Wuhan Tabebuia Technology Co., Ltd.

Übersicht Die Nutzung von Open-Source-Systemplattformen und -Hardware zur Untersuchung von Basisstationen im kleinen Maßstab ist eine wichtige Forschungsrichtung auf dem Gebiet der Funk- und LTE-Wireless-Kommunikation.Traditionelle kommerzielle Basisstationsgeräte sind teuer, hat lange Entwicklungszyklen, hohe Betriebskomplexität und umständliche Funktionsänderungen.Um das Problem der komplexen Funktionsänderungen und der langen Entwicklungszyklen bei der Untersuchung von Basisstationen für drahtlose LTE-Kommunikation zu lösen, 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 terminalsDieser Ansatz vermeidet die Probleme von sperrigen und teuren Basisstationen mit langen Entwicklungszyklen und verbessert die Effizienz der Forschung an Basisstationen und Terminalinteraktionen. Die Lösung Basierend auf der USRP-LW/SDR-LW-Serie von softwaredefinierter Funkhardware, kombiniert mit Softwareplattformen wie srsRAN und OpenAirInterface (OAI) 5G,Eine 4G/5G-Simulationsbasisstation und ein Terminal können gebaut werden. Durch die Verwendung verschiedener Modelle von softwaredefinierter Funkhardware und verschiedener Basisstationskonfigurationsparameter können unterschiedliche Funktionalitäten erreicht werden.Dieses System kann den End-to-End-Protokoll-Stack vollständig simulieren, um die Basisstation, das Terminal und das Kernnetzwerk genau zu modellieren und gleichzeitig die entsprechenden 3GPP-Protokollspezifikationen einzuhalten.Es unterstützt die Integration mit kommerziellen Geräten (wie z. B. kommerziellen Terminals und Kernnetzen) und ermöglicht eine sekundäre Entwicklung auf der Grundlage des Protokollstacks. Abbildung 1 zeigt die LTE-Systemarchitektur, die aus drei Teilen besteht: dem Kernnetz (EPC), der Basisstation (eNB) und dem Benutzer (UE).Jeder Teil führt seine entsprechenden Funktionen gemäß dem 3GPP LTE-Protokollstapel durch.Auf der UE-Seite umfasst die Architektur Funktionen wie PHY, MAC, RLC, PDCP und RRC. Die UE kommuniziert mit dem eNB für den Uplink- und Downlink-Datenaustausch über die Luftoberfläche.In der Mitte ist die eNB-Architektur, die die Luft-Schnittstelle mit der UE und die Schnittstellen S1-U und S1-MME mit dem Kernnetz umfasst.und P-GW. Abbildung 2 zeigt die NR-Systemarchitektur. Die 5G-Funkoberfläche erbt den 4G-Protokollstapel mit einer zusätzlichen SDAP-Schicht, die in der Benutzerebene eingeführt wird, um die Qualität des Dienstes (QoS) zu markieren.Die 5G-Systemarchitektur ist ebenfalls in drei Teile unterteilt.: der Benutzer (UE), die 5G-Basisstation (gNodeB) und das Kernnetzwerk (5GC).

Übersicht Die großflächige Multiple-Input-Multiple-Output-Technologie (MIMO) ist eine Schlüsseltechnologie für die Kommunikation im 5G-Netzwerk.Es verwendet groß angelegte Antennenanlagen, um eine effiziente Signalübertragung und -empfang zu erreichenDurch die Erhöhung der Anzahl der Antennendie groß angelegte MIMO-Technologie kann die Kanalkapazität und die Spektralleistung des Systems erheblich verbessern, ohne dass zusätzliche Spektrumressourcen oder Übertragungsleistung erforderlich sind;Um die 5G-Vision zu verwirklichen und die kritischen Leistungsanforderungen an die Spektraleffizienz zu erfüllen, ist es wichtig, groß angelegte MIMO und andere verwandte Technologien zu prototypieren und zu validieren.Da computergestützte Simulationen allein viele der komplexen ungelösten Probleme nicht lösen können,, ist es notwendig, Prototypen von Systemen zu entwickeln, die in Echtzeit unter realen Kanalbedingungen arbeiten und reale HF-Signale übertragen/empfangen können.mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 W, können diese Herausforderungen bewältigen und den Übergang von der theoretischen Simulation zur praktischen Anwendung erleichtern und so die Entwicklung von Kommunikationssystemen der nächsten Generation beschleunigen. Die Lösung Diese Lösung wird mit Luowave implementiert.USRP-LW N321Plattform, die hauptsächlich aus dem programmierbaren RF-Frontend USRP-LW N321 besteht, Servern, Schaltern und der UhrquelleOctoClock-LW-G. Einrichtungsdiagramm Empfohlenes Modell DieUSRP-LW N321ist ein netzwerksoftwaredefiniertes Funkgerät, das für den Einsatz in großflächigen und verteilten drahtlosen Systemen zuverlässig und fehlertolerant sein kann.Es handelt sich um eine leistungsstarke SDR, die ein einzigartiges HF-Design verwendet, um 2 RX- und 2 TX-Kanäle in einer halbbreiten RU-Größe anzubietenDie flexible Synchronisierungsarchitektur unterstützt eine 10 MHz-Uhrreferenz, eine PPS-Zeitreferenz für externe TX LO- und RX LO-Eingänge und ermöglicht eine phase-kohärente MIMO-Testplattform. OctoClock-LW-Gist ein Gerätezuweisungssystem für hochpräzise Uhrquellen. Es ist sehr nützlich für Benutzer, die ein Mehrkanalsystem einrichten und auf eine gemeinsame Referenzzeit synchronisieren möchten.Wir können OctoClock-G verwenden, um kohärente Operationen auf USRP N210 durchzuführen und mit dem System synchronisierenDies ermöglicht viele Anwendungen von Phasen-Arrays, wie Beamforming, Super-Resolution-Richtungsfindung, Diversity-Kombination oder das Design von MIMO-Transceivern.

5G Millimeterwelle USRP Lösung Überblick Da die Nachfrage nach ultrahoher Datenübertragung, geringer Latenzzeit und großer Kapazität auf dem Mobilfunkmarkt immer stärker zunimmt,Die Kommunikationsindustrie muss andere Frequenzbänder der drahtlosen 5G-Technologie entwickeln, um den aktuellen Druck auf die Nutzung der drahtlosen Frequenz in Netzwerken zu lindern.   Die sogenannte 5G Millimeterwelle verwendet nach dem 3GPP 38.101 Protokoll hauptsächlich zwei Frequenzbänder: Frequenzband FR1 und Frequenzband FR2.Der Frequenzbereich des Frequenzbandes FR1 beträgt 450 MHz - 6 GHz, auch als Frequenzband unter 6 GHz bekannt; der Frequenzbereich des Frequenzbandes FR2 beträgt 24,25 GHz - 52,6 GHz, gewöhnlich als Millimeterwelle bezeichnet.     Vorteile von 5G mmWave Hochgeschwindigkeit und große Kapazität: mmWave bietet eine extrem hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit mit einer Spitzenrate von 30 Gbps und unterstützt die gleichzeitige Verbindung einer großen Anzahl von Geräten,und geeignet für Szenarien wie Live-Streaming vonDefinitionsvideo und virtuelle Realität. Niedrige Latenzzeit: Die mmWave-Technologie ermöglicht eine schnellere Reaktion, indem sie die Kommunikationsverzögerung reduziert.wie autonomes Fahren und Fernbedienung. Hohe Richtbarkeit: mmWave hat eine gute Richtfähigkeit und schmale Strahlenstrahlen, die eine präzise Positionierung und Übertragung ermöglichen und die Signalsicherheit verbessern und Störungen reduzieren können. Eigenschaften bei allen Wetterbedingungen: Die Verbreitung von mm-Wellen wird viel weniger vom Klima beeinflusst und hat Allwetter-Eigenschaften. Derzeit können USRP-Transceiver HF-Signale unterhalb von 6 GHz senden und empfangen, die das Frequenzband Sub6G abdecken.mmWellen-Erweiterungsmodulefür USRP, das mittelfrequente Signale in das mmWave-Frequenzband umwandeln kann und damit den Nutzern hilft, schnell 5G mmWave-Mobilkommunikationssysteme zu etablieren.   Die Lösung Das 5G-Millimeterwellen-Kommunikationssystem basiert auf der USRP-LW/SDR-LW-Serie von softwaredefinierten Funkplattformen.Millimeterwellen-Erweiterungsmodule und seine OpenAirInterface (OAI) 5G-SoftwareplattformEs hat die Funktion, die 5G NSA/SA-Netzwerkumgebung zu simulieren und kann die Erforschung verwandter Technologien für 5G-Millimeterwellenkommunikation unterstützen.Durch die Verwendung verschiedener Arten von softwaredefinierter Funkhardware und unterschiedlicher Basisstationskonfigurationsparameter, können verschiedene Funktionen erreicht werden. Dieses System kann den End-to-End-Protokollstapel vollständig simulieren, Basisstationen, Endgeräte und Kernnetze vollständig simulieren und die entsprechenden 3GPP-Protokollspezifikationen erfüllen.Es unterstützt die Schnittstelle mit kommerziellen Geräten und unterstützt die sekundäre Entwicklung auf der Grundlage des Protokollstacks.   Einrichtungsdiagramm Seite der Basisstation: Es besteht aus einem leistungsstarken, unabhängigen Funkgerät. SDR-LW 2974, ein Millimeter-Wellen-Erweiterungsmodul-Up-Conversion-Modul und ein Down-Conversion-Modul sowie zwei Millimeter-Wellen-Horn-Antennen.     An der Seite des Endgeräts: Es besteht aus einem softwaredefinierten Funkgerät USRP-LW B210, ein Millimeterwellenverlängerungsmodul, ein Umwandlungsmodul, ein Obercomputer und zwei Millimeterwellen-Hornantennen.         Verwandte Produkte Die Verarbeitungsanforderungen von 5G-NR sind viel höher als die von 4G und erfordern somit leistungsstarke SDR-Geräte oder sogar fortschrittlichere PCs als Hostcomputer für USRP.Durch das begleitende Millimeterwellen-Erweiterungsmodul und den Up-Converter, kann die kontinuierliche Frequenzumwandlung von 24 GHz auf 44 GHz unterstützt werden, um den Forschungsbedarf der 5G-Millimeterwellenkommunikation zu decken. (1) SDR-LW-SerieDie SDR-LW-Serie ist ein leistungsstarkes SDR-Standalone-Gerät, das von Luoguang Electronics eingeführt wurde.Durch die Zusammenarbeit mit dem Intel X86-Prozessor und dem FPGA, wird die Flexibilität softwaredefinierter Funkgeräte verbessert. Der Host des Geräts der SDR-LW-Serie kann 5G-Basisstation/Terminalsoftware ausführen,und der Frontend realisiert Signalübertragung für Basisstationen und Endgeräte durch Hornantennen. Der integrierte Entwurfsrahmen ermöglicht es, schnell Prototypen leistungsstarker mobiler drahtloser Kommunikationssysteme zu bauen.SDR-LW 2974undSDR-LW 3980 Modelle: (2) USRP-LW-SerieUSRP-LW N321 ist eine leistungsstarke softwaredefinierte Funkvorrichtung mit einer sofortigen Bandbreite von bis zu 200 MHz HF-Frontend, unterstützt die MIMO-Konfiguration und ist mit einem Hochgeschwindigkeits-ADC und einem DAC ausgestattet.Es kann komplexe Signalverarbeitungsaufgaben bewältigen und verschiedene Anforderungen an die drahtlose Kommunikation erfüllen.Soft-Basisstationen und Soft-Terminals werden auf dem PC, der mit USRP-LW N321 verbunden ist, eingerichtet, um Funktionen des drahtlosen NR-Protokollstacks zu implementieren.USRP-LW N321 vervollständigt die Digital-Analog-Konvertierung und vervollständigt die Sende- und Empfangsfunktionen am HF-Ende. Der Basisbandprozessor des USRP-LW N321 verwendet den Xilinx Zynq-7100 SoC, der ein großflächiges benutzerprogrammierbares FPGA und eine Dual-Core-ARM-CPU integriert.eine starke Unterstützung für die Echtzeit- und niedrige LatenzverarbeitungDurch die Verwendung von SFP+ und QSFP+-Ports kann USRP-LW N321 hochdurchlaufende I/Q-Datenströme an den Host-PC oder FPGA-Coprozessor übertragen und so die Anforderungen an die Hochgeschwindigkeitsdatenverarbeitung erfüllen.Es unterstützt Remote-Ausführungsaufgaben, wie Softwareaktualisierung, Neustart und Werk-Reset, wodurch die Steuerung und Verwaltung des Funknetzes vereinfacht wird.