LTE系统
 

AmariLTE系统简介

2015-05-14

LTE system

上图为AmariLTE系统的硬件组成。主要包括射频单元,标准的计算机和LTE终端。

  • 射频单元
USRP是AmariLTE系统的标准配置。
USRP是目前主流的一款低功率低成本软件无线电平台。USRP平台与计算机之间通过以太网或USB连接。USRP适合于科研实验或研发工作。
关心USRP射频指标的朋友,请您查看www.ettus.com

GeeFlex已测试过USRP B210/N210/X300,配合SBX子板,都能够正常运行。究竟选择哪一种硬件,需要您针对自己的需求来考虑。

AmariLTE软件并不局限于USRP平台。只要射频前端模块具有与计算机的接口,AmariLTE软件只需对接口做适当修改,便可以适配其他的射频前端。例如您想使用商用的大功率RRU(提醒您,必须有频谱许可),只需将CPRI接口转为以太网接口或者PCIe接口等计算机具备的通用接口,就可以使用AmariLTE软件了。Amari提供API供使用者做进一步开发。您可以参考Nutaq这个案例。

  • 计算机
由于所有的信号和信令处理,从LTE物理层到LTE核心网,都由计算机上的软件完成,所以对计算机的处理能力有较高的要求,需配置Intel 4核Core i7 CPU (或更新的处理器)。指令集需支持SSE4.1,AVX或AVX2。
计算机的类型可以根据用户的需要选择,台式机、机架式服务器、笔记本电脑均可。
在采用机架式服务器的情况下,可以考虑云计算中心的部署方式,即所谓Cloud RAN。eNB和EPC都运行在数据中心的服务器上。数据中心可以很方便的配置其他业务功能,例如SIP服务器,视频服务器,CDN等等。
也可以选择低功耗处理器的计算机,例如无风扇PC或者笔记本电脑。由于功耗的限制,它的主频不能达到标准台式机的频率,因此处理能力略低。适用于带宽较小,负载较轻的LTE系统。

  • LTE终端
AmariLTE系统目前可支持LTE R12终端。

  • 软件特性
AmariLTE主要包含eNB和MME两部分(还有其它一些程序,例如MBMS网关程序),是高度优化的,非常小巧的代码。运行在非实时Linux操作系统中。高效率的代码,以及使用非实时操作系统,是AmariLTE软件最杰出的两个特性,也是Fabrice Bellard这一著名程序员的过人之处。
eNB部分实现eNB的功能,包括PHY,MAC,RLC,PDCP,实现了标准的S1接口。AmariLTE的eNB可以与第三方的核心网设备通过S1接口连接。
MME包含了EPC中的MME,S-GW,P-GW和HSS。通过MME模块,LTE终端可透明访问IP网络。AmariLTE的EPC可以与第三方的eNB设备连接。

AmariLTE软件的开发和更新速度很快,请访问www.amarisoft.com查看最新的软件特性。下面列出了一些基本特性(简略翻译版,强烈建议直接访问官网)。
eNB的基本功能: 
  • 符合LTE Release 12 标准FDD/TDD模式
  • 带宽支持:1.4,3,5,10,15,20MHz
  • 可支持多个小区,同频或异频均可
  • 支持传输模式1(单天线)和传输模式2~10(2x2 MIMO) 
  • 宽带CQI/PMI报告
  • 支持MBMS
  • 支持eNodeB内的切换,基于S1和X2的切换
  • 支持公共预警系统(CMAS/ETWS)
  • 支持全双工和半双工UE
  • 支持的活动UE数量仅受限于系统带宽,没有软件设计上的限制
  • 完全可配置的SIB信息(System Information Blocks)
  • 完整性检查,基于AES和Snow3G的加密算法

EPC基本功能:
  • 包含内置SGW,PGW和HSS的MME。
  • 支持通过标准S1接口与多个eNodeB连接(S1AP和GTP-U协议)。
  • 使用AES和Snow 3G算法实现NAS完整性检查和加密。
  • 支持USIM卡使用XOR或者Milenage鉴权算法。
  • 多PDN支持和内置动态ERAB设置,易于测试VoLTE/IMS。
  • 透明访问IP网络(无需外部的服务网关和PDN网关)。
  • 可配置的用户数据库。无需外部的HSS。
  • 支持IPv6。
  • 可支持多个PLMN


GeeFlex可以为您提供包括硬件和软件,网络侧和终端侧的,完整的系统。收到整套系统之后,上电后即可运行LTE系统。数据卡和手机都可以通过LTE连接到互联网。


只需一台计算机,加上一个小巧的USRP盒子,您就可以开启一个LTE网络!

下图是AmariLTE软件运行时的一张截图。此时,两个LTE手机正通过AmariLTE基站进行skype视频通话。左图是eNB的运行界面。其中显示了每个UE的上下行链路状态,包括CQI, MCS, bitrate, Turbo iteration number等等。因为是skype视频通话,所以可以看到两个UE的上下行速率都在600~700Kbps左右。右上的图是MME的界面,显示了当前网络中的UE和eNB状态。更多更详细的信息,可以通过log文件来查看。
右下的图显示了当前CPU的负载情况。这是一个含有物理四核的CPU,Intel(R) Core(TM) i7-3770 CPU @ 3.40GHz。可以看到CPU的负荷并不高,总共大约只占用了30%多。因为这个eNB的业务量并不高,而且UE距离eNB非常近,信道状态良好,Turbo的迭代次数非常低。所以综合起来,给CPU的运算量并不是太大。

Amari LTE 软基站的应用场景

 

Amari LTE 软基站的应用场景