Despliegue Automático de las redes 4G y 5G mediante Software Defined Radio (SDR) y la Virtualización de Core Networks

Abstract

[ES] Uno de los avances tecnológicos más relevantes de los últimos años es el 5G que continúa la línea iniciada por el 4G de proporcionar una conexión ¿global¿ rápida y fiable. Más concretamente, el principal avance dentro del 5G es su arquitectura. Debido a la descentralización de la arquitectura del 5G se permite y facilita la Software Defined Radio (SDR). Esta tesis implementa 4G con un evolved core, el eNodeB y el usuario utilizando software de código abierto OAI. Para este propósito, se utilizó el USRP-B210. Además, se realizó una implementación de 5G StandAlone (SA), para estos dos cores diferentes fueron utilizados. Primero se usó el core OAI usando el OAI UE (otro B210). Luego se utilizó el core de Open5GS porque es más estable con soluciones comerciales. Como usuario se utilizaron diferentes teléfonos móviles Huawei y un Quectel y en caso de ambos cores la estación base utilizada (gNB) fue la estación base OAI. Con esta última implementación se realizaron varias pruebas, principalmente utilizando los teléfonos móviles pero también el Quectel. Los tests realizados fueron pruebas de velocidad, pruebas de cobertura, y conexión de varios dispositivos, la prueba de esfuerzo. Los resultados fueron bastante interesantes alcanzando más de 100 Mbps en velocidad de bajada y una cobertura de alrededor de 15 metros. También se logro conectar 3 teléfonos móviles funcionando bien. Finalmente se automatizó el lanzamiento del gNB, en este sentido cuando la red se va a saturar se lanza un segundo gNB. Esto responde a un determinado caso de uso donde en un momento concreto hay mucha conexión en un área específica.

[EN] One of the most mentioned technological advances of the last few years is the 5G which keeps the line started by the 4G of providing a ¿global¿ fast and reliable connection. More specifically, the main advance inside 5G is its architecture. Due to the decentralization of the architecture of the 5G the Software Defined Network is allowed and facilitated. This thesis implements 4G with an evolved core, the eNodeB and the user using OAI open-source software. For this purpose, the USRP-B210 was used. Also, an implementation of 5G Stand Alone (SA) was done, for these two different cores were used. First the OAI core was used using the OAI UE (another B210). Then the core of Open5GS was used because it¿s more stable with commercial solutions. In this case, as user, different Huawei mobile phones and a Quectel where used and in both cases the base station used (gNB) was the OAI bas estation. With this last implementation several test where done, mostly using the mobile phones but also the Quectel. The test done were speed tests, coverage tests, and connecting several dispositive, the stress test. The results were quite interesting reaching more than 100 Mbps in downlink speed and a coverage of around 15 meters. Also managed to connect 3 mobile phones working fine. Finally the automatization of the launch of the gNB was authomaticed, in this sense when the net is going to saturated a second gNB is launched. This responses to a certain use case where in a concret time there are a lot of connection in a specific area.