基于FPGA的多路CPRI测试系统设计与实现

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1、：分类号：密级ＵＵＤＣ：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）基于ＦＰＧＡ的多路ＣＰＲＩ测试系统设计与实现硕士研究生：常圆亮指导教师：何忠秋教授企业导师：李飞跃工程师工程领域：电子与通信工程论文主审人：李北明副教授哈尔滨工程大学２０１８年６月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）基于FPGA的多路CPRI测试系统设计与实现硕士研究生：常圆亮指导教师：何忠秋教授学位级别：工程硕士工程领域：电子与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2018年6月11日论文答辩日期：2018

2、年3月11日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）TheDesignandImplementationofMulti-ChannelCPRITestSystemBasedonFPGACandidate:ChangYuanliangSupervisor:ProfessorHeZhongqiuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngi

3、neeringField:ElectronicsandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Jun.11th,2018DateofOralExamination:Mar.11th,2018University:HarbinEngineeringUniversity基于FPGA的多路CPRI测试系统设计与实现摘要近年来随着移动通信的发展，5G的相关技术指标也在逐步研究、完善中。在未来5G网络中，为实现网络的高速接入，天线端将采用大规模天线技术(MassiveMIMO)的方式阵列，此时基带处理单元(Buil

4、dingBasebandUnit，BBU)与射频拉远单元(RadioRemoteUnit，RRU)之间的数据传输若仍采用过去的单路通用公共无线电接口(CommonPublicRadioInterface，CPRI)，则无法满足庞大数据量与传输速率的需求。基于此，本文采用多路CPRI接口，通过多路光纤连接使用FPGA模拟的BBU发送端与RRU接收端，整体模拟基站的数据传输以满足未来需求。本文采用FPGA、GTX高速收发器、CPRI协议等设备及接口协议，设计了一种模拟基站基带传输的误码率测试方案。首先选用相应开发板及芯片，针对基站中BBU侧发射端，选

5、用递增数和伪随机信号做BBU侧的源数据，并对CPRI组帧模块、GTX发送模块以及时钟生成模块进行了设计和整体的硬件实现与调试，验证了9.8Gbps线速率下CPRI发送端实现的可能性并保证了时钟精度控制在合理的抖动范围之内。然后针对基站中RRU侧接收端，对GTX接收模块、CPRI解帧模块以及误码率计算、传输模块进行了设计和整体的硬件实现与调试，在接收端进行了超帧同步与slide同步，并将输出的误码计算值上传给使用VisualBasic语言编写的PC端软件，使得数据可被实时解析、显示。最后针对实际环境中，时钟抖动对发射端天线以及接收端信号的影响，分析

6、并通过查找相关资料给出了多通道抖动的消除方法。本文使用Verilog硬件描述语言，通过FPGA模拟了2通道16×16架构的MassiveMIMO数据流传输，建立了发送端和接收端多路CPRI接口的链接，并使用光纤实现了二者间的互通互联，从而模拟BBU与RRU之间数据的传输。最后通过分析各模块实现结果及PC显示数据，表明整体工程达到预期设计要求，验证了此方案的正确性，在现阶段具有一定的参考意义。关键词：基站测试；MassiveMIMO；CPRI；5G；FPGA基于FPGA的多路CPRI测试系统设计与实现ABSTRACTInrecentyears,wi

7、ththedevelopmentofmobilecommunications,5Grelatedtechnicalindicatorsarealsograduallystudiedandperfected.Inthefuture5Gnetwork,inordertorealizethehigh-speedaccessofthenetwork,theantennaterminalwilladoptMassiveMIMOarray.Inthiscase,ifthedatatransmissionbetweentheBBU(BuildingBaseba

8、ndUnit)andtheRRU(RadioRemoteUnit)stillusesthepastsingleCPRI(CommonPu