[OpenAirInterface-01]什么是OAI？OAI在github中源代码的存放结构

前言：什么是软件无线电SDR

软件定义的无线电(Software Defined Radio，SDR) 是一种无线电广播通信技术，它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。

频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级，而不用完全更换硬件。

OpenAirInterface是软件无线电SDR的一种实现。

第1章 什么是OAI（OpenAirInterface）

1.1 来自官网的概述

OpenAirInterface是一种开放软件，汇集了来自世界各地的开发人员，他们共同构建无线蜂窝接入网络（RAN）和核心网络（CN）技术.

1.2 来自github的概述

OAI是一个开源的硬件和软件无线技术平台（模拟、仿真和实时），用于部署具有高度真实感的模拟无线蜂窝网络。

OAI github源代码：oai / openairinterface5G · GitLab

1.3 来自我的解读

OpenAirInterface不仅仅包括无线空口, 还包括整个无线接入网RAN，也包括核心网Core。

OpenAirInterface不仅仅包括4G LTE, 还包括5G，也包括未来的6G

OpenAirInterface不仅仅包括软件实体，还包括硬件与仿真（仿真硬件实体）。

Open的含义：

开放：是接口
开源：是代码

第2章 什么是OSA

2.1 OSA概述：

OSA：OpenAirInterface Software Alliance， 开源空口软件联盟。

OSA成立于2014年，是一个由公司赞助商资助的法国非营利组织（又称为“Dotation基金会”）。

OSA是OpenAirInterface成员的大本营。

2.2 OSA联盟职责

–软件的发展和演进路线图（进度和范围管理）

–软件的质量控制（质量管理）。

–推动OAI软件包，在学术界和工业界，针对不同的用例场景的部署 （市场管理）

2.3 OpenAirInterface github成员的角色

User：用户，使用者，这些人只使用github上提供的OpenAirInterface源代码，不参与开发。
Developer：开发者，这些人参与OpenAirInterface源代码的开发，OpenAirInterface欢迎任何人参与开发。
administrator：OpenAirInterface项目在github上的管理员。

第3章 常见的其他问题

（1）OAI官网：OpenAirInterface – 5G software alliance for democratising wireless innovation

（2）OAI github源代码：oai / openairinterface5G · GitLab

（3）OAI github home page：Home · Wiki · oai / openairinterface5G · GitLab

（4）常见问题列表：FAQ · Wiki · oai / openairinterface5G · GitLab

3.1 OAI包括哪几部分

OpenAirInterface主要包含四个部分：

（1）OpenAir0：无线嵌入式系统设计，包含了一些RF物理硬件相关的设计文件和firmware之类。

（2）OpenAir1：基带信号处理，包含了一些物理层的功能模块，例如OFDM，调制解调，信道估计，编解码等等。

（3）OpenAir2：MAC层介质访问协议，包括在PC上通过Linux的IP网络设备驱动与MPLS的互联开发第二层协议栈。

（4）OpenAir3：无线网络，包括为全IP蜂窝与IP/MPLS网状而开发的第三层协议栈。

上述部分，反应了5G NR的协议栈结构。

3.2 OAI 支持哪些无线技术和无线系统？

（1）LTE

协议栈：OAI提供了一个完整的实验性的LTE实现（主要是Rel 8，包括部分Rel 10）。

底层的硬件+OS平台：基于x86优化的实时Linux操作系统，并具有互通功能（也就是说它不支持ARM硬件平台和windows操作系统）

无线系统：它包括无线接入EUTRAN（eNB和UE）和LTE核心网EPC（MME、xGW和HSS）。

（2）5G

目前，该项目正在与社区密切合作，以使软件朝着3GPP未来5G版本的方向发展。

也就是说开源的5G项目正在开展，还不像4G LTE那样成熟。

3.3 支持哪些射频硬件平台？

法国 Eurecom EXMIMO II
NI/ETTUS B210/X300
BladeRF，
LMSSDR。
三款SDR平台对比：HackRF，bladeRF和USRP - h2z - 博客园

3.4 谁可以使用OAI？

作为一个开源平台，它可供学术机构、工业界和政府的研究人员使用。

3.5 谁在建设OAI？

OAI最初由EURECOM开发，并获得了欧洲委员会和法国政府的资助）。

目前，它由OpenAirInterface软件联盟（OSA，www.OpenAirInterface.org）管理。

OSA有几个工业/非营利成员；有关更多详细信息，请参阅OSA成员列表。

3.6 OpenAirInterface与ETTUS N210 RF一起工作吗？

简短回答：否。

长回答：软件应该运行，但N210卡上的参考频率不足以生成所需的7.68/15.36 MHz采样频率，因此虽然软件功能工作，但无法提供业务。

3.7 运行OAI需要考虑哪些射频因素？

需要一个双工器、射频电缆。天线，RF电路才能正常工作。

射频部件应与运行系统的频带/射频频率正确匹配。

有关更多详细信息，请参阅OAI系统需求页面上的双工器部分。

3.8 CPU要求是什么？

最好在最新的Intel Core i5/i7上运行，最少4核。

有关更多详细信息，请参阅OAI系统需求页面。

3.9 平台软件需求是什么？

需要在计算机上运行Ubuntu 14.04或更高版本。

Ubuntu 16.04 LTS的测试正在进行。

OAI的内核也有特定的要求。有关更多详细信息，请参阅OAI软件支持页面。

3.10 UE的要求是什么？

理论上没有，但最好使用官网尝试过的手机。

最好不要从运营商处购买解锁手机，而是直接从亚马逊/易趣上的第三方供应商处购买。

包括SIM卡编写工具。

3.11 有教程吗？

是的，在官网的教程页面有很多教程。

3.12 我如何贡献/报告错误？

需要签署许可协议，然后按照gitlab工作流/编码指南提交分支机构进行合并。

有关更多详细信息，请参阅如何贡献页面。

3.13 有持续集成框架吗？

是的，官网githut上有一个CI框架，可以在不同的系统上构建多个不同的变体，运行模拟器和物理层测试。

它还远程控制UEs、EPC、ENB并运行吞吐量测试。

3.14：是否需要在手机上启用任何特定设置？

是的，必须将手机置于仅LTE模式。

如果您使用oai EPC，您还必须将蜂窝设置中的APN设置为“oai.ipv4”，或者根据您的EPC配置设置为其他内容。

3.15 使用什么配置文件作为起点？

对于USRP，$OPENAIR_DIR/targets/PROJECTS/GENERIC-LTE EPC/CONF/enb.band7.tm1.usrpb210.CONF

对于BladeRF，$OPENAIR_DIR/targets/PROJECTS/GENERIC-LTE-EPC/CONF/enb.band7.tm1.bladerfx40.CONF

对于LMSSDR，$OPENAIR_DIR/targets/PROJECTS/GENERIC-LTE-EPC/CONF/enb.band7.tm1.LMSSDR.CONF

对于EXMIMO2，$OPENAIR\u DIR/targets/PROJECTS/GENERIC-LTE-EPC/CONF/enb.band7.tm1.EXMIMO2.CONF

3.16：可以为任何波段使用上述配置文件吗？

否。以上配置文件仅适用于频带7。

SDR需要对其他波段进行校准。

官方已经为其他波段校准了一些SDR平台。

可以在文件夹中查找其他波段的配置文件，$OPENAIR\u DIR/targets/PROJECTS/GENERIC-LTE-EPC/CONF

注意：请勿随意更改TX/RX增益设置，因为它们会影响其他LTE参数。

3.17：有时手机不想连接到OAI。有什么问题

尽量避免从某个运营商购买手机。运营商的手机都有一个包装，将阻止该手机接入到其他网络，例如OAI。这是另一个解决方案，但请自行承担风险，

https://lists.eurecom.fr/sympa/arc/openair5g-user/2016-06/msg00076.html

第4章 OAI在github中源代码的存放结构

4G/5G RAN目标系统的架构

注意，上述架构，分为3大组成部分， RCC, RAC, RRU

RRU: RU => L1_Low + RF simulator =》 openair1

RAC: DU => RLC, MAC, L1-High =》 openair2

RRC: CU => RRC， PDCP层 =》 openair2

F1接口：RRC与RLC接口 =》 openair2

nFAPI接口：L1-High与L1-Low接口 =》 nFAPI

UE核心网对等层： =》 openair3

LTE数据处理、仿真流程

协议栈

说明

本文只包括UE和基站的代码结构，不包括EPC和5G核心网的源代码。

（1）EPC代码：Home · OPENAIRINTERFACE/openair-epc-fed Wiki · GitHub

（2）5G NR核心网代码：

build目标代码

openairinterface5g

├── ci-scripts : Meta-scripts used by the OSA CI process. Contains also configuration files used day-to-day by CI. =》存放持续集成所需要所有脚本和配置文件。

├── cmake_targets : Build utilities to compile (simulation, emulation and real-time platforms), and generated build files. =》 存放交叉编译所需要的各种工具以及交叉编译生成的目标文件。

├── common : Some common OAI utilities, other tools can be found at openair2/UTILS. =》存放一些公共的OAI工具，这些工具，主要用于目标系统。

├── doc : Contains an up-to-date feature set list and starting tutorials. =》支持的功能列表以及快速入门帮助文件。

├── executables : Top-level executable source files. =》可执行文件

├── LICENSE : License file.

├── maketags : Script to generate emacs tags. =》Emacs，著名的集成开发环境和文本编辑器。Emacs被公认为是最受专业程序员喜爱的代码编辑器之一，另外一个vim。

nfapi openair1 PHY与openair2 MAC接口

├── nfapi : Contains the NFAPI code. A local Readme file provides more details. =》 N

FAPI接口的源代码文件, nFAPI是openair1的PHY层与openair2 MAC层之间的接口。

openair1 (L1: PHY+RF）

├── openair1 : 3GPP LTE Rel-10/12 PHY layer / 3GPP NR Rel-15 layer. A local Readme file provides more details. =》 物理层代码，包括LTE R10/12和NR R15, 包括基站和UE.
│ ├── PHY =》 PHY + RF 源代码
│ ├── SCHED =》4G基站侧调度器代码
│ ├── SCHED_NBIOT =》NBIOT调度器
│ ├── SCHED_NR =》 5G 基站侧调度器
│ ├── SCHED_NR_UE =》 5G UE侧调度器
│ ├── SCHED_UE =》4GUE侧调度器代码
│ └── SIMULATION : => PHY + RF simulation. (包括部分PHY的仿真和RF的全部仿真)

openair2 （L2 + L3)

├── openair2 : 3GPP LTE Rel-10 RLC/MAC/PDCP/RRC/X2AP + LTE Rel-14 M2AP implementation. Also 3GPP NR Rel-15 RLC/MAC/PDCP/RRC/X2AP.
│ ├── COMMON
│ ├── DOCS =》 文档说明
│ ├── ENB_APP =》 4G LTE 基站侧负责空口与核心网接口的桥接
│ ├── F1AP =》 4G+5G RRC与RLC的接口，也是openair2与openair3的接口
│ ├── GNB_APP => 5G GNB 基站侧负责空口与核心网接口的桥接
│ ├── LAYER2/RLC/ : with the following subdirectories: UM_v9.3.0, TM_v9.3.0, and AM_v9.3.0. => 4G + 5G共用RLC层
│ ├── LAYER2/PDCP/PDCP_v10.1.0 => 4G + 5G共用PDCP层
│ ├── M2AP ???
│ ├── MCE_APP ???
│ ├── NETWORK_DRIVER =》 传输层驱动程序，用于硬件加速
│ ├── NR_PHY_INTERFACE =》NR 基站MAC层与PHY层的接口
│ ├── NR_UE_PHY_INTERFACE =》NR 手机MAC层与PHY层的接口
│ ├── PHY_INTERFACE =》LTE 基站/手机MAC层与PHY层的接口
│ ├── RRC =》RRC层
│ ├── UTIL =》工具
│ └── X2AP =》 X2AP接口

openair3

├── openair3: 3GPP LTE Rel10 for S1AP, NAS GTPV1-U for both ENB and UE.
│ ├── COMMON =》 核心网的common代码 ？？？
│ ├── DOCS
│ ├── GTPV1-U =》 GTPV1
│ ├── M3AP =？？？？？
│ ├── MME_APP => MME APP
│ ├── NAS => NAS层消息
│ ├── S1AP => S1AP
│ ├── SCTP
│ ├── SECU => Security
│ ├── TEST
│ ├── UDP
│ └── UTILS
└── targets : Top-level wrappers for unitary simulation for PHY channels, system-level emulation (eNB-UE with and without S1), and realtime eNB and UE and RRH GW. => 硬件环境仿真。???