 ( d 2 3 、d 2 5 ) 进行初始化 设置。 f p g a 对光口接收信令中的1 0 0 h z 定时信号，和本地1 0 m h z 分频产生 的1 0 0 h z 信号做鉴相处理，然后将鉴相后数位化的相位差送到单片机进行处 理；同时，接收单片机调整d a c 7 7 3 1 的参数，并串转换后输出给d a c 7 7 3 1 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 7 页 圈5 1 蛐g a _ t o p 内部模块之间的连接关系 5 2 3 信令处理转发模块 射频拉远接口单板f p g a 接收光接口上传输的h d l c 信令数据，将属于 本地r r u 的信令提取出来转发给射频拉远接口单板的主控单元，同时将不 属于本r r u 的信令转发到两个光口的发射端至下一级r r u 或至基带资源 池，转发的同时要插入本r r u 要发送的信令。插入的策略是采用转发优先 |i一搬呲硎萤m删。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 8 页 的策略，光口接收到的其他r r u 的信令优先发送。 每光口实现的信令速率为3 8 4 m b p s 。 射频拉远接口单板支持2 个光接口，支持链型组网和环形组网。每个光 接口支持8 路i q 的传送。 需要底层硬件逻辑实现环形组网方式下的断路自动倒换保护功能，当双 向双环出现故障时，射频拉远接口单板可以通过对输入信号的功率的检测判 断故障点，并根据并发优收的原则确定新的输入链路。同时通过在信令中插 入告警码的方式，通知基带资源池链路出现故障。基带资源池也在检测到告 警信号后，可以及时判断链路的故障点。 5 2 4m p c 8 2 7 0 接口模块 外部的控制器件( m p c 8 2 7 0 ) 可以通过r i s _ 巾g a j 叩的m p c 8 2 7 0 接口 模块访问芯片内部的控制和状态寄存器来初始化、控制、统计芯片的工作状 态。 m p c 8 2 7 0 接口模块主要用于对芯片内部寄存器的初始化、控制、和监 测。 5 2 5 单片机时钟鉴相模块 单片机时钟鉴相模块( c p u i t l 8 9 5 2 ) 比较参考时钟与反馈时钟的相位差， 数位化后送8 9 5 2 单片机做鉴相比较，接收单片机输出相位调整参数，串并 转换后输出给d a c 7 7 3 1 。 5 2 6 单片机扩展串口模块 单片机扩展串口模块( u 吡计) 提供给单片机一个调试串口。速率 2 4 0 0 b p s 、4 8 0 0 b p s 、9 6 0 0 b p s 、19 2 0 0 b p s 可选，默认为2 4 0 0 b p s 。 5 2 7l m x 2 3 0 6 配置模块 锁相环l m x 2 3 0 6 配置模块( 1 m ) _ 2 3 06 - i f ) 用来初始化锁相环芯片 l m x 2 3 0 6 。并且在m p c 8 2 7 0 的控制下，可以对l m x 2 3 0 6 重复配置。 5 2 8 时钟控制模块 时钟控制模块( c i o c i l c t l ) 用来产生各种定时信号。 5 3 模块设计思路说明 本节将对各个模块进行说明，并对本人设计的上、下行处理模块，信令 转发模块做重点阐述。 5 3 1 上行l q 处理模块 上行处理模块主要用于接收从收发信单板输入的i q 并行1 0 b i t 数据，速 西南交通大学硕士研究生学位论文 第39页 率6 1 4 4 m 。按照m p c 8 2 7 0 的设置，任意重组到2 个光收发器t l k l 5 们的 并行输出数据总线( 1 6 b l t ) ，速率为6 2 5 m 。 lvds接收芯片scan926260含6个转换器，每个转换器将1对lvds信号转换成10 b i t l 、厂r t l 。本设计中，l v d s 的速率为7 3 7 2 8 m h z ，l 、厂盯l 的速率为6 1 4 4 m h z 。s c a n 9 2 6 2 6 0 转换时序如下图所示： 二 二二二 二三二 叵。图5 2s c a n 9 2 6 2 6 0 的数据转换时序 s c a n 9 2 6 2 转换过程中，控制信号的时序如下图所示：善茎警曼写汇 一-一弋一“弋l“八厂、几门厂、厂、图5 3 s c a n 9 2 6 2 6 0 的控制信号时序 经过复用处理的16位625m的并行信号经过serdes芯片tlkl501， 转化成125g的pecl差分信号通过多模光纤送给基带处理部分。上行方向，tlkl501将10个625mbps的l、厂rirl的信号转换成1个125gbps的光信号，转换时序如下图所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 0 页 、，l hh h 山i h 蛩哦f 妇 e # 呻f o 一0 埠 v v 也l d w 如雌啦螂岫 搴雅1 寸 氇的v 幅l t i p h 舳h m - i t k 。v l n - 2 v 4 0l 札h p 城b * m i 僵雌 v d b 鬈v 呐- a 4 v 鹏 c v ，d 2 v 40 f 日v 扫芏铒心- 5 嘛 甘脚蜘h 丽x _ c l kt 托融聪晕r t x 曲 翱霸4 “ 1 2 v 疑朋母- 峨 1 h驯m r r 峨田瓷c t 瑚t e e r t x d 事神f u 暗抽 丁x n t x 一砒弑e r 甜岬缸t 当f j l c u s “f 椭恤 1 嚣 佩txo _ t 鼍。n _ e r 怕目幅ta k e e ka f b m o _ 图5 4t l k l5 0 1 输入的并行发送数据时序 我们将上行i q 处理模块向下划分为几个子模块；l v d s 接口模块、上行 延时补偿模块、i q 重组模块、光接口模块。l v d s 接口模块包括接收缓冲模 块、接收数据处理模块。上行延时补偿模块根据c 尸u 设置的补偿长度缓冲 收发信单板输入的l q 数据。 重组模块按照m p c 8 2 7 0 的设置，任意重组到2 个光收发器t l k l5 0 1 的并行输出数据总线( 1 6 b l t ) 。光接口模块调用的现有模块。 5 3 1 1l v d s 接口模块 模块名称 l v d s 接口模块的h d l 程序名：u | l v d s6 2 6 0 f v 。 l v d s 接口模块包括l v d s 接收缓冲模块( 一i v d s6 2 6 0 计b u f f v ) 、 l v d s 接收数据处理模块( u | l v d s6 2 6 0i fd a t a _ v 1 。 模块功能说明 l v d s 接口模块用于接收s c a n 9 2 6 2 6 0 输入的2 对1 0 引t 并行数据，提 取其中6 路载扇共1 2 路i 、q 数据，转换成6 路1 6 位并行数据( 其中高8 位为i 路数据、低8 位为q 路数据) ，输出给下一级延时补偿模块，进行l 、 q 数据的延时。 s c a n 9 2 6 2 6 0 的每组并行信号共有1o 位，这里有效信号共有8 位。 嚣毒交遴大学矮圭聚突生擎瞧谂交照兰! 蒌 每一位对应的意义如下表所示，其中c 1 一m l 表示载扇1 主寨的i 数据， c 1 一m q 则表示q 数据，f l a g 为标记位，谯上下行的l q 数据中，用于标 识每1 6 位i q 数据的字节序，其信号意义如阙所示。c r c 为本字节数据的 奇偶校骏位。 “w n 1 1 1 _ _ f 蝴9 拟x 卜一 蝴e 以x x 卜一 一| 厂 | 图5 5s c a n 9 2 6 2 6 0 的岬l 接口数据封装格式 模块输入输出说晴 表s 1l v d s 接口模块辕入麓密说疆 铸鼍 信号名称债曙功能来源，目的 类擞 c h i p x l6 p i k i系统时钟6 1 4 4 m u l i q 旧s e l n i系统异步复位，低有效 u l l q m oc 溆l主集o 运遴接牧盼耱8 。4 4 赫 u l 硒 强d oc l (1努集o 逶遂接狡辩耱6 。4 4 “0 q m oi o c ki主集o 通道接收锁定指示 u l q d oi o c k1分集o 通道接收锁定指示 u l j q p i q r ) o m 0 【9 ；o 】 i主集o 通道接收数据 u l i q p i q a o 瞎：锈 1分集o 通道接收数摄 u l j p l 乱毯一m e _ c 毽e 拜 o 圭集e 逶遵接l 疑奄疆校验告警， “l 狻 藿| 触 一 一 一 一 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 2 页 信号 信号名称信号功能 来源目的 类型 高有效 分集0 通道接收奇偶校验告警， p i q d 0 c r c e r r 0 u i _ l q 高有效 c 0 0 一m i q 【15 ：0 1 o主集0 通道低载i q 数据u im u x c 0 1 一m j q 【1 5 ：o 】 o主集0 通道中载i q 数据u im u x c 0 2 一m j q 【15 ：0 】 o主集0 通道高载i q 数据u lm u x c 0 3 _ n l j q 【15 ：0 1 o分集o 通道低载i q 数据 u im u x c 0 4 - _ n l i q f l5 ：0 】 o分集0 通道中载i q 数据 u im u x c 0 5 一m 一| q 【15 ：0 】 o分集0 通道高载i q 数据 u im u x 模块的数据流与状态流说明 以主集0 为例，分集0 相同。 u i - i v d s _ 6 2 6 0 - l b u 什模块以6 2 6 0 的恢复时钟_ m o _ c i k 将输入1 0 引t 数据锁存1 次后写到一个深度为1 2 8 引t ，宽度为1 0 b i t 的d p r a m 中。写 地址由_ m o _ c | k 计数产生，以接收锁定信号为异步置位信号，当 m 0 _ i o c k 为高( 接收数据失锁) 时，将写地址强行置位到d p r a m 的起始 地址，而读地址强行置位到d p r a m 的中间地址，保证读写d p r a m 不会在 同一时刻对同一地址进行操作。 u | _ | v d s _ 6 2 信号信号名称信号功能来源目的类型 高有效 分集0 通道接收奇偶校验告警， piqd0crcerr 0 ui_lq 高有效 c 0 0 一m i q 【1 5：01 o 主集0通道低载iq数据u im u x 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 3 页 表5 2 上行延时补偿模块输入输出说明 信号 信号名称 信号功能 来源目的 类型 c h i p x l6 _ _ c l k i 系统时钟6 1 4 4 m u l - - q r e s e tni 系统异步复位，低有效 u l j q c 0 0 一m - j q 【15 ：0 】 i主集0 通道低载i q 数据 u l - i v d s _ 6 2 6 0 _ 汁 c 0 1 一m _ q 【1 5 ：0 l i主集0 通道中载i q 数据 u u v d s _ 6 2 6 0 _ f c 0 2 _ m j q 【15 ：o 】 i主集0 通道高载l q 数据 一i v d s _ 二6 2 6 0 一_ f c 0 3 j 1 n i q 【15 ：0 】 1分集0 通道低载i q 数据 u i _ | v d s - 6 2 6 0 _ j f c 0 4 一m i q 【15 ；0 l 1分集o 通道中载i q 数据 川一i v d s - 6 2 6 0 _ l f c 0 5 一m j q 【1 5 ：0 】 1 分集0 通道高载i q 数据 u l _ | v d s 6 2 6 0 _ f u l c o m p e n s a t e e n i 上行i q 延时补偿使能 u i - q a b l e u i 一0 ”一c o m p e n s a t i 上行光口1 延时补偿长度 u l i q e _ j e n g t h 【1 1 ：o 】 u l p t ：! c o m p e n s a t i 上行光口2 延时补偿长度 u l i q e - i e n g t h 【1 1 ：0 1 u | 一m j q 0 【15 ：0 】 0主集0 通道低载l q 数据u im u u l m j q l 【1 5 ：o 】 o主集0 通道中载i q 数据 u lm u x 一m j q 2 【15 ：0 1 0主集0 通道高载l q 数据u im u x u l - d _ j q o f l5 ：0 】o分集0 通道低载l q 数据 u im u x u i - d i q l 【1 5 ：0 】 o分集0 通道中载i q 数据 u lm u x u l _ d i q 2 【15 ：o 】 o分集o 通道高载i q 数据u lm u x 模块的数据流与状态流说明 5 3 1 3 上行重组模块 模块名称 重组模块的h d l 程序名：u im u x v 。 模块功能说明 重组模块用于将l v d s 接口输入的6 路i q 数据和某个光口接收的8 路i q 数据，按照m p c 8 2 7 0 的设置任意复用到另外1 个光口的数据输出总线上。 模块输入输出说明 西南交通大学硕士研究生学位论文第“页 表5 3 重组模块输入输出说明 信号 信号名称 信号功能来源，目的 类型 c h i p x l6 c l k i 系统时钟6 1 4 4 m 一q r e s e tn l 系统异步复位，低有效 - q o t _ i q _ d a t a j l l s b l 光口接收i q 数据高位字节标志 d i j q o t _ i q _ d a t a 0 【15 ：0 1 i光口接收第0 路i q 数据 d | - q o l - i q _ d a 协1 【1 5 ：0 】 i 光口接收第1 路i q 数据 d l j q o l j q _ d a t a 2 【15 ：0 1 i光口接收第2 路i q 数据 d | _ j q o l i q _ d 乱a 3 【15 ：0 】 i光口接收第3 路i q 数据 d i i q o t _ i q _ d 锄& 4 【15 ：0 】 i 光口接收第4 路l q 数据 d | - q o l - i q _ d a t a 5 【15 ：0 】 l 光口接收第5 路i q 数据 d | - q o t - i q _ d a t a 6 【15 ：0 】 i 光口接收第6 路l q 数据 d | _ q o l _ i q _ d a t a 7 f 15 ：0 1 i 光口接收第7 路l q 数据 d i - q l v d s 接口接收主集低载l q 数 u l c o m p e n s u | 一m l i q 0 【15 ：0 】 i 据a t e l v d s 接口接收主集中载i q 数 u i c o m p e n s u | 一m l j q l 【1 5 ：0 】 l 据 a t e l v d s 接口接收主集高载l q 数 u i 鼻o m p e n s u l m _ q 2 【15 ：0 】 l 据a t e l v d s 接口接收分集低载l q 数 u l c o m p e n s u i _ d - q 0 【15 ：o 】 i 据a t e l v d s 接口接收分集中载i q 数 u i e o m p e n s u i - d _ q 1 【1 5 ：0 】 i 据a t e l v d s 接口接收分集高载i q 数 u l c o m p e n s u i - d _ q 2 【15 ：0 】 i 据 a t e 光口发送第o 路l q 数据选择信 o t - 0 一s e l 【3 ：0 】 i u l i q 号 光口发送第1 路i q 数据选择信 o l l s e i 【3 ：0 】 l u l i q 号 光口发送第2 路l q 数据选择信 o l 2 - - s e i f 3 ：o 】 i u | 一i q 号 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 5 页 信号 信号名称 信号功能来源目的 类型 光口发送第3 路i q 数据选择信 o l 3 一s e l l 3 ：0 】 l u u q 号 光口发送第4 路i q 数据选择信 o t j 4 s e i 【3 ：0 】 i u i _ q 号 光口发送第5 路i q 数据选择信 o t _ 5 s e i 【3 ：0 1 i u l i q 号 光口发送第6 路l q 数据选择信 o l 怠- s e i 【3 ；0 】 i u | 一i q 号 光口发送第7 路i q 数据选择信 o l 7 s e l 【3 ：0 】 i u u q 号 u lb ( i 0o 光口发送第o 路l 路数据t ) ( 1 5 0 1i f u lt ) ( i 10 光口发送第1 路i 路数据 戗1 5 0 1i f u lt ) ( j 2o 光口发送第2 路i 路数据 仅1 5 0 1i f u l 杈i 3o光口发送第3 路i 路数据 t ) ( 1 5 0 1i f u lb ( 1 4o 光口发送第4 路i 路数据 仪1 5 0 1i f u lt ) ( i 5o 光口发送第5 路i 路数据b ( 1 5 0 1i f u l 仅i 6o 光口发送第6 路l 路数据 t ) ( 1 5 0 1i f u it ) ( i 7o 光口发送第7 路i 路数据 t ) ( 1 5 0 1 f u i j x - q 0 o 光口发送第0 路q 路数据 t ) ( 1 5 0 1 汀 u ib ( q 1o光口发送第1 路q 路数据 t ) ( 1 5 0 1i f u i j ) - q 2o光口发送第2 路q 路数据 戗1 5 0 1j f u l j _ q 3o光口发送第3 路q 路数据 饮1 5 0 1j f u ib ( q 4o光口发送第4 路q 路数据饮1 5 0 1i f u i j _ q 5o光口发送第5 路q 路数据 t ) ( 1 5 0 1 f u l 挑q 6 o光口发送第6 路q 路数据 乜( 1 5 0 1i f u l _ q 7o光口发送第7 路q 路数据 饮1 5 0 1i f u u 蚶i a g o 光口发送i q 数据f i a g 信号 戗1 5 0 1 f 模块的数据流与状态流说明 本级r r u 接收到的i q 数据经过延时补偿后。连同需要转发给下一级 r r u 或者基带池的光口接收的i q 数据进行选择重组，交叉矩阵为8 个1 4 到 嚣豢交遴大学矮圭聚变笺学位论文第4 皂至 l ，交叉矩阵由m p c 8 2 7 0 设置，交叉后的i q 数据输出给光口缴送模块。光 口发邀模块将数据交换模块输出的并行i q 数据及m p c 8 2 7 0 接口模块输出的并 行信令数据按照约定的格式复用在6 2 5 姗z 时钟上，送t l k l 5 0 l 。 5 。3 2 下 亍l q 处理模块 下抒处理模块主要溺予完成获毙蜀( 8 簸赢 按照酗p 0 8 淞0 戆设置， 锃窳熬维到上2 对l v d s ( 6 载赢) ，岛之相连豹芯片是t l k l 5 0 1 和 d s 9 2 8 0 2 8 。 下行方向，1 5 0 1 将1 2 5 g b p s 的光信母转换成1 6 位6 2 5 | 帅p s 的并行 l q 数攒信号。转换时序如图5 7 所示。 囊鲥稿翻妻獭相翻瞄罄翻藏躬蝴瓣骜黼氍掏遥l | 硪下 嘲鞴曲- 轴罐罐e l 昏峨蜘轴髀| b h r 0 械锇畦* 嘲 囊埘、妻毒v 艄0 l “咖弩嘲咩却唾砷黼辨i c 屯。1 慨v o q * 嘲h g 啸- 自，2 60 v 墙蝴靛荣震躲窝紫“獬触 o 田v 照2 m c * 瞒霉盼f 咖睁州 巍 脚j 黜嬲躜览器餐黔矾娜 o t 商蠹c o 昔婀s “f 雌岫1 1 瓤搴懈 鞫坤b 盼酬自“瑚f ，c - c 睡- 静腿 毡。 蛾魄夺诲涵嚣k 若r ，_ 嘲妊。f 釉电e 髻 s _ f 艟髓抵 黎辫磐戢渺毪嗡 鑫鼙 婺嚣黟峨僦嬲掰峨 蓦 确再# 戤艇秘理哼氟r x - 鼍r 锋糖船甲眺戗* 嚣勰懈稍弛黜”帆 瓤黼 燃洲。者弋扩一一瓮篓 燃洲r z k二： o 罐 、 、一二一_ ： 斡o ； 一 糍酬 - 孳 酶嘲 l l x ， ， 黼罄祭鼹辩嫌一 ! _ 一镞；赘一一 ，1 爪一u 、 。陵卜t ：- t - _ 叫卜t 。l 圈5 。6h d m p 曩l k l 蕃0 1 输翻豹弗行接收数据对序 o s 9 躺0 2 8 接口时序： 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 7 页 r 瓦石墨丽忑 1 器磊丽石鬲_ r 一i 2 竺：坠! i ! = ! 竺