OpenAirInterface,开源的 4G EPS 实现
2019-11-21 17:18 云物互联 阅读(2209) 评论(0) 编辑 收藏 举报目录
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OSA
OSA(OpenAirInterface Software Alliance,OpenAirInterface 软件联盟)成立于 2014 年,由欧洲 EURECOM 公司创建,是法国的一家非营利软件基金会,负责组织有关 OpenAirInterface(OAI)的活动、培训和会议。OSA 与 EURECOM 的法律实体分开,旨在提供开源的 3GPP 标准核心网和无线接入网络协议的生态系统,其当下的使命是为 5G 无线网络的研究以及产品开发提供软件和工具。
OpenAirInterface
目前,开源 SDR LTE 平台有 OAI,OpenLTE 和 srsLTE 等等,其中 OAI 里面最为完善的一个。OAI 可以与许多标准的 RF(射频)硬件设备(e.g. Ettus USRP)结合使用,也可以与 EURECOM 定制化的 RF 硬件设备结合使用。此外,OAI 平台还包含了大量的仿真平台,用于对各种通信算法的验证。
OpenAirInterface,又称 OpenAirInterface5G,简称 OAI,是由 OSA 发起并维护的一个开源 SDR LTE 项目。根据 3GPP 的标准,在基于 Linux 操作系统的通用处理器(Intel x86/ARM)上实现了符合 Release 10 LTE 标准的 UE,eNB,MME,HSS,SGW 和 PGW。也就是说,OAI 完全实现了 LTE 协议的核心网(EPC)、基站(eNB)以及用户终端(UE)三部分。
OAI 的主要功能有两个,其中一个用来仿真,另一个则是用来做 SDR,以此实现通信系统:
- 仿真:主要是对物理层中的各个信道的仿真以及系统级仿真。
- SDR:软件无线电。
OAI 的应用场景:
- 物理层链路仿真
- LTE 系统级仿真
- SDR LTE 系统
- 无线安全研究
- 通信新技术测试
- 专业测试网络搭建
- NB-IoT
OAI 的仿真
物理信道仿真
信道:无线信道是对无线通信中发送端和接收端之间通路的一种形象比喻,对于无线电波而言,它从发送端传送到接收端,其间并没有一个有形的连接,它的传播路径也有可能不只一条,我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作,可以想象两者之间有一个看不见的道路衔接,把这条衔接通路称为信道。
OAI 对物理信道的仿真包含 PDSCH,PDCCH,PBCH,PRACH,PUSCH,PUCCH 等信道。
- 实现目录:openairinterface5g/openair1/SIMULATION/LTE_PHY
- 模拟目录:cmake_targets/lte-simulators/build
- 测试用例目录:$OPENAIR1_DIR/PHY/CODING/TESTBENCH
OAI 支持 6 个典型的物理层链路级仿真平台:
- pbchsim:PBCH(物理广播信道),包含 PBCH 信道的收发流程。
- pdcchsim:DCI/PDCCH(下行控制信道),包含 PDCCH 信道的收发流程。
- prachsim:PRACH(随机接入信道),包含 PRACH 信道的收发流程。
- pucchsim:PUCCH(上行控制信道),包含 PUCCH 信道的收发流程。
- ulsim:ULSCH/PUSCH(上行共享信道),包含 PUSCH 信道的收发流程。
- dlsim:DLSCH/PDSCH(下行共享信道),实际上,dlsim 也包含了 PDCCH 等信道的内容,所以 dlsim 更像是一个轻量级的 LTE 物理层系统系仿真平台。
- mbmssim:MCH/PMCH(物理多播信道)
系统级仿真
而系统级别的仿真包含了 LTE 整个协议栈的仿真,即除了物理层是假的之外,其它协议栈都是按照标准实现的。
- 实现目录:openairinterface5g/targets/SIMU/USER/oaisim
oaisim 除了信道不经过空中接口外,跟一个完整的 LTE 系统基本没有区别。不像其他 LTE 仿真平台,oaisim 尽可能的还原了 LTE 系统的所有细节。而且,oaisim 还可以连接核心网。
OAI 的 SDR LTE
OAI 的 SDR LTE 主要可以分为三种运行模式:
- eNB + UE:两者都只用到了物理层(PHY),MAC 及以上的层都没有用到。适合用来验证和实现物理层的算法。
- eNB + UE without S1:两者起到了 PHY,MAC,RLC 和 PDCP 层的功能。该模式下 OAI 会在 eNB 侧和 UE 侧各启动一个虚拟网卡 oai0,可以直接进行业务传输。这种模式非常适合用来做全协议栈的数据传输测试,算法验证等。因为没有 EPC 的影响,开发起来比较灵活。
- EPC + eNB + UE:该模式下,OAI 把 LTE 的整个协议栈都运行起来了。当然,也可以直接用商用终端(e.g. 手机,LTE 数据卡)接入 eNB,甚至可以通过 EPC 的 SPGW 连接互联网。简而言之,这就是一个完整的伪基站。
NOTE:上述三个运行模式都可以与其他的 SDR 平台互相兼容。比如使用 srsUE 替换 OAI UE,或者把 OAI 的 EPC 换成 Amarisoft MME。
参考文档
https://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/58130893
https://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/61201578
https://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/53574843
https://blog.csdn.net/prowc/article/details/75271052
https://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/71436678