保姆级教程：用Ubuntu 18.04 + USRP B210 + 红米K40s搭建OAI 5G实验网（含商用终端配置全流程）
从零构建5G实验网：基于Ubuntu 18.04与USRP B210的实战指南
在无线通信技术快速迭代的今天，5G已成为学术研究和产业创新的重要方向。对于通信工程专业的学生、科研人员和技术爱好者而言，搭建一个可实际运行的5G实验环境是深入理解协议栈和空口技术的绝佳途径。本文将详细介绍如何利用Ubuntu 18.04操作系统、USRP B210软件无线电设备和红米K40s商用手机，构建完整的OAI(OpenAirInterface)5G实验平台。
1. 实验环境准备与系统配置
搭建5G实验网络的第一步是确保硬件和软件环境的正确配置。不同于虚拟化部署，物理机直接运行能够提供更稳定的实时性能和更直接的硬件访问能力。
硬件清单：
- 主机：x86架构物理服务器或高性能PC（建议i7以上CPU，16GB以上内存）
- SDR设备：USRP B210软件无线电外设
- 测试终端：红米K40s智能手机（搭载高通骁龙870平台）
- 辅助设备：SIM卡烧录器与空白SIM卡
Ubuntu 18.04基础配置：
# 更新系统并安装基础依赖 sudo apt update && sudo apt upgrade -y sudo apt install -y git cmake libboost-all-dev libusb-1.0-0-dev \ python3-pip docker.io docker-compose注意：建议使用Ubuntu 18.04 LTS版本，这是经过OAI社区广泛测试的稳定基础环境。虽然新版本Ubuntu也可运行，但可能需要额外处理依赖冲突。
USRP B210设备需要特定的UHD驱动支持：
# 安装UHD驱动 sudo apt install -y libuhd-dev uhd-host # 验证设备连接 uhd_find_devices若设备未被识别，可能需要手动加载FPGA镜像：
sudo uhd_images_downloader2. OAI核心网部署与配置
OAI核心网采用容器化部署方案，极大简化了依赖管理和服务编排过程。我们选择mini-nonrf模式，这是最适合单机实验环境的轻量级配置。
拉取Docker镜像：
docker pull oaisoftwarealliance/oai-amf:latest docker pull oaisoftwarealliance/oai-spgwu-tiny:latest docker pull oaisoftwarealliance/oai-smf:latest docker pull oaisoftwarealliance/trf-gen-cn5g:latest核心网数据库配置关键点：
需要修改oai-cn5g-fed/docker-compose/database/oai_db1.sql文件中的用户数据，特别是以下字段：
| 字段名 | 示例值 | 说明 |
|---|---|---|
| IMSI | 001010000000001 | 国际移动用户识别码 |
| KEY | 0x0C0A34601D4F07677303652C0462535B | 鉴权密钥 |
| OPC | 0x63bfa50ee6523365ff14c1f45f88737d | 运营商密码 |
DNN列表调整：修改docker-compose-mini-nonrf.yaml文件，确保DNN配置与终端APN设置一致：
dnnList: - dnn: ims ipv4: 12.1.1.0/243. OAI基站(gNB)编译与优化
基站软件是连接核心网与终端的关键环节，需要针对USRP B210设备进行专门编译。
分步编译流程：
创建独立编译目录
mkdir USRP_Drive_OAI && cd USRP_Drive_OAI git clone https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g.git检出开发分支并配置环境
git checkout develop source oaienv编译USRP专用驱动
cd cmake_targets ./build_oai -I -w USRP
关键配置文件调整：修改gnb.sa.band78.fr1.106PRB.usrpb210.conf中的射频参数：
{ "tx_gain": 26, "rx_gain": 20, "dl_frequency": 3500000000, "ul_frequency": 3300000000 }提示：发射功率(tx_gain)需要根据实验环境调整，过高可能导致信号失真，过低则影响连接稳定性。
4. 商用终端配置全流程
红米K40s作为商用5G终端，需要进行特殊配置才能接入实验网络。
SIM卡烧录步骤：
- 使用写卡器将以下信息写入空白SIM卡：
- IMSI: 001010000000001
- Ki: 0C0A34601D4F07677303652C0462535B
- OPC: 63bfa50ee6523365ff14c1f45f88737d
- PLMN: 00101
手机端关键配置：
创建新的APN：
- 名称：OAI_5G
- APN：ims
- 类型：default,supl
启用工程模式：
- 拨号界面输入
*#*#4636#*#* - 选择"手机信息"
- 设置首选网络类型为"NR only"
- 拨号界面输入
网络启动顺序：
启动核心网容器
python3 core-network.py --type start-mini --scenario 2运行基站程序
sudo ./nr-softmodem -O ../targets/PROJECTS/GENERIC-NR-5GC/CONF/gnb.sa.band78.fr1.106PRB.usrpb210.conf手机端切换飞行模式触发网络注册
在实际测试中，我们发现红米K40s的射频性能表现优异，在3米范围内可实现稳定200Mbps的下行速率。相比其他测试机型，其协议栈实现更为完整，对实验网络的兼容性最好。