Configuración e implementación de pruebas de rendimiento de la capa de aplicación 5G

Resumen

3GPP ha definido una nueva generación de tecnología de comunicación inalámbrica 5G NR a partir del protocolo R15. Al introducir nuevas interfaces aéreas y nuevas arquitecturas, el ancho de banda es mayor y la eficiencia del espectro es más alta, lo que mejora enormemente la tasa de experiencia de comunicación inalámbrica y satisface la creciente demanda de tráfico de Internet móvil. Según la definición de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT),La tasa de datos máxima es la cantidad máxima de datos que se puede alcanzar en condiciones ideales.tasa, que puede entenderse como la capacidad máxima del sistemaLa materialización de la capacidad de carga.En los escenarios 5G eMBB, la velocidad máxima de enlace descendente es de hasta 20 Gbps; la velocidad máxima de enlace ascendente es de hasta 10 Gbps.

En escenarios reales de enlaces 5G, suele existir una diferencia entre la velocidad de la capa de aplicación y la de la capa física, directamente relacionada con nuestra experiencia. La configuración y los parámetros del entorno de prueba afectarán la velocidad de la capa de aplicación.A medida que más fabricantes prestan atención a las pruebas de rendimiento de la capa de aplicación, Anritsu ha lanzado un conjunto completo de soluciones de medición de rendimiento de aplicaciones 5G NR para fabricantes de módulos. Este artículo le presentará el proceso de creación y configuración del entorno de prueba.

Diagrama de cableado

Como se muestra en la figura siguiente, basándose en la medición de la capa física, la estación base analógica 5G NR (MT8000A) se conecta a un PC servidor externo (compatible con Linux o Windows) mediante fibra óptica. El módulo 5G se conecta al PC cliente mediante conexión USB. Finalmente, se instala y ejecuta el programa Iperf en el PC servidor y en el PC cliente para realizar la recopilación de datos y la medición de la capa de aplicación.

Dirección IP del PC servidor: 192.168.20.200Dirección IP del dispositivo bajo prueba: 192.168.20.11 (dirección IP de cliente predeterminada MT8821C 1)
Dirección IP del PC cliente: comparta la conexión de red a través de USB y obtenga la misma dirección IP que el DUT (192.168.20.11).Tras instalar la tarjeta de red óptica en el PC servidor externo, conéctela a la interfaz de fibra óptica del MT8000A mediante fibra óptica para ampliar el servidor NR al PC servidor (el diagrama de cableado detallado se muestra en la figura siguiente).

Explicación detallada de la configuración

Los ajustes de la interfaz del software de control del MT8000A son los siguientes (la imagen superior muestra los ajustes del modo de medición de datos IP, y la imagen inferior muestra los ajustes de la dirección IP del servidor NR).

La configuración del PC servidor es la siguiente (la imagen superior muestra el sistema Windows, la imagen inferior muestra el sistema Linux), y la máscara de subred está configurada en 255.255.0.0 (el usuario puede elegir la configuración según el tipo de sistema operativo del servidor).

La configuración del MT8821C es la siguiente (la imagen superior muestra la configuración del modo de medición de datos IP, la imagen inferior muestra la dirección IP del servidor LTE y la configuración de la dirección de asignación del DUT), y la máscara de subred está configurada en 255.255.0.0.

La dirección IP del PC cliente se configura de la siguiente manera. Con el APN, se puede obtener automáticamente la dirección IP especificada asignada por MT8821C.

Depuración de la capa física

Continuación del artículo anterior (Artículo técnico | Factores que influyen en la implementación de la velocidad máxima de 5G NR), tomando como ejemplo la siguiente estructura de marco:

5ms 单周期：DDDDD DDSUU

D:GP:U（13:1:0）

En condiciones Sub-6GHz, μ=1, ancho de banda de 100MHz, método de modulación 256QAM, recurso de espacio aéreo 4x4MIMO, coeficiente de expansión 0.8, sobrecarga de enlace descendente 0.14, la tasa teórica máxima de 5G NR se puede calcular en 1.86 Gbps. Como se muestra en la figura siguiente, los datos de rendimiento de la capa física de enlace descendente de 5G NR medidos para un módulo determinado son: 1809.117 Mbps.

Agregar APN

Tras ajustar la capa física, comparta la red del dispositivo bajo prueba (DUT) con el PC cliente mediante USB, añada el APN y conéctese. Los ajustes específicos son los siguientes (posteriormente, se puede realizar el llenado y la medición de paquetes):"Configuración de red e Internet" --> "Celular" --> "Opciones avanzadas" --> "Agregar punto de acceso" --> Ingrese www.anritsu.com en los campos de nombre de perfil y punto de acceso, y luego guarde la configuración.

Llenado y medición de Iperf

El ordenador cliente ejecuta las siguientes instrucciones para escuchar los paquetes:iperf3-s-p 5007El PC servidor ejecuta las siguientes instrucciones para realizar la inyección de paquetes UDP:iperf3 -c 192.168.20.11 -u -i 1 -t 50 -p 5007 -b 2000M -w 8M

servidorPCLos resultados del llenado de paquetes son los siguientes (tomando como ejemplo el sistema Linux):

ClienteLos resultados de la escucha en PC son los siguientes:

En conclusión:La tasa de transferencia de la capa física es de 1809.117 Mbps, y la tasa medida de la capa de aplicación UDP es de 1.77 Gbps.

Medición real de la tasa de rendimiento máxima de la capa de aplicación

Continuación del artículo anterior (Artículo técnico | Factores que influyen en la implementación de la velocidad máxima de 5G NR） ，Recientemente, un chip específico admite una función de ciclo de trabajo del 95%, y el valor de rendimiento esperado es de 2.02 Gbps. Mediante la depuración conjunta con el chip, la estructura de trama se puede configurar como DDDDDDDDSU, donde S(D:GP:U) es 11:1:2 (esta estructura de trama no se refleja específicamente en el coeficiente de expansión definido en 3GPP TS38.306). Con esta estructura de trama, el rendimiento máximo de enlace descendente de la capa física probado en Anritsu MT8000A es de 2.002 Gbps, como se muestra en la siguiente figura:

En este momento, la velocidad medida de la capa de aplicación UDP es de 1.95 Gbps.

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