Den IP-Datendurchsatz von 5G-Geräten maximieren

Ihre Anforderung

Enhanced Mobile Broadband (eMBB) ist eine der drei Säulen von 5G New Radio. Als Reaktion auf die stetig zunehmenden Anforderungen von Smartphone-Nutzern und anderen vertikalen Märkten in Punkto Geschwindigkeit und Kapazität hat 3GPP ein Spektrum für 5G im Millimeterwellenbereich größer 24 GHz bzw. FR2 definiert. Allerdings ergeben sich daraus signifikante Testherausforderungen, wobei neue Numerologien und neu verfügbare Funkressourcen mit größerer Bandbreite und umfangreichen Carrier-Aggregation-Szenarien mehr denn je komplexe Downlink- und Uplink-Testszenarien nach sich ziehen.

Um die Erwartungen der Endanwender zu erfüllen, darf man sich nicht nur auf den Durchsatz in der HF-Schicht konzentrieren, sondern muss auch die IP-Schicht berücksichtigen, die eine entscheidende Rolle bei der Erlebnisqualität (QoE) für Endanwender spielt. Es ist unabdingbar, den Durchsatz auf mehreren Schichten zu testen, um Engpässe zu identifizieren. Dafür ist leistungsstarke Messtechnik erforderlich, die reproduzierbare Testergebnisse liefert. Einfach zu handhabende Monitoring- und Tuning-Werkzeuge helfen bei der Optimierung der Nutzkanäle für zahlreiche Applikationen, die unterschiedliche Schichten und verschiedene Protokolle wie TCP oder UDP verwenden.

Lösung von Rohde & Schwarz

Konzipiert für mehr als 20 Gbit/s an Daten in Kombination mit einer umfangreichen Toolkette erzeugt die leistungsstarke Hardware-Architektur des R&S®CMX500 Radio Communication Tester ein einzigartiges Umfeld für LTE- und 5G-Tests. Eine vollständig integrierte Software-Toolkette vereinfacht Durchsatztests auf der HF-Schicht sowie auf den Uplink und Downlinks in den IP- und Anwendungsschichten.

Ein integrierter MAC Throughput Monitor hilft bei der Durchsatzanalyse auf den unteren Schichten für FR1- und FR2-Frequenzen. Mit dem integrierten Iperf-Tool und der leistungsstarken Throughput App 2 von Rohde & Schwarz können Anwender Durchsatzwerte für TCP- und UDP-Verkehr schnell prüfen. Mithilfe von zahlreichen Durchsatzgrafiken werden Werte über mehrere Schichten visualisiert, um Engpässe beim Durchsatz und Integrationsprobleme zu identifizieren und zu isolieren.

Der Throughput Wizard vereinfacht Messaufbauten

IP-Durchsatztests beinhalten zwei Maßnahmen: Messung und Abstimmung. Der integrierte Maximum Throughput Wizard vereinfacht Messaufbauten mit einer leicht zu bedienenden grafischen Benutzeroberfläche. Die Anwender müssen lediglich grundlegende Daten für den Messaufbau und die Zellenkonfigurationen eingeben. Der Wizard erzeugt ein vorkonfiguriertes Testszenario für maximale Datenraten und richtet den Arbeitsbereich des R&S®CMX500 ein. Die Anwender können direkt mit den Messungen starten und die gemessenen Daten in Echtzeit am Multilayer-Durchsatzgraphen überwachen. Mit den Ergebnissen lassen sich potenzielle Engpässe aufgrund der Schnittstellenkapazität oder den Konfigurationseinstellungen in den einzelnen Schichten analysieren.

Automatische Verbesserung der Durchsatzleistung

Im zweiten Schritt kommen der einzigartige Service IP Tuner und die Throughput App 2 von Rohde & Schwarz zum Einsatz, um die Durchsatzleistung durch Konfiguration der IP- und Stack-Parameter auf Netzwerkseite automatisch zu verbessern. Dieses Tool sucht nach den höchsten MCS-Werten für die Übertragung der nützlichsten Bits innerhalb eines Symbols. Zudem legt es den Fokus auf wichtige IP-Kanalparameter. Die resultierenden Werte ermöglichen die Durchsatzoptimierung sowohl im Uplink als auch im Downlink und können für weitere Messungen automatisch auf Ablaufkonfigurationen für Endgeräte angewendet werden. Der Maximum Throughput Wizard und die IP-Tune-Anwendungen eignen sich ideal für die Identifizierung von Durchsatzproblemen.

Testautomatisierung mit R&S®CMsequencer

Die Komplexität von Durchsatztests steigt, wenn im Rahmen von Testszenarien mehrere Bänder und Trägerbündelungen zum Einsatz kommen. Der R&S®CMsequencer automatisiert Tests für maximalen Durchsatz und bietet umfangreiche E2E-Tests auf IP-Ebene. Die Shuffler-Funktion ermöglicht eine schnelle und einfache Iteration über Bänder und Bandkombination, die vom Messobjekt gemeldet werden. Damit lassen sich Zeitbedarf und Aufwand, die für Tests der IP-Durchsatzleistung in allen verfügbaren Kombinationen anfallen, für den Anwender erheblich reduzieren.

Fernsteuerung

Scripting wird sowohl für die Produktion als auch für die Entwicklung immer wichtiger. Der R&S®CMX500 verfügt über zwei Schnittstellen: SCPI und die neue Python-basierte XLAPI-Schnittstelle für eine schnellere Integration des R&S®CMX500 in Softwarelandschaften zur Fernsteuerung des R&S®CMX500 und der meisten Funktionen.

Fazit

IP-Durchsatztests und die Durchsatzoptimierung werden für Gerätehersteller und Netzbetreiber so einfach und kostengünstig wie nie zuvor. Die R&S®CMX500-Plattform bietet in Kombination mit dem Throughput Wizard und der IP-Tune-Anwendung alle notwendigen Werkzeuge, um für den Durchsatz relevante Signaleigenschaften bei 5G-Geräten zu bewerten und zu optimieren.