构建通信原型系统系统需要几步

Q：通信领域的研究人员、工程师和学生往往需要专用的通信原型系统，以实现对4G/5G移动通信系统的认知和体验，了解4G/5G核心网架构，进行4G/5G基站的配置和4G/5G终端的接入等一系列实践。那么，构建这样一套系统需要几步呢？

A：NI表示，一步搞定~

01 NI+曾益：OAI开源5G原型系统

在近日举办的ICCC 2022上，NI携手合作伙伴曾益科技，共同展示了重磅的OAI 5G Prototyping System，帮助研究人员“一步到位”构建通信原型系统。OAI 5G Prototyping System是专用的4G/5G网络平台，来自工业界和学术界的研究人员可以基于此平台实现功能扩展，创建典型的4G/5G行业应用场景，应对实现4G/ 5G网络所面临的挑战。可以说，OAI 5G Prototyping System为创建4G/5G综合创新系统提供一个合理可实施的具体平台。  

  基于OAI开源5G原型系统，研究5G NR协议特点

载波占据98％的信道，避免载波之间出现宽保护频段；

允许各种规模的信道、可变子载波间隔、时隙长度和最多3300个子载波；

没有针对特定小区的参考信号，每20 ms同步和发送一次，可以降低基站功耗；

一个时隙内在DL和UL之间动态变化，满足任何方向的业务处理需求；

可用现有蜂窝频段，也可用30和40 GHz新频谱。

  02 系统架构

基于NI USRP X410和OAI协议栈，曾益科技构建开源的通信原型系统，解决方案包括4G/5G协议处理平台、可编程4G/5G基站、可编程4G/5G终端、4G/5G商用终端和手机，并配置天线和功放。

4G/5G协议处理平台具有4G基站(eNB)、5G基站(gNB)、4G核心网(EPC)、5G核心网(5GC)的协议处理能力，符合3GPP R15规范，支持5G NR NSA非独立组网模式和SA独立组网模式，支持商用4G/5G终端接入，支持FDD和TDD，基站带宽支持20/40/50/60/80/100 MHz多种模式，数据子载波间隔支持15 kHz、30 kHz、120 kHz，协议处理单元高达18核4.6 GHz。

4G/5G协议处理平台具备4G/5G基站模拟和4G/5G终端模拟功能，提供图形化操作配置界面，可以远程操作，提供4G/5G协议栈的L1、L2、L3层协议接口函数和开发文档。     以5G原型系统为例

可编程5G基站符合5G NR基站标准，提供开发文档，支持1 MHz至8 GHz频段，400 MHz信号带宽。基站频率误差小于5 ppb，EVM小于-42 dB，数据处理单元FPGA内存高达8 GB。基站提供千兆以太网、USB Type-C、100GbE QSFP28、PCIe Gen3 x8通信接口，提供10 MHz参考时钟输入输出和GPS同步接口，提供FPGA JTAG调试接口。

可编程5G基站支持3.5 GHz (N78)频段，射频前端具备频谱感知和测试能力，可以实现频谱的实时绘制和记录回放。基站具备命令行模式的终端控制窗口，支持一键式快速启动。基站支持5G商用终端和手机接入，用户可以自定义网络运营商名称，并测试基站和5G商用终端或手机的下行通信速率。

该解决方案提供5G专用天线和功放，支持3.5 GHz (N78)频段，发射功率高达+23 dBm，配合基站提供网络覆盖功能，天线和功放采用模块化设计，用户可以自由更换。同时，提供4G/5G基站的参数配置和管理功能，如小区用户配置、终端配置等操作，可以对4G/5G商用终端和手机的SIM卡进行写卡操作，支持视频传输。关键指标/特性如下所示。