基于OpenBTS項(xiàng)目自行搭建移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)
一個(gè)基本的移動(dòng)電話需要手機(jī)、基站(BTS)、基站控制器(BSC)、移動(dòng)控制中心(MSC)、(HLR/VLR)、用于鏈接基站、各種控制中心和PSTN網(wǎng)絡(luò)的傳輸線路。下圖就是一張目前廣泛使用的GSM網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu),感興趣的可以看一下wikipedia的介紹,Cellular network。
而OpenBTS項(xiàng)目的目的就是提供了除手機(jī)之外的運(yùn)營(yíng)商設(shè)備的解決方案。OpenBTS實(shí)現(xiàn)了無線收發(fā),尤其是頻段的處理;另一個(gè)是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶 的注冊(cè)和交換,尤其是替代傳統(tǒng)的基站(BTS),基站控制器(BSC),移動(dòng)控制中心(MSC),以及(HLR/VLR)的另類方案,而不用購買昂貴的局 端設(shè)備。
先看一個(gè)實(shí)際的OpenBTS的設(shè)備圖,以下是一個(gè)在實(shí)際運(yùn)行的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備組成圖:
無線電射頻硬件部分的組成:
上面的一張圖介紹了OpenBTS使用的無線電射頻部分的組成,其關(guān)鍵是關(guān)鍵部件是Universal Software Radio Peripheral,通用軟件無線電外設(shè)。而這個(gè)也是OpenBTS的核心所在!
傳統(tǒng)的無線電的信號(hào)處理基本上是由純硬件設(shè)備完成,而USRP的實(shí)現(xiàn)是把復(fù)雜的信號(hào)處理給PC的軟件來處理,包括信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)和線路的交換等。而最基 礎(chǔ)的射頻信號(hào)處理,例如數(shù)字信號(hào)的變頻,內(nèi)插和抽樣等,交給USRP上的FPGA來完成,并通過USB來鏈接PC。
這種把高級(jí)特性交給軟件,底層處理交給硬件的做法即保證了系統(tǒng)的性能也方便了系統(tǒng)的擴(kuò)展。
而以上的這幾部分只是著重介紹了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的無線電射頻部分,整個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的全貌看下圖:
0,OpenBTS,充當(dāng)了手機(jī)基站(BTS)和基站控制器(BSC),他的基本功能是調(diào)制和解調(diào),并為每一個(gè)通信分配一個(gè)信道頻率。
1,Asterisk,充當(dāng)了移動(dòng)交換中心(MSC)和電話交換中心。如果是一個(gè)OpenBTS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的用戶通信,那么Asterisk負(fù)責(zé)直接在 網(wǎng)內(nèi)建立通信鏈接;如果是撥打外網(wǎng)的電話,那么Asterisk通過VoIP gateway連接PSTN網(wǎng)絡(luò)。
2,MySQL,負(fù)責(zé)手機(jī)用戶帳號(hào)管理,記錄通話信息和數(shù)據(jù),同時(shí)也負(fù)責(zé)傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中HLR(Home Location Register)和VLR(Visitor Location Register)的存儲(chǔ)職能。
天線,射頻硬件和USRP,通過USB端口,連接到一臺(tái)PC上,運(yùn)行free software,接入Internet,就組成了一個(gè)完整的移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)。