基于oai的lte通信平臺的研究與實現

1、基于OAI的LTE通信平臺的研究與實現甘顯豪張向裕（廣東工業(yè)大學自動化學院，廣東省物聯(lián)網信息技術重點實驗室，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實驗調試與分析，采用FDDLTE制式，實現了從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和相關科研教學工作人員提供一個更加符合真實應用場景的實驗平臺。關鍵字：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)務的應用，人們對移動數據流量的需求也在不斷增長，LTE將在今后一段時間內成為移動網絡的主力軍。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)網業(yè)務所產生流量的迅速增長，用于建設、維護和無線網絡升級的投資不斷增

6、加，但收入卻增長緩慢。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)質無線接入業(yè)務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)范圍內廣播MIB（MasterInfmationBlock主信息塊），MIB包含了下行系統(tǒng)帶寬、天線數、參考信號發(fā)射功率等關鍵參數。同時，eNodeB還會通過DLSCH傳輸一些關鍵度略低的信息，如當前小區(qū)識別碼、跟蹤區(qū)域碼等參數。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絡側的初始注冊：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根據高層指示決定隨機接入信道的發(fā)