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構建通信原型系統系統需要幾步
構建通信原型系統系統需要幾步 2022-08-23 09:05:21 構建通信原型系統系統需要幾步 0

文章轉載來源:恩艾NI知道


Q:通信領域的研究人員、工程師和學生往往需要專用的通信原型系統,以實現對4G/5G移動通信系統的認知和體驗,了解4G/5G核心網架構,進行4G/5G基站的配置和4G/5G終端的接入等一系列實踐。那么,構建這樣一套系統需要幾步呢?

A:NI表示,一步搞定~

01 NI+曾益:OAI開源5G原型系統

在近日舉辦的ICCC 2022上,NI攜手合作伙伴曾益科技,共同展示了重磅的OAI 5G Prototyping System,幫助研究人員“一步到位”構建通信原型系統。OAI 5G Prototyping System是專用的4G/5G網絡平臺,來自工業界和學術界的研究人員可以基于此平臺實現功能擴展,創建典型的4G/5G行業應用場景,應對實現4G/ 5G網絡所面臨的挑戰。可以說,OAI 5G Prototyping System為創建4G/5G綜合創新系統提供一個合理可實施的具體平臺。  

  基于OAI開源5G原型系統,研究5G NR協議特點

載波占據98%的信道,避免載波之間出現寬保護頻段;

允許各種規模的信道、可變子載波間隔、時隙長度和最多3300個子載波;

沒有針對特定小區的參考信號,每20 ms同步和發送一次,可以降低基站功耗;

一個時隙內在DL和UL之間動態變化,滿足任何方向的業務處理需求;

可用現有蜂窩頻段,也可用30和40 GHz新頻譜。

  02 系統架構

基于NI USRP X410和OAI協議棧,曾益科技構建開源的通信原型系統,解決方案包括4G/5G協議處理平臺、可編程4G/5G基站、可編程4G/5G終端、4G/5G商用終端和手機,并配置天線和功放。

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4G/5G協議處理平臺具有4G基站(eNB)、5G基站(gNB)、4G核心網(EPC)、5G核心網(5GC)的協議處理能力,符合3GPP R15規范,支持5G NR NSA非獨立組網模式和SA獨立組網模式,支持商用4G/5G終端接入,支持FDD和TDD,基站帶寬支持20/40/50/60/80/100 MHz多種模式,數據子載波間隔支持15 kHz、30 kHz、120 kHz,協議處理單元高達18核4.6 GHz。

4G/5G協議處理平臺具備4G/5G基站模擬和4G/5G終端模擬功能,提供圖形化操作配置界面,可以遠程操作,提供4G/5G協議棧的L1、L2、L3層協議接口函數和開發文檔。     以5G原型系統為例

可編程5G基站符合5G NR基站標準,提供開發文檔,支持1 MHz至8 GHz頻段,400 MHz信號帶寬。基站頻率誤差小于5 ppb,EVM小于-42 dB,數據處理單元FPGA內存高達8 GB。基站提供千兆以太網USB Type-C、100GbE QSFP28、PCIe Gen3 x8通信接口,提供10 MHz參考時鐘輸入輸出和GPS同步接口,提供FPGA JTAG調試接口。

可編程5G基站支持3.5 GHz (N78)頻段,射頻前端具備頻譜感知和測試能力,可以實現頻譜的實時繪制和記錄回放。基站具備命令行模式的終端控制窗口,支持一鍵式快速啟動。基站支持5G商用終端和手機接入,用戶可以自定義網絡運營商名稱,并測試基站和5G商用終端或手機的下行通信速率。

該解決方案提供5G專用天線和功放,支持3.5 GHz (N78)頻段,發射功率高達+23 dBm,配合基站提供網絡覆蓋功能,天線和功放采用模塊化設計,用戶可以自由更換。同時,提供4G/5G基站的參數配置和管理功能,如小區用戶配置、終端配置等操作,可以對4G/5G商用終端和手機的SIM卡進行寫卡操作,支持視頻傳輸。關鍵指標/特性如下所示。

Frequency Range
頻率范圍
1 MHz至8 GHz (gNB)
10 MHz至6 GHz (eNB)
Subcarrier Spacing
子載波間隔
30 kHz (FR1)
120 kHz (FR2)
Bandwidth
帶寬
20, 40, 50, 60, 80, 100 MHz (FR1)
50 MHz (FR2)
Duplexing Mode
雙工模式
靜態TDD
動態TDD
FDD
Supported Physical (PHY) Layer
支持的物理層
NR-PSS, NR-SSS, NR-PBCH, NR-PDCCH, NR-PDSCH, NR-CSIRS, NR-PUSCH, NR-PUSCH, NR-PRACH, NR-SRS
Supported Media Access Control (MAC) Layer
支持的介質訪問控制層
SIB1
ContenTIon Free
ContenTIon Based RA Procedure
Dynamic UL/DL Scheduler with HARQ Procedure
MCS AdaptaTIon from HARQ BLER
CSI-RS
CSI Measurement Report Handling
SR Handling


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