基于Xilinx器件的CPRI协议实现方法

1 下行链路

CPRI的下行链路模块的功能：对于本级RE，主要完成载波和控制字的分离；对于下一级RE，主要完成基带信号的透传。

数据的流程可以描述为下行链路模块从光口0接收基带或上一级RE发送过来的数据，进行解帧，提取出本级RE所需的控制字和载波数据，其中控制字送给本级CPU，载波数据发送给本级RE的下行链路处理模块。此外，还要完成基带数据的转发，将接收到的基带数据进行处理后，通过光口1直接发送给下一级RE，下行链路模块框图如图4所示。

图4 CPRI下行链路设计

帧同步模块对SERDES恢复的K码进行计数，同步出10ms无线帧标志，并根据此标志同步出超帧和基本帧的位号，其中超帧的位号范围是0～149，基本帧的位号范围是0～255。在完成同步后数据分为两路，一路送给本级RE，指示后续的模块在对应的位置解出控制字和IQ数据，其中控制字送到本级的CPU，CPU提取本级需要的控制字，对其他控制字则采取丢弃处理，IQ数据则以1CHIP（1.2288MHz）速率以并行的方式送到下行链路模块进行处理；另一路直接通过光口1送给下一级RE，根据系统的级联需要还可以加入RE的ID号或者其他的控制字。

2 上行链路

CPRI上行链路模块相对比较复杂，从光口1接收下一级RE送过来的数据，不仅要完成数据的解帧，分离出载波和控制字，还要插入本级上行的载波数据、RSSI以及其他控制字，并通过光口0送到上一级RE或者REC。不同于下行链路，上行链路需实现对所有控制字和数据的转发，除了本级的控制字和数据，还包括下级RE传来的控制字和数据，上行链路模块框图如图5所示。

图5 CPRI上行链路设计

仿真结果

图6 输入数据仿真波形

图7 下行解出10ms标志仿真波形

输入数据波形如图6所示，代表的是SERDES串并转换后的数据，基本帧的首个16bit（S_rx_slot_cnt=0处）传送控制字，末尾的16bit（S_rx_slot_cnt=15处）不使用，载波数据均用"0xaabb"表示。

CPRI下行同步模块在150个超帧后解出10ms标志，此时正好对应下一个超帧的开始，同样也是基本帧的开始，仿真波形如图7所示。

结语

在近几年内相继出现了CPRI、OBSAI接口标准。由于其实现上的经济简便性，基于CPRI协议标准的分布式基站产品陆续推出。本文按照实际的应用场景来设计，介绍了在CDMA系统中实现CPRI协议的方法，并给出了逻辑设计的框图和仿真波形，对于CPRI协议的理解和CDMA分布式基站的设计有一定的参考意义。

(作者：哈尔滨工程大学信息与通信工程学院 邢立佳 李一兵 )