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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:429

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[敏感词]数据速率,可以理解为系统[敏感词]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[敏感词]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[敏感词]吞吐率为2.002 Gbps,如下图所示:



此时UDP应用层的实测速率为1.95 Gbps。




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