5G 应用层吞吐率测试配置与实现

发布时间：2021-12-29作者来源：金航标浏览：3267

概述

3GPP从R15版协议开始定义了5G NR新一代无线通信技术，通过引入新空口、新架构，使得带宽更大、频谱效率更高，从而实现无线通信体验速率的极大提升，满足移动互联网不断增长的流量需求。根据ITU国际电信联盟的定义，峰值数据速率是在理想条件下可达到的最大数据速率，可以理解为系统最大承载能力的体现。针对5G eMBB场景，下行链路峰值速率[敏感词]为20 Gbps；上行链路峰值速率[敏感词]为10 Gbps。

在实际5G链接场景下，直接与我们体验相关的应用层速率与物理层速率往往会有一定差距，实际测试环境的配置与参数的设置都会影响到应用层速率。随着越来越多厂商开始关注应用层吞吐率测试，安立已面向模组厂商推出了一整套完整的5G NR应用测吞吐测量方案。本文就给大家介绍下测试环境的搭建与设置过程。

接线图

如下图所示，在物理层测量的基础上5G NR模拟基站端（MT8000A）通过光纤拓展至外部服务器PC（支持Linux系统或者Windows系统），5G模组通过USB网络共享的方式拓展到客户端PC，最终在服务器PC以及客户端PC上安装并运行Iperf程序进而实现应用层的数据灌包与测量。

服务器PC的IP地址：192.168.20.200DUT的IP地址：192.168.20.11（MT8821C默认客户端IP地址1）
客户端PC的IP地址：通过USB共享网络连接，并获取与DUT相同的IP地址（192.168.20.11 ）外置服务器PC安装光网卡后通过光纤与MT8000A上的光纤接口连接，拓展NR服务器至服务器PC（详细接线如下图所示）。

设置详解

MT8000A的控制软件界面设置如下所示（上图为ipdata测量模式设置，下图为NR端服务器IP地址设置）。

服务器PC设置如下所示（上图为Windows系统，下图为Linux系统），子网掩码设置为255.255.0.0（用户根据服务器的操作系统类型自行选择设置）。

MT8821C的设置如下所示（上图为ipdata测量模式设置，下图为LTE服务器IP地址以及DUT分配地址设置），子网掩码设置为255.255.0.0。

客户端PC的IP地址如下设置，配合APN即可自动获取MT8821C分配的指定IP地址。

物理层调试

接上篇（技术文章| 5G NR峰值速率的影响因素与实现），以如下帧结构为例：

5ms 单周期：DDDDD DDSUU

D:GP:U（13:1:0）

Sub-6GHz条件下，μ=1，100MHz带宽，调制方式为256QAM，空域资源为4x4MIMO，扩展系数为0.8，下行开销为0.14，5G NR的峰值理论速率可以计算得出为 1.86 Gbps。如下图所示实测某款模块的5G NR下行物理层吞吐量数据为 1809.117 Mbps。

添加APN

调通物理层后通过USB共享DUT网络至客户端PC，添加APN并连接，具体设置如下所示（此后即可进行灌包及测量）：“网络和Internet设置” --> "Cellular" --> "高级选项" -->“添加接入点” -->在配置文件名称与接入点输入框里都输入www.anritsu.com，然后保存设置。

Iperf灌包及测量

客户端PC执行如下指令侦听收包： iperf3 -s -p 5007服务器PC执行如下指令进行UDP灌包： iperf3 -c 192.168.20.11 -u -i 1 -t 50 -p 5007 -b 2000M -w 8M

服务器PC灌包结果如下所示（以Linux系统为例）：

客户端PC侦听结果如下所示：

结论：物理层吞吐率为 1809.117 Mbps，UDP应用层的实测速率为 1.77G bps。

应用层最大吞吐率实测

接上篇（技术文章| 5G NR峰值速率的影响因素与实现），近期某家芯片支持95% duty cycle功能，期望的吞吐率值为2.02 Gbps。通过和芯片联调，其帧结构可以设置为DDDDDDDDSU，其中S(D:GP:U)为11:1:2 （该帧结构在3GPP TS38.306中定义的扩展系数中没有具体体现）。在该帧结构下，在安立MT8000A上测试得到的物理层下行最大吞吐率为2.002 Gbps，如下图所示：