1. Проект OpenBTS, области применения

OpenBTS — ПО для ОС Linux, которое использует программно-определяемое радио для реализации стандарта интерфейса 3GPP для пользовательского оборудования, одновременно представляя это оборудование как оконечную точку SIP для подключения к Интернету.

OpenBTS использует программное обеспечение GNURadio, чтобы создать GSM радиоинтерфейс для поддержки мобильных аппаратов, работающих в стандарте 2G GSM и использует протокол SIP коммутатора или АТС для подключения звонков. Сочетание глобального стандарта GSM с недорогим VoIP соединением формирует основу нового типа сотовой сети, которая может быть развернута и эксплуатироваться со значительно меньшими затратами, чем существующие технологии во многих приложениях. Примером использования является развертывание OpenBTS в сельской местности или частных сетей сотовой связи в отдаленных районах.

2. OpenBTS-UMTS

OpenBTS-UMTS - это приложение на базе Linux, написанное на языке C++, которое использует программное обеспечение для предоставления сети UMTS любому стандартному 3G UMTS-телефону или модему. Он основывается на структуре OpenBTS, где MS или UE рассматриваются как конечная точка IP в сети.

3. Возможности OpenBTS-UMTS.

Возможности:

• UMTS Release 99 (or Release 3)

• Поддержка только пакетной передачи данных (package-switched only, данные)

• Поддержка U-ARFCN

• Поддержка одной или двух высокоскоростных активный сессий передачи данных

• сверточное кодирование со скоростью 1/2

• турбо кодирование со скоростью 1/3

• Максимальная скорость передачи данных вниз: 106 Kbytes/s

• Максимальная скорость передачи данных вверх: 52 Kbytes/s

Возможности, не поддерживаемые в текущем релизе:

• Сервис передачи голоса, текста

handover

• Переключение между 2G и 3G (Inter-RAT mobility (moving b/w a 2G and 3G network))

• Пэйджинг

• Шифрование

USIM-основанная аутентификация

4. Аутентификация и SIM-карты

UMTS обеспечивает взаимную аутентификацию между UE и NodeB. Это значительно отличается от аутентификации 2G / 2.5G, где только BTS аутентифицирует MS. В связи с этим Subscriber Register должен знать значение K_i SIM для выполнения аутентификации и поддержки защиты целостности передаваемых данных. Без надлежащей проверки подлинности и защиты целостности UE не будет присоединяться (или регистрироваться) с помощью OpenBTS-UMTS. Для большинства пользователей это означает, что вы должны предоставить SIM-карты для UE в сети. Единственный способ использовать SIM-карты у другого провайдера - получить K_i через интерфейс роуминга с HLR / HSS провайдера. USIM (например, 3G-SIM) в настоящее время не поддерживаются реализацией OpenBTS-UMTS.

5. Поддерживаемые аппаратные платформы

Первоначальная интеграция публичной версии OpenBTS-UMTS была выполнена с использованием SDR1 ( RAD1). В настоящий момент доступна поддержка новейших устройств ETTUS Research USRP. Поддерживаемые продукты Ettus Research включают устройства USRP третьего поколения (серии B200 и X-серии) и модели второго поколения с пропускной способностью, достаточной для UMTS (серии N). Более старые продукты Ettus Research на базе USB 2.0 не поддерживаются OpenBTS-UMTS из-за ограничений на транспортную шину. Поддерживаемые устройства USRP включают оптимизацию SSE Intel для повышения производительности.


Рисунок 1 - совместимые устройства Ettus Research

Требования к процессору

OpenBTS-UMTS - это более вычислительно требовательное приложение по сравнению с OpenBTS, поскольку пропускная способность канала UMTS примерно в 13 раз больше, чем канал GSM. Как правило, требуется многоядерный высокопроизводительный процессор, такой как Intel Core i3, i5 или i7, работающий на частоте более 1,6 ГГц.

6. USRP N210

В качестве аппаратной платформы был выбран SDR USRP N210.

The Ettus ResearchUSRPN200 and N210 - высокопроизводительный класс оборудования семейства USRP, который позволяет инженерам быстро разрабатывать и реализовывать мощные и гибкие программные радио системы. Данные устройства идеально подходят для приложений, требующих высокую RF производительность и широкую полосу пропускания. Соединение USRP N210 осуществляется с помощью Ethernet кабеля. Для получения доступа к устройству из разрабатываемой программы необходимо установить и подключить к проекту драйвер UHD. Данный драйвер доступен на ОС Linux, Mac, Windows.


Рисунок 2 - Внешний вид SDR USRP N210

Таблица 1 - основные характеристики SDR USRP N210