LTE Module User Documentation（翻译8）——核心网（EPC）

时间：2016-05-17 17:54:17 阅读：393 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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LTE用户文档

（如有不当的地方，欢迎指正！）

14 Evolved Packet Core (EPC)

我们现在讲解如何编写一个仿真程序——除了 LTE 无线接入网外，还允许仿真 EPC。 EPC 允许使用 IPv4 网络与 LTE 设备连接。换句话说，可以在 LTE 上使用常规的 ns-3 应用和 IPv4 sockets ，并且能够把 LTE 网络与仿真中的任何 IPv4 网络相连接。

首先，除了我们已经在 Basic simulation program 中介绍过的 LteHelper 之外，你还需要使用一个额外的 EpcHelper 类——负责创建 EPC 实体和网络拓扑。注意，你不能直接使用 EpcHelper ，因为它是一个抽象基类；相反，你需要使用它的一个子类——提供不同的 EPC 拓扑实现。本例中，我们会考虑 PointToPointEpcHelper，基于点对点链路实现 EPC 。为了使用它，首先需要在仿真程序中插入下列代码：

Ptr<LteHelper> lteHelper = CreateObject<LteHelper> ();
Ptr<PointToPointEpcHelper> epcHelper = CreateObject<PointToPointEpcHelper> ();

然后，你需要告诉 LTE helper 接下来要使用 EPC：

lteHelper->SetEpcHelper (epcHelper);

上面一步是很有必要的， LTE helper 将触发合适的 EPC 配置与一些相关的重要配置，例如当一个基站或用户添加到仿真中时或者创建一个EPS 承载时。另外，所有这些实现都不受用户的干预。

调用 lteHelper->SetEpcHelper (epcHelper) 会使能 EPC 起作用，同时具有副作用——创建的任何新的 LteEnbRrc 所拥有的 EpsBearerToRlcMapping 属性设置为 RLC_UM_ALWAYS 而不是 RLC_TM_ALWAYS（原文档中写的是RLC_SM_ALWAYS，有误！），如果后者是默认的话；否则，属性不会改变（例如，如果你修改默认属性为 RLC_AM_ALWAYS，它将不会变动）。

注意， EpcHelper 也会自动地创建 PGW 节点并配置它，以便它可以合适地处理来自/去往 LTE 无线接入网的业务。不过，你需要添加一些明确的代码来连接 PGW 到其他的 IPv4 网络（例如因特网）。这里有一个非常简单的例子——如何通过点对点链路连接单个远程主机到 PGW ：

Ptr<Node> pgw = epcHelper->GetPgwNode (); 

 // 创建一个远程主机
NodeContainer remoteHostContainer;
remoteHostContainer.Create (1); 
Ptr<Node> remoteHost = remoteHostContainer.Get (0);
InternetStackHelper internet;
internet.Install (remoteHostContainer);
 
// 创建 internet
PointToPointHelper p2ph;
p2ph.SetDeviceAttribute ("DataRate", DataRateValue (DataRate ("100Gb/s"))); 
p2ph.SetDeviceAttribute ("Mtu", UintegerValue (1500)); 
p2ph.SetChannelAttribute ("Delay", TimeValue (Seconds (0.010))); 
NetDeviceContainer internetDevices = p2ph.Install (pgw, remoteHost); 
Ipv4AddressHelper ipv4h;
ipv4h.SetBase ("1.0.0.0", "255.0.0.0");
Ipv4InterfaceContainer internetIpIfaces = ipv4h.Assign (internetDevices);
// 接口 0 为本地主机，1 为 p2p 设备
Ipv4Address remoteHostAddr = internetIpIfaces.GetAddress (1);

指定路由很重要，以便远程主机可以到达 LTE 用户。实现这的一个方式是利用这样一个事实——PointToPointEpcHelper 默认会分配 LTE 用户一个7.0.0.0 网络的 IP 地址。只要考虑到这一点就足够了：

Ipv4StaticRoutingHelper ipv4RoutingHelper;
Ptr<Ipv4StaticRouting> remoteHostStaticRouting = ipv4RoutingHelper.GetStaticRouting (remoteHost->GetObject<Ipv4> ()); 
remoteHostStaticRouting->AddNetworkRouteTo (Ipv4Address ("7.0.0.0"), Ipv4Mask ("255.0.0.0"), 1);

现在，你应该继续并创建 LTE 基站和用户（参考前面章节）。当然，你可以配置 LTE 的其他方面，例如路径损耗和衰落模型。一旦你创建完用户，你应该也给它们配置 IP 网络。按照下面的方式实现。我们假定你有一个装用户和基站节点的容器，类似于：

NodeContainer ueNodes;
NodeContainer enbNodes;

配置一个只有 LTE 的仿真，你通常会这样做：

NetDeviceContainer ueLteDevs = lteHelper->InstallUeDevice (ueNodes);
lteHelper->Attach (ueLteDevs, enbLteDevs.Get (0));

为了给用户配置 IP 网络，你只需要额外添加这些：

// 在用户上安装 IP 协议栈
InternetStackHelper internet;
internet.Install (ueNodes);

// 给用户分配 IP 地址
for (uint32_t u = 0; u < ueNodes.GetN (); ++u)
  {
    Ptr<Node> ue = ueNodes.Get (u);
    Ptr<NetDevice> ueLteDevice = ueLteDevs.Get (u);
    Ipv4InterfaceContainer ueIpIface = epcHelper->AssignUeIpv4Address (NetDeviceContainer (ueLteDevice));
    // 为用户设置默认网关
    Ptr<Ipv4StaticRouting> ueStaticRouting = ipv4RoutingHelper.GetStaticRouting (ue->GetObject<Ipv4> ());
    ueStaticRouting->SetDefaultRoute (epcHelper->GetUeDefaultGatewayAddress (), 1);
  }

EPC 的承载激活与 LTE-only 仿真稍微不同。首先，当使用 EPC 时，不再使用 ActivateDataRadioBearer 方法。其次，使用 EPC ，当你调用 LteHelper::Attach () 时，默认的 EPS 承载将自动激活。第三，如果你想设置专用的 EPS 承载，你可以使用方法 LteHelper::ActivateDedicatedEpsBearer () 来实现。该方法被看作一个参数 Traffic Flow Template (TFT，业务流模板)——一个定义业务（会被映射到专用的 EPS 承载上）类型的结构体。下面一个例子讲的是，当用户在端口 1234 通信时，如何为应用设置专用的无线承载：

Ptr<EpcTft> tft = Create<EpcTft> ();
EpcTft::PacketFilter pf;
pf.localPortStart = 1234;
pf.localPortEnd = 1234;
tft->Add (pf);
lteHelper->ActivateDedicatedEpsBearer (ueLteDevs, EpsBearer (EpsBearer::NGBR_VIDEO_TCP_DEFAULT), tft);

你当然也可以使用自定义的 EpsBearer 和 EpcTft 配置，请参考 doxygen 文档来学习如何实现它。

最后，你可以在 LTE 用户节点上安装应用，通过因特网与远程应用进行通信。这可以通过一般的ns3 过程实现。接下来是一个简单的例子，一个远程主机，如何设置下行通信，远程主机上有一个 UdpClient 应用，LTE 用户（与前面的代码片段使用相同的变量名）上有一个 PacketSink。

uint16_t dlPort = 1234;
PacketSinkHelper packetSinkHelper ("ns3::UdpSocketFactory",
                                  InetSocketAddress (Ipv4Address::GetAny (), dlPort));
ApplicationContainer serverApps = packetSinkHelper.Install (ue);
serverApps.Start (Seconds (0.01));
UdpClientHelper client (ueIpIface.GetAddress (0), dlPort);
ApplicationContainer clientApps = client.Install (remoteHost);
clientApps.Start (Seconds (0.01));

好了，现在你可以像往常一样开始你的仿真：

Simulator::Stop (Seconds (10.0));
Simulator::Run ();

参考文献

https://www.nsnam.org/docs/models/html/lte-user.html

LTE Module User Documentation（翻译8）——核心网（EPC）

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原文地址：http://www.cnblogs.com/alice123/p/5502408.html

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