概述

3GPP從R15版協(xié)議開始定義了5G NR新一代無線通信技術(shù)，通過引入新空口、新架構(gòu)，使得帶寬更大、頻譜效率更高，從而實現(xiàn)無線通信體驗速率的極大提升，滿足移動互聯(lián)網(wǎng)不斷增長的流量需求。根據(jù)ITU國際電信聯(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5G eMBB場景，下行鏈路峰值速率最高為20 Gbps；上行鏈路峰值速率最高為10 Gbps。

在實際5G鏈接場景下，直接與我們體驗相關(guān)的應(yīng)用層速率與物理層速率往往會有一定差距，實際測試環(huán)境的配置與參數(shù)的設(shè)置都會影響到應(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)用測吞吐測量方案。本文就給大家介紹下測試環(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上安裝并運行Iperf程序進而實現(xiàn)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)灌包與測量。

服務(wù)器PC的IP地址：192.168.20.200

DUT的IP地址：192.168.20.11（MT8821C默認客戶端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Linux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測量模式設(shè)置，下圖為LTE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即可自動獲取MT8821C分配的指定IP地址。

物理層調(diào)試

接上篇（5G NR峰值速率的影響因素與實現(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算得出為 1.86 Gbps。如下圖所示實測某款模塊的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（此后即可進行灌包及測量）：“網(wǎng)絡(luò)和Internet設(shè)置” --> "Cellular" --> "高級選項" -->“添加接入點” -->在配置文件名稱與接入點輸入框里都輸入www.anritsu.com，然后保存設(shè)置。

Iperf灌包及測量

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)用層的實測速率為 1.77G bps。

應(yīng)用層最大吞吐率實測

接上篇（技術(shù)文章| 5G NR峰值速率的影響因素與實現(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上測試得到的物理層下行最大吞吐率為2.002 Gbps，如下圖所示：

此時UDP應(yīng)用層的實測速率為1.95 Gbps。