浅谈RRU、FPGA、ORAN
摘要: 说一下对RRU(FPGA部分)的理解,以及RRU中FPGA里面有哪些模块(FPGA究竟要干哪些事情),简单的说一下ORAN
1.RRU
先看一下通信过程:
手机 —— 小型基站 —— 宏基站 —— RRU —— BBU
RRU就是射频拉远模块,接受无线信号,处理后传给BBU(基带处理单元),或者接受BBU传过来的信号,处理后,经过天线发送出去。
RRU里面包含很多东西,有数字处理部分(FPGA),射频收发系统、PA、滤波器、天线、电源等等。下面这张图是比较旧的一张图。拿下行举例:BBU —— eCPRI —— DUC(低频到中频)—— CFR(削峰技术)—— DPD技术 —— AD/DA —— TX —— PA —— 滤波 —— 天线。
在RRU里面,所有的数字处理部分都在FPGA,这张图里面FPGA跟BBU和TXRX对接。CPRI就是BBU与RRU之间的接口规范,它通信的最大速率应该是10Gbit/s。到了5G的时候,数据传输的要求更高,需要更快更多的传输数据,所以用的是eCPRI接口(同时也将low-PHY移至RRU中,大幅度的降低BBU和RRU之间的接口速率要求。)。 在下行这边:DUC -> CFR -> DPD->DAC,DUC就是把低频信号搬到中频信号,CFR是削峰处理,DPD是数字预失真处理。
首先CFR尽量是让信号均匀分布,衡量标准应该用峰均比,峰值与均值的比值要尽可能的小,过高的峰均比会带来一些问题,PA有一定的线性区域,发送的信号需要工作在线性区域之内,在PA这边如果选用功率大的PA会造成功率浪费,选功率小的,会使得峰值状态工作在非线性区域,带来信号的失真,那么降低信号的峰值就是一种折中方案,他会对信号有一定的影响,我了解到的是原始的峰均功率在十几dBm,然后把它压到7dB这个样子,不过这个肯定比信号进入PA非线性区域带来的负面影响要小得多。峰均比理论上来说是越低越好的,因为对PA会更加友好,但是峰均比过于低了会对EVM(误差矢量幅度)造成影响,EVM的偏移量会很大,那么通信的质量其实是不好的,所以峰均比要控制在合适的值。CFR在DPD之前我想是因为如果最顶上的波形有毛刺的话会对DPD的处理效果产生影响。DPD处理与ACLR指标有关,ACLR越低效果应该越好。在下行中有反馈链路,目的就是将信息反馈到DPD这里去观察。
2.FPGA
FPGA(现场可编程门阵列),就是以代码的形式去编写电路,然后在FPGA芯片中布局。那么对于RRU,FPGA要干哪些事情?贴一张图:
在FPGA里面主要是分为这几个大的模块,ORAN、LPHY(这部分应该是包含交织/解交织、FFT/IFFT这边变化)、DFE、ADC/DAC这几个大的部分。
3.ORAN
我的理解是,ORAN就是为了统一标准。原来不同的RRU与不同的BBU是不能够适配的,ORAN就是为了让不同的RRU与不同的BBU适配。至于其他的原因(可能真的是为了打破HW的垄断),下图:
ORAN的提出,改变了RU和DU的结构,但对于整个通信中FPGA要干的事情,一点都没少。
4.参考文章
中兴通讯:远端射频模块(RRU)关键技术创新及发展趋势
RRU 数字上变频DUC与数字下变频DDC
5.总结
简单的说了一下自己对RRU、FPGA、ORAN。后续再谈谈自己对ECPRI、ORAN一些文档的解读。
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