srsLTE安装、运行及测试
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前言
?????? 進(jìn)入研究生階段，就開始從事軟件無線電（SDR）方向的學(xué)習(xí)及研究，到目前為止，接觸過Amarisoft LTE100、Openairinterface、srsLTE、OpenBTS等SDR系統(tǒng)。實驗室?guī)熜謧冊诨贠penAirInterface(OAI)平臺上做過較多的開發(fā)，也積累了相關(guān)的經(jīng)驗，想進(jìn)一步了解SDR技術(shù)的，可以參考http://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/53446841（實驗室大牛寫的SDR基本原理，簡潔易懂）。
? ? ? ?OAI 功能非常強(qiáng)大，其按照3GPP LTE協(xié)議實現(xiàn)了UE、eNB以及EPC全協(xié)議棧的功能，目前已經(jīng)支持到Release10版本，且在不斷更新中。但是，OAI平臺功能太過復(fù)雜，從而導(dǎo)致其運行及配置的時候，都比較麻煩，比如OAI EPC的運行，需要分別單獨運行HSS、MME以及SPGW三個模塊，且配置也是需要單獨進(jìn)行配置的，所以過程上，比較繁瑣。
?????? 接觸SRS，是在去年年初，當(dāng)時srsLTE只開源了全協(xié)議棧的UE，eNB，還包括一個下行的PDSCH，沒有EPC的功能，而且其srsUE、srseNB運行的時候，必須要接EPC，所以使用起來，還需要找第三方的EPC才能夠使用，但是在2018年，srs開源了EPC模塊，且配置及使用非常簡單，即不再需要使用第三方的EPC，即可搭建完整的LTESDR系統(tǒng)。
?????? 下面對srsLTE的功能、環(huán)境搭建以及配置進(jìn)行一個整體上的介紹~
srsLTE簡介
?????? srsLTE是由愛爾蘭SoftwareRadioSystems (SRS)公司開發(fā)實現(xiàn)的免費開源LTE SDR平臺，在AGPLv3 license許可下發(fā)布，并且在實現(xiàn)中使用了OpenLTE的相關(guān)功能。SrsLTE的開源過程大致經(jīng)歷了三個階段：
（1）srsLTE包含全協(xié)議棧的UE（srsUE）以及一個物理層下行鏈路的收發(fā)鏈路，該階段可以使用第三方（如OAI）的eNB以及EPC來搭建LTE SDR系統(tǒng)；
（2）srsLTE開源了srseNB，即srs具備了全協(xié)議棧的eNB以及UE，沒有EPC，因此需要使用第三方（如Amarisoft）的EPC，搭建LTE SDR的整個網(wǎng)絡(luò)，實驗室?guī)熜钟羞M(jìn)行過該階段的性能測試，可以參考http://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/73603577；
（3）srsLTE開源了srsEPC，即核心網(wǎng)功能，且一如往常的代碼簡潔，配置簡單，使用方便，到目前為止，既可以通過srsLTE搭建完整的LTE網(wǎng)絡(luò)。
目前的srsLTE開源代碼在Github上管理，鏈接為https://github.com/srsLTE/srsLTE，其代碼主要分為三個模塊，即srsUE、srseNB、srsEPC，另外還包括一些底層的庫函數(shù)：
? ? ? ?srsUE：實現(xiàn)了物理層到IP層的LTE SDR平臺；
? ? ? ?srseNB：全協(xié)議棧的LTE eNodeB SDR平臺；
?????? srsEPC：輕量級的LTE核心網(wǎng)實現(xiàn)平臺，包括HSS、MME以及S/P-GW；
? ? ? ?lib：一套模塊化的通用庫，包括PHY、MAC、RLC、NAS、S1AP以及GW各層。
下面簡單介紹srsLTE整個模塊的性能特征，主要包含以下四個部分：
? ? ? ?srsLTE共有特征：
? ? ? ? ? ? （1）支持Realease8(兼容一些Realease9的功能)；
? ? ? ? ? ? （2）支持FDD；
? ? ? ? ? ? （3） 測試帶寬：1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz以及20MHz；
? ? ? ? ? ? （4） 傳輸模式1（單天線），2（發(fā)射分集），3（CCD），4（閉環(huán)空間復(fù)用）；
? ? ? ? ? ? （5）采用指令集對Turbo編譯碼進(jìn)行加速；
? ? ? ? ? ? （6）命令行跟蹤測試指標(biāo)；
? ? ? ? ? ? （7）詳細(xì)的配置文件等。
? ? ? srsUE主要特征：
? ? ? ? ? ? （1）支持UE的小區(qū)搜索及同步的過程；
? ? ? ? ? ? （2）軟件USIM支持XOR以及Milenge兩種鑒權(quán)算法；
? ? ? ? ? ? （3）虛擬網(wǎng)卡tun_srsue建立網(wǎng)絡(luò)連接；
? ? ? ? ? ? （4）與商用基站以及SDR商用基站、核心網(wǎng)進(jìn)行適配測試，如Amarisoft LTE10。
? ? ? srseNB主要特征：
? ? ? ? ? ? （1）MAC層采用輪詢調(diào)度算法；
? ? ? ? ? ? （2）支持周期性及非周期性的CQI反饋；
? ? ? ? ? ? （3）標(biāo)準(zhǔn)的S1AP以及GTP-U接口；
? ? ? ? ? ? （4）目前已經(jīng)通過商用終端測試，如LG Nexus5、LG Nexus4、HuaWei P9/P9lite以及Huawei dongles:E3276\ E398等。
? ? ? ?srsEPC是單一、輕量級的LTE 核心網(wǎng)實現(xiàn)，其包括下面三個部分：
? ? ? ? ? ? （1）MME（MobilityManagement Entity）,標(biāo)準(zhǔn)的S1AP以及GTP-U接口；
? ? ? ? ? ? （2）S/P-GW，標(biāo)準(zhǔn)的連接虛擬網(wǎng)卡的SGi接口；
? ? ? ? ? ? （3）HSS（HomeSubscriber Server），使用CSV文件格式進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)配置。
? ? ? ?射頻通用設(shè)備支持USRPB210、USRP X300、bladeRF以及LimeSDR。
srsLTE環(huán)境搭建
?????? 對比于前期的srsLTE安裝（http://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/73771212），目前srsLTE安裝都包含在一個文件夾中，因此只需要借助cmake、make等工具進(jìn)行編譯，安裝即可，以下簡單介紹安裝步驟：
系統(tǒng)安裝
?????? srsLTE運行在Ubuntu系統(tǒng)上，之前在14.04以及17.04系統(tǒng)上均安裝成功，所以Ubuntu系統(tǒng)的選擇，可以是14.04及以上，計算機(jī)配置的話，最好能夠i7 CPU，主頻越高越好。系統(tǒng)的安裝推薦使用U盤制作啟動盤，然后進(jìn)行安裝即可，要注意安裝的時候分區(qū)。下面以Ubuntu14.04來進(jìn)行介紹。
常用工具安裝
?????? 系統(tǒng)安裝好之后，需要安裝常用工具，如git、vim等，可以使用Ubuntu系統(tǒng)的apt-get進(jìn)行安裝，如安裝git，使用以下命令即可：
[cpp]?view plaincopy? ? ? ?當(dāng)然，git安裝完成之后，還需要進(jìn)行配置，如配置用戶及email等。
UHD安裝
?????? 硬件設(shè)備選擇USRP B210，因此需要在系統(tǒng)上安裝UHD驅(qū)動，目前UHD版本3.10.0.0對于OAI以及srsLTE的支持比較穩(wěn)定，UHD的安裝教程可以參考http://blog.csdn.net/jipengwang/article/details/79451729。
srsLTE依賴庫安裝
? ? ? ?在Ubuntu14.04系統(tǒng)上，執(zhí)行以下命令即可：
[cpp]?view plaincopy? ? ? ?Ubuntu 17.04系統(tǒng)上，執(zhí)行以下命令：? ? ??
[cpp]?view plaincopy? ? 另外，srs還提供了srsGUI庫，可以用于在調(diào)試的時候，實時查看星座圖及信號能量，其github鏈接為：https://github.com/srslte/srsgui，安裝命令如下：
首先安裝依賴庫：
[cpp]?view plaincopysrsLTE編譯安裝
?????? 從github上clone代碼，之后進(jìn)行編譯安裝即可，命令如下:
[cpp]?view plaincopysrsLTE運行
?????? srsLTE的運行參數(shù)均采用配置文件進(jìn)行，即只需要在運行程序后面加上配置文件即可，配置參數(shù)在配置文件中進(jìn)行，其中srsLTE對于UE、eNB、EPC均提供了對應(yīng)的示例配置文件，其放置位置在對應(yīng)的srsue、srsenb以及srsepc文件夾下，且命名方式為 *.example,如下圖所示為srsenb下面的配置文件：
? ? ? ?在運行時，可以將這些配置文件復(fù)制，并修改文件名，如將drb.conf.example賦值，并命名為drb.conf。
? ? ? ?srseNB以及srsEPC可以運行在一臺電腦上，也可以運行在兩臺不同的電腦上，但是需要保證兩臺機(jī)器之間的IP可達(dá)，并修改相關(guān)的配置文件；srsUE則需要運行在另一臺電腦上。
執(zhí)行sudo make install之后，就可以直接使用srsepc、srsenb以及srsue進(jìn)行運行對應(yīng)的模塊，運行命令如下（假設(shè)目前位于srsLTE目錄下）：
? ? ? ?（1）srsepc
[cpp]?view plaincopy? ?cd srsenb/
[cpp]?view plaincopy? ?cd srsue
[cpp]?view plaincopy? ? ? ?如上圖所示為srsLTE運行界面，其中srseNB以及srsUE的GUI界面可以在配置文件中進(jìn)行配置，并且運行eNB的電腦，虛擬網(wǎng)卡名稱為srs_spgw_sgi,地址為172.16.0.1，運行UE的虛擬網(wǎng)卡名稱為tun_srsue，地址與eNB側(cè)同網(wǎng)段，如下兩圖所示：
另外，在eNB及UE的運行終端中，可以輸入t來實時查看snr、bler等性能指標(biāo)參數(shù)，如下面兩圖所示：
srsLTE測試
ping命令測試
?????? 在運行eNB及UE的電腦上，分別對虛擬網(wǎng)卡tun_srsue以及srs_spgw_sgi進(jìn)行ping命令測試，如下兩圖所示：
iperf測試
?????? 使用iperf進(jìn)行灌包測試，以下測試為PRB=50，即帶寬10MHz，首先進(jìn)行下行灌包測試，之后進(jìn)行上行灌包測試。
? ? ? （1）下行
? ? ? ?UE側(cè)iperf命令為：
[cpp]?view plaincopy? ? ? eNB側(cè)iperf灌包從10M開始，然后是20M，之后是30M，從下圖可以看出，下行峰值速率基本在22Mbits/sec左右。
? ? （2）上行
? ? ?eNB側(cè)iperf命令為：
? ?iperf –s –u –i 1
? ? UE側(cè)iperf命令為：? ?
[cpp]?view plaincopy? ? UE側(cè)灌包從10M開始，之后是15M，然后是20M，可以看到上行峰值速率在14.7Mbps左右。
? ? ? ? 根據(jù)上面的測試結(jié)果，還可以進(jìn)行配置天線的增益來進(jìn)行測試增益下的峰值速率，這里只是進(jìn)行說明如何通過iperf進(jìn)行速率的測試。
總結(jié)
?????? 經(jīng)過上面的介紹與演示，相信大家對于srsLTE的安裝、運行以及測試有了一定的了解，之后有空會繼續(xù)更新如何對配置文件進(jìn)行修改以及探索srsLTE的更多功能。
參考文獻(xiàn)
? ? ?[1]?https://github.com/srsLTE/srsLTE
? ? ?[2]?http://www.softwareradiosystems.com/
? ? ?[3]?http://blog.csdn.net/jipengwang/article/details/79451729
? ? ?[4]?http://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/73603577
? ? ?[5]?http://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/53446841
? ? ?[6]?http://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/73771212
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的srsLTE安装、运行及测试的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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