基于OAI的LTE通信平台的研究与实现-信息通信.DOCVIP

基于OAI的LTE通信平台的研究与实现 甘显豪 张向裕 （广东工业大学自动化学院，广东省物联网信息技术重点实验室，广东 广州 510006） 摘要：本文首先介绍基于SDR（Software Defined Radio，软件定义无线电）实现的LTE开源无线通信系统—OAI（OpenAirInterface的简称），重点分析OAI的软硬件平台以及OAI连接流程，通过OAI UE ? OAI eNB + OAI EPC/HSS实验调试与分析，采用FDD-LTE制式，实现了从EPS到eNodeB的S1接口的互连，再通过真实无线环境到UE的上下行通信。相对于其它仿真实验，可为研究LTE和相关科研教学工作人员提供一个更加符合真实应用场景的实验平台。 关键字：OAI；LTE；SDR；无线通信 Research and implementation of the LTE communication platform based on OAI Gan Xianhao , Zhang Xiangyu (School of Automation, Guangdong University of Technology, and Guangdong Key Laboratory of IoT Information Processing,Guangzhou 510006, Guangdong) Abstract: At first,this paper introduces the OpenAirInterface,which implenments LTE wireless communication system of open-sourcing based on the SDR.It mainly analyzes the hardware and software platform of OAI,and the experiment about OAI UE ? OAI eNB + OAI EPC/HSS,which used the mode of FDD-LTE and successfully communicated with each other.It Differents from other kinds of simulation experiments and can be provide a more real wireless environment to the LTE researchers. Key words: OAI；LTE；SDR；Wireless communications 引言 伴随着智能手机的普及，各种移动业务的应用，人们对移动数据流量的需求也在不断增长，LTE将在今后一段时间内成为移动网络的主力军。然而，目前城区各种建筑的不合理规划，偏远地区的复杂环境等都使移动基站的选址与布线造成一定困难，同时由于移动互联网业务所产生流量的迅速增长，用于建设、维护和无线网络升级的投资不断增加，但收入却增长缓慢。为了保证长期盈利增长，运营商必须节流，找到在保证提供优质无线接入业务的同时并能有效降低成本的方法[1]。 OAI是基于软件无线电思想实现的LTE开源项目，它旨在建立一个遵循3GPP（The 3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴项目）协议从核心网到接入网的开源生态系统，并能兼容多种空中接口制式的通信系统平台。OAI可以在一台或多台计算机上编译安装eNodeB、EPC、HSS、UE,可搭建一个专用的LTE通信系统，实现了基于SDR的LTE研究实验平台，刚好可以提供一种低成本解决方案[2]。 OAI软件平台 OAI是欧洲EURECOM组织在其原有wireless3g4free平台基础上，演变开发兼容多种空中接口制式的开源无线通信实验平台，即OpenAirInterface。它完全按照3GPP实现的协议栈，使用标准C基于Linux实时内核优化完成的。OAI的实现思想是：OAI的所有协议层功能全部在PC上用软件实现，射频收发板只需收发射频信号并上下变频等，通过USB3.0接口或以太网接口与计算机相连，最后将生成的IP数据通过Linux IP协议栈进行发送，将NAS（Non-Access Straum，非接入层）的消息通过AT（Attention）命令发送，eNodeB与MME之间基于各自IP进行连接，信息传输也是基于各自的IP地址进行交换[2]。 目前，OAI已经实现了LTE Release8的完整功能及Release10的部分功能，也正在向未来5G方向发展。OAI一直在不断更新，本文主要基于trunk_7763版本，软件主要包括六部分，分别为openair1、opena