基于Linux的LTE無線設(shè)備控制仿真器設(shè)計(jì)

【摘要】本文提出了一種LTE 無線設(shè)備控制器的軟件仿真器，它可以模擬無線設(shè)備控制器與射頻設(shè)備進(jìn)行通信，保存相應(yīng)的協(xié)議消息，使得RE設(shè)備商可以不依賴于REC設(shè)備商，對(duì)RE設(shè)備的兼容性進(jìn)行測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決兼容性問題，盡早投放市場(chǎng)。

【關(guān)鍵詞】LTE；無線設(shè)備控制器；仿真器

1.引言

LTE（Long Term Evolution）是新一代寬帶無線移動(dòng)通信系統(tǒng)，LTE的可在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率。LTE采用的是分布式基站，它將基站的基帶部分的無線設(shè)備控制器（REC）和射頻設(shè)備（RE）分離，提供了一種靈活、低本錢和高可擴(kuò)展模塊化的無線接入演進(jìn)環(huán)境。為了在兩者之間進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)的可靠傳輸，2003年6年，由包括愛立信、華為、NEC、北電網(wǎng)絡(luò)及西門子5大集團(tuán)合力制定了CPRI（Common Public Radio Interface）接口規(guī)范，開放的CPRI接口為3G基站產(chǎn)品和2G數(shù)字直放站在增加效益，提高靈活性方面提供了便利。

CPRI規(guī)范只定義了物理層和鏈路層兩層協(xié)議，但是上層協(xié)議棧沒有制定統(tǒng)一的規(guī)范，不同的廠商不一樣。這將導(dǎo)致在早期研發(fā)RE時(shí)存在兼容性的問題。目前由于LTE的各種規(guī)范還在逐步制定和完善中，這個(gè)問題的解決嚴(yán)重依賴于開發(fā)REC的設(shè)備商，只有REC設(shè)備制造商提供相應(yīng)的設(shè)備，RE設(shè)備制造商才可以進(jìn)行早期的測(cè)試，使得它們RE產(chǎn)品的研發(fā)處于被動(dòng)的狀態(tài)。由于LTE設(shè)備的研發(fā)處于起步階段，這個(gè)問題還鮮有人研究，本文的正是為了解決這個(gè)問題，確保早期開發(fā)時(shí)，RE設(shè)備制造商只要得到REC設(shè)備制造商的上層消息協(xié)議棧庫(kù)，就可以采用軟件仿真的方式，仿真REC設(shè)備的消息通信功能，把消息存儲(chǔ)在特定的文件中，這樣可以不依賴于REC設(shè)備，對(duì)RE設(shè)備的兼容性進(jìn)行測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決兼容性問題，盡早投放市場(chǎng)，該仿真器這里稱為無線設(shè)備控制器仿真器（REC Simulator），同時(shí)為了便于測(cè)試，需要開發(fā)射頻設(shè)備仿真器（RE Simulator），用于發(fā)送消息協(xié)議棧庫(kù)內(nèi)的特定消息。

2.LTE無線設(shè)備控制仿真器詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.1 XML語(yǔ)言

本文用XML語(yǔ)言來把相應(yīng)的消息存儲(chǔ)到XML文件中去，通過閱讀該文件，就可以發(fā)現(xiàn)REC-RE消息之間是否正確收發(fā)。可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言 （Extensible Markup Language， XML） ，用于標(biāo)記電子文件使其具有結(jié)構(gòu)性的標(biāo)記語(yǔ)言，可以用來標(biāo)記數(shù)據(jù)、定義數(shù)據(jù)類型，是一種允許用戶對(duì)自己的標(biāo)記語(yǔ)言進(jìn)行定義的源語(yǔ)言。XML 提供統(tǒng)一的方法來描述和交換獨(dú)立于應(yīng)用程序或供應(yīng)商的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。XML與Access，Oracle和SQL Server等數(shù)據(jù)庫(kù)不同，數(shù)據(jù)庫(kù)提供了更強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析能力，例如：數(shù)據(jù)索引、排序、查找、相關(guān)一致性等，XML僅僅是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。事實(shí)上XML與其他數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式最大的不同是：它極其簡(jiǎn)單，這是一個(gè)看上去有點(diǎn)瑣細(xì)的優(yōu)點(diǎn)，但正是這點(diǎn)使XML與眾不同。鑒于XML語(yǔ)言有許多優(yōu)點(diǎn)，而且有現(xiàn)成的XML庫(kù)用編程調(diào)用，所以這里采用XML語(yǔ)言來把相應(yīng)的消息存儲(chǔ)到XML文件中去。

2.2 REC Simulator和RE通信模型

REC Simulator和RE采用C/S的結(jié)構(gòu)進(jìn)行通信，REC Simulator程序主要包括以下3個(gè)模塊：

主程序：REC simulator 不需要知道OAM具體的消息類型， 它只負(fù)責(zé)從輸入的XML文件讀取消息，并且發(fā)送出去，這樣可以做到與不同廠商的OAM消息兼容，同時(shí)它可以處理接收到的消息，然后把請(qǐng)求消息和響應(yīng)消息兩者都存儲(chǔ)到XML文件，便于開發(fā)人員分析測(cè)試結(jié)果。

OAM消息庫(kù)：用于存放不同廠商的OAM消息的庫(kù)。

XML庫(kù) API：這部分主要利用Linux的libxml2提供的庫(kù)，它封裝了很多方法供編程調(diào)用，主程序可以利用這些方法讀取輸入XML文件中的OAM消息， 并把輸出存儲(chǔ)到XML文件中去。

XML庫(kù)API：它只是遍歷節(jié)點(diǎn)類型是XML_ELEMENT_NODE的節(jié)點(diǎn)，而不求檢查節(jié)點(diǎn)名是什么，這里采用固定的TAG作為這里消息的節(jié)點(diǎn)名稱。XML 庫(kù)API把XML文件按下列格式輸出并存。

4.結(jié)論

隨著網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)的降低，電信運(yùn)營(yíng)商為了獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益，一般都采用幾家不同的廠商的設(shè)備來提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，各個(gè)廠商為了能夠獲取訂單，需要花費(fèi)大量的人力和物力進(jìn)行開發(fā)，也樂意跟不同廠商合作開發(fā)REC和RE，以節(jié)約成本。同樣隨著4G時(shí)代的到來，電信運(yùn)營(yíng)商也可能訂購(gòu)由不同廠商生產(chǎn)的RE和REC設(shè)備，這就要求廠商要低成本開發(fā)，并且快速上市，搶占市場(chǎng)，本文提出的采用軟件仿真的形式來模擬REC和RE設(shè)備消息協(xié)議棧的通信，為早期研發(fā)RE時(shí)存在兼容性的問題提供了低成本快捷的解決方案。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：林志謀（1978—），男，福建南安人，研究方向：嵌入式系統(tǒng)，移動(dòng)通信。