[發明專利]一種基于OAI平臺的NR協議棧的系統及實現方法

有效

• 申請號: 202011116643.4
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112261699B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王文沛;李樹春;張小強;董方維
• 申請（專利權）人: 廣東省新一代通信與網絡創新研究院
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00;H04W80/02
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛東

本發明公開了一種基于OAI平臺的NR協議棧的系統及實現方法，采用多核綁定線程的方式將CU和DU綁定到不同的內核中運行，公共管理平臺實現第三方的協議棧和公共平臺庫的適配；PDCP模塊實現CU和DU組件之間的通信和不同的協議功能和處理流程；UE接入控制管理模塊用于RRC的增加、修改和釋放連接以及DU小區切換和CU的切換；協議轉發模塊根據對應的用戶配置參數進行組裝SRB和DRB承載協議參數，根據參數進行編解碼，實現CU和DU的控制面和用戶面的信令和數據的轉發。本發明基于OAI平臺上增加公共接口庫增強可擴展項、可移植性，更好的適配第三方協議棧，采用組件式架構實現CU和DU的分離，更好的滿足其組件之間通信的時延需求，提高數據轉發速率。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體涉及一種基于OAI平臺的NR協議棧的系統及實現方法。

背景技術

長期演進(Long?Term?Evolution，LTE)在2008年發布了第一個標準技術規范LTERelease?8，Release?8作為3G到4G技術之間的一個過渡標準，又被稱為3.9G，之后第三代合作伙伴計劃(The?3rd?Generation?Partnership?Project,3GPP)陸續發布了Release?9和Release?10等一系列規范，其中Release10是3GPP制定的第一個真正的4G技術。2017年Release?15正式發布，標志著5G標準化的第一階段完成。Release?16將在2019年底發布，預示3GPP?5G工作的第二階段即將完成，預計將完全符合IMT-2020要求，整個行業正在向著5G的商業化邁進。

隨著系統協議與應用的復雜性不斷提升，開發驗證系統協議性能的測試平臺迫在眉睫。現有的3大類測試平臺，分別是常規仿真儀器、小型測試平臺以及協議驗證機。其中，常規仿真儀器是建立在完全可控的環境當中，即系統或網絡模型均為提前設定，因此存在著不真實、過于理想的問題；小型測試平臺提供的是半可控的環境，所有的系統元素都相對真實，但整體系統體系并不完善，存在各種瑕疵；協議驗證機雖然簡單、準確，但是其高昂的使用費用，限制了其實用范圍和研究領域，鑒于以上3種仿真平臺的弊端，OAI(Open?AirInterface)仿真平臺以其開源、實時性和能夠完全模擬無線接入協議等特點，得到了廣泛的應用。

OAI是歐洲EURECOM組織針對無線通信和信號處理而研究開發的開源平臺，基于C語言，采用計算機模擬通信節點，節點間通過局域網上的IP地址進行通信互聯，在抽象PHY和MAC接口進行交換數據信息，提供一個可控的通信網絡系統，研究者可以在OAI模擬平臺下，做大量的仿真實驗和實時操作，并且當計算機CPU和GPU處理能力足夠強勁、局域網傳輸速度足夠迅速時，OAI在復雜度和性能等方面都有明顯的改善。

但是，目前OAI在架構方面的可移植性、協議棧分層等方面存在著不足，CU(集中單元)協議棧采用的是Linux實時線程調度策略，只是在單線程和單核下運行，不適用于5G系統的高并發、高帶寬的傳輸方式，而且PD-CP內存只采用單一指針申請內存的方式，不適用于5GNR的CU和DU的協議棧分離的內存遷移的場景，對于第三方的公共協議棧和平臺庫也沒有統一的進行管理，可擴展性和可移植性不夠，存在著效率問題。

有鑒于此，需要提供一種基于OAI平臺的NR協議棧的系統及實現方法，在基于OAI平臺上增加公共接口庫的方式來提供架構的可擴展項、可移植性，更好的適配第三方協議棧，PDCP層采用組件式架構來滿足CU和DU分離的時候，其組件之間的通信時延，DPDK的內存零拷貝的方式封裝和傳輸信令和數據，進一步的提高數據轉發速率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有的OAI平臺中，目前CU只在一個內核中進行協議處理和內存分配，沒有對線程資源進行合理的分配，而且對于第三方的公共庫，比如TCP的socket、ASN1編碼庫沒有統一和合理的管理部署，開放性、可擴展性和可移植性不夠強，并且PD-CP層也沒有實現控制面和用戶面分離，不支持3GPP后續的協議演進后的軟件功能部署和集成的問題。