5G 應(yīng)用層吞吐率測(cè)試配置與實(shí)現(xiàn)

發(fā)布時(shí)間：2021-12-29作者來源：金航標(biāo)瀏覽：3648

概述

3GPP從R15版協(xié)議開始定義了5G NR新一代無(wú)線通信技術(shù)，通過引入新空口、新架構(gòu)，使得帶寬更大、頻譜效率更高，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信體驗(yàn)速率的極大提升，滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)不斷增長(zhǎng)的流量需求。根據(jù)ITU國(guó)際電信聯(lián)盟的定義，峰值數(shù)據(jù)速率是在理想條件下可達(dá)到的最大數(shù)據(jù)速率，可以理解為系統(tǒng)最大承載能力的體現(xiàn)。針對(duì)5G eMBB場(chǎng)景，下行鏈路峰值速率[敏感詞]為20 Gbps；上行鏈路峰值速率[敏感詞]為10 Gbps。

在實(shí)際5G鏈接場(chǎng)景下，直接與我們體驗(yàn)相關(guān)的應(yīng)用層速率與物理層速率往往會(huì)有一定差距，實(shí)際測(cè)試環(huán)境的配置與參數(shù)的設(shè)置都會(huì)影響到應(yīng)用層速率。隨著越來越多廠商開始關(guān)注應(yīng)用層吞吐率測(cè)試，安立已面向模組廠商推出了一整套完整的5G NR應(yīng)用測(cè)吞吐測(cè)量方案。本文就給大家介紹下測(cè)試環(huán)境的搭建與設(shè)置過程。

接線圖

如下圖所示，在物理層測(cè)量的基礎(chǔ)上5G NR模擬基站端（MT8000A）通過光纖拓展至外部服務(wù)器PC（支持Linux系統(tǒng)或者Windows系統(tǒng)），5G模組通過USB網(wǎng)絡(luò)共享的方式拓展到客戶端PC，最終在服務(wù)器PC以及客戶端PC上安裝并運(yùn)行Iperf程序進(jìn)而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)灌包與測(cè)量。

服務(wù)器PC的IP地址：192.168.20.200DUT的IP地址：192.168.20.11（MT8821C默認(rèn)客戶端IP地址1）
客戶端PC的IP地址：通過USB共享網(wǎng)絡(luò)連接，并獲取與DUT相同的IP地址（192.168.20.11 ）外置服務(wù)器PC安裝光網(wǎng)卡后通過光纖與MT8000A上的光纖接口連接，拓展NR服務(wù)器至服務(wù)器PC（詳細(xì)接線如下圖所示）。

設(shè)置詳解

MT8000A的控制軟件界面設(shè)置如下所示（上圖為ipdata測(cè)量模式設(shè)置，下圖為NR端服務(wù)器IP地址設(shè)置）。

服務(wù)器PC設(shè)置如下所示（上圖為Windows系統(tǒng)，下圖為L(zhǎng)inux系統(tǒng)），子網(wǎng)掩碼設(shè)置為255.255.0.0（用戶根據(jù)服務(wù)器的操作系統(tǒng)類型自行選擇設(shè)置）。

MT8821C的設(shè)置如下所示（上圖為ipdata測(cè)量模式設(shè)置，下圖為L(zhǎng)TE服務(wù)器IP地址以及DUT分配地址設(shè)置），子網(wǎng)掩碼設(shè)置為255.255.0.0。

客戶端PC的IP地址如下設(shè)置，配合APN即可自動(dòng)獲取MT8821C分配的指定IP地址。

物理層調(diào)試

接上篇（技術(shù)文章| 5G NR峰值速率的影響因素與實(shí)現(xiàn)），以如下幀結(jié)構(gòu)為例：

5ms 單周期：DDDDD DDSUU

D:GP:U（13:1:0）

Sub-6GHz條件下，μ=1，100MHz帶寬，調(diào)制方式為256QAM，空域資源為4x4MIMO，擴(kuò)展系數(shù)為0.8，下行開銷為0.14，5G NR的峰值理論速率可以計(jì)算得出為 1.86 Gbps。如下圖所示實(shí)測(cè)某款模塊的5G NR下行物理層吞吐量數(shù)據(jù)為 1809.117 Mbps。

添加APN

調(diào)通物理層后通過USB共享DUT網(wǎng)絡(luò)至客戶端PC，添加APN并連接，具體設(shè)置如下所示（此后即可進(jìn)行灌包及測(cè)量）：“網(wǎng)絡(luò)和Internet設(shè)置” --> "Cellular" --> "高級(jí)選項(xiàng)" -->“添加接入點(diǎn)” -->在配置文件名稱與接入點(diǎn)輸入框里都輸入www.anritsu.com，然后保存設(shè)置。

Iperf灌包及測(cè)量

客戶端PC執(zhí)行如下指令偵聽收包： iperf3 -s -p 5007服務(wù)器PC執(zhí)行如下指令進(jìn)行UDP灌包： iperf3 -c 192.168.20.11 -u -i 1 -t 50 -p 5007 -b 2000M -w 8M

服務(wù)器PC灌包結(jié)果如下所示（以Linux系統(tǒng)為例）：

客戶端PC偵聽結(jié)果如下所示：

結(jié)論：物理層吞吐率為 1809.117 Mbps，UDP應(yīng)用層的實(shí)測(cè)速率為 1.77G bps。

應(yīng)用層最大吞吐率實(shí)測(cè)

接上篇（技術(shù)文章| 5G NR峰值速率的影響因素與實(shí)現(xiàn)），近期某家芯片支持95% duty cycle功能，期望的吞吐率值為2.02 Gbps。通過和芯片聯(lián)調(diào)，其幀結(jié)構(gòu)可以設(shè)置為DDDDDDDDSU，其中S(D:GP:U)為11:1:2 （該幀結(jié)構(gòu)在3GPP TS38.306中定義的擴(kuò)展系數(shù)中沒有具體體現(xiàn)）。在該幀結(jié)構(gòu)下，在安立MT8000A上測(cè)試得到的物理層下行最大吞吐率為2.002 Gbps，如下圖所示：