First round of documentation cleanup for oran_e_maintenance_release_v1.0
[o-du/phy.git] / docs / xRAN-Library-Design_fh.rst
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2 ..
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4 ..  you may not use this file except in compliance with the License.
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6 ..
7 ..      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8 ..
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10 ..  distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11 ..  WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12 ..  See the License for the specific language governing permissions and
13 ..  limitations under the License.
14
15 .. |br| raw:: html
16
17    <br />
18
19 O-RAN Library Design
20 ====================
21
22 .. contents::
23     :depth: 3
24     :local:
25
26 The O-RAN Library consists of multiple modules where different
27 functionality is encapsulated. The complete list of all \*.c and \*.h
28 files as well as Makefile for O-RAN (aka FHI Lib) release is:
29
30 ├── app
31
32 │   ├── dpdk.sh
33
34 │   ├── gen_test.m
35
36 │   ├── Makefile
37
38 │   ├── src
39
40 │   │   ├── app_io_fh_xran.c
41
42 │   │   ├── app_io_fh_xran.h
43
44 │   │   ├── app_profile_xran.c
45
46 │   │   ├── app_profile_xran.h
47
48 │   │   ├── common.c
49
50 │   │   ├── common.h
51
52 │   │   ├── config.c
53
54 │   │   ├── config.h
55
56 │   │   ├── debug.h
57
58 │   │   ├── sample-app.c
59
60 │   │   └── xran_mlog_task_id.h
61
62 │   └── usecase
63
64 │       ├── cat_a
65
66 │       ├── cat_b
67
68 │       ├── lte_a
69
70 │       ├── lte_b
71
72 ├── build.sh
73
74 ├── lib
75
76 │   ├── api
77
78 │   │   ├── xran_compression.h
79
80 │   │   ├── xran_compression.hpp
81
82 │   │   ├── xran_cp_api.h
83
84 │   │   ├── xran_fh_o_du.h
85
86 │   │   ├── xran_lib_mlog_tasks_id.h
87
88 │   │   ├── xran_mlog_lnx.h
89
90 │   │   ├── xran_pkt_cp.h
91
92 │   │   ├── xran_pkt.h
93
94 │   │   ├── xran_pkt_up.h
95
96 │   │   ├── xran_sync_api.h
97
98 │   │   ├── xran_timer.h
99
100 │   │   ├── xran_transport.h
101
102 │   │   └── xran_up_api.h
103
104 │   ├── ethernet
105
106 │   │   ├── ethdi.c
107
108 │   │   ├── ethdi.h
109
110 │   │   ├── ethernet.c
111
112 │   │   └── ethernet.h
113
114 │   ├── Makefile
115
116 │   └── src
117
118 │       ├── xran_app_frag.c
119
120 │       ├── xran_app_frag.h
121
122 │       ├── xran_bfp_byte_packing_utils.hpp
123
124 │       ├── xran_bfp_cplane8.cpp
125
126 │       ├── xran_bfp_cplane8_snc.cpp
127
128 │       ├── xran_bfp_cplane16.cpp
129
130        ├── xran_bfp_cplane16_snc.cpp
131
132 │       ├── xran_bfp_cplane32.cpp
133
134 │       ├── xran_bfp_cplane32_snc.cpp
135
136 │       ├── xran_bfp_cplane64.cpp
137
138 │       ├── xran_bfp_cplane64_snc.cpp
139
140 │       ├── xran_bfp_cplane8.cpp
141
142 │       ├── xran_bfp_ref.cpp
143
144 │       ├── xran_bfp_uplane.cpp
145
146 │       ├── xran_bfp_uplane_9b16rb.cpp
147
148 │       ├── xran_bfp_uplane_snc.cpp
149
150 │       ├── xran_bfp_utils.hpp
151
152 │       ├── xran_cb_proc.c
153
154 │       ├── xran_cb_proc.h
155
156 │       ├── xran_common.c
157
158 │       ├── xran_common.h
159
160 │       ├── xran_compression.cpp
161
162 │       ├── xran_compression_snc.cpp
163
164 │       ├── xran_cp_api.c
165
166 │       ├── xran_cp_proc.c
167
168 │       ├── xran_cp_proc.h
169
170 │       ├── xran_delay_measurement.c
171
172 │       ├── xran_dev.c
173
174 │       ├── xran_dev.h
175
176 │       ├── xran_ecpri_owd_measurements.h
177
178 │       ├── xran_frame_struct.c
179
180 │       ├── xran_frame_struct.h
181
182 │       ├── xran_main.c
183
184 │       ├── xran_main.h
185
186 │       ├── xran_mem_mgr.c
187
188 │       ├── xran_mem_mgr.h
189
190 │       ├── xran_mod_compression.cpp
191
192 │       ├── xran_mod_compression.h
193
194 │       ├── xran_prach_cfg.h
195
196 │       ├── xran_printf.h
197
198 │       ├── xran_rx_proc.c
199
200 │       ├── xran_rx_proc.h
201
202 │       ├── xran_sync_api.c
203
204 │       ├── xran_timer.c
205
206 │       ├── xran_transport.c
207
208 │       ├── xran_tx_proc.c
209
210 │       ├── xran_tx_proc.h
211
212 │       ├── xran_ul_tables.c
213
214 │       └── xran_up_api.c
215
216 ├── Licenses.txt
217
218 ├── readme.md
219
220 └── test
221
222     ├── common
223     
224     │   ├── common.cpp
225     
226     │   ├── common.hpp
227     
228     │   ├── common_typedef_xran.h
229     
230     │   ├── json.hpp
231     
232     │   ├── MIT_License.txt
233     
234     │   ├── xranlib_unit_test_main.cc
235     
236     │   └── xran_lib_wrap.hpp
237     
238     ├── master.py
239     
240     ├── readme.txt
241     
242     └── test_xran
243     
244         ├── chain_tests.cc
245         
246         ├── compander_functional.cc
247         
248         ├── conf.json
249         
250         ├── c_plane_tests.cc
251         
252         ├── init_sys_functional.cc
253         
254         ├── Makefile
255         
256         ├── prach_functional.cc
257         
258         ├── prach_performance.cc
259         
260         ├── unittests.cc
261         
262         └── u_plane_functional.cc
263
264
265 General Introduction
266 --------------------
267
268 The O-RAN Library functionality is broken down into two main sections:
269
270 -  O-RAN specific packet handling (src)
271
272 -  Ethernet and supporting functionality (Ethernet)
273
274 External functions and structures are available via set of header files
275 in the API folder.
276
277 This library depends on DPDK primitives to perform Ethernet networking
278 in userspace, including initialization and control of Ethernet ports.
279 Ethernet ports are expected to be SRIOV virtual functions (VF) but also
280 can be physical functions (PF) as well.
281
282 This library is expected to be included in the project via
283 xran_fh_o_du.h, statically compiled and linked with the L1 application
284 as well as DPDK libraries. The O-RAN packet processing-specific
285 functionality is encapsulated into this library and not exposed to the
286 rest of the 5G NR pipeline. 
287
288 This way, O-RAN specific changes are decoupled from the 5G NR L1
289 pipeline. As a result, the design and implementation of the 5G L1
290 pipeline code and O-RAN library can be done in parallel, provided the
291 defined interface is not modified.
292
293 Ethernet consists of two modules:
294
295 -  Ethernet implements O-RAN specific HW Ethernet initialization, close,
296    send and receive
297
298 -  ethdi provides Ethernet level software primitives to handle O-RAN
299    packet exchange
300
301 The O-RAN layer implements the next set of functionalities:
302
303 -  Common code specific for both C-plane and U-plane as well as TX and
304    RX
305
306 -  Implementation of C-plane API available within the library and
307    externally
308
309 -  The primary function where general library initialization and
310    configuration performed
311
312 -  Module to provide the status of PTP synchronization
313
314 -  Timing module where system time is polled
315
316 -  eCPRI specific transport layer functions
317
318 -  APIs to handle U-plane packets
319
320 -  A set of utility modules for debugging (printf) and data tables are
321    included as well.
322
323 .. image:: images/Illustration-of-xRAN-Sublayers.jpg
324   :width: 600
325   :alt: Figure 25. Illustration of O-RAN Sublayers
326
327 Figure 25. Illustration of O-RAN Sublayers
328
329 A detailed description of functions and input/output arguments, as well
330 as key data structures, can be found in the Doxygen file for the FlexRAN
331 5G NR release. In this document supplemental information is provided
332 with respect to the overall design and implementation assumptions.
333
334 Initialization and Close
335 ------------------------
336
337 An example of the initialization sequence can be found in the sample
338 application code. It consists of the following steps:
339
340 1.Setup structure struct xran_fh_init according to configuration.
341
342 2.Call xran_init() to instantiate the O-RAN lib memory model and
343 threads. The function returns a pointer to O-RAN handle which is used
344 for consecutive configuration functions.
345
346 3.Initialize memory buffers used for L1 and O-RAN exchange of
347 information.
348
349 4.Assign callback functions for (one) TTI event and for the reception
350 of half of the slot of symbols (7 symbols) and Full slot of symbols
351 14 symbols).
352
353 5.Call xran_open() to initialize PRACH configuration, initialize DPDK,
354 and launch O-RAN timing thread.
355
356 6.Call xran_start() to start processing O-RAN packets for DL and UL.
357
358 After this is complete 5G L1 runs with O-RAN Front haul interface. During
359 run time for every TTI event, the corresponding call back is called. For
360 packet reception on UL direction, the corresponding call back is called.
361 OTA time information such as frame id, subframe id and slot id can be
362 obtained as result synchronization of the L1 pipeline to GPS time is
363 performed.
364
365 To stop and close the interface, perform this sequence of steps:
366
367 7.Call xran_stop() to stop the processing of DL and UL.
368
369 8.Call xran_close() to remove usage of O-RAN resources.
370
371 9.Call xran_mm_destroy() to destroy memory management subsystem.
372
373 After this session is complete, a restart of the full L1 application is
374 required. The current version of the library does not support multiple
375 sessions without a restart of the full L1 application.
376
377 Configuration
378 ~~~~~~~~~~~~~
379
380 The O-RAN library configuration is provided in the set of structures, such as struct xran_fh_init and struct xran_fh_config. 
381 The sample application gives an example of a test configuration used for LTE and 5GNR mmWave and Sub 6. Sample application
382 folder /app/usecase/ contains set of examples for different Radio Access technology  (LTE|5G NR), different category  (A|B)
383 and list of numerologies (0,1,3) and list of bandwidths (5,10,20,100Mhz).
384
385 Some configuration options are not used in the current release and are reserved
386 for future use.
387
388 The following options are available: 
389
390 **Structure** struct xran_fh_init\ **:**
391
392 -  Number of CC and corresponding settings for each
393
394 -  Core allocation for O-RAN
395
396 -  Ethernet port allocation
397
398 -  O-DU and RU Ethernet Mac address
399
400 -  Timing constraints of O-DU and 0-RU
401
402 -  Debug features
403
404 **Structure** struct xran_fh_config\ **:**
405
406 -  Number of eAxC
407
408 -  TTI Callback function and parameters
409
410 -  PRACH 5G NR specific settings
411
412 -  TDD frame configuration
413
414 -  BBU specific configuration
415
416 -  RU specific configuration
417
418 **From an implementation perspective:**
419
420 xran_init() performs init of the O-RAN library and interface according to
421 struct xran_fh_init information as per the start of application
422 configuration.:
423
424 -  Init DPDK with corresponding networking ports and core assignment
425
426 -  Init mbuf pools
427
428 -  Init DPDK timers and DPDK rings for internal packet processing
429
430 -  Instantiate ORAN FH thread doing
431
432    -  Timing processing (xran_timing_source_thread())
433
434    -  ETH PMD (process_dpdk_io())
435
436    -  IO O-RAN-PHY exchange (ring_processing_func())
437
438 **xran_open()** performs additional configuration as per run scenario:
439
440 -  PRACH configuration
441
442 -  C-plane initialization
443
444 The Function **xran_close()** performs free of resources and allows potential
445 restart of front haul interface with a different scenario.
446
447 Start/Stop
448 ~~~~~~~~~~
449
450 The Functions **xran_start()/xran_stop()** enable/disable packet processing for
451 both DL and UL. This triggers execution of callbacks into the L1
452 application.
453
454 Data Exchange
455 ~~~~~~~~~~~~~
456
457 Exchange of IQ samples, as well as C-plane specific information, is
458 performed using a set of buffers allocated by O-RAN library from DPDK
459 memory and shared with the l1 application. Buffers are allocated as a
460 standard mbuf structure and DPDK pools are used to manage the allocation
461 and free resources. Shared buffers are allocated at the init stage and
462 are expected to be reused within 80 TTIs (10 ms).
463
464 The O-RAN protocol requires U-plane IQ data to be transferred in network
465 byte order, and the L1 application handles IQ sample data in CPU byte
466 order, requiring a swap. The PHY BBU pooling tasks perform copy and byte
467 order swap during packet processing.
468
469 C-plane Information Settings
470 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
471
472 The interface between the O-RAN library and PHY is defined via struct
473 xran_prb_map and similar to the data plane. The same mbuf memory is used
474 to allocate memory map of PRBs for each TTI.::
475
476    /*\* Beamforming waights for single stream for each PRBs given number of
477    Antenna elements \*/
478    struct xran_cp_bf_weight{
479
480    int16_t nAntElmTRx; /**< num TRX for this allocation \*/
481
482    int16_t ext_section_sz; /**< extType section size \*/
483
484    int8_t\* p_ext_start; /**< pointer to start of buffer for full C-plane
485    packet \*/
486
487    int8_t\* p_ext_section; /**< pointer to form extType \*/
488
489    /\* For ext 11 \*/
490
491    uint8_t bfwCompMeth; /\* Compression Method for BFW \*/
492
493    uint8_t bfwIqWidth; /\* Bitwidth of BFW \*/
494
495    uint8_t numSetBFWs; /\* Total number of beam forming weights set (L) \*/
496
497    uint8_t numBundPrb; /\* The number of bundled PRBs, 0 means to use ext1
498    \*/
499
500    uint8_t RAD;
501
502    uint8_t disableBFWs;
503
504    int16_t maxExtBufSize; /\* Maximum space of external buffer \*/
505
506    struct xran_ext11_bfw_info bfw[XRAN_MAX_SET_BFWS]
507
508    };
509
510    /*\* PRB element structure \*/
511
512    struct xran_prb_elm {
513
514    int16_t nRBStart; /**< start RB of RB allocation \*/
515
516    int16_t nRBSize; /**< number of RBs used \*/
517
518    int16_t nStartSymb; /**< start symbol ID \*/
519
520    int16_t numSymb; /**< number of symbols \*/
521
522    int16_t nBeamIndex; /**< beam index for given PRB \*/
523
524    int16_t bf_weight_update; /*\* need to update beam weights or not \*/
525
526    int16_t compMethod; /**< compression index for given PRB \*/
527
528    int16_t iqWidth; /**< compression bit width for given PRB \*/
529
530    uint16_t ScaleFactor; /**< scale factor for modulation compression \*/
531
532    int16_t reMask; /**< 12-bit RE Mask for modulation compression \*/
533
534    int16_t BeamFormingType; /**< index based, weights based or attribute
535    based beam forming*/
536
537    int16_t nSecDesc[XRAN_NUM_OF_SYMBOL_PER_SLOT]; /**< number of section
538    descriptors per symbol \*/
539
540    struct xran_section_desc \*
541    p_sec_desc[XRAN_NUM_OF_SYMBOL_PER_SLOT][XRAN_MAX_FRAGMENT]; /**< section
542    desctiptors to U-plane data given RBs \*/
543
544    struct xran_cp_bf_weight bf_weight; /**< beam forming information
545    relevant for given RBs \*/
546
547    union {
548
549    struct xran_cp_bf_attribute bf_attribute;
550
551    struct xran_cp_bf_precoding bf_precoding;
552
553    };
554
555    };
556
557    /*\* PRB map structure \*/
558
559    struct xran_prb_map {
560
561    uint8_t dir; /**< DL or UL direction \*/
562
563    uint8_t xran_port; /**< O-RAN id of given RU [0-(XRAN_PORTS_NUM-1)] \*/
564
565    uint16_t band_id; /**< O-RAN band id \*/
566
567    uint16_t cc_id; /**< component carrier id [0 - (XRAN_MAX_SECTOR_NR-1)]
568    \*/
569
570    uint16_t ru_port_id; /**< RU device antenna port id [0 -
571    (XRAN_MAX_ANTENNA_NR-1) \*/
572
573    uint16_t tti_id; /**< O-RAN slot id [0 - (max tti-1)] \*/
574
575    uint8_t start_sym_id; /**< start symbol Id [0-13] \*/
576
577    uint32_t nPrbElm; /**< total number of PRB elements for given map [0-
578    (XRAN_MAX_SECTIONS_PER_SLOT-1)] \*/
579
580    struct xran_prb_elm prbMap[XRAN_MAX_SECTIONS_PER_SLOT];
581
582    };
583
584
585 For the Bronze release C-plane sections are expected to be provided by L1
586 pipeline. If 100% of RBs always allocated single element of RB map
587 is expected to be allocated across all symbols. Dynamic RB allocation is
588 performed base on C-plane configuration.
589
590 The O-RAN library will require that the content of the PRB map should be
591 sorted in increasing order of PRB first and then symbols.
592
593 Memory Management
594 -----------------
595
596 Memory used for the exchange of IQ data as well as control information,
597 is controlled by the O-RAN library. L1 application at the init stage
598 performs:
599
600 -  init memory management subsystem
601
602 -  init buffer management subsystem (via DPDK pools)
603
604 -  allocate buffers (mbuf) for each CC, antenna, symbol, and direction \
605    (DL, UL, PRACH) for XRAN_N_FE_BUF_LEN TTIs.
606
607 -  buffers are reused for every XRAN_N_FE_BUF_LEN TTIs
608
609 After the session is completed, the application can free buffers and
610 destroy the memory management subsystem.
611
612 From an implementation perspective, the O-RAN library uses a standard
613 mbuf primitive and allocates a pool of buffers for each sector. This
614 function is performed using rte_pktmbuf_pool_create(),
615 rte_pktmbuf_alloc(), rte_pktmbuf_append() to allocate one buffer per
616 symbol for the mmWave case. More information on mbuf and DPDK pools can
617 be found in the DPDK documentation.
618
619 In the current implementation, mbuf, the number of buffers shared with
620 the L1 application is the same number of buffers used to send to and
621 receive from the Ethernet port. Memory copy operations are not required
622 if the packet size is smaller than or equal to MTU. Future versions of
623 the O-RAN library are required to remove the memory copy requirement for
624 packets where the size larger than MTU.
625
626 External Interface Memory
627 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
628
629 The O-RAN library header file defines a set of structures to simplify
630 access to memory buffers used for IQ data.:::
631
632    struct xran_flat_buffer {
633
634       uint32_t nElementLenInBytes;
635
636       uint32_t nNumberOfElements;
637
638       uint32_t nOffsetInBytes;
639
640       uint32_t nIsPhyAddr;
641
642       uint8_t \*pData;
643
644       void \*pCtrl;
645
646    };
647
648    struct xran_buffer_list {
649
650       uint32_t nNumBuffers;
651
652       struct xran_flat_buffer \*pBuffers;
653
654       void \*pUserData;
655
656       void \*pPrivateMetaData;
657
658    };
659
660    struct xran_io_buf_ctrl {
661
662    /\* -1-this subframe is not used in current frame format
663
664    0-this subframe can be transmitted, i.e., data is ready
665
666    1-this subframe is waiting transmission, i.e., data is not ready
667
668    10 - DL transmission missing deadline. When FE needs this subframe data
669    but bValid is still 1,
670
671    set bValid to 10.
672
673    \*/
674
675    int32_t bValid ; // when UL rx, it is subframe index.
676
677    int32_t nSegToBeGen;
678
679    int32_t nSegGenerated; // how many date segment are generated by DL LTE
680    processing or received from FE
681
682    // -1 means that DL packet to be transmitted is not ready in BS
683
684    int32_t nSegTransferred; // number of data segments has been transmitted
685    or received
686
687    struct rte_mbuf \*pData[N_MAX_BUFFER_SEGMENT]; // point to DPDK
688    allocated memory pool
689
690    struct xran_buffer_list sBufferList;
691
692    };
693
694 There is no explicit requirement for user to organize a set of buffers
695 in this particular way. From a compatibility |br|
696 perspective it is useful to
697 follow the existing design of the 5G NR l1app used for Front Haul FPGA
698 and define structures shared between l1 and O-RAN lib as shown: ::
699
700    struct bbu_xran_io_if {
701
702    void\* nInstanceHandle[XRAN_PORTS_NUM][XRAN_MAX_SECTOR_NR]; /**<
703    instance per O-RAN port per CC \*/
704
705    uint32_t
706    nBufPoolIndex[XRAN_PORTS_NUM][XRAN_MAX_SECTOR_NR][MAX_SW_XRAN_INTERFACE_NUM];
707    /**< unique buffer pool \*/
708
709    uint16_t nInstanceNum[XRAN_PORTS_NUM]; /**< instance is equivalent to CC
710    \*/
711
712    uint16_t DynamicSectionEna;
713
714    uint32_t nPhaseCompFlag;
715
716    int32_t num_o_ru;
717
718    int32_t num_cc_per_port[XRAN_PORTS_NUM];
719
720    int32_t map_cell_id2port[XRAN_PORTS_NUM][XRAN_MAX_SECTOR_NR];
721
722    struct xran_io_shared_ctrl ioCtrl[XRAN_PORTS_NUM]; /**< for each O-RU
723    port \*/
724
725    struct xran_cb_tag RxCbTag[XRAN_PORTS_NUM][XRAN_MAX_SECTOR_NR];
726
727    struct xran_cb_tag PrachCbTag[XRAN_PORTS_NUM][XRAN_MAX_SECTOR_NR];
728
729    struct xran_cb_tag SrsCbTag[XRAN_PORTS_NUM][XRAN_MAX_SECTOR_NR];
730
731    };
732
733    struct xran_io_shared_ctrl {
734
735    /\* io struct \*/
736
737    struct xran_io_buf_ctrl
738    sFrontHaulTxBbuIoBufCtrl[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANTENNA_NR];
739
740    struct xran_io_buf_ctrl
741    sFrontHaulTxPrbMapBbuIoBufCtrl[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANTENNA_NR];
742
743    struct xran_io_buf_ctrl
744    sFrontHaulRxBbuIoBufCtrl[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANTENNA_NR];
745
746    struct xran_io_buf_ctrl
747    sFrontHaulRxPrbMapBbuIoBufCtrl[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANTENNA_NR];
748
749    struct xran_io_buf_ctrl
750    sFHPrachRxBbuIoBufCtrl[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANTENNA_NR];
751
752    /\* Cat B \*/
753
754    struct xran_io_buf_ctrl
755    sFHSrsRxBbuIoBufCtrl[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANT_ARRAY_ELM_NR];
756
757    struct xran_io_buf_ctrl
758    sFHSrsRxPrbMapBbuIoBufCtrl[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANT_ARRAY_ELM_NR];
759
760    /\* buffers lists \*/
761
762    struct xran_flat_buffer
763    sFrontHaulTxBuffers[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANTENNA_NR][XRAN_NUM_OF_SYMBOL_PER_SLOT];
764
765    struct xran_flat_buffer
766    sFrontHaulTxPrbMapBuffers[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANTENNA_NR];
767
768    struct xran_flat_buffer
769    sFrontHaulRxBuffers[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANTENNA_NR][XRAN_NUM_OF_SYMBOL_PER_SLOT];
770
771    struct xran_flat_buffer
772    sFrontHaulRxPrbMapBuffers[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANTENNA_NR];
773
774    struct xran_flat_buffer
775    sFHPrachRxBuffers[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANTENNA_NR][XRAN_NUM_OF_SYMBOL_PER_SLOT];
776
777    /\* Cat B SRS buffers \*/
778
779    struct xran_flat_buffer
780    sFHSrsRxBuffers[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANT_ARRAY_ELM_NR][XRAN_MAX_NUM_OF_SRS_SYMBOL_PER_SLOT];
781
782    struct xran_flat_buffer
783    sFHSrsRxPrbMapBuffers[XRAN_N_FE_BUF_LEN][XRAN_MAX_SECTOR_NR][XRAN_MAX_ANT_ARRAY_ELM_NR];
784
785    };
786
787 Doxygen file and xran_fh_o_du.h provide more details on the definition
788 and usage of these structures.
789
790 O-RAN Specific Functionality
791 ----------------------------
792
793 Front haul interface implementation in the general case is abstracted
794 away using the interface defined in xran_fh_o_du.h
795
796 The L1 application is not required to access O-RAN protocol primitives
797 (eCPRI header, application header, and others) directly. It is
798 recommended to use the interface to remove dependencies between
799 different software modules such as the l1 pipeline and O-RAN library.
800
801 External API
802 ~~~~~~~~~~~~
803
804 The U-plane and C-plane APIs can be used directly from the application
805 if such an option is required. The set of header files can be exported
806 and called directly.::
807
808    xran_fh_o_du.h – O-RAN main header file for O-DU scenario
809
810    xran_cp_api.h – Control plane functions
811
812    xran_pkt_cp.h – O-RAN control plane packet definition
813
814    xran_pkt.h – O-RAN packet definition
815
816    xran_pkt_up.h – O-RAN User plane packet definition
817
818    xran_sync_api.h – api functions to check PTP status
819
820    xran_timer.h – API for timing
821
822    xran_transport.h – eCPRI transport layer definition and api
823
824    xran_up_api.h – user plane functions and definitions
825
826    xran_compression.h – interface to compression/decompression functions
827
828 Doxygen files provide detailed information on functions and structures
829 available.
830
831 .. _c-plane-1:
832
833 C-plane
834 ~~~~~~~
835
836 Implementation of the C-plane set of functions is defined in
837 xran_cp_api.c and is used to prepare the content of C-plane packets
838 according to the given configuration. Users can enable/disable
839 generation of C-plane messages using enableCP field in struct
840 xran_fh_init structure during init of ORAN front haul. The time of
841 generation of C-plane message for DL and UL is done “Slot-based,” and
842 timing can be controlled using O-DU settings according to Table 4.
843
844 The C-plane module contains:
845
846 -  initialization of C-plane database to keep track of allocation of
847    resources
848
849 -  code to prepare C-plane packet for TX (O-DU)
850    -  eCPRI header
851    -  append radio application header
852    -  append control section header
853    -  append control section
854
855 -  parser of C-plane packet for RX (O-RU emulation)
856
857 -  parses and checks Section 1 and Section 3 packet content
858
859 Sending and receiving packets is performed using O-RAN ethdi sublayer
860 functions.
861
862 Creating a C-Plane Packet
863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
864
865 API and Data Structures
866 '''''''''''''''''''''''
867
868 A C-Plane message can be composed using the following API:::
869
870    int xran_prepare_ctrl_pkt(struct rte_mbuf \*mbuf,
871
872       struct xran_cp_gen_params \*params,
873
874       uint8_t CC_ID, uint8_t Ant_ID, uint8_t seq_id);
875
876 mbuf is the pointer of a DPDK packet buffer, which is allocated from the
877 caller.
878
879 params are the pointer of the structure which has the parameters to
880 create the message.
881
882 CC_ID is the parameter to specify component carrier index, Ant_ID is the
883 parameters to specify the antenna port index (RU port index).
884
885 seq_id is the sequence index for the message.
886
887 params, the parameters to create a C-Plane message are defined as the
888 structure of xran_cp_gen_params with an |br|
889 example given below:::
890
891    struct xran_cp_gen_params {
892
893       uint8_t dir;
894
895       uint8_t sectionType;
896
897       uint16_t numSections;
898
899       struct xran_cp_header_params hdr;
900
901       struct xran_section_gen_info \*sections;
902
903    };
904
905 dir is the direction of the C-Plane message to be generated. Available
906 parameters are defined as XRAN_DIR_UL and XRAN_DIR_DL.
907
908 sectionType is the section type for C-Plane message to generate, as O-RAN
909 specification defines all sections in a C-Plane message shall have the
910 same section type. If different section types are required, they shall
911 be sent with separate C-Plane messages. Available types of sections are
912 defined as XRAN_CP_SECTIONTYPE_x. Please refer to the Table 5-2 Section
913 Types in chapter 5.4 of ORAN specification.
914
915 numSections is the total number of sections to generate, i.e., the
916 number of the array in sections (struct xran_section_gen_info).
917
918 hdr is the structure to hold the information to generate the radio
919 application and section header in the C-Plane message. It is defined as
920 the structure of xran_cp_header_params. Not all parameters in this
921 structure are used for the generation, and the required parameters are
922 slightly different by the type of section, as described in Table 10.
923
924 Table 10. struct xran_cp_header_params – Common Radio Application Header
925
926 +------------+---------------------------------------------+---------+
927 |            | Description                                 | Remarks |
928 +============+=============================================+=========+
929 | filterIdx  | Filter Index. Available values are defined  | 5.4.4.3 |
930 |            | as XRAN_FILTERINDEX_xxxxx.                  |         |
931 +------------+---------------------------------------------+---------+
932 | frameId    | Frame Index. It is modulo 256 of frame      | 5.4.4.4 |
933 |            | number.                                     |         |
934 +------------+---------------------------------------------+---------+
935 | subframeId | Sub-frame Index.                            | 5.4.4.5 |
936 +------------+---------------------------------------------+---------+
937 | slotId     | Slot Index. The maximum number is 15, as    | 5.4.4.6 |
938 |            | defined in the specification.               |         |
939 +------------+---------------------------------------------+---------+
940 | startSymId | Start Symbol Index.                         | 5.4.4.7 |
941 +------------+---------------------------------------------+---------+
942
943 Table 11. struct xran_cp_header_params – Section Specific Parameters
944
945 +----------+-----------+------------------------------------+----------+
946 |          | Des\      |  Section Type applicable           | Remarks  |
947 |          | cription  |                                    |          |
948 +==========+===========+==========+=========+===+===+===+===+==========+
949 |          |           | 0        | 1       | 3 | 5 | 6 | 7 |          |
950 +----------+-----------+----------+---------+---+---+---+---+----------+
951 | fftSize  || FFT size | X        |         | X |   |   |   | 5.4.4.13 |
952 |          || in frame |          |         |   |   |   |   |          |
953 |          || st\      |          |         |   |   |   |   |          |
954 |          | ructure.  |          |         |   |   |   |   |          |
955 |          || A\       |          |         |   |   |   |   |          |
956 |          | vailable  |          |         |   |   |   |   |          |
957 |          || values   |          |         |   |   |   |   |          |
958 |          || are      |          |         |   |   |   |   |          |
959 |          || defined  |          |         |   |   |   |   |          |
960 |          || as       |          |         |   |   |   |   |          |
961 |          || X\       |          |         |   |   |   |   |          |
962 |          | RAN_FFT\  |          |         |   |   |   |   |          |
963 |          || SIZE_xxxx|          |         |   |   |   |   |          |
964 +----------+-----------+----------+---------+---+---+---+---+----------+
965 | Scs      || Su\      | X        |         | X |   |   |   | 5.4.4.13 |
966 |          | bcarrier  |          |         |   |   |   |   |          |
967 |          || Spacing  |          |         |   |   |   |   |          |
968 |          || in the   |          |         |   |   |   |   |          |
969 |          || frame    |          |         |   |   |   |   |          |
970 |          || st\      |          |         |   |   |   |   |          |
971 |          | ructure.  |          |         |   |   |   |   |          |
972 |          || A\       |          |         |   |   |   |   |          |
973 |          | vailable  |          |         |   |   |   |   |          |
974 |          || values   |          |         |   |   |   |   |          |
975 |          || are      |          |         |   |   |   |   |          |
976 |          || defined  |          |         |   |   |   |   |          |
977 |          || as       |          |         |   |   |   |   |          |
978 |          || XRAN_SCS\|          |         |   |   |   |   |          |
979 |          | _xxxx     |          |         |   |   |   |   |          |
980 +----------+-----------+----------+---------+---+---+---+---+----------+
981 | iqWidth  || I/Q bit  |          | X       | X | X |   |   | 5.4.4.10 |
982 |          || width in |          |         |   |   |   |   |          |
983 |          || user     |          |         |   |   |   |   | 6.3.3.13 |
984 |          || data     |          |         |   |   |   |   |          |
985 |          || com\     |          |         |   |   |   |   |          |
986 |          | pression  |          |         |   |   |   |   |          |
987 |          || header.  |          |         |   |   |   |   |          |
988 |          || Should   |          |         |   |   |   |   |          |
989 |          || be set   |          |         |   |   |   |   |          |
990 |          || by zero  |          |         |   |   |   |   |          |
991 |          || for      |          |         |   |   |   |   |          |
992 |          || 16bits   |          |         |   |   |   |   |          |
993 +----------+-----------+----------+---------+---+---+---+---+----------+
994 | compMeth || Com\     |          | X       | X | X |   |   | 5.4.4.10 |
995 |          | pression  |          |         |   |   |   |   |          |
996 |          || Method   |          |         |   |   |   |   | 6.3.3.13 |
997 |          || in user  |          |         |   |   |   |   |          |
998 |          || data     |          |         |   |   |   |   |          |
999 |          || com\     |          |         |   |   |   |   |          |
1000 |          | pression  |          |         |   |   |   |   |          |
1001 |          || header.  |          |         |   |   |   |   |          |
1002 |          || A\       |          |         |   |   |   |   |          |
1003 |          | vailable  |          |         |   |   |   |   |          |
1004 |          || values   |          |         |   |   |   |   |          |
1005 |          || are      |          |         |   |   |   |   |          |
1006 |          || defined  |          |         |   |   |   |   |          |
1007 |          || as       |          |         |   |   |   |   |          |
1008 |          || O-RAN\   |          |         |   |   |   |   |          |
1009 |          | _COMP     |          |         |   |   |   |   |          |
1010 |          || METHOD_x\|          |         |   |   |   |   |          |
1011 |          || xxx      |          |         |   |   |   |   |          |
1012 +----------+-----------+----------+---------+---+---+---+---+----------+
1013 | numUEs   || Number   |          |         |   |   | X |   | 5.4.4.11 |
1014 |          || of UEs.  |          |         |   |   |   |   |          |
1015 |          || Applies  |          |         |   |   |   |   |          |
1016 |          || to       |          |         |   |   |   |   |          |
1017 |          || section  |          |         |   |   |   |   |          |
1018 |          || type 6   |          |         |   |   |   |   |          |
1019 |          || and not  |          |         |   |   |   |   |          |
1020 |          || s\       |          |         |   |   |   |   |          |
1021 |          | upported  |          |         |   |   |   |   |          |
1022 |          || in this  |          |         |   |   |   |   |          |
1023 |          || release. |          |         |   |   |   |   |          |
1024 +----------+-----------+----------+---------+---+---+---+---+----------+
1025 | ti\      || Time     | X        |         | X |   |   |   | 5.4.4.12 |
1026 | meOffset || Offset.  |          |         |   |   |   |   |          |
1027 |          || Time     |          |         |   |   |   |   |          |
1028 |          || offset   |          |         |   |   |   |   |          |
1029 |          || from the |          |         |   |   |   |   |          |
1030 |          || start of |          |         |   |   |   |   |          |
1031 |          || the slot |          |         |   |   |   |   |          |
1032 |          || to start |          |         |   |   |   |   |          |
1033 |          || of       |          |         |   |   |   |   |          |
1034 |          || Cyclic   |          |         |   |   |   |   |          |
1035 |          || Prefix.  |          |         |   |   |   |   |          |
1036 +----------+-----------+----------+---------+---+---+---+---+----------+
1037 | cpLength || Cyclic   | X        |         | X |   |   |   | 5.4.4.14 |
1038 |          || Prefix   |          |         |   |   |   |   |          |
1039 |          || Length.  |          |         |   |   |   |   |          |
1040 +----------+-----------+----------+---------+---+---+---+---+----------+
1041
1042 **Only sections types 1 and 3 are supported in the current release.**
1043
1044 Sections are the pointer to the array of structure which has the
1045 parameters for section(s) and it is defined as below:::
1046
1047    struct xran_section_gen_info {
1048
1049       struct xran_section_info info;
1050
1051          uint32_t exDataSize;
1052
1053          struct {
1054
1055          uint16_t type;
1056
1057          uint16_t len;
1058
1059          void \*data;
1060
1061       } exData[XRAN_MAX_NUM_EXTENSIONS];
1062
1063    };
1064
1065 info is the structure to hold the information to generate section and it
1066 is defined as the structure of xran_section_info. Like
1067 xran_cp_header_params, all parameters are not required to generate
1068 section and Table 12 describes which |br|
1069 parameters are required for each
1070 section.
1071
1072 Table 12. Parameters for Sections
1073
1074 +-------+-------+---------------------------------------+-------+
1075 |       | Descr\| Section Type applicable               | Remar\|
1076 |       | iption|                                       | ks    |
1077 +=======+=======+=======+=======+=======+=======+=======+=======+
1078 |       |       | 0     | 1     | 3     | 5     | 6     |       |
1079 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1080 | Id    || Se\  | **X** | **X** | **X** | **X** | **X** | 5.\   |
1081 |       | ction |       |       |       |       |       | 4.5.1 |
1082 |       || I\   |       |       |       |       |       |       |
1083 |       | denti\|       |       |       |       |       |       |
1084 |       | fier. |       |       |       |       |       |       |
1085 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1086 | Rb    || Res\ | **X** | **X** | **X** | **X** | **X** | 5.\   |
1087 |       || ource|       |       |       |       |       | 4.5.2 |
1088 |       || Block|       |       |       |       |       |       |
1089 |       || Indi\|       |       |       |       |       |       |
1090 |       | cator.|       |       |       |       |       |       |
1091 |       || Avai\|       |       |       |       |       |       |
1092 |       | lable |       |       |       |       |       |       |
1093 |       || v\   |       |       |       |       |       |       |
1094 |       | alues |       |       |       |       |       |       |
1095 |       || are  |       |       |       |       |       |       |
1096 |       || de\  |       |       |       |       |       |       |
1097 |       | fined |       |       |       |       |       |       |
1098 |       || as   |       |       |       |       |       |       |
1099 |       || O-RA\|       |       |       |       |       |       |
1100 |       | N\    |       |       |       |       |       |       |
1101 |       || _RBI\|       |       |       |       |       |       |
1102 |       | ND\   |       |       |       |       |       |       |
1103 |       || _xxxx|       |       |       |       |       |       |
1104 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1105 | s\    || S\   | **X** | **X** | **X** | **X** | **X** | 5.\   |
1106 | ymInc | ymbol |       |       |       |       |       | 4.5.3 |
1107 |       || n\   |       |       |       |       |       |       |
1108 |       | umber |       |       |       |       |       |       |
1109 |       || Incr\|       |       |       |       |       |       |
1110 |       | ement |       |       |       |       |       |       |
1111 |       || com\ |       |       |       |       |       |       |
1112 |       | mand. |       |       |       |       |       |       |
1113 |       || Avai\|       |       |       |       |       |       |
1114 |       | lable |       |       |       |       |       |       |
1115 |       || v\   |       |       |       |       |       |       |
1116 |       | alues |       |       |       |       |       |       |
1117 |       || are  |       |       |       |       |       |       |
1118 |       || de\  |       |       |       |       |       |       |
1119 |       | fined |       |       |       |       |       |       |
1120 |       || as   |       |       |       |       |       |       |
1121 |       || XRA\ |       |       |       |       |       |       |
1122 |       | N_SYM\|       |       |       |       |       |       |
1123 |       || BOL\ |       |       |       |       |       |       |
1124 |       || NUMB\|       |       |       |       |       |       |
1125 |       | ER    |       |       |       |       |       |       |
1126 |       || _xxxx|       |       |       |       |       |       |
1127 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1128 || star\|| Sta\ | **X** | **X** | **X** | **X** | **X** | 5.\   |
1129 | tPrbc | rting\|       |       |       |       |       | 4.5.4 |
1130 |       || PRB  |       |       |       |       |       |       |
1131 |       | of    |       |       |       |       |       |       |
1132 |       | data  |       |       |       |       |       |       |
1133 |       || se\  |       |       |       |       |       |       |
1134 |       | ction |       |       |       |       |       |       |
1135 |       || de\  |       |       |       |       |       |       |
1136 |       | scrip\|       |       |       |       |       |       |
1137 |       | tion. |       |       |       |       |       |       |
1138 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1139 || num\ || The  | **X** | **X** | **X** | **X** | **X** | 5.\   |
1140 | Prbc  | n\    |       |       |       |       |       | 4.5.6 |
1141 |       | umber |       |       |       |       |       |       |
1142 |       || of   |       |       |       |       |       |       |
1143 |       || cont\|       |       |       |       |       |       |
1144 |       | iguous|       |       |       |       |       |       |
1145 |       || PRBs |       |       |       |       |       |       |
1146 |       || per  |       |       |       |       |       |       |
1147 |       || data |       |       |       |       |       |       |
1148 |       || se\  |       |       |       |       |       |       |
1149 |       | ction |       |       |       |       |       |       |
1150 |       || de\  |       |       |       |       |       |       |
1151 |       | scrip\|       |       |       |       |       |       |
1152 |       | tion. |       |       |       |       |       |       |
1153 |       || When |       |       |       |       |       |       |
1154 |       || nu\  |       |       |       |       |       |       |
1155 |       | mPrbc |       |       |       |       |       |       |
1156 |       || is   |       |       |       |       |       |       |
1157 |       || gr\  |       |       |       |       |       |       |
1158 |       | eater |       |       |       |       |       |       |
1159 |       || than |       |       |       |       |       |       |
1160 |       | 255,  |       |       |       |       |       |       |
1161 |       || it   |       |       |       |       |       |       |
1162 |       | will  |       |       |       |       |       |       |
1163 |       | be    |       |       |       |       |       |       |
1164 |       || conv\|       |       |       |       |       |       |
1165 |       | erted |       |       |       |       |       |       |
1166 |       || to   |       |       |       |       |       |       |
1167 |       | zero  |       |       |       |       |       |       |
1168 |       || by   |       |       |       |       |       |       |
1169 |       | the   |       |       |       |       |       |       |
1170 |       | macro |       |       |       |       |       |       |
1171 |       || (XRA\|       |       |       |       |       |       |
1172 |       |  N_CO\|       |       |       |       |       |       |
1173 |       |  NVERT|       |       |       |       |       |       |
1174 |       || _NUM\|       |       |       |       |       |       |
1175 |       || PRBC)|       |       |       |       |       |       |
1176 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1177 | r\    | Res\  | **X** | **X** | **X** | **X** |       | 5.\   |
1178 | eMask | ource\|       |       |       |       |       | 4.5.5 |
1179 |       | El\   |       |       |       |       |       |       |
1180 |       | ement\|       |       |       |       |       |       |
1181 |       | Mask. |       |       |       |       |       |       |
1182 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1183 | numS\ | N\    | **X** | **X** | **X** | **X** |       | 5.\   |
1184 | ymbol | umber |       |       |       |       |       | 4.5.7 |
1185 |       | of    |       |       |       |       |       |       |
1186 |       | Sym\  |       |       |       |       |       |       |
1187 |       | bols. |       |       |       |       |       |       |
1188 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1189 | b\    | Beam\ |       | **X** | **X** |       |       | 5.\   |
1190 | eamId | I\    |       |       |       |       |       | 4.5.9 |
1191 |       | denti\|       |       |       |       |       |       |
1192 |       | fier. |       |       |       |       |       |       |
1193 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1194 | freqO\| Freq\ |       |       | **X** |       |       | 5.4\  |
1195 | ffset | uency\|       |       |       |       |       | .5.11 |
1196 |       | Of\   |       |       |       |       |       |       |
1197 |       | fset. |       |       |       |       |       |       |
1198 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1199 | ueId  || UE\  |       |       |       | **X** | **X** | 5.4\  |
1200 |       | i\    |       |       |       |       |       | .5.10 |
1201 |       | denti\|       |       |       |       |       |       |
1202 |       | fier. |       |       |       |       |       |       |
1203 |       || Not  |       |       |       |       |       |       |
1204 |       || supp\|       |       |       |       |       |       |
1205 |       | orted |       |       |       |       |       |       |
1206 |       || in   |       |       |       |       |       |       |
1207 |       | this  |       |       |       |       |       |       |
1208 |       || rel\ |       |       |       |       |       |       |
1209 |       | ease. |       |       |       |       |       |       |
1210 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1211 | regF\ || Regu\|       |       |       |       | **X** | 5.4\  |
1212 | actor | lariz\|       |       |       |       |       | .5.12 |
1213 |       | ation |       |       |       |       |       |       |
1214 |       || Fa\  |       |       |       |       |       |       |
1215 |       | ctor. |       |       |       |       |       |       |
1216 |       || Not  |       |       |       |       |       |       |
1217 |       || supp\|       |       |       |       |       |       |
1218 |       | orted |       |       |       |       |       |       |
1219 |       || in   |       |       |       |       |       |       |
1220 |       | this  |       |       |       |       |       |       |
1221 |       | re\   |       |       |       |       |       |       |
1222 |       | lease |       |       |       |       |       |       |
1223 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1224 | Ef    || Exte\|       | **X** | **X** | **X** | **X** | 5.\   |
1225 |       | nsion |       |       |       |       |       | 4.5.8 |
1226 |       | Flag. |       |       |       |       |       |       |
1227 |       || Not  |       |       |       |       |       |       |
1228 |       || supp\|       |       |       |       |       |       |
1229 |       | orted |       |       |       |       |       |       |
1230 |       || in   |       |       |       |       |       |       |
1231 |       | this  |       |       |       |       |       |       |
1232 |       | rel\  |       |       |       |       |       |       |
1233 |       | ease. |       |       |       |       |       |       |
1234 +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
1235
1236 **Only sections types 1 and 3 are supported in the current release.**
1237
1238 **The xran_section_info has more parameters – type, startSymId, iqWidth,
1239 compMeth. These are the same parameters as those of radio application
1240 or section header but need to be copied into this structure again for
1241 the section data base.**
1242
1243 exDataSize and exData are used to add section extensions for the
1244 section.
1245
1246 exDataSize is the number of elements in the exData array. The maximum
1247 number of elements is defined as XRAN_MAX_NUM_EXTENSIONS and it is
1248 defined by four in this release with the assumption that four different
1249 types of section extensions can be added to a section (section extension
1250 type 3 is excluded since it is not supported). exData.type is the type
1251 of section extension and exData.len is the length of structure of
1252 section extension parameter in exData.data. exData.data is the pointer
1253 to the structure of section extensions and different structures are used
1254 by the type of section extensions like below.::
1255
1256    struct xran_sectionext1_info {
1257
1258       uint16_t rbNumber; /* number RBs to ext1 chain \*/
1259
1260       uint16_t bfwNumber; /* number of bf weights in this section \*/
1261
1262       uint8_t bfwiqWidth;
1263
1264       uint8_t bfwCompMeth;
1265
1266       int16_t \*p_bfwIQ; /* pointer to formed section extention \*/
1267
1268       int16_t bfwIQ_sz; /* size of buffer with section extention information
1269       \*/
1270
1271       union {
1272
1273          uint8_t exponent;
1274
1275          uint8_t blockScaler;
1276
1277          uint8_t compBitWidthShift;
1278
1279          uint8_t activeBeamspaceCoeffMask[XRAN_MAX_BFW_N]; /\* ceil(N/8)*8,
1280          should be multiple of 8 \*/
1281
1282       } bfwCompParam;
1283
1284    };
1285
1286 For section extension type 1, the structure of xran_sectionext1_info is
1287 used. Please note that the O-RAN library will use bfwIQ (beamforming
1288 weight) as-is, i.e., O-RAN library will not perform the compression, so
1289 the user should provide proper data to bfwIQ.::
1290
1291    struct xran_sectionext2_info {
1292
1293       uint8_t bfAzPtWidth;
1294
1295       uint8_t bfAzPt;
1296
1297       uint8_t bfZePtWidth;
1298
1299       uint8_t bfZePt;
1300
1301       uint8_t bfAz3ddWidth;
1302
1303       uint8_t bfAz3dd;
1304
1305       uint8_t bfZe3ddWidth;
1306
1307       uint8_t bfZe3dd;
1308
1309       uint8_t bfAzSI;
1310
1311       uint8_t bfZeSI;
1312
1313    };
1314
1315 For section extension type 2, the structure of xran_sectionext2_info is
1316 used. Each parameter will be packed as specified bit width.::
1317
1318    struct xran_sectionext4_info {
1319
1320       uint8_t csf;
1321
1322       uint8_t pad0;
1323
1324       uint16_t modCompScaler;
1325
1326    };
1327
1328 For section extension type 4, the structure of xran_sectionext4_info is
1329 used.::
1330
1331    struct xran_sectionext5_info {
1332
1333       uint8_t num_sets;
1334
1335       struct {
1336
1337       uint16_t csf;
1338
1339       uint16_t mcScaleReMask;
1340
1341       uint16_t mcScaleOffset;
1342
1343       } mc[XRAN_MAX_MODCOMP_ADDPARMS];
1344
1345    };
1346
1347 For section extension type 5, the structure of xran_sectionext5_info is
1348 used. Please note that current implementation supports maximum two sets
1349 of additional parameters.::
1350
1351    struct xran_sectionext6_info {
1352
1353       uint8_t rbgSize;
1354
1355       uint8_t pad;
1356
1357       uint16_t symbolMask;
1358
1359       uint32_t rbgMask;
1360
1361    };
1362
1363    For section extension type 6, the structure of xran_sectionext6_info is
1364    used.
1365
1366    struct xran_sectionext10_info {
1367
1368       uint8_t numPortc;
1369
1370       uint8_t beamGrpType;
1371
1372       uint16_t beamID[XRAN_MAX_NUMPORTC_EXT10];
1373
1374    };
1375
1376 For section extension type 10, the structure of xran_sectionext10_info
1377 is used.::
1378
1379    struct xran_sectionext11_info {
1380
1381       uint8_t RAD;
1382
1383       uint8_t disableBFWs;
1384
1385       uint8_t numBundPrb;
1386
1387       uint8_t numSetBFWs; /\* Total number of beam forming weights set (L) \*/
1388
1389       uint8_t bfwCompMeth;
1390
1391       uint8_t bfwIqWidth;
1392
1393       int totalBfwIQLen;
1394
1395       int maxExtBufSize; /\* Maximum space of external buffer \*/
1396
1397       uint8_t \*pExtBuf; /\* pointer to start of external buffer \*/
1398
1399       void \*pExtBufShinfo; /\* Pointer to rte_mbuf_ext_shared_info \*/
1400
1401    };
1402
1403 For section extension type 11, the structure of xran_sectionext11_info
1404 is used.
1405
1406 To minimize memory copy for beamforming weights, when section extension
1407 11 is required to send beamforming weights(BFWs), external flat buffer
1408 is being used in current release. If extension 11 is used, it will be
1409 used instead of mbufs that pre-allocated external buffers which BFWs
1410 have been prepared already. BFW can be prepared by
1411 xran_cp_prepare_ext11_bfws() and the example usage can be found from
1412 app_init_xran_iq_content() from sample-app.c.
1413
1414 Detail Procedures in API
1415 ''''''''''''''''''''''''
1416
1417 xran_prepare_ctrl_pkt() has several procedures to compose a C-Plane
1418 packet.
1419
1420 1. Append transport header
1421
1422 -  Reserve eCPRI header space in the packet buffer
1423
1424 -  eCPRI version is fixed by XRAN_ECPRI_VER (0x0001)
1425
1426 -  Concatenation and transport layer fragmentation is not supported.
1427
1428    ecpri_concat=0, ecpri_seq_id.sub_seq_id=0 and ecpri_seq_id.e_bit=1
1429
1430 -  The caller needs to provide a component carrier index, antenna index,
1431    and message identifier through function arguments.
1432
1433    CC_ID, Ant_ID and seq_id
1434
1435 -  ecpriRtcid (ecpri_xtc_id) is composed with CC_ID and Ant_ID by
1436    xran_compose_cid.
1437
1438 -  DU port ID and band sector ID are fixed by zero in this release.
1439
1440 -  The output of xran_compose_cid is stored in network byte order.
1441
1442 -  The length of the payload is initialized by zero.
1443
1444 2. Append radio application header:
1445
1446 -  xran_append_radioapp_header() checks the type of section through
1447    params->sectionType and determines proper function to append
1448    remaining header components.
1449
1450 -  Only section type 1 and 3 are supported, returns
1451    XRAN_STATUS_INVALID_PARAM for other types.
1452
1453 -  Each section uses a different function to compose the remaining
1454    header and size to calculate the total length in the transport
1455    header.
1456
1457 For section type 1, xran_prepare_section1_hdr() and sizeof(struct
1458 xran_cp_radioapp_section1_header)
1459
1460 For section type 3, xran_prepare_section3_hdr() and sizeof(struct
1461 xran_cp_radioapp_section3_header)
1462
1463 -  Reserves the space of common radio application header and composes
1464    header by xran_prepare_radioapp_common_header().
1465
1466 -  The header is stored in network byte order.
1467
1468 -  Appends remaining header components by the selected function above
1469
1470 -  The header is stored in network byte order
1471
1472 3. Append section header and section
1473
1474 -  xran_append_control_section() determines proper size and function to
1475    append section header and contents.
1476
1477 -  For section type 1, xran_prepare_section1() and sizeof(struct
1478    xran_cp_radioapp_section1)
1479
1480 -  For section type 3, xran_prepare_section3() and sizeof(struct
1481    xran_cp_radioapp_section3)
1482
1483 -  Appends section header and section(s) by selected function above.
1484
1485 -  If multiple sections are configured, then those will be added.
1486
1487 -  Since fragmentation is not considered in this implementation, the
1488    total length of a single C-Plane message shall not exceed MTU
1489    size.
1490
1491 -  The header and section(s) are stored in network byte order.
1492
1493 -  Appends section extensions if it is set (ef=1)
1494
1495 -  xran_append_section_extensions() adds all configured extensions by
1496    its type.
1497
1498 -  xran_prepare_sectionext_x() (x = 1,2,4,5) will be called by the
1499    type from xran_append_section_extensions() and these functions
1500    will create extension field.
1501
1502 Example Usage of API
1503 ''''''''''''''''''''
1504
1505 There are two reference usages of API to generate C-Plane messages:
1506
1507 -  xran_cp_create_and_send_section() in xran_main.c
1508
1509 -  generate_cpmsg_prach() in xran_common.c
1510
1511 The xran_cp_create_and_send_section() is to generate the C-Plane message
1512 with section type 1 for DL or UL symbol data scheduling.
1513
1514 This function has hardcoded values for some parameters such as:
1515
1516 -  The filter index is fixed to XRAN_FILTERINDEX_STANDARD.
1517
1518 -  RB indicator is fixed to XRAN_RBIND_EVERY.
1519
1520 -  Symbol increment is not used (XRAN_SYMBOLNUMBER_NOTINC)
1521
1522 -  Resource Element Mask is fixed to 0xfff
1523
1524 If section extensions include extension 1 or 11, direct mbuf will not be
1525 allocated/used and pre-allocated flat buffer will be attached to
1526 indirect mbuf. This external buffer will be used to compose C-Plane
1527 message and should have BFWs already by xran_cp_populate_section_ext_1()
1528 or xran_cp_prepare_ext11_bfws().
1529
1530 Since current implementation uses single section single C-Plane message,
1531 if multi sections are present, this function will generate same amount
1532 of C-Plane messages with the number of sections.
1533
1534 After C-Plane message generation, it will send generated packet to TX
1535 ring after adding an Ethernet header and also will add section
1536 information of generated C-Plane packet to section database, to generate
1537 U-plane message by C-Plane configuration.
1538
1539 The generate_cpmsg_prach()is to generate the C-Plane message with
1540 section type 3 for PRACH scheduling.
1541
1542 This functions also has some hardcoded values for the following
1543 parameters:
1544
1545 -  RB indicator is fixed to XRAN_RBIND_EVERY.
1546
1547 -  Symbol increment is not used (XRAN_SYMBOLNUMBER_NOTINC).
1548
1549 -  Resource Element Mask is fixed to 0xfff.
1550
1551 This function does not send generated packet, send_cpmsg() should be
1552 called after this function call. The example can be found from
1553 tx_cp_ul_cb() in xran_main.c. Checking and parsing received PRACH symbol
1554 data by section information from the C-Plane are not implemented in this
1555 release.
1556
1557 Example Configuration of C-Plane Messages
1558 '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
1559
1560 C-Plane messages can be composed through API, and the sample application
1561 shows several reference usages of the configuration for different
1562 numerologies.
1563
1564 Below are the examples of C-Plane message configuration with a sample
1565 application for mmWave – numerology 3, 100 MHz bandwidth, TDD (DDDS)
1566
1567 **C-Plane Message – downlink symbol data for a downlink slot**
1568
1569 -  Single CP message with the single section of section type 1
1570
1571 -  Configures single CP message for all consecutive downlink symbols
1572
1573 -  Configures whole RBs (66) for a symbol
1574
1575 -  Compression and beamforming are not used
1576
1577 Common Header Fields::
1578
1579 - dataDirection = XRAN_DIR_DL
1580 - payloadVersion = XRAN_PAYLOAD_VER
1581 - filterIndex = XRAN_FILTERINDEX_STANDARD
1582 - frameId = [0..99]
1583 - subframeId = [0..9]
1584 - slotID = [0..9]
1585 - startSymbolid = 0
1586 - numberOfsections = 1
1587 - sectionType = XRAN_CP_SECTIONTYPE_1
1588 - udCompHdr.idIqWidth = 0
1589 - udCompHdr.udCompMeth = XRAN_COMPMETHOD_NONE
1590 - reserved = 0
1591
1592 Section Fields::
1593
1594 - sectionId = [0..4095]
1595 - rb = XRAN_RBIND_EVERY
1596 - symInc = XRAN_SYMBOLNUMBER_NOTINC 
1597 - startPrbc = 0
1598 - numPrbc = 66
1599 - reMask = 0xfff
1600 - numSymbol = 14
1601 - ef = 0
1602 - beamId = 0
1603
1604
1605 **C-Plane Message – uplink symbol data for uplink slot**
1606
1607 -  Single CP message with the single section of section type 1
1608
1609 -  Configures single CP message for all consecutive uplink symbols (UL
1610    symbol starts from 3)
1611
1612 -  Configures whole RBs (66) for a symbol
1613
1614 -  Compression and beamforming are not used
1615
1616 Common Header Fields::
1617
1618 - dataDirection = XRAN_DIR_UL
1619 - payloadVersion = XRAN_PAYLOAD_VER
1620 - filterIndex = XRAN_FILTERINDEX_STANDARD
1621 - frameId = [0..99]
1622 - subframeId = [0..9]
1623 - slotID = [0..9]
1624 - startSymbolid = 3
1625 - numberOfsections = 1
1626 - sectionType = XRAN_CP_SECTIONTYPE_1
1627 - udCompHdr.idIqWidth = 0
1628 - udCompHdr.udCompMeth = XRAN_COMPMETHOD_NONE
1629 - reserved = 0
1630
1631 Section Fields::
1632
1633 - sectionId = [0..4095]
1634 - rb = XRAN_RBIND_EVERY
1635 - symInc = XRAN_SYMBOLNUMBER_NOTINC 
1636 - startPrbc = 0
1637 - numPrbc = 66
1638 - reMask = 0xfff
1639 - numSymbol = 11
1640 - ef = 0
1641 - beamId = 0
1642
1643
1644 **C-Plane Message – PRACH**
1645
1646 -  Single CP message with the single section of section type 3 including
1647    repetition
1648
1649 -  Configures PRACH format A3, config index 81, and detail parameters
1650    are:
1651
1652 -  Filter Index : 3
1653
1654 -  CP length : 0
1655
1656 -  Time offset : 2026
1657
1658 -  FFT size : 1024
1659
1660 -  Subcarrier spacing : 120KHz
1661
1662 -  Start symbol index : 7
1663
1664 -  Number of symbols : 6
1665
1666 -  Number of PRBCs : 12
1667
1668 -  Frequency offset : -792
1669
1670 -  Compression and beamforming are not used
1671
1672 Common Header Fields::
1673
1674 -  dataDirection = XRAN_DIR_UL
1675 -  payloadVersion = XRAN_PAYLOAD_VER
1676 -  filterIndex = XRAN_FILTERINDEPRACH_ABC
1677 -  frameId = [0,99]
1678 -  subframeId = [0,3]
1679 -  slotID = 3 or 7
1680 -  startSymbolid = 7
1681 -  numberOfSections = 1
1682 -  sectionType = XRAN_CP_SECTIONTYPE_3
1683 -  timeOffset = 2026
1684 -  frameStructure.FFTSize = XRAN_FFTSIZE_1024
1685 -  frameStructure.u = XRAN_SCS_120KHZ
1686 -  cpLength = 0
1687 -  udCompHdr.idIqWidth = 0
1688 -  udCompHdr.udCompMeth = XRAN_COMPMETHOD_NONE
1689
1690 Section Fields::
1691
1692 - sectionId = [0..4095]
1693 - rb = XRAN_RBIND_EVERY
1694 - symInc = XRAN_SYMBOLNUMBER_NOTINC 
1695 - startPrbc = 0
1696 - numPrbc = 12
1697 - reMask = 0xfff
1698 - numSymbol = 6
1699 - ef = 0
1700 - beamId = 0
1701 - frequencyOffset = -792
1702 - reserved
1703
1704
1705 Functions to Store/Retrieve Section Information
1706 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1707
1708 There are several functions to store/retrieve section information of
1709 C-Plane messages. Since U-plane messages must be generated by the
1710 information in the sections of a C-Plane message, it is required to
1711 store and retrieve section information.
1712
1713 **APIs and Data Structure**
1714 '''''''''''''''''''''''''''
1715
1716 APIs for initialization and release storage are:
1717
1718 -  int xran_cp_init_sectiondb(void \*pHandle);
1719
1720 -  int xran_cp_free_sectiondb(void \*pHandle);
1721
1722 APIs to store and retrieve section information are:
1723
1724 -  int xran_cp_add_section_info(void \*pHandle, uint8_t dir, uint8_t
1725    cc_id, uint8_t ruport_id, uint8_t ctx_id, struct xran_section_info
1726    \*info);
1727
1728 -  int xran_cp_add_multisection_info(void \*pHandle, uint8_t cc_id,
1729    uint8_t ruport_id, uint8_t ctx_id, struct xran_cp_gen_params
1730    \*gen_info);
1731
1732 -  struct xran_section_info \*xran_cp_find_section_info(void \*pHandle,
1733    uint8_t dir, uint8_t cc_id, uint8_t ruport_id, uint8_t ctx_id,
1734    uint16_t section_id);
1735
1736 -  struct xran_section_info \*xran_cp_iterate_section_info(void
1737    \*pHandle, uint8_t dir, uint8_t cc_id, uint8_t ruport_id, uint8_t
1738    ctx_id, uint32_t \*next);
1739
1740 -  int xran_cp_getsize_section_info(void \*pHandle, uint8_t dir, uint8_t
1741    cc_id, uint8_t ruport_id, uint8_t ctx_id);
1742
1743 APIs to reset the storage for a new slot are:
1744
1745 -  int xran_cp_reset_section_info(void \*pHandle, uint8_t dir, uint8_t
1746    cc_id, uint8_t ruport_id, uint8_t ctx_id);
1747
1748 The structure of xran_section_info is used to store/retrieve
1749 information. This is the same structure used to generate a C-Plane
1750 message. Please refer to Section 5.4.2.1.1 for more details.
1751
1752 The storage for section information is declared as a multi-dimensional
1753 array and declared as a local static variable to limit direct access.
1754 Each item is defined as the structure of xran_sectioninfo_db, and it has
1755 the number of stored section information items (cur_index) and the array
1756 of the information (list), as shown below.
1757
1758 /*
1759
1760 \* This structure to store the section information of C-Plane
1761
1762 \* in order to generate and parse corresponding U-Plane \*/
1763
1764 struct xran_sectioninfo_db {
1765
1766 uint32_t cur_index; /* Current index to store for this eAXC \*/
1767
1768 struct xran_section_info list[XRAN_MAX_NUM_SECTIONS]; /* The array of
1769 section information \*/
1770
1771 };
1772
1773 static struct xran_sectioninfo_db
1774 sectiondb[XRAN_MAX_SECTIONDB_CTX][XRAN_DIR_MAX][XRAN_COMPONENT_CARRIERS_MAX][XRAN_MAX_ANTENNA_NR*2
1775 + XRAN_MAX_ANT_ARRAY_ELM_NR];
1776
1777 The maximum size of the array can be adjusted if required by system
1778 configuration. Since transmission and reception window of U-Plane can be
1779 overlapped with the start of new C-Plane for next slot, functions have
1780 context index to identify and protect the information. Currently the
1781 maximum number of context is defined by two and it can be adjusted if
1782 needed.
1783
1784 Note. Since the context index is not managed by the library and APIs are
1785 expecting it from the caller as a parameter, the caller shall
1786 consider a proper way to manage it to avoid corruption. The
1787 current reference implementation uses a slot and subframe index to
1788 calculate the context index.
1789
1790 **Example Usage of APIs**
1791 '''''''''''''''''''''''''
1792
1793 There are references to show the usage of APIs as below.
1794
1795 -  Initialization and release:
1796
1797 -  xran_cp_init_sectiondb(): xran_open() in lib/src/xran_main.c
1798
1799 -  xran_cp_free_sectiondb(): xran_close() in lib/src/xran_main.c
1800
1801 -  Store section information:
1802
1803 -  xran_cp_add_section_info(): send_cpmsg_dlul() and
1804    send_cpmsg_prach()in lib/src/xran_main.c
1805
1806 -  Retrieve section information:
1807
1808 -  xran_cp_iterate_section_info(): xran_process_tx_sym() in
1809    lib/src/xran_main.c
1810
1811 -  xran_cp_getsize_section_info(): xran_process_tx_sym() in
1812    lib/src/xran_main.c
1813
1814 -  Reset the storage for a new slot:
1815
1816 -  xran_cp_reset_section_info(): tx_cp_dl_cb() and tx_cp_ul_cb() in
1817    lib/src/xran_main.c
1818
1819 **Function for RU emulation and Debug**
1820 '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
1821
1822 xran_parse_cp_pkt() is a function which can be utilized for RU emulation
1823 or debug. It is defined below:
1824
1825 int xran_parse_cp_pkt(struct rte_mbuf \*mbuf,
1826
1827 struct xran_cp_gen_params \*result,
1828
1829 struct xran_recv_packet_info \*pkt_info);
1830
1831 It parses a received C-Plane packet and retrieves the information from
1832 its headers and sections.
1833
1834 The retrieved information is stored in the structures:
1835
1836 struct xran_cp_gen_params: section information from received C-Plane
1837 packet
1838
1839 struct xran_recv_packet_info: transport layer header information (eCPRI
1840 header)
1841
1842 These functions can be utilized to debug or RU emulation purposes.
1843
1844 .. _u-plane-1:
1845
1846 U-plane
1847 ~~~~~~~
1848
1849 Single Section is the default mode of O-RAN packet creation. It assumes
1850 that there is only one section per packet, and all IQ samples are
1851 attached to it. Compression is not supported.
1852
1853 A message is built in mbuf space given as a parameter. The library
1854 builds eCPRI header filling structure fields by taking the IQ sample
1855 size and populating a particular packet length and sequence number.
1856
1857 With compression, supported IQ bit widths are 8,9,10,12,14.
1858
1859 Implementation of a U-plane set of functions is defined in xran_up_api.c
1860 and is used to prepare U-plane packet content according to the given
1861 configuration.
1862
1863 The following list of functions is implemented for U-plane:
1864
1865 -  Build eCPRI header
1866
1867 -  Build application header
1868
1869 -  Build section header
1870
1871 -  Append IQ samples to packet
1872
1873 -  Prepare full symbol of O-RAN data for single eAxC
1874
1875 -  Process RX packet per symbol.
1876
1877 The time of generation of a U-plane message for DL and UL is
1878 “symbol-based” and can be controlled using O-DU settings (O-RU),
1879 according to Table 4.
1880
1881 Supporting Code
1882 ---------------
1883
1884 The O-RAN library has a set of functions used to assist in packet
1885 processing and data exchange not directly used for O-RAN packet
1886 processing.
1887
1888 Timing
1889 ~~~~~~
1890
1891 The sense of time for the O-RAN protocol is obtained from system time,
1892 where the system timer is synchronized to GPS time via PTP protocol
1893 using the Linux PHP package. On the software side, a simple polling loop
1894 is utilized to get time up to nanosecond precision and particular packet
1895 processing jobs are scheduled via the DPDK timer.
1896
1897 long poll_next_tick(int interval)
1898
1899 {
1900
1901 struct timespec start_time;
1902
1903 struct timespec cur_time;
1904
1905 long target_time;
1906
1907 long delta;
1908
1909 clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &start_time);
1910
1911 target_time = (start_time.tv_sec \* NSEC_PER_SEC + start_time.tv_nsec +
1912 interval \* NSEC_PER_USEC) / (interval \* NSEC_PER_USEC) \* interval;
1913
1914 while(1)
1915
1916 {
1917
1918 clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &cur_time);
1919
1920 delta = (cur_time.tv_sec \* NSEC_PER_SEC + cur_time.tv_nsec) -
1921 target_time \* NSEC_PER_USEC;
1922
1923 if(delta > 0 \|\| (delta < 0 && abs(delta) < THRESHOLD))
1924
1925 {
1926
1927 break;
1928
1929 }
1930
1931 }
1932
1933 return delta;
1934
1935 }
1936
1937 Polling is used to achieve the required precision of symbol time. For
1938 example, in the mmWave scenario, the symbol time is 125µs/14=~8.9µs.
1939 Small deterministic tasks can be executed within the polling interval
1940 provided. It’s smaller than the symbol interval time.
1941
1942 DPDK Timers
1943 ~~~~~~~~~~~
1944
1945 DPDK provides sets of primitives (struct rte_rimer) and functions
1946 (rte_timer_reset_sync() rte_timer_manage()) to |br|
1947 schedule processing of
1948 function as timer. The timer is based on the TSC clock and is not
1949 synchronized to PTP time. As a |br|
1950 result, this timer cannot be used as a
1951 periodic timer because the TSC clock can drift substantially relative to
1952 the system timer which in turn is synchronized to PTP (GPS)
1953
1954 Only single-shot timers are used to schedule processing based on
1955 events such as symbol time. The packet |br|
1956 processing function
1957 calls rte_timer_manage() in the loop, and the resulting execution of
1958 timer function happens right |br|
1959 after the timer was “armed”.
1960
1961 O-RAN Ethernet
1962 ~~~~~~~~~~~~~~
1963
1964 xran_init_port() function performs initialization of DPDK ETH port.
1965 Standard port configuration is used as per reference example from DPDK.
1966
1967 Jumbo Frames are used by default. Mbufs size is extended to support 9600
1968 bytes packets.
1969
1970 Mac address and VLAN tag are expected to be configured by Infrastructure
1971 software. See Appendix A.4.
1972
1973 From an implementation perspective, modules provide functions to handle:
1974
1975 -  Ethernet headers
1976
1977 -  VLAN tag
1978
1979 -  Send and Receive mbuf.
1980
1981 O-RAN Ethdi
1982 ~~~~~~~~~~~
1983
1984 Ethdi provides functionality to work with the content of an Ethernet
1985 packet and dispatch processing to/from the O-RAN layer. Ethdi
1986 instantiates a main PMD driver thread and dispatches packets between the
1987 ring and RX/TX using rte_eth_rx_burst() and rte_eth_tx_burst() DPDK
1988 functions.
1989
1990 For received packets, it maintains a set of handlers for ethertype
1991 handlers and O-RAN layer register one O-RAN ethtype |br|
1992 0xAEFE, resulting in
1993 packets with this ethertype being routed to the O-RAN processing
1994 function. This function checks the message type of the eCPRI header and
1995 dispatches packet to either C-plane processing or U-plane processing.
1996
1997 Initialization of memory pools, allocation and freeing of mbuf for
1998 Ethernet packets occur in this layer.
1999
2000
2001 O-RAN One Way Delay Measurements
2002 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2003
2004 The support for the eCPRI one- way delay measurements which are specified by
2005 the O-RAN to be used with the Measured Transport support per Section 2.3.3.3
2006 of the O-RAN-WG4.CUS.0-v4.00 specification and section 3.2.4.6 of the eCPRI_v2.0
2007 specification is implemented in the file xran_delay_measurement.c. Structure
2008 definitions used by the owd measurement functions are  in the file xran_fh_o_du.h
2009 for common data and port specific variables and parameters.
2010
2011 The implementation of this feature has been done under the assumption that the requestor
2012 is the O-DU and the recipient is the O-RU. All of the action_types  per the eCPRI 2.0 have
2013 been implemented. In the current version the timestamps are obtained using the linux
2014 function clock_gettime using CLOCK_REALTIME as the clock_id argument.
2015
2016 The implementation supports both the O-RU and the O-DU side in order to do the unit test
2017 in loopback mode.
2018
2019 The one-delay measurements are enabled at configuration time and run right after the
2020 xran_start() function is executed. The total number of consecutive measurements per port
2021 should be a power of 2 and in order to minimize the system startup it is advisable that
2022 the number is 16 or below. 
2023
2024 The following functions can be found in the xran_delay_measurement.c:
2025
2026 xran_ecpri_one_way_delay_measurement_transmitter() which is invoked from the
2027 process_dpdk_io()function if the one-way delay measurements are enabled. This is
2028 the main function for the owd transmitter.
2029
2030 xran_generate_delay_meas() is a general function used by the transmitter to send the appropriate
2031 messages based on actionType and filling up all the details for the ethernet and ecpri layers.
2032
2033 Process_delay_meas() this function is invoked from the handle_ecpri_ethertype() function when
2034 the ecpri message type is ECPRI_DELAY_MEASUREMENT. This is the main owd receiver function.
2035
2036 From the Process_delay_meas() and depending on the message received we can execute one
2037 of the following functions
2038
2039 xran_process_delmeas_request() If we received a request message.
2040
2041 xran_process_delmeas_request_w_fup() If we received a request with follow up message.
2042
2043 xran_process_delmeas_response() If we received a response message.
2044
2045 xran_process_delmeas_rem_request() If we received a remote request message
2046
2047
2048 xran_delmeas_rem_request_w_fup() If we received a remote request with follow up message.
2049
2050 All of the receiver functions also can generate the appropriate send message by using
2051 the DPDK function rte_eth_tx_burst() to minimize the response delay.
2052
2053 Additional utility functions used by the owd implementation for managing of timestamps
2054 and time measurements are:
2055
2056 xran_ptp_ts_to_ns() that takes a TimeStamp argument from a received owd ecpri packet and
2057 places it in host order and returns the value in nanoseconds.
2058
2059 xran_timespec_to_ns() that takes an argument in timespec format like the return value from the
2060 linux function clock_gettime() and returns a value in nanoseconds.
2061
2062 xran_ns_to_timespec()  that takes an argument in nanoseconds and returns a value by
2063 reference in timespec format.
2064
2065 xran_compute_and_report_delay_estimate()  This function takes an average of the computed one way
2066 delay measurements and prints out the average value to the console expressed in nanoseconds.
2067 Currently we exclude the first 2 measurements from the average.
2068
2069 Utility functions in support of the owd ecpri packet formulation are:
2070
2071 xran_build_owd_meas_ecpri_hdr() Builds the ecpri header with message type ECPRI_DELAY_MEASUREMENT
2072 and writes the payload size in network order.
2073
2074 xran_add_at_and_measId_to_header() This function is used to write the action Type and
2075 MeasurementID to the eCPRI owd header.
2076
2077 The current implementation of the one way delay measurements only supports a fixed
2078 message size. The message is defined in the xran_pkt.h in the structure xran_ecpri_delay_meas_pl.
2079
2080 The one-way delay measurements have been tested with the sample-app for the Front Haul Interface
2081 Library and have not yet been integrated with the L1 Layer functions.