Wuhan Tabebuia Technology Co., Ltd.

Przegląd Wykorzystanie platform i sprzętu systemów otwartego źródła do badania małych stacji bazowych jest ważnym kierunkiem badań w dziedzinie łączności bezprzewodowej radiowej i LTE.Tradycyjne komercyjne urządzenia stacji bazowych są drogie, ma długie cykle rozwoju, wysoką złożoność operacyjną i uciążliwe zmiany funkcjonalności.Rozwiązanie problemu złożonych zmian funkcjonalności i długich cykli rozwoju w badaniu stacji bazowych komunikacji bezprzewodowej LTE, the proposed solution adopts the open-source OAI 5G and srsRAN software systems and a software-defined radio (SDR) hardware platform to build real-time operating base stations for research on interactions with terminalsTakie podejście pozwala uniknąć problemów związanych z dużymi i kosztownymi stacjami bazowymi z długimi cyklami rozwoju, zwiększając efektywność badań nad stacjami bazowymi i interakcjami terminali. Rozwiązanie W oparciu o serię sprzętu radiowego definiowanego oprogramowaniem USRP-LW/SDR-LW, w połączeniu z platformami oprogramowania, takimi jak srsRAN i OpenAirInterface (OAI) 5G,można zbudować stację bazową i terminal symulacyjny 4G/5GWykorzystując różne modele oprogramowania radiowego zdefiniowanego oprogramowaniem i różne parametry konfiguracji stacji bazowej, można osiągnąć różne funkcjonalności.Ten system może w pełni symulować pakiet protokołu od końca do końca, dokładne modelowanie stacji bazowej, terminalu i sieci rdzeniowej, przy jednoczesnym przestrzeganiu odpowiednich specyfikacji protokołu 3GPP.Wspiera integrację z sprzętem komercyjnym (takimi jak terminale komercyjne i sieci rdzeniowe) i umożliwia rozwój wtórny oparty na stosie protokołów. Na rysunku 1 przedstawiono architekturę systemu LTE, składającą się z trzech części: sieci podstawowej (EPC), stacji bazowej (eNB) i użytkownika (UE).Każda część realizuje swoje odpowiednie funkcje zgodnie ze stosem protokołu 3GPP LTE. Po stronie UE, architektura obejmuje funkcje takie jak PHY, MAC, RLC, PDCP i RRC. UE komunikuje się z eNB w celu wymiany danych w górnym i dolnym połączeniu za pośrednictwem interfejsu powietrznego.W środku jest architektura eNBPo prawej stronie znajduje się EPC, który składa się głównie z elementów sieci, takich jak MME, S-GW,i P-GW. Rysunek 2 pokazuje architekturę systemu NR. Interfejs radiowy 5G dziedziczy stos protokołu 4G, z dodatkową warstwą SDAP wprowadzoną w płaszczyźnie użytkownika w celu oznaczenia jakości usługi (QoS).Architektura systemu 5G jest również podzielona na trzy części:: użytkownik (UE), stacja bazowa 5G (gNodeB) i sieć podstawowa (5GC).

Przegląd Technologia wielkoskalowego wielokrotnego wejścia wielokrotnego wyjścia (MIMO) jest kluczową technologią w komunikacji sieciowej 5G.Wykorzystuje duże maszyny antenowe w celu osiągnięcia efektywnej transmisji sygnału i odbioruZwiększając liczbę anten,Duża technologia MIMO może znacząco zwiększyć pojemność kanału i efektywność widmową systemu bez konieczności wykorzystania dodatkowych zasobów widma lub mocy przesyłowejAby zrealizować wizję 5G i spełnić krytyczne wymagania dotyczące wydajności widmowej, niezbędne jest stworzenie prototypu i zatwierdzenie dużych zastosowań MIMO i innych powiązanych technologii.Ponieważ same symulacje komputerowe nie mogą rozwiązać wielu złożonych nierozwiązanych problemów, konieczne jest opracowanie prototypowych systemów, które mogą działać w czasie rzeczywistym w rzeczywistych warunkach kanału i przesyłać/odbierać prawdziwe sygnały RF.który łączy w sobie oprogramowanie symulacyjne na komputerze z platformą radiową definiowaną oprogramowaniem (SDR), może sprostać tym wyzwaniom, ułatwiając przejście od symulacji teoretycznej do praktycznego zastosowania, a tym samym przyspieszając rozwój systemów komunikacji nowej generacji. Rozwiązanie Rozwiązanie to jest realizowane przy użyciu LuowaveUSRP-LW N321platforma, która składa się głównie z programowalnego urządzenia RF USRP-LW N321, serwerów, przełączników i źródła zegaraOctoClock-LW-G. Diagram konfiguracji Zalecany model W sprawieUSRP-LW N321jest sieciowym radiem definiowanym oprogramowaniem, który może zapewnić niezawodność i odporność na usterki do wdrożenia w dużych i rozproszonych systemach bezprzewodowych.Jest to wysokiej wydajności SDR, który wykorzystuje unikalną konstrukcję RF, aby zaoferować 2 kanały RX i 2 TX w połowie szerokości RUElastyczna architektura synchronizacji obsługuje odniesienie zegarowe 10 MHz, odniesienie czasu PPS dla zewnętrznych wejścia TX LO i RX LO, umożliwiając fazowo spójną platformę testową MIMO. OctoClock-LW-Gjest systemem alokacji urządzeń dla wysokiej precyzji źródeł zegara. Jest bardzo przydatny dla użytkowników, którzy chcą ustanowić system wielokanałowy i zsynchronizować do wspólnego czasu odniesienia.Możemy użyć OctoClock-G do wykonywania spójnych operacji na USRP N210 i synchronizować z systememUmożliwia to wiele zastosowań fazowej siatki, takich jak formowanie wiązki, znalezienie kierunku o nadwyższej rozdzielczości, kombinacja różnorodności lub projektowanie nadajników MIMO.

5G Millimeter Wave USRP Solution Overview W związku z rosnącym zapotrzebowaniem na przesył danych o bardzo wysokiej prędkości, niskim opóźnieniu i dużej pojemności na rynku łączności komórkowej,branża łączności musi opracować inne pasma częstotliwości technologii bezprzewodowej 5G w celu złagodzenia obecnej presji na wykorzystanie widma bezprzewodowego w sieciach.   Tak zwana fala milimetrowa 5G, zgodnie z protokołem 3GPP 38.101, 5G NR wykorzystuje głównie dwa pasma częstotliwości: pasmę częstotliwości FR1 i pasmę częstotliwości FR2.Zakres częstotliwości pasma FR1 wynosi 450MHz - 6GHz, znany również jako pasma częstotliwości Sub-6GHz; zakres częstotliwości pasma częstotliwości FR2 wynosi 24,25GHz - 52,6GHz, zwykle określany jako fala milimetrowa.     Zalety 5G mmWave Duża prędkość i duża pojemność: mmWave może zapewniać niezwykle wysoką prędkość transmisji danych, z maksymalną prędkością osiągającą 30 Gbps, wspierając jednoczesne podłączenie dużej liczby urządzeń,i nadaje się do scenariuszy takich jak transmisja na żywo wysokiej jakościdefinicji wideo i wirtualnej rzeczywistości. Niski czas opóźnienia: Technologia mmWave może osiągnąć szybszą reakcję poprzez zmniejszenie opóźnienia komunikacji.takie jak autonomiczne prowadzenie pojazdów i zdalne sterowanie. Wysoka kierowność: Fale mm mają dobrą kierunkowość i wąskie wiązki, co sprzyja precyzyjnemu pozycjonowaniu i transmisji, a także może poprawić bezpieczeństwo sygnału i zmniejszyć zakłócenia. Charakterystyka na każdą pogodę: Przekazywanie się fal mm jest znacznie mniej wpływane przez klimat i charakteryzuje się charakterystyką każdej pogody. Obecnie nadajniki USRP mogą wysyłać i odbierać sygnały RF poniżej 6 GHz, obejmujące pasmę częstotliwości Sub6G.Moduły rozszerzające falę mmw celu USRP, który może przekształcać sygnały częstotliwości pośrednich w pasmę częstotliwości mmWave, pomagając tym samym użytkownikom szybko ustanowić systemy komunikacji mobilnej 5G mmWave.   Rozwiązanie System komunikacji fal milimetrowych 5G jest zbudowany na bazie serii oprogramowanych platform radiowych USRP-LW/SDR-LW,Moduły rozszerzające fale milimetrowe i platforma oprogramowania OpenAirInterface (OAI) 5GMa on funkcję symulacji środowiska sieciowego 5G NSA/SA i może wspierać eksplorację powiązanych technologii dla komunikacji 5G fal milimetrowych.Dzięki wykorzystaniu różnych typów oprogramowania radiowego zdefiniowanego przez oprogramowanie i różnych parametrów konfiguracji stacji bazowej, można osiągnąć różne funkcje. System ten może w pełni symulować stos protokołów od końca do końca, w pełni symulować stacje bazowe, terminale i sieci rdzeniowe oraz spełniać odpowiednie specyfikacje protokołu 3GPP.Wspiera interfejs z sprzętem komercyjnym i wspiera rozwój wtórny oparty na stosie protokołów.   Diagram konfiguracji Strona stacji bazowej: Składa się z jednego niezależnego urządzenia radiowego o wysokiej mocy SDR-LW 2974, jeden moduł rozszerzający fal milimetrowych, jeden moduł konwersji w górę i jeden moduł konwersji w dół oraz dwie anteny rogu fal milimetrowych.     Strona końcowa: Składa się z definiowanego oprogramowaniem urządzenia radiowego USRP-LW B210, moduł przekształcania do góry, moduł przekształcania do dołu, komputer górny i dwie anteny rogu fal milimetrowych.         Produkty pokrewne Wymagania dotyczące przetwarzania 5G-NR są znacznie wyższe niż w przypadku 4G, co wymaga urządzeń SDR o wysokiej wydajności lub nawet bardziej zaawansowanych komputerów osobistych jako komputer host dla USRP.Poprzez towarzyszący moduł rozszerzania fal milimetrowych i konwerter, można wspierać ciągłą konwersję częstotliwości z 24 GHz do 44 GHz, zaspokajając potrzeby badawcze komunikacji fal milimetrowych 5G. (1) Seria SDR-LWSeria SDR-LW to wysokiej wydajności samodzielne urządzenie SDR wprowadzone przez Luoguang Electronics.Pracując w synergii z procesorem Intel X86 i FPGA, elastyczność sprzętu radiowego definiowanego oprogramowaniem jest zwiększona.a przednia część realizuje transmisję sygnału dla stacji bazowych i urządzeń końcowych za pośrednictwem anten rogu. Zintegrowane ramy projektowania umożliwiają szybkie budowanie prototypów wydajnych mobilnych systemów łączności bezprzewodowej.SDR-LW 2974a takżeSDR-LW 3980 Modele: (2) Seria USRP-LWUSRP-LW N321 jest wydajnym urządzeniem radiowym zdefiniowanym oprogramowaniem o natychmiastowej przepustowości do 200 MHz RF front-end, obsługującym konfigurację MIMO i wyposażonym w szybkie urządzenia ADC i DAC.Może obsługiwać złożone zadania związane z przetwarzaniem sygnałów i spełniać różne wymagania w zakresie komunikacji bezprzewodowej.Na komputerze podłączonym do USRP-LW N321 są ustawione miękkie stacje bazowe i miękkie terminale do wdrażania funkcji stosów protokołu bezprzewodowego NR.USRP-LW N321 kończy konwersję cyfrowo-analogową i kończy funkcje przesyłania i odbierania na końcu RF. Procesor bazowy USRP-LW N321 wykorzystuje Xilinx Zynq-7100 SoC, zintegrowany z dużą programowalną FPGA i dual-core ARM CPU,zapewnienie silnego wsparcia dla przetwarzania w czasie rzeczywistym i o niskim opóźnieniuUżywając portów SFP+ i QSFP+, USRP-LW N321 może przesyłać strumienie danych I/Q o wysokiej przepustowości do hosta PC lub koprocesora FPGA, spełniając wymagania szybkiego przetwarzania danych.Wspiera zdalne wykonywanie zadań, takie jak aktualizacja oprogramowania, ponowne uruchomienie i resetowanie fabryczne, ułatwiając tym samym kontrolę i zarządzanie siecią radiową.