文章轉載來源：恩艾NI知道
Q：通信領域的研究人員、工程師和學生往往需要專用的通信原型系統，以實現對4G/5G移動通信系統的認知和體驗，了解4G/5G核心網架構，進行4G/5G基站的配置和4G/5G終端的接入等一系列實踐。那么，構建這樣一套系統需要幾步呢？
A：NI表示，一步搞定~
01 NI+曾益：OAI開源5G原型系統
在近日舉辦的ICCC 2022上，NI攜手合作伙伴曾益科技，共同展示了重磅的OAI 5G Prototyping System，幫助研究人員“一步到位”構建通信原型系統。OAI 5G Prototyping System是專用的4G/5G網絡平臺，來自工業界和學術界的研究人員可以基于此平臺實現功能擴展，創建典型的4G/5G行業應用場景，應對實現4G/ 5G網絡所面臨的挑戰?？梢哉f，OAI 5G Prototyping System為創建4G/5G綜合創新系統提供一個合理可實施的具體平臺。
基于OAI開源5G原型系統，研究5G NR協議特點
載波占據98％的信道，避免載波之間出現寬保護頻段；
允許各種規模的信道、可變子載波間隔、時隙長度和最多3300個子載波；
沒有針對特定小區的參考信號，每20 ms同步和發送一次，可以降低基站功耗；
一個時隙內在DL和UL之間動態變化，滿足任何方向的業務處理需求；
可用現有蜂窩頻段，也可用30和40 GHz新頻譜。
02 系統架構
基于NI USRP X410和OAI協議棧，曾益科技構建開源的通信原型系統，解決方案包括4G/5G協議處理平臺、可編程4G/5G基站、可編程4G/5G終端、4G/5G商用終端和手機，并配置天線和功放。
4G/5G協議處理平臺具有4G基站(eNB)、5G基站(gNB)、4G核心網(EPC)、5G核心網(5GC)的協議處理能力，符合3GPP R15規范，支持5G NR NSA非獨立組網模式和SA獨立組網模式，支持商用4G/5G終端接入，支持FDD和TDD，基站帶寬支持20/40/50/60/80/100 MHz多種模式，數據子載波間隔支持15 kHz、30 kHz、120 kHz，協議處理單元高達18核4.6 GHz。
4G/5G協議處理平臺具備4G/5G基站模擬和4G/5G終端模擬功能，提供圖形化操作配置界面，可以遠程操作，提供4G/5G協議棧的L1、L2、L3層協議接口函數和開發文檔。 以5G原型系統為例
可編程5G基站符合5G NR基站標準，提供開發文檔，支持1 MHz至8 GHz頻段，400 MHz信號帶寬。基站頻率誤差小于5 ppb，EVM小于-42 dB，數據處理單元FPGA內存高達8 GB?；咎峁┣д?a target="_blank" class="arckwlink_hide" style="margin: 0px; padding: 0px; cursor: pointer; text-decoration-line: none; color: rgb(66, 152, 186); word-break: break-all;">以太網、USB Type-C、100GbE QSFP28、PCIe Gen3 x8通信接口，提供10 MHz參考時鐘輸入輸出和GPS同步接口，提供FPGA JTAG調試接口。
可編程5G基站支持3.5 GHz (N78)頻段，射頻前端具備頻譜感知和測試能力，可以實現頻譜的實時繪制和記錄回放。基站具備命令行模式的終端控制窗口，支持一鍵式快速啟動?；局С?G商用終端和手機接入，用戶可以自定義網絡運營商名稱，并測試基站和5G商用終端或手機的下行通信速率。
該解決方案提供5G專用天線和功放，支持3.5 GHz (N78)頻段，發射功率高達+23 dBm，配合基站提供網絡覆蓋功能，天線和功放采用模塊化設計，用戶可以自由更換。同時，提供4G/5G基站的參數配置和管理功能，如小區用戶配置、終端配置等操作，可以對4G/5G商用終端和手機的SIM卡進行寫卡操作，支持視頻傳輸。關鍵指標/特性如下所示。
| Frequency Range 頻率范圍 | 1 MHz至8 GHz (gNB) 10 MHz至6 GHz (eNB) |
| Subcarrier Spacing 子載波間隔 | 30 kHz (FR1) 120 kHz (FR2) |
| Bandwidth 帶寬 | 20, 40, 50, 60, 80, 100 MHz (FR1) 50 MHz (FR2) |
| Duplexing Mode 雙工模式 | 靜態TDD 動態TDD FDD |
| Supported Physical (PHY) Layer 支持的物理層 | NR-PSS, NR-SSS, NR-PBCH, NR-PDCCH, NR-PDSCH, NR-CSIRS, NR-PUSCH, NR-PUSCH, NR-PRACH, NR-SRS |
| Supported Media Access Control (MAC) Layer 支持的介質訪問控制層 | SIB1 ContenTIon Free ContenTIon Based RA Procedure Dynamic UL/DL Scheduler with HARQ Procedure MCS AdaptaTIon from HARQ BLER CSI-RS CSI Measurement Report Handling SR Handling |
