Соединения в беспроводной базовой станции

Ключевые типы интерфейсов базовой станции, как считается в настоящем материале, это радиоинтерфейс и интерфейс для передачи данных внутри станции. Функциональные требования для этих типов интерфейсов незначительно отличаются и, следовательно, часто используются разные транспортные протоколы.

Передача составляющих радиосигнала

Интерфейс для передачи радиосоставляющих сигнала используется для передачи синфазной и квадратурной составляющих (I/Q) сигнала между центральными модулями и радиомодулями. Данные передаются в I/Q сигналах в полнодуплексном режиме в нисходящем направлении от базовых модулей к радиомодулям и в I/Q сигналах с пониженной частотой от радиоприемников к базовым модулям. В общем случае, частота семплирования — это модулированная частота передачи, разрешение находится в диапазоне от 5 бит до 20 бит. Чистые скорости передачи данных для различных беспрововдных интерфесов приведены в таблице 1

Таблица 1

Стандарт Направление Частота сэмплирования Разрешение Скорость передачи данных, Мбит/с
WCDMA TX DL Fs 16 бит I/Q 122.8
UL 2Fs 6 бит I/Q 92.16
LTE (5 МГц) DL 2Fs 16 бит I/Q 245.76
UL 2Fs 16 бит I/Q 245.76
LTE (20 МГц) DL 8Fs 16 бит I/Q 983.04
UL 8Fs 16 бит I/Q 983.04
CDMA2000 DL 1.2288 16 бит I/Q 39.3216
UL 2×1.2288 6 бит I/Q 29.4912
GSM DL 16×0.325 16 бит I/Q 166.4
UL 2×0.325 16 бит I/Q 20.8

Другие желаемые свойства радиоинтерфейса:

  • стабильная и с высокой точностью генерация  локальных частот в удаленных радиоприлодениях
  • минимальные задержки, постоянство во времени и и предсказуемость для любой конфигурации
  • поддержка измерения задержки с ее компенсацией в удаоенных радиоприложениях
  • служебная сигнализация долдна поддерживать управление и контроль удаленных модулей

Стандартные интерфейсы были определены для обеспечения такой функциональности. Наиболее часто используемые в настоящее время — это CPRI (COmmon Public Radio Interface) и OBSAI (Open Base-Station Architecture Initiative)/

Обзор CPRI

CPRI специально разработан для передачи данных I/Q радиосоставляющих сигнала между базовыми и локальными или удаленными радиомодулями. Сначала он предназначался для передачи WCDMA данных, но позже был расширен до поддержки других стандартов, включая LTE, GSM/EDGE и WiMAX. CPRI использует мультиплексирование с временным разделением для поддержки независимости потоков данных, связанных с индвидуальными несущими и антеннами.

Структура фрейма также поддерживает транспорт управляющих данных за счет резервирования временных слотов, фактически, 1 слово на 16 слов данных зарезервировано для контрольной информации. В настоящее время CPRI поддерживает скорости от 614.4 Мб/с до 10.137 Мб/с используя восемь скоростей линии (lane rate):

— CPRI Line Rate 1: 614.4 Mb/s

— CPRI Line Rate 2: 1.2288 Gb/s (2 x 614.4 Mb/s)

— CPRI Line Rate 3: 2.4576 Gb/s (4 x 614.4 Mb/s)

— CPRI Line Rate 4: 3.072 Gb/s (5 x 14.4 Mb/s)

— CPRI Line Rate 5: 4.9152 Gb/s (8 x 614.4 Mb/s)

— CPRI Line Rate 6: 6.144 Gb/s (10 x 614.4 Mb/s)

— CPRI Line Rate 7: 9.8304 Gb/s (16 x 614.4 Mb/s)

— CPRI Line Rate 8: 10.1376 Gb/s (16.5 x 614.4 Mb/s)

Для скоростей с 1 по 7, CPRI использует кодирование 8B/10B для увеличения устойчивости линка. Часть скорости передачи данных, выделенная для передачи данных, принимает во внимание контрольные каналы и затраты на линейное кодирование, составляет 3/4 от пропускной способности канала. Для скорости 8, скорости передачи 10.1376 Гб/с достигается незначительной модификацией структуры фрейма и использования линейного кодирования 64B/66B вместо схемы 8B/10B. Это позволяет увеличить пропускную способность I/Q составляющих на 25% по сравнению  со скоростью 7.

Другие особенности, поддерживаемые CPRI:

  • позволяет выделить высококачественную опорную частоту из CPRI линка
  • предоставляет механизм для измерения изменяемой паузы RTD (round-trip delay) между передатчиком и приёмником с очень высокой точностью, используется на уровне системы для компенсации явных пауз между базовыми модулями и радиомодулями
  • передаёт различную служебную информацию, включающую данные синхронизации временного разделения, внутриканальную сигнализацию на первом уровне, контрольную и управляющую информацию с  с поддержкой протоколов HDLC и Ethernet, данные производителя и зарезервированные для будущих приенений.

Ссылки

  1. Developing and Integrating a High Performance HET-NET (4G Americas white paper). October 2012.
  2. LTE-Advanced, 3GPP (3GPP white paper, Jeanette Wannstrom). May 2012.
  3. LTE Release 12: Taking Another Step Toward the Network Society (Ericsson white paper).January 2013.
  4. LTE Release 12 and Beyond (Nokia Siemens Network white paper). October 2012.
  5. CPRI Specification V6.0, Common Public Radio Interface (CPRI): Interface Specification.30 August 2013.
  6. Open Base Station Architecture Initiative: BTS System Reference Document, Version 2.0.27 April 2006.
  7. Open Base Station Architecture Initiative: Reference Point 3 Specification, Version 4.2. 18 March 2010.
  8. ETSI Group Specification, Open Radio equipment Interface (ORI): Requirements for Open Radio equipment Interface (ORI) (Release 1), ETSI GS ORI 001, V1.2.1. August 2012.
  9. ETSI Group Specification, Open Radio equipment Interface (ORI): ORI Specification, Part 1: Low Layers (Release 1), ETSI GS ORI 002-1, V1.1.1. October 2011.
  10. IEEE Standard for Information Technology – Telecommunications and Information Exchange between Systems – Local and Metropolitan Area Networks, Specific Requirements Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications, IEEE Std 803.2-2008. 26 December 2008.
  11. ITU-T Series G: Transmission Systems and Media, Digital Systems and Networks, Timing Characteristics of Synchronous Ethernet Equipment Slice Clock (EEC), G.8262/Y.1362. August 2007.
  12. IEEE Standards, IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems, IEEE Std 1588-2002. 8 November 2001.

Источники

  • http://xilinx.eetrend.com/files-eetrend-xilinx/download/201501/8130-15663-wp450-base-stn-connect.pdf

 

Материал предназначен для использования в образовательных целях