采集卡光口通信协议V1.1

方案阶段采集卡光口通信协议共页上海瀚讯无线技术有限公司2012年10月签署页编制：高子旺日期：20121010审核：日期：批准：日期：更改记录版本号修改内容修改人审批人日期备注V1.0创建高子旺2012-10-10V1.1增加包的新类型-填充包高子旺2012-11-06I目次1概述...................................................................11.1任务来源.............................................................11.2参考文献.............................................................11.3研究目的.............................................................11.4关键技术.............................................................12光口通信协议...........................................................12.1封装.................................................................12.2采集数据包首部.......................................................22.3数据抽取.............................................................32.4基本参数.............................................................411概述1.1任务来源数据采集卡专项任务1.2参考文献1.翟志刚，“横联数据采集卡帧结构”，V0.1，2012.2.高子旺,“远维卡光口通信协议之接收部分”，V1.3，2011.1.3研究目的设计一种支持WIMAX(BW1.25MHz\BW8MHz\BW10MHz)、HL(BW16MHz\BW20MHz)、LTE(待扩展)，既适用于BBU与RRU通信又适用于采集卡与基站/终端/BBU/RRU通信的光口通信协议。1.4关键技术设计要点在于不同协议、不同带宽、不同设备之间的兼容。2光口通信协议2.1封装CPRI帧结构适用于BBU与RRU之间的光口通信，其数据区域可承载多路HL/WIMAX/LTEIQ数据，具体帧格式见参考文献1。采集数据包的封装是为了方便采集卡接收并提取数据。下文将介绍采集数据包首部格式和多路IQ复用数据的抽取过程。HL/WIMAX/LTE多路IQ复用数据HL/WIMAX/LTE多路IQ复用数据CPRI首部HL/WIMAX/LTE多路IQ复用数据CPRI首部采集数据包首部CPRI帧采集数据包12708图1数据封装过程22.2采集数据包首部采集数据包首部格式和参数定义分别见图2和表1。标志位(4word)包序号/长度(2word)包类型/数据抽取因子位宽(1word)数据抽取因子(2word)控制命令(1word)预留（1word）CPRI首部长度(1word)图2采集数据包首部表1采集数据包首部word|bit变量名注解word0同步标志位[63:48]WIMAX基站:4001DAC84001DAC8WIMAX终端:0850DAC30850DAC3HL节点:4002DAC74002DAC7LTE基站:4003DAC64003DAC6word1同步标志位[47:32]word2同步标志位[31:16]word3同步标志位[15:0]word4[15:12]包总数[3:0]指示当前帧包含的采集数据包总数word4[11:8]包序号[3:0]指示采集数据包序号word4[7:0]包长度[23:16]包长度统计涵盖采集数据包首部、CPRI首部、经抽取后的数据word5包长度[15:0]word6[15:8]包类型[7:0]bit0：状态包指示，1表示包含该包，0表示不包含该包，下同；bit1：上行数据包指示；bit2：下行数据包指示；bit3：填充包指示；注：填充包不需要采集word6[7:0]抽取因子位宽[7:0]指示抽取因子的有效位宽word7CPRI首部长度[15:0]指示CPRI首部长度word8抽取因子[31:16]1bit对应1路IQ数据(2word)，1：采集,0:不采集word9抽取因子[15:0]word10控制命令3word11预留预留word2.3数据抽取采集卡需要接收采集数据包首部、CPRI首部、从多路复用IQ数据抽取出来的某路（也可能是某几路）IQ数据并转发给PC。对采集卡而言，CPRI首部是透明的，也不需要抽取；多路复用IQ数据不一定都是全部需要观测的，需要根据实际应用进行抽取，下文着重介绍数据抽取。a)WIMAX8MHz系统基带采样时钟为8.96MHz，I、Q数据各占一个word(16bit，下同)，即IQ数据带宽开销为17.92*16Mbit/s。光口线速率89.6*16*（20/16）Mbit/s,可承载5路IQ数据。此时，抽取因子的有效位宽设为5，采集卡根据抽取因子[31:27]进行数据抽取。例如：抽取因子为“10000”，采集第1路IQ数据，如图3；抽取因子为“01000”，采集第2路IQ数据，如图4；抽取因子为“11000”，采集第1路和第2路IQ数据。U0_IU0_QU1_IU1_QU2_IU2_QU3_IU3_QU4_IU4_Q8MHzBWU0_IU0_QU1_IU1_QU2_IU2_QU3_IU3_QU4_IU4_Q抽取抽取图3抽取因子“10000”对应的数据抽取U0_IU0_QU1_IU1_QU2_IU2_QU3_IU3_QU4_IU4_Q8MHzBWU0_IU0_QU1_IU1_QU2_IU2_QU3_IU3_QU4_IU4_Q抽取抽取图4抽取因子“01000”对应的数据抽取b)WIMAX10MHz系统基带采样时钟为11.2MHz，IQ数据带宽开销为22.4*16Mbit/s。光口线速率89.6*16*4（20/16）Mbit/s,可承载4路IQ数据。此时，抽取因子的有效位宽设为4，采集卡根据抽取因子[31:28]进行数据抽取。c)WIMAX1.25MHz系统基带采样时钟为1.4MHz，IQ数据带宽开销为2.8*16Mbit/s。光口线速率89.6*16*（20/16）Mbit/s,可承载32路IQ数据。此时，抽取因子的有效位宽设为32，采集卡根据抽取因子[31:0]进行数据抽取。d)HL16MHz系统基带采样时钟为17.92MHz，IQ数据带宽开销为35.84*16Mbit/s。光口线速率107.52*16*（20/16）Mbit/s,可承载3路IQ数据。此时，抽取因子的有效位宽设为3，采集卡根据抽取因子[31:29]进行数据抽取。e)HL20MHz系统基带采样时钟为22.4MHz，IQ数据带宽开销为44.8*16Mbit/s。光口线速率134.4*16*（20/16）Mbit/s,可承载3路IQ数据。此时，抽取因子的有效位宽设为3，采集卡根据抽取因子[31:29]进行数据抽取。2.4基本参数a)光口同步字comma：K28.5（10’b0011111010or10’b1100000101）；b)光口恢复出来的并行数据位宽：16bit；c)光口速率：1)LineRate:1.792Gbit/s2)LineRate:2.1504Gbit/s3)LineRate:2.688Gbit/s