24 - srsRAN安装部署(已支持5G NSA和SA, 原srsLTE)

颛孙炜

2023-12-01

0.srsRAN概况

srsLTE在4G时代以其稳定、便捷部署、兼容usrp等特征，在SDR中评价优秀，尤其是其LTE UE基本是当时唯一能稳定长时间运行的软UE。

现在srsLTE已经更名为srsRAN，截止目前~~2022.3.18~~ （2023.2）srsRAN已经支持5G NSA gNB、5G NSA UE、sidelink、LTE eNB、LTE UE、5G SA gNB、5G SA UE。由于我对srs的印象极佳，最近也对比了一下srsRAN、OpenAir*********、Seg****，的代码，简单记一下部署srsRAN的过程。（十分顺利，没有OpenAir******那么多需要注意的）

2023.3更新：注意，srsRAN.git的代码最近完成了整理，已分成了https://github.com/srsran/srsRAN_Project.git
和
https://github.com/srsran/srsRAN_4G.git
两个项目以分别进行维护5G和4G功能（之前都在一起，代码结构确实比较乱）。下面的地址记得相应修改。回头我重写一遍博客。

硬件需求概览：

树莓派4：可以带射频跑5M带宽，不带射频用zmq也可以（便宜+便携，而且这个内存大小OAI可能都无法完成编译）
Intel NUC8i7beh：20MHz 2x2MIMO，单小区。（经典皮肤，注意散热）
实验室发的笔记本戴尔 Precision 3340 i7 万兆口 + USRP X310/N310：可以跑 160 MHz、2x2MIMO、多小区、载波聚合（史诗皮肤，不过实体清单上的学校现在不太好买USRP）

1. 仅快速体验srsLTE with USRP B210

就是以前的srsLTE啦，因为提供了package安装，安装命令精简为：

sudo add-apt-repository ppa:softwareradiosystems/srsran
sudo apt-get update
sudo apt-get install srsran -y

2. srsRAN源码安装

详见srs官网 https://www.srs.io/

2.1 安装依赖

Ubuntu1804：

sudo apt-get install build-essential cmake libfftw3-dev libmbedtls-dev libboost-program-options-dev libconfig++-dev libsctp-dev

Fedora:

dnf install cmake fftw3-devel mbedtls-devel lksctp-tools-devel libconfig-devel boost-devel

CentOS:

dnf install cmake fftw3-devel mbedtls-devel lksctp-tools-devel libconfig boost-devel

2.2 安装srsGUI可视化界面（可选，推荐）

用于显示星座图等

sudo apt-get install libboost-system-dev libboost-test-dev libboost-thread-dev libqwt-qt5-dev qtbase5-dev
git clone https://github.com/srsLTE/srsGUI.git
cd srsgui
mkdir build
cd build
cmake ../
make

可用make test测试是否安装成功
启用的话在srs的配置文件中，[gui]的enable即可true

2.3 根据您的RF硬件安装驱动/射频仿真

比较基本，我就假设各位都装好了并且测试可用
UHD（推荐用3.15，跟OAI通用）https://github.com/EttusResearch/uhd
SoapySDR https://github.com/pothosware/SoapySDR
BladeRF https://github.com/Nuand/bladeRF

ZeroMQ替代射频仿真，类似于OAI的rfsimulator的拓扑，需要单独定义信道环境，区别于L2sim，详见第4章
https://github.com/zeromq

2.4 安装srsRAN

2023.3：注意，srsRAN.git的代码最近完成了整理，已分成了https://github.com/srsran/srsRAN_Project.git
和
https://github.com/srsran/srsRAN_4G.git
两个项目以分别进行维护5G和4G功能（之前都在一起，代码结构确实比较乱）。下面的地址记得相应修改。回头我重写一遍博客。

下载源码编译：

git clone https://github.com/srsRAN/srsRAN.git
cd srsRAN
mkdir build
cd build
cmake ../
make
make test

安装（推荐，方便）

sudo make install
srsran_install_configs.sh user

默认配置文件位置在~/.config/srsran

3 部署srsRAN+射频

srsRAN目前集成了LTE和NR的协议栈。
srsepc：简单的LTE 核心网
srsenb：通过enb.conf rr.conf 等配置文件来控制运行LTE还是NR（集成）。
srsgnb：O-RAN 7.2x架构的NR基站，CU DU分离。
srsue：UE。

3.1 srs的BS+srs的UE

依然是愉快的

#指定配置文件
sudo srsenb ~/.config/srsran/enb.conf 
#不指定，用默认配置
sudo srsenb

和

#指定配置文件
sudo srsue ~/.config/srsran/ue.conf 
sudo srsue #默认配置

在./srsRAN/build/lib/examples里可以找到配置文件示例，此外还有些很方便的SIB的配置（比如我做授时需要配置SIB9）sib.conf、空口资源配置（比如可以引入额外的AI算法）rr.conf、DRB承载的配置 drb.conf。至于连接核心网的一些配置、UE的SIM的配置、核心网的配置等，可以看我之前的博客。

如果性能不足可以考虑禁用睿频、使用低延迟内核，可看之前的博客

for f in /sys/devices/system/cpu/cpu[0-9]*/cpufreq/scaling_governor ; do
  echo performance > $f
done

3.2 special: 配置MIMO

目前支持模式tm=2、3、4 (参TS38.213)，在配置文件中：

[enb]
...
tm = 3  #传输模式
nof_ports = 2  #天线端口数

基站在tm=3和4时候配置UE上报Rank Indicator的周期可以在rr.conf的m_ri处配置，整数，是CQI报告周期的倍数。

3.3 special: 配置5G NSA

3.3.1 不带射频(用ZMQ)

ZMQ配置见第4章

修改基站的配置文件
enb.conf中，配置[rf]中的device_name和device_args，如

device_name = zmq
device_args = fail_on_disconnect=true,tx_port0=tcp://*:2000,rx_port0=tcp://localhost:2001,tx_port1=tcp://*:2100,rx_port1=tcp://localhost:2101,id=enb,base_srate=23.04e6

再配置RRC， rr.conf的末尾添加一个NR小区（不需要LTE的话记得注释掉LTE的cell_list）

nr_cell_list =
(
   {
    rf_port = 1;
    cell_id = 0x02;
    tac = 0x0007;
    pci = 500;
    root_seq_idx = 204;

    // TDD:
    //dl_arfcn = 634240;
    //band = 78;

    // FDD:
    dl_arfcn = 368500;
    band = 3;
  }
);

运行BS
跟之前一样sudo srsue或者指定上配置文件，会根据配置文件启动BS。可以同时启动eNB和gNB。
log里cc_idx 0 是LTE cell，1是NR cell。
修改UE的配置文件
[rf]里修改device_name和device_args，如

device_name = zmq
device_args = tx_port0=tcp://*:2001,rx_port0=tcp://localhost:2000,tx_port1=tcp://*:2101,rx_port1=tcp://localhost:2100,id=ue,base_srate=23.04e6

添加网络

[gw]
netns = ue1

配置搜索的频段、载波数，TDD FDD都支持

[rat.nr]
bands = 3,78
nof_carriers = 1

声明标准支持（默认是声明支持R8，NSA至少R15）

[rrc]
release = 15

运行UE
跟之前一样。log中出现RRC NR reconfiguration successful表示成功连上NSA。
测试
ping或者iperf，随意。
上行注意需要指定接口ue1（按前几步[gw]中配置）：

sudo ip netns exec ue1 iperf3 -c 172.16.0.1 -b 10M -i 1 -t 60

同样，按t可以trace，打log的速度可以在配置文件metrics_period_secs处修改。

3.3.2 带射频

配置文件修改类似3.3.1节，如

[rf]
device_args=type=x300,clock=external,sampling_rate=11.52e6,lo_freq_offset_hz=11.52e6

nr_cell_list =
(
   {
    rf_port = 1;
    cell_id = 0x02;
    tac = 0x0007;
    pci = 500;
    root_seq_idx = 204;

    // TDD:
    //dl_arfcn = 634240;
    //band = 78;

    // FDD:
    dl_arfcn = 368500;
    band = 3;
  }
);

3.3 special: 配置5G SA

3.3.1 不带射频(用ZMQ)

ue.conf中添加ZMQ配置

[rf]
freq_offset = 0
tx_gain = 80
srate = 11.52e6

device_name = zmq
device_args = tx_port=tcp://*:2001,rx_port=tcp://localhost:2000,id=ue,base_srate=11.52e6

添加网络

[gw]
netns = ue1

关闭LTE的频段

[rat.eutra]
dl_earfcn = 2850
nof_carriers = 0

开启NR的频段

[rat.nr]
bands = 3,78
nof_carriers = 1

声明标准支持（SA至少R15）

[rrc]
release = 15

启用APN

[nas]
apn = srsapn
apn_protocol = ipv4

剩下的USIM那些跟之前的配置方法一样。

enb.conf中MME的地址处写AMF的地址

[enb]
enb_id = 0x19B
mcc = 901
mnc = 70
mme_addr = 192.168.8.10	#OpenXG核心网物理机地址，记得添加到docker的路由
gtp_bind_addr = 127.0.1.1	#Local Address
s1c_bind_addr = 127.0.1.1
s1c_bind_port = 0
n_prb = 50

配置BS这里的ZMQ，可以修改端口但注意匹配

[rf]
rx_gain = 40
tx_gain = 80

# Example for ZMQ-based operation with TCP transport for I/Q samples
device_name = zmq
device_args = fail_on_disconnect=true,tx_port=tcp://*:2000,rx_port=tcp://localhost:2001,id=enb,base_srate=11.52e6

在rr.conf中移除LTE的cell_list并添加NR_cell_list（不移除LTE小区的话会是NSA模式）

nr_cell_list =
(
  {
    rf_port = 0;
    cell_id = 1;
    root_seq_idx = 1;
    tac = 7;
    pci = 500;
    dl_arfcn = 368500;
    coreset0_idx = 6;
    band = 3;
  }
);

3.5 special: 用商用手机连接

目前有点淦的是srsRAN只支持15KHz SCS，等更新吧。
目前OnePlus 5G Nord可以接入，问题不少有兴趣可参这里。

4 部署srsRAN+仿真射频

4.1 安装ZeroMQ

srsRAN没有自己的rfsim，用的ZMQ做转发假装是经过了一个信道，目前只支持单UE单BS。
！注意4.1这一步对应2.3节，是应该在编译srsRAN之前就安装的，如果已经编译了srsRAN需要在装完ZMQ之后重新make一下srsRAN

package安装：

sudo apt-get install libzmq3-dev

或者用源码编译：

git clone https://github.com/zeromq/libzmq.git
cd libzmq
./autogen.sh
./configure
make
sudo make install
sudo ldconfig

git clone https://github.com/zeromq/czmq.git
cd czmq
./autogen.sh
./configure
make
sudo make install
sudo ldconfig

对应2.4节
在2.4节执行一下命令编译过程时↓

git clone https://github.com/srsRAN/srsRAN.git
cd srsRAN
mkdir build
cd build
cmake ../
make

注意要有以下log才是正确安装了ZMQ并且被srsRAN识别到了

...
-- FINDING ZEROMQ.
-- Checking for module 'ZeroMQ'
--   No package 'ZeroMQ' found
-- Found libZEROMQ: /usr/local/include, /usr/local/lib/libzmq.so
...

设置ue的仿真网络：

sudo ip netns add ue1
sudo ip netns list

启动核心网
略，可以用srs的迷你epc，也可以用OAI的，可参考我以前的博客等。
srsepc大概就:

sudo ./srsepc/src/srsepc

OAI的epc：https://blog.csdn.net/BUPTOctopus/article/details/81560514
OAI的5GC：见3.3.1

运行BS
以eNB为例

./srsenb/src/srsenb --rf.device_name=zmq --rf.device_args="fail_on_disconnect=true,tx_port=tcp://*:2000,rx_port=tcp://localhost:2001,id=enb,base_srate=23.04e6"

运行UE

sudo ./srsue/src/srsue --rf.device_name=zmq --rf.device_args="tx_port=tcp://*:2001,rx_port=tcp://localhost:2000,id=ue,base_srate=23.04e6" --gw.netns=ue1

测试（下行）
ping或者iperf，没什么特殊的
测试（上行）
从UE发包的话需要制定ue的接口，（4G的话）ping SPGW用172.16.0.1（按照您UEIPpool的设置）

sudo ip netns exec ue1 ping 172.16.0.1

关闭时候要先关UE再关BS最后记得sudo ip netns delete ue1，不然会出bug。

GNU-Radio
支持，运行时先分别启动核心网、BS、UE，最后再开GRC Flowgraph

4.2 special: 5G NSA

in fact nothing special……

一些其他的工具：
①ubuntu下的读卡器工具 https://pcsclite.apdu.fr/
②win下的读卡器工具（我之前博客发过）
③libdw-dev和libdw：使用backward-cpp进行实际信息的回溯

一些srsRAN的用例：
①树莓派4用例
②载波聚合
③eMBMS
④NB-IoT
⑤C-V2X

24 - srsRAN安装部署(已支持5G NSA和SA, 原srsLTE)

0.srsRAN概况

硬件需求概览：

1. 仅快速体验srsLTE with USRP B210

2. srsRAN源码安装

2.1 安装依赖

2.2 安装srsGUI可视化界面（可选，推荐）

2.3 根据您的RF硬件安装驱动/射频仿真

2.4 安装srsRAN

3 部署srsRAN+射频

3.1 srs的BS+srs的UE

3.2 special: 配置MIMO

3.3 special: 配置5G NSA

3.3.1 不带射频(用ZMQ)

3.3.2 带射频

3.3 special: 配置5G SA

3.3.1 不带射频(用ZMQ)

3.5 special: 用商用手机连接

4 部署srsRAN+仿真射频

4.1 安装ZeroMQ

4.2 special: 5G NSA

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