OpenAirInterface (OAI) 应用场景

  OpenAirInterface (OAI) 是一个持续更新的开源SDR LTE平台,由法国的Eurecom组织发起、开发和维护。相比其他的开源SDR LTE平台,OAI在国际上拥有广泛的应用场景。

  OAI平台主要使用C语言编写,是C语言一个活生生的教科书。OAI按照3GPP的标准实现了LTE的eNB,UE和EPC,是目前开源SDR LTE平台里面最为完善的一个。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。

  下面简单介绍OAI平台的各种应用场景。


一 物理层链路仿真

  在OAI的文件夹openairinterface5g/openair1/SIMULATION/LTE_PHY/下,有6个典型的物理层链路级仿真平台。

 

仿真平台

功能

dlsim

  dlsim是PDSCH信道的仿真平台。但实际上,dlsim平台里面也包含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。

pbchsim

  pbchsim是PBCH信道的仿真平台,里面包含PBCH信道的收发流程。

pdcchsim

  pdcchsim是PDCCH信道的仿真平台,里面包含PDCCH信道的收发流程。

prachsim

  prachsim是PRACH信道的仿真平台,里面包含PRACH信道的收发流程。

pucchsim

  pucchsim是PUCCH信道的仿真平台,里面包含PUCCH信道的收发流程。

ulsim

  ulsim是PUSCH信道的仿真平台,里面包含PUSCH信道的收发流程。

 

  上述仿真平台非常适合用来学习LTE物理层的知识。相比直接阅读看协议,对着OAI的代码理解LTE的内容更容易理解和掌握,适合LTE初学者学习、使用。

此外,如果想要验证或测试某些物理层算法,可以直接在相应的仿真平台里面修改或添加对应的代码。因为平台使用C语言编写,仿真速度非常快。


二 LTE系统级仿真

  在OAI的文件夹openairinterface5g/targets/SIMU/USER/下有一个LTE系统级仿真平台oaisim。可以说,oaisim除了信道不经过空口外,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。

  因为oaisim涉及到LTE各个层,各种流程的代码,初学者学习可能会比较困难。oaisim平台适合LTE高手的进阶学习。

  此外,如果想要验证某些LTE系统级的算法或功能,可以在oaisim平台添加相应的代码模块。


三 SDR LTE系统

  上面我们提到OAI按照3GPP的协议实现了LTE eNB,UE和EPC。从商业化的角度来看,LTE eNB和EPC更为重要;而从科研的角度来看,LTE UE同样重要。OAI目前更加重视eNB和EPC的开发和维护,eNB和EPC相对稳定;而UE仅仅是具有对应的功能,非常不稳定。

 

       平台           

介绍

OAI eNB

  OAI的eNB目前已经支持Release 10的功能,而且运行比较稳定。目前系统已经支

持5MHz、10MHz带宽,20MHz带宽,支持FDD、TDD两种模式。

  OAI eNB主要包含3个线程,一个线程用于发送数据,一个用于接收数据,一个用

于与硬件设备(如USRP)交互数据。

OAI EPC

  OAI 的EPC目前已经基本能用,但个人觉得使用时略麻烦,需要配置的参数太多。

OAI UE

  OAI的UE基本具有Release 10的功能,但是由于OAI组织把核心放在了OAI eNB和

OAI EPC上,所以组织对OAI UE的测试表较少,导致OAI UE运行非常不稳定,系统bug较多。

 

  基于OAI的一整套SDR LTE系统,我们有非常多的应用场景,如,

  • l  无线安全研究

  传统的GSM网络安全研究主要基于OpenBTS系统。如果要研究LTE网络的安全问题,我们可以基于OAI的SDR LTE系统。

  • l  通信新技术测试

  通过在OAI系统上添加相应的代码模块,我们可以基于SDR系统验证各种通信新技术,如NOMA,MIMO等。

  • l  专业网络搭建

  在某些特定的场景,我们需要搭建一个LTE局域网,OAI平台可以提供LTE系统的eNB和EPC。


四 NB-IoT

  最近,物联网非常热门。OAI组织也准备在OAI平台上添加NB-IoT的功能。

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