【摘 要】
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第五代移动通信系统（Fifth Generation,5G）在第三代合作伙伴计划（3GPP）的R15、R16中的标准化工作已经完成,但是对5G、B5G、6G无线通信系统的研究和性能评估仍是重要课题。为了更好地评估真实信道环境和实时数据业务下的系统性能,5G通信系统的半实物仿真方法受到更多关注,该方法在服务器上开发具有完整协议栈的软件平台并使用仿真接口与无线电硬件平台连接,实现5G通信系统的半实物演
【基金项目】
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工信部“产业技术基础公共服务平台”项目中的重点项目“面向B5G和6G公共服务平台建设”；
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第五代移动通信系统（Fifth Generation,5G）在第三代合作伙伴计划（3GPP）的R15、R16中的标准化工作已经完成,但是对5G、B5G、6G无线通信系统的研究和性能评估仍是重要课题。为了更好地评估真实信道环境和实时数据业务下的系统性能,5G通信系统的半实物仿真方法受到更多关注,该方法在服务器上开发具有完整协议栈的软件平台并使用仿真接口与无线电硬件平台连接,实现5G通信系统的半实物演示验证仿真平台。论文选题来自工信部“产业技术基础公共服务平台”项目中的重点项目“面向B5G和6G公共服务平台建设”。针对目前业界尚无完整协议栈5G通信系统半实物仿真平台的现状,本文基于开放空中接口（OpenAirInterface,OAI）对 5G NR（New Radio）半实物仿真平台进行设计与实现。本文研究内容主要分为两部分:1.基于OAI的5GNR半实物仿真平台的设计。本文首先分析了平台需求,针对5GNR全协议栈的测试需求和仿真平台稳定性需求,设计了 OAI gNB+OAIUE（noS1）5GNR独立组网的半实物仿真平台。然后对OAI平台未实现的5G关键技术中的下行同步和随机接入进行设计,重点设计了下行同步中的主同步信号检测模块、辅同步信号检测模块、物理广播信道检测模块,和基于非竞争随机接入的前导码序列发送模块和随机接入响应模块,使仿真平台中的基站网元和终端网元能够依据3GPP协议实现上下行同步。2.基于OAI的5GNR半实物仿真平台的实现与验证。对下行同步和随机接入在基站和终端网元中的整体流程和各模块的具体过程进行实现,实现过程涉及多层协议和多个信道,完成了半实物仿真平台的开发工作,并从信令面和数据面对本文所设计的半实物仿真平台进行测试,验证基站和终端可以成功连接并实现上下行时频同步,证明了本文所设计的半实物仿真平台的可行性,可作为项目后续研发的验证平台。
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