电力物联网多协议SDR测试平台

软件定义无线电（SDR）技术通过“硬件通用化、功能软件化”，将传统硬件实现的调制解调、协议处理等功能转移到软件层面，具备灵活可编程、多协议兼容、快速迭代的优势，恰好契合电力物联网多协议测试需求。

本平台依托软件定义无线电（SDR）技术的灵活可编程特性，实现对4G/5G、Zigbee、WiFi等主流协议的一站式测试验证，为电力物联网设备研发调试、组网方案优化升级及行业标准制定提供坚实的技术支撑，加速推动电力系统数字化转型进程。

系统概述

本平台基于USRP-LW N310硬件平台开发，采用软件定义无线电技术，完整支持4G/5G/Zigbee/WiFi多种主流无线通信技术。

平台集成了多种调制解调、信道编码和信号处理算法，可进行电力物联网场景下的全协议测试验证。通过USRP可编程硬件和成熟软件系统，能高效完成通信仿真、组网测试和设备互联验证，为电力物联网建设提供可靠的技术支撑。

技术参数

基于软件无线电平台USRP-LW N310，整合多种调制解调方式、信道编码及信号处理技术，实现电力系统物联网场景下与主流无线通信技术的互连互通。

软硬件平台

实物搭建

本系统硬件部分由8根天线、1台USRP-LW N310、1台上位机等组成。

采用1台USRP-LW N310，模拟4G/5G/ZigBee/Wifi基站，上位机与USRP-LW N310之间通过网口进行数据传输，采用商用终端设备进行测试。

系统原理

4G/5G

4G基于开源srsRAN（基站）和Open5GS（核心网）开发，基于USRP硬件平台搭建4G LTE端到端通信系统，可支持商用手机接入。通过USRP硬件基于通用高性能PC可以搭建4G LTE 端到端系统，可以实现商用手机接入上网及volte音视频通话功能。代码完全自主可控，为研究4G系统及应用进行有力支撑，并且系统可以进一步进行功能开发和迭代。

5G基于开源openairinterface5g（基站）和Open5GS（核心网）开发，基于USRP硬件平台搭建5G NR端到端通信系统，可支持商用手机接入。通过USRP硬件基于通用高性能PC可以搭建5G NR端到端系统，可以实现商用手机接入功能。代码完全自主可控，为研究5G系统及应用进行有力支撑，并且系统可以进一步进行功能开发和迭代。

基站实现：

基站发射信号

基站接收信号

核心网实现：

核心网基于Open5GS开发， Open5GS使用 C 语言实现了 5GC 和 EPC，同时支持4G核心网及5G 核心网。

ZigBee

基于软件定义无线电（SDR）的IEEE 802.15.4 GNU Radio收发器测试平台可与物理上的真实传感器进行互操作，有了这种互操作性水平，就可以建立一个混合网络，由现成的传感器和基于SDR的收发器组成。借助图形用户界面的帮助，可以快速设置和配置基于SDR的收发器，整个通信堆栈，从物理层到应用层，都可以在SDR系统中实现。应用程序可以通过TCP或UDP套接字连接到收发器。系统可实现通信的调试、日志记录和监视，流量也可以由Wireshark解析器捕获和分析。

基于USRP的收发信机架构

WiFi

基于软件定义无线电（SDR）的IEEE 802.11 GNU Radio收发器测试平台可与物理上的真实传感器进行互操作，有了这种互操作性水平，就可以建立一个混合网络，由现成的传感器和基于SDR的收发器组成。借助图形用户界面的帮助，可以快速设置和配置基于SDR的收发器，整个通信堆栈，从物理层到应用层，都可以在SDR系统中实现。应用程序可以通过TCP或UDP套接字连接到收发器。系统可实现通信的调试、日志记录和监视，流量也可以由Wireshark解析器捕获和分析。

基于USRP的收发信机架构