發布日期：2022-07-15 點擊率：39
現代移動設備能夠傳輸的數據類型越來越多,也越來越復雜。例如,過去只用于發送和接收話音數據的移動電話,如今不但能播放和發送音樂文件,拍攝和發送相片,甚至還能記錄并發送視頻剪輯。而且,它們還被用作無線調制解調器,能將PC機連接到互聯網。隨著這類設備的設計變得日益復雜,有一點也變得更加重要,那就是工程師能夠對與數據傳輸有關的各項性能進行測試。
移動設備的設計人員通常通過基帶數據分析來測試設備的數據傳輸效率。如果能在一個真實的網絡環境下對設備進行測試是較為理想的。然而,如果測試中包含移動網絡將會出現三個問題。首先,設計人員未必能找到一個可供測試的此類網絡,例如高速下行分組接入(HSDPA)網絡或寬帶碼分多址(WCDMA)網絡。其次,當設備連接到一個真實網絡后,如果出現諸如連接中斷或吞吐量下降等問題,則很難查找其問題出現的原因,因為問題可能來源于與其相關的任何一個子系統。而且真實網絡是時變的,它為用戶設備提供的通信質量沒有保證,也很難重現。因此,當用戶設備連接到一個真實網絡時,其性能評估往往不太可靠。圖1給出了HSDPA/WCDMA網絡的6個子系統:移動基站/用戶設備、B節點(基站)、無線網絡控制器(RNC)、3G業務GPRS支持節點(3G-SGSN)、3G網關GPRS支持節點(3G-GGSN)和IP服務器。
裝在箱子里的HSDPA/WCDMA網絡:本文中,我們選用一臺能評估HSDPA/WCDMA UE IP吞吐量性能的UE測試儀?D?D安捷倫8960進行測試。該測試儀能夠解決前面談到的問題。內嵌HSDPA/WCDMA網絡仿真器和軟件驗證工具的Agilent8960,是專為那些需要進行射頻/協議/軟件/硬件設計驗證、集成以及性能評估的HSDPA/WCDMA UE開發人員設計的。圖2顯示了如何用該測試儀替換HSDPA/WCDMA網絡的子系統。Agilent8960不但能進行現實網絡的仿真,還能提供有真實的數據業務流的互聯網連接。利用擴展的實時協議日志和分析工具也可以實現一些額外的功能。此外,通過提供一個穩定并且可重現的網絡環境,該測試儀可充當一個用來比較不同UE之間的吞吐量差異的平臺。
吞吐率測試
本節利用安捷倫的HSDPA/WCDMA網絡仿真器進行數據吞吐率試驗。該測試設備提供的是符合3GPP TS 中描述的GPRS分組數據業務的完整的端到端分組數據業務。用戶可以將測試設備的局域網(LAN)端口連接到計算機網口,從而實現從UE到網絡的完整連接。圖3給出的是移動數據在OTA層和IP數據層的吞吐率分析。該測試設備所支持的GPRS業務配置規定了幾種不同的無線接入承載配置。本文詳細研究的配置是64K上行(UL)/384K下行(DL)分組交換數據模式(PSD)和64k UL/ DL PSD模式。圖4所示為UE與無線測試儀之間的協議層消息交換。這些消息顯示了移動設備利用其GPRS發起的分組數據連接以及PDP(分組數據協議)發起進程。
移動IP數據性能優化
移動設備IP數據的性能包括很多方面,例如存儲器容量,CPU速度,還有操作系統的性能。第一次測試時,一臺PC機連接一個UE,并把UE當作“無線調制解調器”使用,通過測試設備從服務器上下載不同大小的文件。圖4給出了兩臺不同的UE在下載不同大小文件時所用的時間。可以看出,在下行數據率分別為384k和時,兩臺UE性能差別不大。1號UE的下載時間稍短于2號UE,說明其性能稍強于2號UE。不過,下載所花的時間隨著文件容量的增大呈線性增加。根據該變化線斜率的倒數可以計算出原始數據率,在384k DL和 DL兩種條件下分別約為195kbps和2Mbps。試驗結果顯示當下行連接速度從384k提高到(提高大約6倍)時,原始數據率的實際增長倍數卻超過了10倍。
第二次測試時,每一臺UE單獨工作,仍下載不同大小的文件。圖6給出了兩臺UE在下載不同大小的文件時所花的時間。從圖中可以看出,兩臺UE的性能關系與上面的測試基本類似,但在一種情況下有所不同,即下行數據率為時,2號UE下載文件所需的時間比1號UE長很多,其原始數據率下降至約1Mbps。造成這種情況的原因可能是2號UE的處理能力和OS效率較差,以及移動內存緩沖較小。至此,我們可以得出結論,在下載數據方面1號UE的設計比2號UE的更佳。對比有調制解調器和無調制解調器的情況,并劃分數據分析的數據,可以更容易地接近移動性能。
結論:本文介紹了采用 HSDPA/WCDMA網絡仿真器評估HSDPA/WCDMA UE性能的方法。安捷倫8960測試儀為工程師們評估UE性能提供了一個穩定并且可重現的網絡環境。文中給出一個成功實現該仿真器的例子,對兩種不同品牌的UE在兩種不同應用情況下的IP數據吞吐量進行了測量。利用安捷倫8960測試儀,工程師可以輕松地測量和優化UE的性能。
圖1:WCDMA網絡的子系統
圖2:利用測試儀替代HSDPA / WCDMA網絡中的一些子系統。
圖3:移動信道速率上的IP數據吞吐率測試。
圖4:當UE利用GPRS發起HSDPA分組交換數據連接和分組數據協議激活進程時測試儀生成的協議日志。
圖5:UE連接到一臺PC并用作為無線調制解調器時,文件下載時間與文件大小的關系。
圖6:單獨使用一臺UE時,文件下載時間與文件大小的關系。
作者:Michael Leung博士
應用項目經理
應用工程部
安捷倫科技公司
michael-hf_leung@
