5G系统中pRRU在eCPRI协议和CPRI协议间混合组网方法与流程

本发明涉及5g通信技术领域，尤其涉及一种5g系统中prru在ecpri协议和cpri协议间混合组网方法。

背景技术：

当下prru(微型射频拉远单元)作为5g通信系统中的一种产品结构形态，已经被非常广泛的应用于5g通讯系统覆盖中。但因为5g信号频段较高，无线信号在空间中的衰减较大，因此5g基站的建设密度会很大。而城市中的地形复杂，还有更为复杂的室内环境，5g的扇区切换会更为频繁而复杂，对无线网络优化(简称网优，是指在通信网络建成以后，对于无线网络进行各种优化(包括硬件，软件、配置等)。实质上就是通过数据采集、性能评估、优化方案制定和优化方案实施几个步骤来完成对手机和基站之间的空中信号的性能改善。其中数据采集包括路测(dt)和拨打测试(cqt)以及话务统计(nmo)等工作内容)也提出了更高的要求，大大增加了网络的建设成本。

5g是第五代蜂窝移动通讯系统，其中5g基站具有两种接口协议形态，一种是ecpri(ecpri标准定义了通过前传网络(fronthaultransportnetwork)连接erec和ere的规范，它用于5g系统lte-advanced和lte-advancedpro)，另一种是cpri(cpri是通用公共无线电接口(commonpublicradiointerface)的缩写形式，cpri是一个通用的标准，发挥作用的范围是：将基带i/q信号传输到传统bs(基站)中的无线电单元，cpri对于各种标准都具有高效且灵活的i/q数据接口)。prru可以根据5g基站的接口形态自动切换到对应的接口形态上。比如5g基站接口是cpri，那么prru与之连接的时候也会自动使用cpri接口协议。同理5g基站采用ecpri接口协议的情况。

bbu(buildingbasebandunit室内基带处理单元)和rru(radioremoteunit射频拉远模块)之间根据标准采用的是ecpri协议，传输的内容是各个子载波的iq数据(数字通讯系统中对信号的数字量化采样数据)，rru需要进一步处理。

每个rru负责一个扇区，ue(用户设备)在扇区之间移动需要进行扇区切换。在一些地形复杂的区域，扇区之间容易产生信号交叠区，发生互相干扰的情况。同时也会在部分区域出现信号空白也就是附近的rru都无法覆盖到的区域。这些空白区域面积不大，不适宜再增加一台rru进行覆盖，因为很容易带来严重的扇区间干扰问题，而且扇区密度太高，也容易导致频繁切换的扇区的问题，影响通信效率，最后这样做的建设成本也太高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种5g系统中prru在ecpri协议和cpri协议间混合组网方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种5g系统中prru在ecpri协议和cpri协议间混合组网方法，硬件系统中，prru同时具备ecpri和cpri两种数据通信接口协议所需的两套时钟系统，prru上的sfp光电转换模块有2组，分别是sfp0和spf1，sfp之后是fpga的通用高速串行总线接口serdes，fpga内部有两个互相独立的协议处理单元逻辑，分别负责处理ecpri协议和cpri协议，具体组网步骤如下：

s1、系统默认从ecpri启动，通过sfp0通道与上一级设备连接，ecpri协议处理单元会尝试先与上一级设备建立连接，在尝试若干次失败切换为cpri协议处理单元继续尝试；

s2、如果是ecpri协议处理单元成功与上一级设备建立连接，则开始接收上一级设备的指令，控制对下sfp接口采用何种协议，ecpri或者cpri；

s3、ecpri协议下，prru处理的是各子载波iq数据，需要通过数字信号处理后转成时域iq数据通过本地adc/dac发送或者接收，对下一级设备接口是cpri协议，则直接将这个时域iq数据流通过此cpri接口转发或者接收；

s4、cpri协议下，prru处理的是由上级设备转换好的时域iq数据，此时的iq数据可以直接通过本地的adc/dac进行发送或接收，同时将iq数据流向下级设备发送或接收；

s5、ecpri协议下的prru实现的是不同的扇区，即每个ecpriprru就是一个扇区，而在cpri协议下的prru，实现的是同一个扇区的信号覆盖，多个cpri协议下的prru所形成的无线覆盖区域属于同一个扇区，ue设备在之间移动不需要进行扇区切换，等同在一个扇区内活动；

s6、在cpri接口下的prru，需要在空口上保持一致，包括时间同步，频率同步。

优选的，所述ecpri的工作基准时钟是156.25mhz，cpri的工作基准时钟是122.88mhz，两套时钟系统可根据需要进行切换。

优选的，所述sfp0与上一级设备连接，sfp0通道的接口协议由上一级设备的接口协议所决定，如果上级是ecpri，则sfp0通道连接的接口协议也为ecpri，同理cpri接口协议。

优选的，所述serdes中的pll会同步高速串行数据流中的时钟信息并输出一个参考时钟给fpga内部的数字锁相环dpll，dpll根据这个参考时钟控制外部vco输出一个准确的参考频率给时钟管理芯片作为基准参考，最后由时钟管理芯片提供系统所需的各组时钟，根据ecpri和cpri工作基准时钟的不同，再连接不同接口协议的时候，serdes输出的这个参考时钟也会有所不同，ecpri输出的是156.25mhz，而cpri输出的是122.88mhz。

优选的，所述步骤s6中，

s61、时间同步，通过延时校准，获得各个cpriprru到ecpri接口位置的时间延迟，并通过补偿算法让各个cpriprru的时间保持一致；

s62、频率同步，通让本地时钟系统频率与ecpri接口prru或者cprihub保持一致。

本发明的优势是可以灵活转变rru的接口类型，方便与5g基站，prru和cprihub(cpri接口协议的扩展连接设备，可以将一个cpri接口扩展成若干个cpri接口的设备)设备连接。减小5g扇区密度，减小ue设备频繁切换，降低网优难度，降低网络综合建设成本。

附图说明

图1为本发明应用的硬件系统改进框图；

图2为步骤s1的流程图；

图3为本发明的应用实例1的框架图；

图4为本发明的应用实例2的框架图；

图5为本发明的应用实例3的框架图；

图6为本发明的应用实例4的框架图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实施例提供一种5g系统中prru在ecpri协议和cpri协议间混合组网方法，在硬件系统中，如图1所示，prru同时具备ecpri和cpri两种数据通信接口协议所需的两套时钟系统，ecpri的工作基准时钟是156.25mhz，cpri的工作基准时钟是122.88mhz，两套时钟系统可根据需要进行切换。

prru上的sfp光电转换模块有2组，分别是sfp0和spf1，优选的，sfp0与上一级设备连接，sfp0通道的接口协议由上一级设备的接口协议所决定，如果上级是ecpri，则sfp0通道连接的接口协议也为ecpri，同理cpri接口协议。

sfp之后是fpga的通用高速串行总线接口serdes，serdes中的pll会同步高速串行数据流中的时钟信息并输出一个参考时钟给fpga内部的数字锁相环dpll，dpll根据这个参考时钟控制外部vco输出一个准确的参考频率给时钟管理芯片作为基准参考，最后由时钟管理芯片提供系统所需的各组时钟，根据ecpri和cpri工作基准时钟的不同，再连接不同接口协议的时候，serdes输出的这个参考时钟也会有所不同，ecpri输出的是156.25mhz，而cpri输出的是122.88mhz。

fpga内部有两个互相独立的协议处理单元逻辑，分别负责处理ecpri协议和cpri协议，具体组网步骤如下：

s1、系统默认从ecpri启动，通过sfp0通道与上一级设备连接，ecpri协议处理单元会尝试先与上一级设备建立连接，在尝试若干次失败切换为cpri协议处理单元继续尝试，如图2所示；

s2、如果是ecpri协议处理单元成功与上一级设备建立连接，则开始接收上一级设备的指令，控制对下sfp接口采用何种协议，ecpri或者cpri；

s3、ecpri协议下，prru处理的是各子载波iq数据，需要通过数字信号处理后转成时域iq数据通过本地adc/dac发送或者接收，对下一级设备接口是cpri协议，则直接将这个时域iq数据流通过此cpri接口转发或者接收；

s4、cpri协议下，prru处理的是由上级设备转换好的时域iq数据，此时的iq数据可以直接通过本地的adc/dac进行发送或接收，同时将iq数据流向下级设备发送或接收；

s5、ecpri协议下的prru实现的是不同的扇区，即每个ecpriprru就是一个扇区，而在cpri协议下的prru，实现的是同一个扇区的信号覆盖，多个cpri协议下的prru所形成的无线覆盖区域属于同一个扇区，ue设备在之间移动不需要进行扇区切换，等同在一个扇区内活动；

s6、在cpri接口下的prru，需要在空口上保持一致，包括时间同步，频率同步，其中，

s61、时间同步，通过延时校准，获得各个cpriprru到ecpri接口位置的时间延迟，并通过补偿算法让各个cpriprru的时间保持一致；

s62、频率同步，通让本地时钟系统频率与ecpri接口prru或者cprihub保持一致。

具体应用时，如图3所示，bbu和prru1是通过ecpri连接的，而prru1prru2prru3之间通过cpri接口连接。由于bbu是采用ecpri接口协议，所以在prru1中，sfp0与bbu相连，采用ecpri接口协议，双方交互的是频域子载波iq数据。而prru1与prru2则是采用cpri接口，交互的是时域iq数据。

如图4所示，在图3的基础上，引入扩展cprihub设备，可以实现更复杂的链接形态，同时具备星型和链型拓扑方式。cprihub和prru相比没有了ad/da以及rf电路。但多了更多的sfp通道，达到2+8个以上。其中的“2”是sfp0和spf1，其功能定义和prru一致，一个和上级设备连接，两一个则是连接下级设备。而“8”则是还有另外8个sfp通道，其功能和sfp1一致。而加入cprihub设备的目的是为了更方便的连接组网。

如图5所示，在图4的基础上，cprihub设备之间也可以进行级联扩展，以增加部署的灵活性和适应性。

如图6所示，cprihub在prru设备中的为止非常灵活，可以插在任意两台prru之间进行cpri接口拓展。

为保证prru1prru2prru3之间的空口收发时间一致，通过延时校准功能计算他们之间的延时，并通过对最小延迟的prru信号进行延时，以达到各个prru之间的空口时间一致。

本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。