文章轉(zhuǎn)載來源：恩艾NI知道
Q：通信領(lǐng)域的研究人員、工程師和學(xué)生往往需要專用的通信原型系統(tǒng)，以實現(xiàn)對4G/5G移動通信系統(tǒng)的認(rèn)知和體驗，了解4G/5G核心網(wǎng)架構(gòu)，進(jìn)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(gòu)建這樣一套系統(tǒng)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(tǒng)
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(gòu)建通信原型系統(tǒng)。OAI 5G Prototyping System是專用的4G/5G網(wǎng)絡(luò)平臺，來自工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的研究人員可以基于此平臺實現(xiàn)功能擴(kuò)展，創(chuàng)建典型的4G/5G行業(yè)應(yīng)用場景，應(yīng)對實現(xiàn)4G/ 5G網(wǎng)絡(luò)所面臨的挑戰(zhàn)。可以說，OAI 5G Prototyping System為創(chuàng)建4G/5G綜合創(chuàng)新系統(tǒng)提供一個合理可實施的具體平臺。
基于OAI開源5G原型系統(tǒng)，研究5G NR協(xié)議特點
載波占據(jù)98％的信道，避免載波之間出現(xiàn)寬保護(hù)頻段；
允許各種規(guī)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(qū)的參考信號，每20 ms同步和發(fā)送一次，可以降低基站功耗；
一個時隙內(nèi)在DL和UL之間動態(tài)變化，滿足任何方向的業(yè)務(wù)處理需求；
可用現(xiàn)有蜂窩頻段，也可用30和40 GHz新頻譜。
02 系統(tǒng)架構(gòu)
基于NI USRP X410和OAI協(xié)議棧，曾益科技構(gòu)建開源的通信原型系統(tǒng)，解決方案包括4G/5G協(xié)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(jī)，并配置天線和功放。
4G/5G協(xié)議處理平臺具有4G基站(eNB)、5G基站(gNB)、4G核心網(wǎng)(EPC)、5G核心網(wǎng)(5GC)的協(xié)議處理能力，符合3GPP R15規(guī)范，支持5G NR NSA非獨立組網(wǎng)模式和SA獨立組網(wǎng)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(shù)據(jù)子載波間隔支持15 kHz、30 kHz、120 kHz，協(xié)議處理單元高達(dá)18核4.6 GHz。
4G/5G協(xié)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(yuǎn)程操作，提供4G/5G協(xié)議棧的L1、L2、L3層協(xié)議接口函數(shù)和開發(fā)文檔。 以5G原型系統(tǒng)為例
可編程5G基站符合5G NR基站標(biāo)準(zhǔn)，提供開發(fā)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(shù)據(jù)處理單元FPGA內(nèi)存高達(dá)8 GB。基站提供千兆以太網(wǎng)、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(diào)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(xiàn)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(jī)接入，用戶可以自定義網(wǎng)絡(luò)運營商名稱，并測試基站和5G商用終端或手機(jī)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(fā)射功率高達(dá)+23 dBm，配合基站提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋功能，天線和功放采用模塊化設(shè)計，用戶可以自由更換。同時，提供4G/5G基站的參數(shù)配置和管理功能，如小區(qū)用戶配置、終端配置等操作，可以對4G/5G商用終端和手機(jī)的SIM卡進(jìn)行寫卡操作，支持視頻傳輸。關(guān)鍵指標(biāo)/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(tài)TDD 動態(tài)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(zhì)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 |
