OpenBTS 项目

OpenBTS 项目致力于构建一个开源的 UNIX 应用。它基于 通用软件无线电平台（USRP）实现 GSM 空中接口（UM 接口）来规范（连接）标准的 GSM 手机，基于 Asterisk 软交换（Asterisk software PBX）来连接呼叫。它呈现出一个这样的事实：一个完全不同于传统的 GSM BTS。传统的 GSM BTS 只是一个通过外部基站控制器（BSC)来控制的，通过远程“移动交换中心”（MSC)来连接呼叫的“傻瓜”设备。正是由于其构架的不同，称其为“OpenBTS”，它更像一个AP - 无线访问接入点。

OpenBTS AP 的构架总貌

为何构建一个开源的 GSM 堆栈?

结合司空见惯的 GSM 空中接口 和 VoIP（VoIP backhaul）有可能构建一个新型的无线网络。相比现存的技术，它可以以很低的成本布局和运营。鉴于该新型的混合网络同现存的网络不是能够很好的兼容，加之于相差迥异的两套价格体系将会干扰现存的运营商，因此在传统的电信系统生态圈中，不大可能看到这个创新的技术。这也是着手这个项目的主要动机：（构建）一个真正的通用电话系统蓝图。构建这个项目的灵感也是来自于多年的 GSM，软件无线电，VoIP 及可持续电源系统的实践及对（各种）元素的同步认可。

• USRP 可以被很好的用作 GSM 收发设备，通过硬件的改制、配合软件 BTS 便可得到一个运营商级别的无线系统。
• GSM 很简单。只要拥有（框架）代码并理解其特性，这些东西都是自写自明的。
  
  • L1 犹如 无线电系统和 FEC 算法的教科书。
  • L2 简化的 HDLC。
  • L3 是详细完全的对 GSM 04.08 和 ITU-T Q.931 的描述，对接触过 ISDN 的人对这些自然很熟悉。
• 大多数的电话交换功能、呼叫功能和移动管理功能都可以由 Asterisk 来实现，但需把构建传统网络的某些构件（HLRs，MSCs, 等）去掉。
• 每年在富裕的国家要扔掉很多还能使用的手机，这些可以在发展中国家被再生利用。
• 通过基于低成本的软件设计和精心的挑选功率放大器，低容量的 GSM 系统可以由太阳能和微型风力发电机来驱动。这大大的减少了在恶劣环境下的运营服务成本。
  

GSM 是过时的、单调乏味的。何不 CDMA?

GSM 是过时的、单调的。所以选择它不失是一个很好的选择。事实是它仍旧在使用，而且全球 80% 的运营商仍在使用它。它是一种被验证过的、被广泛使用的、能够很好满足要求的技术。

CDMA 物理层对于一个低廉的，全软件的无线系统而言太复杂。不能很好地用低容量网栅组网。CDMA 容量以 50 或更高为基本增量单元来处理订户服务。不管是否想用到或用到这么大的容量，一个最低层无线系统都必须处理这个最低用户增量。相反，GSM 容量以 7 或 8 为基本用户增量，而且一个规划很好的系统还可以忽视这些未激活部分的信号。还有技术之外的话题，IS-95-style CMDA (including cdma2000) 是一个紧凑地控制的、高智能的整体。不付几百美元并签写一个保密协议（NDA),连一个技术规格也无法拿到。因此开源 CDMA 是很值得怀疑的话题。

如何看待 GPRS/EDGE 和 UMTS?

未来的 OpenBTS 版本也许也许能够更好的支持 GPRS 和 EDGE。 GPRS，当其成为现实时，应当只是一种源自任何安装版的 OpenBTS 的软件升级版而已。 EDGE 也许需要额外的计算资源，相比 BTS 其它部分，它招致的额外的软件也不是很复杂的事情。 谈到 UMTS，也是从本质上同 CDMA 的物理层之类的概念上有很大区别。在这里这些内容远远超出目前项目所涉及的范围。

说归说，还是通过实现在单 ARFCN GMSK BTS 上的基本语音通信来拭目以待吧。

那么 WiFi, WiMax, WiWhatever 等等出什么问题啦?

世界上总有那么一些人，他们宁愿既“不”地毯式用 Wi-技术覆盖非洲也不去想一个方法再让 GSM 令人难以置信的便宜。在前面使用（令句子十分绕口的）“不”是因为那些光是满嘴净是谈论的人往往从不去认认真真地去做事。其实原因是这种观点本身就不是一个现实的目标。谈论最新的空中接口技术是很时髦，往往也容易招致喝彩。但现实的答案是 Wi-技术是一种很不合适的移动电话技术。

在广阔的原野，WiFi 的覆盖太小。比如，你无法使用一个 WiFi 单塔覆盖 700 平方英里，而这正是当初设计 GSM 去做的事。如果无线接入点由不同的 ISP 提供的话，通信接替便会变得十分不可靠。相比 GSM，通话将会十分昂贵和耗费电源。在人口稠密的城市，WiFi 可以很好担当“准”手机的功能。但终究不是标准的手机。它也不是很好适合旷野的移动通信。

WiMax 具有 WiFi 的大部分问题。更糟的是，WiMax 的大多数频段的穿透能力不太好。大多数 WiMax 规划师采用将大楼浸泡在小的无线接入点中的方法来解决这个问题。在对于曼哈顿和伦敦是没问题，但是很难想象把飞蜂窝（Femtocell）配置到千千万万的连电话费也付不起的家庭中。

比这些更重要的，OpenBTS 的宗旨是：一个真正的通用电话系统蓝图。 项目的方针是为用户提供更好的具有可升级为250 kb/sec 数据包服务的基本通信，而不是去追求那些并不是通用的令人眼花缭乱极速宽带技术。

Wi-技术 在 OpenBTS 也是有一席之地的。那就是：回程（backhaul)。 标准的 OpenBTS 回程(backhaul) 极有可能是冗余路径的点对点通信：WiFi 或 WiMax.

这是一种新兴的电话系统吗?

希望是这样。

总之，你们都是谁?

OpenBTS 现在是自由软件基金会（FSF）管理下的 GNU Radio 项目的一部分。

项目是由 David A. Burgess (dburgess00 (at) gnuradio.org) 和 Harvind S. Samra (hssarmra (at) gnuradio.org) 发起的。他们现在还是主要的捐助者，于 2008-10-24 把版权移交 FSF。由于种种具体原因，Harvind 和 David 还在加州 S-公司（Kestrel Signal Processing, Inc.）指导许多的 OpenBTS 活动。

听起来挺不错。 如何动手?

从项目的主页 OpenBTS 起始页 开始。读完它，复制一份然后试图使用它。
之后，取决于你想做什么。

想做些软件工作

下面是一些具体的需求:

• DSP 和 通信人才来对付收发器和L1 FEC，
• 协议人才及精通 C++ 的程序员来对付 L2 和 L3，
• 嵌入式人才把这些代码移植到目标嵌入式线路板及
  
• Asterisk 人才来帮助渡出 Asterisk 困惑。
  

想做些硬件工作

下面是一些具体的需求：

• 数字硬件工程师去定制化 USRP 主板。
• RF （射频）工程师去重构 USRP 布局以及定位外部元素诸如：放大器和滤波器。
• 机械工程师来包装，安装冷却及离网电源系统。
• 电器工程师处理离网电源系统。

不是技术从业者，但想做些有意义的帮助

也有一些非技术的方法来资助这个项目。

• 如果你在加州的 Solano 和 Yolo 郡乡下有土地，你可以帮忙设立测试场地。
• 通常需要的设备：测试设备、功率放大器、滤波器，脚手架等等。
  
• 钱在什么时候都是有用的，可以通过 Public Software Fund 来资助 OpenBTS。

OpenBTSArch.jpg (40.3 KB) David Burgess, 10/02/2009 03:14 AM

注：The OpenBTS Background（原文出处，翻译整理仅供参考!）