OAI 5G - OAI RAN - FlexRIC Setup 방법

https://hackmd.io/@praveeng/6GMLAB-OAI-5G-SETUP-GUIDE

OAI 5G SA setup Guide - HackMD

https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g/-/blob/develop/doc/NR_SA_Tutorial_OAI_CN5G.md

doc/NR_SA_Tutorial_OAI_CN5G.md · develop · oai / openairinterface5G · GitLab

 

 

 

1. PC 구성

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OAI RAN과 OAI Core를 한 시스템에 함께 설치하려면 PC 1대, 따로 설치하려면 PC 2대를 설치해야 한다.

PC 1대에 모든 시스템을 설치할 것.

 

시스템 사양은 아래와 같다.

운영체제(OS)	Ubuntu 22.04 LTS
CPU	8 cores, x86_64 @ 3.5 GHz 이상
RAM	최소 32 GB
하드웨어 타입	Laptop / Desktop / Server 모두 가능

 

내 경우에는 윈도우에서 리눅스를 쓸 수 있는 wsl2 시스템에 Ubuntu 24.04 LTS를 설치해서 진행할 것. (Desktop)

 

 

 

2. OAI CN5G Setup 과정

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2-1. 사전 준비

sudo apt install -y git net-tools putty

# https://docs.docker.com/engine/install/ubuntu/
sudo apt update
sudo apt install -y ca-certificates curl
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
sudo curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg -o /etc/apt/keyrings/docker.asc
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.asc
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.asc] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(. /etc/os-release && echo "${UBUNTU_CODENAME:-$VERSION_CODENAME}") stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
sudo apt update
sudo apt install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

# Add your username to the docker group, otherwise you will have to run in sudo mode.
sudo usermod -a -G docker $(whoami)
reboot

 

 

2-2. OAI CN5G Configuration files

wget -O ~/oai-cn5g.zip https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g/-/archive/develop/openairinterface5g-develop.zip?path=doc/tutorial_resources/oai-cn5g
unzip ~/oai-cn5g.zip
mv ~/openairinterface5g-develop-doc-tutorial_resources-oai-cn5g/doc/tutorial_resources/oai-cn5g ~/oai-cn5g
rm -r ~/openairinterface5g-develop-doc-tutorial_resources-oai-cn5g ~/oai-cn5g.zip

 

 

2-3. OAI5G CN 도커 이미지 pull

cd ~/oai-cn5g
docker compose pull

 

 

3. OAI CN5G 실행

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3-1. Start OAI CN5G

cd ~/oai-cn5g
docker compose up -d

 

3-2. Stop OAI CN5G

cd ~/oai-cn5g
docker compose down

 

 

 

4. OAI gNB and OAI UE Seutp

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4-1. OAI gNB 사전 준비

# https://files.ettus.com/manual/page_build_guide.html
sudo apt install -y autoconf automake build-essential ccache cmake cpufrequtils doxygen ethtool g++ git inetutils-tools libboost-all-dev libncurses-dev libusb-1.0-0 libusb-1.0-0-dev libusb-dev python3-dev python3-mako python3-numpy python3-requests python3-scipy python3-setuptools python3-ruamel.yaml

git clone https://github.com/EttusResearch/uhd.git ~/uhd
cd ~/uhd
git checkout v4.8.0.0
cd host
mkdir build
cd build
cmake ../
make -j $(nproc)
make test # This step is optional
sudo make install
sudo ldconfig
sudo uhd_images_downloader

 

 

4-2. Build OAI gNB (E2 노드 포함해서 빌드)

# Get openairinterface5g source code
git clone https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g.git ~/openairinterface5g
cd ~/openairinterface5g
git checkout develop

# Install OAI dependencies (E2 노드 포함 빌드)
cd openairinterface5g/cmake_targets/
./build_oai -I  # if you never installed OAI, use this command once before the next line
# 
./build_oai --gNB --nrUE --build-e2 --cmake-opt -DE2AP_VERSION=E2AP_V3 --cmake-opt -DKPM_VERSION=KPM_V3_00 --ninja

# nrscope dependencies
sudo apt install -y libforms-dev libforms-bin

# Build OAI gNB
cd ~/openairinterface5g/cmake_targets
./build_oai -w USRP --ninja --nrUE --gNB --build-lib "nrscope" -C

 

 

 

5.  Deployment OAI gNB And nrUE

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5-1. Near-RT RIC 설치 (FlexRIC)

# GCC Compiler
sudo apt update -y
sudo apt upgrade -y
sudo apt install -y build-essential
sudo apt install -y gcc-13 g++-13 cpp-13
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-13 100 --slave /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-13 --slave /usr/bin/gcov gcov /usr/bin/gcov-13
sudo update-alternatives --config gcc # chose gcc-13

# Mandatory dependencies
sudo apt install libsctp-dev cmake-curses-gui libpcre2-dev

# Multi-language xApp requirements
git clone https://github.com/swig/swig.git
cd swig
git checkout release-4.1 
./autogen.sh
./configure --prefix=/usr/
make -j8
sudo make install

# OAI RAN과 FlexRIC을 같은 머신에서 실행하는 경우
cd openairinterface5g/openair2/E2AP/flexric
git submodule init && git submodule update   
# OAI RAN이 이전에 --build-e2 또는 -DE2_AGENT 옵션으로 컴파일되지 않은 경우에만 실행

# FlexRIC Installation
mkdir build && cd build && cmake -DE2AP_VERSION=E2AP_V3 -DKPM_VERSION=KPM_V3_00 .. && make -j8 
sudo make install
ctest -j8 --output-on-failure   # flexric만 별도 test

 

 

 

 

6. RUN

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6-1, OAI gNB (With RFSimulator) 동작

cd ~/openairinterface5g/cmake_targets/ran_build/build
sudo ./nr-softmodem -O ../../../targets/PROJECTS/GENERIC-NR-5GC/CONF/gnb.sa.band78.fr1.106PRB.usrpb210.conf --gNBs.[0].min_rxtxtime 6 --rfsim

 

 

 

이렇게 CN5G와 상호작용하면서 GTP-U 터널이 만들어지고 NGAP 메시지를 주고받게 된다.

 

 

이후 E2 Agent를 세팅한 후, Setup-Request를 보내게 된다.

 

 

6-2. FlexRIC 동작

cd openairinterface5g/openair2/E2AP
./flexric/build/examples/ric/nearRT-RIC

 

 

이런 상태에서 위 명령어로 FlexRIC을 실행하게 되면 Port 36422에서 Listen하고 있다가 E2 Setup Request를 받아 E2 node의 Setup이 이뤄진다.

 

(이때 gNB에서 Setup Response를 받았다는 로그를 띄우게 된다)

 

 

6-3. OAI nrUE (With RFSimulator) 동작

cd ~/openairinterface5g/cmake_targets/ran_build/build
sudo ./nr-uesoftmodem -r 106 --numerology 1 --band 78 -C 3619200000 --uicc0.imsi 001010000000001 --rfsim

 

이 상황에서 UE를 띄우면, 우선 UE가 OAI CN5G 코어망에 자신의 존재를 알리고 성공적으로 등록되었다.

[NAS] Received Registration Aggcept 메시지가 위를 의미한다.

 

그 다음 [NAS] Received PDU Sessions Establishment Accept, UE IPv4: 10.0.0.2 라는 로그가 있다.

이는 UE가 데이터 통신을 위해 IP 주소인 10.0.0.2를 할당받았고, oaitun_ue1이라는 가상 네트워크 인터페이스도 생성되었다.

 

로그의 [RLC] Added drb1 to UE 0는 DRB(Data Radio Bearer), 즉 실제 사용자의 데이터를 실어나를 전용 통로가 UE와 gNB 사이에 설정되었음을 뜻한다.

 

이후 로그는 [NR_PHY] [UE0 0] RSRP = -42 dBm이라는 로그를 반복적으로 출력하게 되는데, 이는 UE가 gNB와의 연결을 안정적으로 유지하기 위해 지속적으로 무선 신호의 수신 강도(RSRP)를 측정하고 있음을 보여준다.

 

위 과정은, 스마트폰에서 전원을 켜서 5G 네트워크에 연결되고 안테나 아이콘이 가득 찬 상태와 같다.

이제 여기에서 앱을 실행해서 인터넷을 사용하면 되는 것이다.

 

 

6-4. xApp 동작

cd openairinterface5g/openair2/E2AP/flexric
XAPP_DURATION=30 ./build/examples/xApp/c/monitor/xapp_kpm_moni

 

 

여기에 FlexRIC에서 기본적으로 제공하는 monitoring xApp을 띄우면 위와 같은 메시지가 반복적으로 출력된다.

gNB가 1초 간격으로 indication 메시지를 보낸다.

 

UE ID type = gNB, amf_ue_ngap_id = 1, ran_ue_id = 1 부분은 이 데이터가 어떤 UE의 것인지 식별하는 정보.

DRB.PdcpSduVolumeUL = 1 [kb]는 Uplink (UE에서 gNB) 방향으로 측정된 데이터 양이다.

아마 이 부분은 UE가 보낸 Registration Request나 PDU Session Establishment Request와 같은 초기 접속 신호일 가능성이 크다. 2번째 Indication 메시지부터는 UL의 Volume이 측정되지 않는다.

 

DRB.UEThpUl = 1.73 [kb]는 위 데이터를 기반으로 계산한 Uplink의 Throughput이 1.73 kbps임을 의미한다.

RRU.PrbTotUl = 16071 [PRBs]는 측정 주기동안 Uplink 통신을 위해 할당된 총 물리적 자원 블록 (Physical Resource Block)의 수를 의미한다. 이는 곧 통신에 사용된 무선 자원의 양을 나타낸다.

 

즉, 이 xApp 로그는, O-RAN 아키텍처의 핵심인 E2 interface를 통해 RIC이 RAN의 성능을 실시간으로 들여다보는 과정.

우리만의 xApp을 만들어서 실제로 RAN의 성능을 확인할 뿐만 아니라 적절하게 제어해서 통신 환경을 개선하는 것도 가능함.