4G LTE软基站的应用场景

2015-12-10

1. 概述

LTE软基站开源的有OAI、OpenLTE，商业软件有Amarisoft公司的LTE100。因Amarisoft公司的产品在功能、可用性、易用性方面相比开源产品领先很多，因此本文主要介绍Amarisoft公司的软基站。

2. Amari LTE100软基站特点

2.1. LTE软基站的优点

1) 结构简单成本低。 一台PC机+USRP板卡 (http://www.open-mesh.com.cn) 就可以实现一个独立的LTE基站+核心网的功能，费用也就是区区几万元。而且还可以支持2*2 MIMO，性能上可以达到下行149 Mbps，上行32Mbps。

上图为采用PC机+USRP210 组成2*2 MIMO的系统结构示意图。现在Amarisoft也推出了PCIe接口的射频处理板 (http://www.amarisoft.com/document/SDR-MIMO-PCIe-Card.pdf) ，可替代USRP，这样如果采用台式机或服务器的话，系统的集成度就更好了。

2) 外形小巧携带方便。 如果采用笔记本或特制的小PC，完全可实现基站+核心网，拎包即走。下图所示就是一套AmariLTE100系统的硬件组成，是不是有点不可思议？

3) 配置灵活。 因为其软件定义的特性，LTE基站的很多参数可以随意修改定制，如频段、带宽、功率、增益等等。

4) 可同时支持FDD和TDD两种制式。 两种LTE网络接入方式想要那种就哪种，甚至可在同一个基站中同时支持TDD和FDD，这就不是传统的基站可想象的了。

2.2. LTE软基站的缺点

1、 目前大部分软基站都采用USRP进行射频信号处理，USRP默认功率较小，切射频指标也相对较弱，如需大范围覆盖，需要定制功放，或采用商用RRU。

2、 目前缺少商用组网应用，大多用于测试和研究。

3. LTE软基站的主要应用场景

目前阶段，Amari的LTE软基站能用来干什么呢？下面列举了几个常见应用场景：

3.1. 网络产品测试

Amari的产品，包括enb和mme两个独立部分，采用标准的接口，enb和mme都可以分别和其它厂商标准接口产品对接，从而提供测试环境。

3.2. 通信芯片/模块开发测试

LTE通信芯片/模块厂商在芯片的研发生产过程中，都需要相应的无线网络环境对芯片/模块进行测试，采用软基站则可很低成本的搭建起测试网络，且其升级也非常方便。

3.3. 协议栈开发测试

Amari的产品中提供了一些接口和工具，可以实时提取帧结构数据，从而可以很方便的用于协议栈开发测试。

3.4. 无线网络教学系统

Amari LTE产品麻雀虽小，五脏俱全，非常适合大专院校搭建LTE无线网络教学环境。系统可实时检测相关的射频信号参数指标，具有日志展示功能，可以很好的帮助学生理解LTE网络特性，学生可动手对系统的参数进行配置调整，观察网络的变化。同时也可以作为软件无线电的典型应用案例实验环境。

3.5. LTE专网

通过Amari LTE100产品可以很方便的建设独立可控的无线接入网络，适合专网的应用特性。当然对于专网应用，需要进行必要的集成开发才能满足具体应用场景的需求。

前面也提到，目前移动专网的方案还没有真正落地的，但相信随着功能的进一步完善，AmariLTE100在不久之后就会有商用专网的案例了。

4. 小结

采用SDR技术实现的4G LTE基站，因为其具天生灵活可配置、成本低等特点，已经为越来越多的高校、研究机构、通信芯片/终端厂商所重视，并开始引入相关的研究与开发工作中。随着LTE软基站产品的进一步发展，相信不久后将会得到更大规模的应用。