基于oai的lte通信平臺的研究與實現(xiàn)

1、基于OAI的LTE通信平臺的研究與實現(xiàn)甘顯豪張向裕（廣東工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院，廣東省物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)重點實驗室，廣東廣州510006）摘要：本文首先介紹基于SDR（SoftwareDefinedRadio，軟件定義無線電）實現(xiàn)的LTE開源無線通信系統(tǒng)—OAI（OpenAirInterface的簡稱），重點分析OAI的軟硬件平臺以及OAI連接流程，通過OAIUE?OAIeNBOAIEPCHSS實驗調(diào)試與分析，采用FDDLTE制式，實現(xiàn)了從EP

2、S到eNodeB的S1接口的互連，再通過真實無線環(huán)境到UE的上下行通信。相對于其它仿真實驗，可為研究LTE和相關(guān)科研教學(xué)工作人員提供一個更加符合真實應(yīng)用場景的實驗平臺。關(guān)鍵字：OAI；LTE；SDR；無線通信ResearchimplementationoftheLTEcommunicationplatfmbasedonOAIGanXianhaoZhangXiangyu(SchoolofAutomationGuangdongUnivers

3、ityofTechnologyGuangdongKeyLabatyofIoTInfmationProcessingGuangzhou510006Guangdong)Abstract:AtfirstthispaperintroducestheOpenAirInterfacewhichimplenmentsLTEwirelesscommunicationsystemofopensourcingbasedontheSDR.Itmainlyan

4、alyzesthehardwaresoftwareplatfmofOAItheexperimentaboutOAIUE?OAIeNBOAIEPCHSSwhichusedthemodeofFDDLTEsuccessfullycommunicatedwitheachother.ItDifferentsfromotherkindsofsimulationexperimentscanbeprovideamerealwirelessenviron

5、menttotheLTEresearchers.Keywds:OAI；LTE；SDR；Wirelesscommunications1引言伴隨著智能手機的普及，各種移動業(yè)務(wù)的應(yīng)用，人們對移動數(shù)據(jù)流量的需求也在不斷增長，LTE將在今后一段時間內(nèi)成為移動網(wǎng)絡(luò)的主力軍。然而，目前城區(qū)各種建筑的不合理規(guī)劃，偏遠地區(qū)的復(fù)雜環(huán)境等都使移動基站的選址與布線造成一定困難，同時由于移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)所產(chǎn)生流量的迅速增長，用于建設(shè)、維護和無線網(wǎng)絡(luò)升級的投資不斷增

6、加，但收入?yún)s增長緩慢。為了保證長期盈利增長，運營商必須節(jié)流，找到在保證提供優(yōu)質(zhì)無線接入業(yè)務(wù)的同時并能有效降低成本的方法[1]。OAI是基于軟件無線電思想實現(xiàn)的LTE開源項目，它旨在建立一個遵循3GPP（The3rdGeneration的支持。天線也是采用Etuss配套的VERT900頻率范圍為824MHz至960MHz、1710至1990MHz的四頻垂直全向天線，涵蓋移動終端PCS和ISM頻段，增益為3dBi。本實驗OAIUE?OAIe

7、NBOAIEPCHSS總體硬件框架如圖1，首先使用兩臺USRPB210分別作為OAIUE與OAIeNodeB的射頻收發(fā)器；然后在3臺四核八線程高配置的英特爾處理器電腦上分別安裝LinuxUbuntu版實時操作系統(tǒng)及相應(yīng)的OAI環(huán)境與OAI軟件。在第一臺PC上面運行OAISoftEPC與HSS第二臺電腦上面運行OAISofteNodeB，第三臺電腦上運行OAISoftUE，eNodeB與UE分別通過USB3.0連接各自的USRPB210，

8、通過USRPB210子板上的天線進行射頻收發(fā)。圖1OAI硬件框圖4OAI連接建立流程1）分別啟動OAISoftMMEHSS與eNodeB并互連上，eNodeB會通過BCH向小區(qū)范圍內(nèi)廣播MIB（MasterInfmationBlock主信息塊），MIB包含了下行系統(tǒng)帶寬、天線數(shù)、參考信號發(fā)射功率等關(guān)鍵參數(shù)。同時，eNodeB還會通過DLSCH傳輸一些關(guān)鍵度略低的信息，如當(dāng)前小區(qū)識別碼、跟蹤區(qū)域碼等參數(shù)。2）啟動UE，UE會進行小區(qū)搜索：

9、先通過主同步信道完成OFDM符號定時，獲取小區(qū)組內(nèi)ID；再利用從同步信道完成幀定時，獲取小區(qū)組號和CP長度；后通過DLRS完成精確定時和頻率同步[3]。3）UE完成了與eNodeB的時頻同步后，便可接收eNodeB的廣播信息，進行隨機接入以完成用戶信息在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的初始注冊：UE高層請求觸發(fā)物理層隨機接入過程，高層會在請求中指示Preambleindex、Preamble目標接收功率、RARNTI等信息；UE根據(jù)高層指示決定隨機接入信道的發(fā)