X5G：基于 NVIDIA ARC 与 OpenAirInterface 的开源、可编程、多厂商、端到端私有 5G 测试平台
网络与互联网体系结构
2025-09-15 v5
摘要
随着第五代（5G）制式向软化、可编程和智能网络过渡，便利地部署基于软件组件的公共和私有 5G 系统，既要维持或超越传统单体系统的性能，又要通过定制配置和优化部署实现可编程性，已成为 fundamental 任务。这需要对物理（PHY）层进行硬件加速以提升性能，在无线接入网络（RAN）中部署可编程元件，以及在边缘部署智能控制器，仔细规划无线频率（RF）环境，还需进行端到端的集成与测试。本文描述了我们如何开发可编程的 X5G 测试平台，通过部署首个基于 NVIDIA Aerial RAN CoLab Over-the-Air（ARC-OTA）、OpenAirInterface（OAI）以及近实时 RAN 智能控制器（RIC）集成的 8 节点网络来解决上述挑战。Aerial 软件开发套件（SDK）提供基于图形处理器（GPU）加速的 PHY 层，与来自 OAI 开源项目的上层组件通过小细胞论坛（SCF）功能应用平台接口（FAPI）相互关联。E2 代理提供与 O-RAN 软件社区（OSC）近实时 RIC 的连接性。我们讨论了软件集成、网络基础设施以及用于 RF 规划的数字孪生框架。随后我们使用最多 4 台商用离散件（COTS）智能手机进行 iPerf 和视频流媒体应用进行性能剖析，以及最多 25 个模拟用户设备（UE），测得下行速率超过 1.65 Gbps，上行速率为 143 Mbps。
引用
@article{arxiv.2406.15935,
title = {X5G: An Open, Programmable, Multi-vendor, End-to-end, Private 5G O-RAN Testbed with NVIDIA ARC and OpenAirInterface},
author = {Davide Villa and Imran Khan and Florian Kaltenberger and Nicholas Hedberg and Rúben Soares da Silva and Stefano Maxenti and Leonardo Bonati and Anupa Kelkar and Chris Dick and Eduardo Baena and Josep M. Jornet and Tommaso Melodia and Michele Polese and Dimitrios Koutsonikolas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.15935},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 19 figures, 3 tables, 1 algorithm