技术深研 | 基于 OAI 与珞光RFSoC SDR，构建符合 3GPP R17 的 5G NTN 验证平台
近期我国相继发射多颗试验卫星支撑5G NTN技术验证。5月31日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功发射卫星互联网技术试验卫星，主要开展手机直连、天地融合相关技术摸底；6月9日发射垣信千帆DTC01星与中国移动02星，开展 NTN协议、星地同步等工程测试。天地平台协同运作，验证 3GPP R17非地面网络标准。
在星地融合通信迈向工程化落地的关键阶段，珞光电子正式发布基于OpenAirInterface (OAI) 协议栈与SDR-LW 4940 Note高性能硬件平台的5G NTN（非地面网络）全栈技术方案。本方案严格遵循3GPP R17 标准，针对低轨卫星（LEO）场景下的高动态、长时延挑战，提供了一套从算法验证到协议层适配的闭环地面原型系统。
核心底座：为何选择这套架构？
本方案旨在解决真实卫星信道与地面设备协议之间的“错位”问题。我们通过深度定制，构建了四层全栈验证体系：
硬件射频层：采用两台珞光SDR-LW 4940 Note，完整覆盖5G FR1频段。该平台采用 RFSoC 架构，显著降低系统级时延抖动。其卓越的同步能力（标配 10MHz/1PPS）使其能够无缝对接外部信道模拟器，精准复现真实的星地环境。双机联测支持外接统一时钟源实现同步。
软件协议层：基于OAI最新develop分支，原生支持3GPP R17 NTN 特性；4940 Note集成高性能计算单元，支持 OAI 协议栈本地化部署，实现一体化高效运行与处理。
信道仿真层：提供“纯软件/空口直连/全实物仿真”三种形态，覆盖从算法调试到外场前置验证的全研发周期。
核心网层：支持Docker容器化部署方式，确保信令与用户面完全遵循 3GPP 国际规范。
系统架构
技术攻坚：破解 NTN 通信三大难题
针对 LEO 卫星高速运动产生的大多普勒频偏（Doppler Shift）及动态长时延（Dynamic Delay），本方案通过深度定制 OAI develop 分支，实现了以下关键工程突破：
1. 协议级 R17 特性对齐
系统完整合入了SIB-19广播消息处理逻辑，通过ntn_Config_r17结构体下发关键参数。
公共定时偏置：利用ta-Common_r17实现对星地往返时延的基础补偿；
调度时序修正：支持cellSpecificKoffset_r17机制，通过时隙级的调度偏移处理，确保终端与基站侧的上下行时序在长时延链路下严格对齐。
2.时隙级上行定时延后（Slot-level Uplink Timing Postponement）
由于LEO卫星往返时延（RTT）远超地面5G的循环前缀（CP）保护范围，本方案在基站侧实现了时隙级定时延后方案。
分层时延拆分：将卫星产生的超大往返时延拆分为整数时隙偏差与小数级残余时延，适配NTN时序补偿逻辑；
自适应接收延后：在基站MAC层调整上行调度时序，延后向物理层下发接收指令，匹配卫星超长往返时延，在终端信号真实抵达时刻开启接收窗口，解决长时延场景下基站无法识别随机接入前导（Msg1）的问题。
3.灵活的双模切换
本方案支持双工作模式灵活切换，同一套硬件可兼顾地面通信与卫星通信两类测试场景。
操作简便，仅通过修改配置文件，就能在标准5G地面SA模式与5G NTN 卫星模式之间快速切换；
设备复用率高，无需额外添置硬件，有效降低研发部署成本。
可视化能力：让协议交互“全链路可溯”
对于科研与预研而言，数据的可观察性是核心。本方案提供了极强的可视化调试能力：
协议级日志追踪：支持PHY、MAC、RLC、RRC全层级日志抓取，每一条信令的“前世今生”清晰可见。
Wireshark 深度解析：通过对NGAP、NAS、GTP-U等协议的自动化抓包解析，让研究人员能逐帧核查随机接入与PDU会话建立过程。
KPI 实时监控：不仅能看协议，更能通过实时监控误块率（BLER）、吞吐量、频谱效率等 KPI，量化算法改进带来的性能提升。
从论文走向落地的验证利器
当前，卫星互联网建设正处于提速关键期。珞光电子提供的不仅是设备，更是一套成熟的技术闭环——我们利用SDR的高灵活性，将复杂的前沿接入算法理论转化为可运行的工程代码。
对于广大科研院校与企业研发团队而言，这套验证平台不仅能大幅降低外场试验的门槛与成本，更为5G NTN及未来6G天地一体化网络的标准验证与算法攻关，提供了坚实的技术底座。