Configuração e implementação do teste de throughput da camada de aplicação 5G

Visão geral

O 3GPP definiu uma nova geração de tecnologia de comunicação sem fio 5G NR a partir do protocolo R15. Com a introdução de novas interfaces aéreas e novas arquiteturas, a largura de banda é maior e a eficiência espectral é superior, melhorando significativamente a experiência de comunicação sem fio e atendendo à crescente demanda de tráfego da internet móvel. De acordo com a definição da UIT (União Internacional de Telecomunicações),A taxa de dados máxima é a quantidade máxima de dados que pode ser alcançada em condições ideais.taxa, que pode ser entendida como a capacidade máxima do sistemaRepresentação da capacidade de carga.Para cenários 5G eMBB, a taxa máxima de downlink chega a 20 Gbps; a taxa máxima de uplink chega a 10 Gbps.

Em cenários reais de enlaces 5G, frequentemente existe uma certa diferença entre a taxa de transferência da camada de aplicação e a taxa da camada física, diretamente relacionada à nossa experiência. A configuração e os parâmetros do ambiente de teste afetam a taxa de transferência da camada de aplicação.Com o crescente interesse dos fabricantes em testes de throughput na camada de aplicação, a Anritsu lançou um conjunto completo de soluções para medição de throughput em aplicações 5G NR, voltado para fabricantes de módulos. Este artigo apresenta o processo de construção e configuração do ambiente de teste.

esquema de ligação

Conforme ilustrado na figura abaixo, com base na medição da camada física, a estação base analógica 5G NR (MT8000A) é conectada a um servidor externo (com suporte a sistemas Linux ou Windows) por meio de fibra óptica. O módulo 5G é então conectado ao computador cliente através de compartilhamento de rede USB. Por fim, o programa Iperf é instalado e executado no servidor e no computador cliente para realizar o preenchimento e a medição dos dados da camada de aplicação.

Endereço IP do servidor: 192.168.20.200Endereço IP do dispositivo em teste (DUT): 192.168.20.11 (endereço IP padrão do cliente MT8821C: 1)
Endereço IP do PC cliente: compartilhe a conexão de rede via USB e obtenha o mesmo endereço IP do dispositivo em teste (192.168.20.11)Após instalar a placa de rede óptica no servidor externo, conecte-a à interface de fibra óptica do MT8000A através de fibra óptica para expandir o servidor NR para o servidor (o esquema de fiação detalhado é mostrado na figura abaixo).

Explicação detalhada das configurações

As configurações da interface do software de controle do MT8000A são as seguintes (a imagem acima mostra as configurações do modo de medição ipdata e a imagem abaixo mostra as configurações do endereço IP do servidor NR).

As configurações do servidor são as seguintes (a imagem acima mostra o sistema Windows, a imagem abaixo mostra o sistema Linux), e a máscara de sub-rede está definida como 255.255.0.0 (o usuário pode escolher a configuração de acordo com o tipo de sistema operacional do servidor).

As configurações do MT8821C são as seguintes (a imagem superior mostra as configurações do modo de medição ipdata, a imagem inferior mostra as configurações de endereço IP do servidor LTE e de alocação de endereço do DUT), e a máscara de sub-rede está definida como 255.255.0.0.

O endereço IP do computador cliente está configurado da seguinte forma. Com o APN, o endereço IP especificado atribuído pelo MT8821C pode ser obtido automaticamente.

Depuração da camada física

Continuação do artigo anterior (Artigo técnico | Fatores que influenciam e implementação da taxa de pico do 5G NR), tomando como exemplo a seguinte estrutura de quadro:

5ms de duração: DDDDD DDSUU

D:GP:U（13:1:0）

Em condições abaixo de 6 GHz, com μ=1, largura de banda de 100 MHz, modulação 256QAM, recurso de espaço aéreo 4x4 MIMO, coeficiente de expansão de 0.8 e sobrecarga de downlink de 0.14, a taxa teórica máxima do 5G NR pode ser calculada em 1.86 Gbps. Conforme mostrado na figura abaixo, os dados de throughput da camada física de downlink do 5G NR medidos para um determinado módulo são: 1809.117 Mbps。

Adicionar APN

Após ajustar a camada física, compartilhe a rede do dispositivo em teste (DUT) com o computador cliente via USB, adicione o APN e conecte-se. As configurações específicas são as seguintes (em seguida, o preenchimento de pacotes e a medição podem ser realizados):"Configurações de rede e internet" --> "Celular" --> "Opções avançadas" --> "Adicionar ponto de acesso" --> Digite www.anritsu.com nos campos de nome do perfil e ponto de acesso e salve as configurações.

Enchimento e medição Iperf

O computador cliente executa as seguintes instruções para ficar à escuta de pacotes:iperf3 -s -p 5007O computador servidor executa as seguintes instruções para realizar a injeção de pacotes UDP:iperf3 -c 192.168.20.11 -u -i 1 -t 50 -p 5007 -b 2000M -w 8M

servidorPCOs resultados do preenchimento de pacotes são os seguintes (tomando o sistema Linux como exemplo):

clienteOs resultados da audição no PC são os seguintes:

Em conclusão:A taxa de transferência da camada física é de 1809.117 Mbps e a taxa medida da camada de aplicação UDP é de 1.77 Gbps.

Medição real da taxa máxima de transferência da camada de aplicação

Continuação do artigo anterior (Artigo técnico | Fatores que influenciam e implementação da taxa de pico do 5G NR） ，Recentemente, um determinado chip passou a suportar a função de ciclo de trabalho de 95%, com uma taxa de transferência esperada de 2.02 Gbps. Através da depuração conjunta com o chip, a estrutura de quadros pode ser configurada para DDDDDDDDSU, onde S(D:GP:U) é 11:1:2 (essa estrutura de quadros não está especificamente refletida no coeficiente de expansão definido na norma 3GPP TS38.306). Com essa estrutura de quadros, a taxa de transferência máxima de downlink da camada física testada no Anritsu MT8000A foi de 2.002 Gbps, conforme mostrado na figura a seguir:

Neste momento, a taxa medida da camada de aplicação UDP é de 1.95 Gbps.

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