5G基站原型验(yàn)證平台聚焦于(yú)空(kōng)口(kǒu)協議棧與(yǔ)物(wù)理(lǐ)层(céng)關(guān)鍵技術(shù)验(yàn)證，其核心挑战在(zài)于(yú)支撐高(gāo)頻段(duàn)、低(dī)时(shí)延、高(gāo)可(kě)靠性(xìng)的(de)新型無線(xiàn)接入(rù)需求。

在(zài)協議棧方(fāng)面(miàn)，5G基站采用(yòng)分(fēn)层(céng)架構，控制面(miàn)包(bāo)含NAS层(céng)（處(chù)理(lǐ)UE與(yǔ)AMF的(de)移動(dòng)性(xìng)管(guǎn)理(lǐ)）和(hé)RRC层(céng)（負责無線(xiàn)資源控制與(yǔ)信令交互），用(yòng)戶面(miàn)新增SDAP层(céng)實(shí)現(xiàn)QoS流與(yǔ)數據(jù)無線(xiàn)承载（DRB）的(de)動(dòng)态映射，底层(céng)PDCP层(céng)提(tí)供數據(jù)压縮/加密功能(néng)，RLC层(céng)實(shí)現(xiàn)分(fēn)段(duàn)重(zhòng)組與(yǔ)ARQ重(zhòng)傳，MAC层(céng)完成(chéng)邏輯信道(dào)調度(dù)與(yǔ)HARQ混合重(zhòng)傳。

物(wù)理(lǐ)层(céng)（PHY）作(zuò)为(wèi)協議棧基礎，采用(yòng)可(kě)擴展(zhǎn)的(de)OFDM參數集（Numerology），支持(chí)3.75kHz至(zhì)120kHz靈活子载波(bō)間(jiān)隔配置以(yǐ)适配不(bù)同(tóng)頻段(duàn)與(yǔ)移動(dòng)场(chǎng)景，通(tòng)过(guò)LDPC/Polar码增強(qiáng)信道(dào)編码效率，並(bìng)依托大(dà)規模MIMO和(hé)波(bō)束(shù)賦形技術(shù)提(tí)升(shēng)頻譜利用(yòng)率。

當前(qián)技術(shù)验(yàn)證已延伸至(zhì)RedCap輕(qīng)量(liàng)化(huà)終(zhōng)端适配與(yǔ)星(xīng)地(dì)融合通(tòng)信（NTN）场(chǎng)景，通(tòng)过(guò)原型平台加速3GPP R18及(jí)后續标(biāo)準的(de)産業化(huà)進(jìn)程。截至(zhì)2025年(nián)，我(wǒ)國(guó)5G基站部(bù)署(shǔ)超410万(wàn)座，原型验(yàn)證平台的(de)成(chéng)熟度(dù)直(zhí)接決定(dìng)了(le)Massive MIMO、全双(shuāng)工TDD等创新技術(shù)在(zài)工業互聯网(wǎng)、车聯网(wǎng)等垂直(zhí)領域的(de)商用(yòng)落(là)地(dì)效能(néng)。

而(ér)當前(qián)商用(yòng)基站普遍(biàn)存在(zài)設備成(chéng)本(běn)高(gāo)昂、功能(néng)固化(huà)、開(kāi)發(fà)周期(qī)长(cháng)等局(jú)限，不(bù)利于(yú)開(kāi)展(zhǎn)5G無線(xiàn)通(tòng)信技術(shù)的(de)相關(guān)研究。为(wèi)此(cǐ)，本(běn)方(fāng)案(àn)提(tí)出基于(yú)開(kāi)源5G OAI項目與(yǔ)软(ruǎn)件(jiàn)無線(xiàn)電(diàn)平台，構建基站及(jí)用(yòng)戶終(zhōng)端的(de)原型验(yàn)證系(xì)統，以(yǐ)實(shí)現(xiàn)对(duì)5G通(tòng)信技術(shù)的(de)低(dī)成(chéng)本(běn)快(kuài)速验(yàn)證。

彬鴻5G實(shí)验(yàn)室(shì)采用(yòng)開(kāi)源5G OAI協議棧+bhSDR软(ruǎn)件(jiàn)無線(xiàn)電(diàn)設備進(jìn)行搭建，具備低(dī)成(chéng)本(běn)、全開(kāi)放(fàng)、高(gāo)靈活、易擴展(zhǎn)、強(qiáng)可(kě)控等優勢，能(néng)快(kuài)速支撐5G研究、教學(xué)與(yǔ)原型验(yàn)證。

與(yǔ)傳統5G實(shí)验(yàn)室(shì)对(duì)比：

一(yī)、實(shí)验(yàn)室(shì)建設方(fāng)案(àn)

5G實(shí)验(yàn)室(shì)能(néng)夠平移目前(qián)最(zuì)前(qián)沿的(de)真(zhēn)實(shí)商用(yòng)5G移動(dòng)通(tòng)信网(wǎng)絡，能(néng)夠實(shí)現(xiàn)移動(dòng)网(wǎng)絡設備的(de)互聯、5G通(tòng)信流程的(de)信令分(fēn)析、基于(yú)移動(dòng)終(zhōng)端的(de)原理(lǐ)應(yìng)用(yòng)、物(wù)理(lǐ)层(céng)協議算法(fǎ)研究、協議棧算法(fǎ)研究、加密鑒權機(jī)制、网(wǎng)規网(wǎng)優对(duì)接訓練以(yǐ)及(jí)二(èr)次(cì)開(kāi)發(fà)等專業能(néng)力的(de)培養。同(tóng)时(shí)，依托企業研發(fà)力量(liàng)，和(hé)學(xué)校(xiào)進(jìn)行産學(xué)研合作(zuò)，为(wèi)學(xué)校(xiào)的(de)實(shí)验(yàn)室(shì)建設、教师(shī)科研、學(xué)生課程設計(jì)提(tí)供服(fú)務(wù)，提(tí)升(shēng)通(tòng)信相關(guān)專業的(de)竞争力，打(dǎ)造業內(nèi)權威。

整體(tǐ)建設方(fāng)案(àn)

5G通(tòng)信實(shí)验(yàn)室(shì)从課程教學(xué)、頂层(céng)規劃(huà)、师(shī)資與(yǔ)就(jiù)業服(fú)務(wù)、技術(shù)應(yìng)用(yòng)场(chǎng)景四(sì)个(gè)維度(dù)，構建了(le)一(yī)个(gè)完整的(de)5G通(tòng)信實(shí)验(yàn)室(shì)建設與(yǔ)運營體(tǐ)系(xì)，既滿足教學(xué)科研需求，也(yě)能(néng)对(duì)接産業應(yìng)用(yòng)與(yǔ)人(rén)才培養：

專業課程設置

彬鴻5G實(shí)验(yàn)室(shì)提(tí)供24課时(shí)的(de)5G接入(rù)网(wǎng)基礎理(lǐ)論課程，覆蓋5G网(wǎng)絡架構與(yǔ)部(bù)署(shǔ)模式、语音(yīn)與(yǔ)業務(wù)解(jiě)決方(fāng)案(àn)、物(wù)理(lǐ)层(céng)與(yǔ)空(kōng)口(kǒu)技術(shù)、無線(xiàn)資源管(guǎn)理(lǐ)與(yǔ)移動(dòng)性(xìng)、5G高(gāo)級特(tè)性(xìng)與(yǔ)演進(jìn)等5大(dà)模块(kuài)，內(nèi)容覆蓋从宏觀架構到(dào)微觀協議、从基礎原理(lǐ)到(dào)R17增強(qiáng)特(tè)性(xìng)的(de)完整知識體(tǐ)系(xì)。課程設置如(rú)下(xià)：

二(èr)、實(shí)验(yàn)室(shì)部(bù)署(shǔ)方(fāng)案(àn)

5G實(shí)验(yàn)部(bù)署(shǔ)

5G實(shí)验(yàn)室(shì)由(yóu)5G核心网(wǎng)、5G接入(rù)网(wǎng)、5G終(zhōng)端、系(xì)統設備等模块(kuài)組成(chéng)，彬鴻提(tí)供所(suǒ)有(yǒu)模块(kuài)的(de)全套(tào)解(jiě)決方(fāng)案(àn)，且(qiě)支持(chí)二(èr)次(cì)開(kāi)發(fà)。可(kě)開(kāi)展(zhǎn)5G网(wǎng)絡規劃(huà)、部(bù)署(shǔ)、維護、優化(huà)、5G關(guān)鍵技術(shù)验(yàn)證、5G應(yìng)用(yòng)等試验(yàn)/實(shí)訓項目。

5G NTN载荷實(shí)验(yàn)室(shì)部(bù)署(shǔ)

5G低(dī)軌衛星(xīng)通(tòng)信载荷實(shí)验(yàn)室(shì)由(yóu)5G NTN核心网(wǎng)、5G NTN接入(rù)网(wǎng)、衛星(xīng)载荷等系(xì)統設備等模块(kuài)組成(chéng)，彬鴻提(tí)供所(suǒ)有(yǒu)模块(kuài)的(de)全套(tào)解(jiě)決方(fāng)案(àn)，且(qiě)支持(chí)二(èr)次(cì)開(kāi)發(fà)。可(kě)開(kāi)展(zhǎn)衛星(xīng)通(tòng)信、部(bù)署(shǔ)、維護、優化(huà)、通(tòng)信私有(yǒu)验(yàn)證等試验(yàn)/實(shí)訓項目。

一(yī)、5G通(tòng)信验(yàn)證平台組成(chéng)

構建一(yī)套(tào)完整的(de)5G通(tòng)信验(yàn)證平台一(yī)般需包(bāo)含以(yǐ)下(xià)幾(jǐ)个(gè)組成(chéng)部(bù)分(fēn)：核心网(wǎng)单元(yuán)、基站单元(yuán)、射頻单元(yuán)、天(tiān)線(xiàn)和(hé)UE終(zhōng)端等，如(rú)下(xià)所(suǒ)示：

基于(yú)bhSDR系(xì)列软(ruǎn)件(jiàn)無線(xiàn)電(diàn)硬(yìng)件(jiàn)平台，結合OpenAirInterface（OAI）等開(kāi)源5G項目，構建了(le)一(yī)套(tào)完整的(de)5G通(tòng)信系(xì)統原型验(yàn)證平台。該平台由(yóu)三(sān)个(gè)核心部(bù)分(fēn)組成(chéng)：采用(yòng)OAI 5G核心网(wǎng)項目並(bìng)部(bù)署(shǔ)于(yú)高(gāo)性(xìng)能(néng)服(fú)務(wù)器上(shàng)的(de)核心网(wǎng)单元(yuán)、采用(yòng)OAI 5G無線(xiàn)接入(rù)网(wǎng)項目並(bìng)部(bù)署(shǔ)于(yú)另(lìng)一(yī)台高(gāo)性(xìng)能(néng)服(fú)務(wù)器的(de)基站单元(yuán)，以(yǐ)及(jí)作(zuò)为(wèi)射頻前(qián)端的(de)bhSDR系(xì)列软(ruǎn)件(jiàn)無線(xiàn)電(diàn)設備。該平台具備基于(yú)5G協議棧的(de)二(èr)次(cì)開(kāi)發(fà)能(néng)力，可(kě)有(yǒu)效支撐物(wù)理(lǐ)层(céng)與(yǔ)高(gāo)层(céng)協議的(de)定(dìng)制化(huà)研究與(yǔ)功能(néng)验(yàn)證。

二(èr)、硬(yìng)件(jiàn)配置

bhSDR設備

bhSDR設備可(kě)以(yǐ)采用(yòng)彬鴻科技自(zì)主(zhǔ)研發(fà)的(de)UCRP4320e、USRP7440e、BFX780等平台。bhSDR系(xì)列平台是基于(yú)射頻集成(chéng)芯片(piàn)（RFIC）及(jí)SOC（RFSOC）實(shí)現(xiàn)的(de)頻率可(kě)配置的(de)软(ruǎn)件(jiàn)無線(xiàn)電(diàn)設備，可(kě)为(wèi)用(yòng)戶提(tí)供了(le)多(duō)種(zhǒng)硬(yìng)件(jiàn)傳輸接口(kǒu)，从速率1Gbps的(de)常規以(yǐ)太网(wǎng)，到(dào)速率高(gāo)达(dá)100Gbps的(de)QSFP28接口(kǒu)。单設備提(tí)供4～8个(gè)射頻輸入(rù)或(huò)輸出接口(kǒu)，通(tòng)过(guò)共(gòng)用(yòng)參考时(shí)鐘(zhōng)的(de)方(fāng)式，提(tí)供了(le)良好(hǎo)的(de)同(tóng)步性(xìng)能(néng)，還(huán)提(tí)供时(shí)鐘(zhōng)輸入(rù)輸出、觸發(fà)輸入(rù)輸出等同(tóng)步接口(kǒu)。多(duō)種(zhǒng)bhSDR硬(yìng)件(jiàn)也(yě)提(tí)供高(gāo)精度(dù)的(de)GPS接口(kǒu)，甚至(zhì)可(kě)使用(yòng)GPS馴服(fú)振荡器（GPSDO），精度(dù)可(kě)达(dá)1e-10，不(bù)但可(kě)以(yǐ)基于(yú)GPS来(lái)獲取(qǔ)頻率與(yǔ)相位(wèi)的(de)穩定(dìng)性(xìng)，還(huán)可(kě)以(yǐ)實(shí)現(xiàn)分(fēn)布(bù)式多(duō)無線(xiàn)電(diàn)設備同(tóng)步。部(bù)分(fēn)設備可(kě)選配GPU模块(kuài)，提(tí)供AI在(zài)RF與(yǔ)無線(xiàn)系(xì)統中結合的(de)软(ruǎn)硬(yìng)件(jiàn)一(yī)體(tǐ)化(huà)解(jiě)決方(fāng)案(àn)。

同(tóng)时(shí)，面(miàn)向(xiàng)雷(léi)达(dá)、衛星(xīng)通(tòng)道(dào)、毫(háo)米(mǐ)波(bō)通(tòng)信、高(gāo)清(qīng)图(tú)傳等領域，bhSDR也(yě)提(tí)供完整的(de)软(ruǎn)件(jiàn)解(jiě)決方(fāng)案(àn)，以(yǐ)加速用(yòng)戶産品的(de)快(kuài)速成(chéng)型。

前(qián)傳卡(kǎ)

前(qián)傳卡(kǎ)選用(yòng)的(de)是彬鴻科技自(zì)主(zhǔ)研發(fà)的(de)BAC系(xì)列，可(kě)選擇BAC400、BAC500等平台。

基于(yú)PCIe總(zǒng)線(xiàn)架構的(de)高(gāo)性(xìng)能(néng)BAC系(xì)列光(guāng)纖數據(jù)前(qián)傳卡(kǎ)，以(yǐ)Xilinx的(de)Kintex-7、Kintex UltraScale、Virtex UltraScale+系(xì)列FPGA作(zuò)为(wèi)實(shí)时(shí)處(chù)理(lǐ)器系(xì)列FPGA作(zuò)为(wèi)實(shí)时(shí)處(chù)理(lǐ)器。支持(chí)1路(lù)PCIe高(gāo)速接口(kǒu)、2～4路(lù)光(guāng)纖接口(kǒu)，完成(chéng)基于(yú)光(guāng)纖的(de)數據(jù)實(shí)时(shí)采集、傳輸。闆载多(duō)組独立的(de)DDR大(dà)容量(liàng)緩存，闆卡(kǎ)同(tóng)时(shí)具有(yǒu)若干(gàn)IO信号(hào)。部(bù)分(fēn)型号(hào)支持(chí)外(wài)參考时(shí)鐘(zhōng)輸入(rù)，1PPS輸入(rù)，參考时(shí)鐘(zhōng)輸出，可(kě)广泛應(yìng)用(yòng)于(yú)基于(yú)服(fú)務(wù)器的(de)數據(jù)采集以(yǐ)及(jí)傳輸，雷(léi)达(dá)與(yǔ)中頻信号(hào)采集、視頻图(tú)像采集等场(chǎng)景。

高(gāo)性(xìng)能(néng)服(fú)務(wù)器

OpenAirInterface (OAI) 5G 部(bù)署(shǔ)对(duì)電(diàn)腦硬(yìng)件(jiàn)配置有(yǒu)一(yī)定(dìng)要(yào)求，基礎配置要(yào)求如(rú)下(xià)：

• 操作(zuò)系(xì)統：Ubuntu 22.04（需安(ān)裝(zhuāng)低(dī)延遲內(nèi)核）

• CPU：Intel Core i7-11700 或(huò)更(gèng)高(gāo)性(xìng)能(néng)處(chù)理(lǐ)器（如(rú) i9 7980E），多(duō)核處(chù)理(lǐ)器（8核以(yǐ)上(shàng)） 

• 內(nèi)存：16GB以(yǐ)上(shàng)RAM（推薦 32GB 以(yǐ)上(shàng)）

• 存儲：480GB以(yǐ)上(shàng)SSD，确保系(xì)統盤读(dú)写(xiě)性(xìng)能(néng)

三(sān)、OpenAirInterface(OAI)

系(xì)統框架

OAI支持(chí)特(tè)性(xìng)

四(sì)、方(fāng)案(àn)过(guò)程記(jì)录(lù)

系(xì)統部(bù)署(shǔ)

該平台以(yǐ)bhSDR設備與(yǔ)OAI为(wèi)核心，構建了(le)低(dī)成(chéng)本(běn)、易部(bù)署(shǔ)的(de)5G验(yàn)證环(huán)境，能(néng)夠高(gāo)效完成(chéng)通(tòng)信技術(shù)验(yàn)證。此(cǐ)外(wài)，平台具有(yǒu)良好(hǎo)的(de)前(qián)瞻性(xìng)與(yǔ)擴展(zhǎn)性(xìng)，通(tòng)过(guò)在(zài)射頻前(qián)端增加毫(háo)米(mǐ)波(bō)模块(kuài)，即可(kě)快(kuài)速構建面(miàn)向(xiàng)未来(lái)的(de)5G-A毫(háo)米(mǐ)波(bō)及(jí)6G验(yàn)證平台。

▲基于(yú)bhSDR設備部(bù)署(shǔ)5G OAI基站系(xì)統實(shí)物(wù)图(tú)

測試验(yàn)證

在(zài)完成(chéng)系(xì)統部(bù)署(shǔ)后，首先(xiān)運行5G核心网(wǎng)任務(wù)，然后運行5G RAN，在(zài)協議棧成(chéng)功啟動(dòng)后，可(kě)以(yǐ)開(kāi)始(shǐ)進(jìn)行商業終(zhōng)端(手(shǒu)機(jī))接入(rù)：

在(zài)手(shǒu)機(jī)完成(chéng)接入(rù)后，通(tòng)过(guò)查看(kàn)核心网(wǎng)日志，觀察基站和(hé)手(shǒu)機(jī)的(de)接入(rù)情(qíng)況：

最(zuì)后，对(duì)終(zhōng)端上(shàng)下(xià)行業務(wù)速率進(jìn)行測試，測試結果(guǒ)如(rú)下(xià)：

方(fāng)案(àn)結論

基于(yú)bhSDR設備與(yǔ)OAI開(kāi)源項目，本(běn)方(fāng)案(àn)成(chéng)功搭建並(bìng)验(yàn)證了(le)一(yī)套(tào)完整的(de)5G通(tòng)信原型平台。該平台具備低(dī)成(chéng)本(běn)、部(bù)署(shǔ)便捷與(yǔ)運行可(kě)靠的(de)特(tè)點(diǎn)，能(néng)夠穩定(dìng)實(shí)現(xiàn)用(yòng)戶終(zhōng)端（UE）的(de)随機(jī)接入(rù)及(jí)上(shàng)下(xià)行數據(jù)傳輸。在(zài)2天(tiān)線(xiàn)、子载波(bō)間(jiān)隔30kHz、带(dài)宽(kuān)100MHz、时(shí)隙配比DDDDDDDSUU的(de)參數配置下(xià)，下(xià)行業務(wù)實(shí)測速率达(dá)到(dào)590Mbps。

5G綜合測試儀是针对(duì)5G通(tòng)信終(zhōng)端研發(fà)與(yǔ)生産的(de)專用(yòng)測試設備，可(kě)模拟複雜网(wǎng)絡环(huán)境並(bìng)验(yàn)證終(zhōng)端性(xìng)能(néng)。通(tòng)过(guò)配備完整5G協議棧，可(kě)執行終(zhōng)端射頻特(tè)性(xìng)分(fēn)析、信令功能(néng)验(yàn)證及(jí)大(dà)規模MIMO測試。主(zhǔ)要(yào)應(yìng)用(yòng)于(yú)終(zhōng)端芯片(piàn)企業、模組廠(chǎng)商、天(tiān)線(xiàn)廠(chǎng)商、网(wǎng)絡設備制造商、運營商、以(yǐ)及(jí)研究機(jī)構和(hé)通(tòng)信實(shí)验(yàn)室(shì)的(de)各類(lèi)終(zhōng)端一(yī)致(zhì)性(xìng)測試需求。

一(yī)、硬(yìng)件(jiàn)組成(chéng)

软(ruǎn)件(jiàn)框架如(rú)下(xià)：

射頻单元(yuán)BFX780

BFX780采用(yòng)ZU48DR架構，提(tí)供8收(shōu)8發(fà)射頻通(tòng)道(dào)，頻率覆蓋50M~7.125GHz，支持(chí)30.72MHz~2GHz的(de)多(duō)種(zhǒng)實(shí)时(shí)带(dài)宽(kuān)，10ps級高(gāo)精度(dù)通(tòng)道(dào)間(jiān)同(tóng)步，采用(yòng)PCIe Gen3x16主(zhǔ)機(jī)接口(kǒu)，支持(chí)外(wài)參考，外(wài)觸發(fà)等接口(kǒu)。射頻卡(kǎ)內(nèi)置在(zài)5G綜測儀機(jī)箱(xiāng)內(nèi)部(bù)。

BFX780關(guān)鍵參數如(rú)下(xià)所(suǒ)示：

二(èr)、功能(néng)特(tè)性(xìng)及(jí)規格

三(sān)、綜測儀交互界面(miàn)

基站管(guǎn)理(lǐ)界面(miàn)

數據(jù)可(kě)視化(huà)界面(miàn)

CLI統計(jì)

包(bāo)括接入(rù)用(yòng)戶、L2/L3层(céng)進(jìn)出口(kǒu)流量(liàng)、SINR、RSSI、TA、誤码率和(hé)DTX統計(jì)等等。

UE測試監控

▲FR1 1T1R 30K 100M 256QAM速率图(tú)

▲FR2 1T1R 120K 100M DL 256QAM  UL 64QAM速率图(tú)

▲FR2 2T2R 120K 200M 8CC载波(bō)聚合速率图(tú)