虎年新方案 R16空口测试和分析一把抓
随着越来越多Release 16新功能标准规范的完结和发布，例如TDD/FDD CA载波聚合，DC双链接模式，或RIM远程干扰管理，亦或是新的DCI消息模式等。
一个新问题成为5G研发人员
关注的焦点
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如何快速有效地
验证/优化
无线通信设备的性能？
今天我们也邀请两位资深技术老兵
为大家分享一下他们的
一线实战案例分享以及5G研发锦囊
/ 刘力维 /
十余年的有线网络及无线通信测试从业经验。包括数据包交换性能测试，Wi-Fi功能及性能测试，多模式MIMO传输的信号采集分析测试。参与运行商的终端应用测试系统搭建，4G的基站测试信道仿真支持等。目前在是德科技的无线产品线，主要负责5G无线信道测试产品及5G无线协议分析产品的技术方案级应用。
/ 杨怀志 博士 /
毕业于北京理工大学电磁场与微波技术专业并获取博士学位，第九届北京通信协会通信终端专业委员会委员，曾任全球GTI的5G基站测试工作组组长等职，共著科技文章13篇、发明专利4个。十余年通信测试行业的从业经验，2016年跟随PROPSIM产线加入是德科技。杨博士一直深耕于信道仿真仪产品以及相关的性能测试解决方案，在3GPP/CCSA等标准协会多次贡献标准文稿并参与标准制定工作。
文章大纲：
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案例1 最新芯片手机的吞吐量不如旧芯片的手机
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案例2 无线设备下行存在不明原因误码
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5G锦囊方案分享
首先分享下5G工程师们
在R-16产品开发的日常
遇到问题
设备某些功能结果异常
吞吐量达不到预期
不清楚出问题是什么原因
解决问题
需更多信息的诊断分析
需要外接仪器，如信号分析仪或Wavejudge5000无线协议分析仪
需要很多外接线缆及器件好麻烦
痛点
需要连接额外的仪器设备，甚至改变了原测试的物理拓扑
增加了研发测试周期与不确定性因素
今天作者给大家深入刨析
两个真实案例
带您了解我们是如何使用
新5G研发锦囊解决这些测试难题的
案例1 最新芯片手机的吞吐量不如旧芯片的手机
案例背景：某厂家的测试环境有搭配一套真实基站的信号，通过信道仿真仪的环境进行3GPP信道场景及AWGN加噪的测试项目，在测试新旧两个固件版本的待测手机时，发现新打样版本的待测手机的吞吐量性能不如同芯片方案的旧版本手机，老版本的待测手机可以测试到260Mbps的峰值上行吞吐量，新待测物只能测试到195Mbps的峰值上行吞吐量，信道的配置参数完全一致。
具体问题：通过手机log工具看不出什么具体原因，只是看到另外一个终端出现一定概率的误码重传的调度。在通过Propsim信道模拟器环境，但切换信道模型为Bulter或bypass无多径模式，峰值吞吐量数据的差异依旧。但如果不同信道模拟器的环境，直连基站和手机，加20dB定制衰减器则没有这部分差异性。客户反复切换终端，检查基站的日志和终端日志，测试多日也未能找到问题的原因。
传统方案：在基站天线端及手机天线端分别连接矢量信号分析仪进行采集，但数传模式是MIMO，普通的单端口VSA设备无法采集并解码MIMO信号，且因为有误码数传自适应的原因，基站的每slot的业务PUSCH调度参数不太一致，手动配置传统矢量分析软件的解码PUSCH信道的话，需要输入较多的参数并逐一帧进行验证。
锦囊方案：
使用WaveJudge无线协议与Propsim F64联合解决。我们把Propsim F64采集到的多路IQ信道，导入到Keysight公司新的WaveJudge无线协议分析系统软件中，见到的配置5G NR小区的频点及小区带宽，采样率参数，即可自动盲解到测试小区的广播信道相关参数，并显示到小区ID，帧号及内部的例如SSB，MIB，SIB1消息等。也支持多UE的多数传信道的Dedicated信道内容，只需要再从UE 或基站端读取对应的RRCSetup或RRCReconfiguration消息，让WaveJudge跟UE一样，通过基站的配置消息，匹配每个UE的专用传输的搜索/解码相关的参数，并根据每个DCI消息来解码对应PDSCH或PUSCH数传消息块的内容，CRC状态等，包括从MAC层到PDCP层的各个封装格式，用户面的IP数传包或控制面的RRC，NAS消息都可以解码。
WaveJudge无线分析软件界面
除了传统的层二，层三消息的动态调度解码，信号导入WaveJudge分析软件后，还可以针对性的查看每个PDSCH或PUSCH的物理层相关指标，通过左右侧窗口的时间戳联动功能，我们可以查看到每个PUSCH的时域功率图，频谱图及EVM指标的星座图，如果关心小区的资源利用率，也可以查看2D power图标，查看每个slot的RB调度资源状态。
WaveJudge无线分析软件界面
借助WaveJudge的图形化界面，很快找到了在下行功率相同的情况下，两个待测物上行时隙的功率值有相差几个dB，峰值吞吐量低的待测物的功率略低，且EVM的质量也有星座图旋转的情况。
WaveJudge无线分析软件界面 - EVM星座图
问题总结：
两款设备在峰值吞吐量的差别，主要是手机上行发射功率偏低，且信号质量失真较大。在测试环境较好的情况下，可以达到峰值的上行传输，如果测试环境的路损较大，导致上行信号到基站的EVM过低，相同的环境噪声下，会有一个待测物的SNR偏低，高阶输出TB的信号可能就达不到64QAM的解调门限，出现重传后基站会降低MCS速率已改善误码的情况，但总吞吐量就无法跟功率及信号质量正常的终端一样达到峰值，客户更换硬件射频板且对终端重新校准后，问题解决。
案例2 无线设备下行存在不明原因误码
案例背景&问题：某客户的5G基站跟终端的在加载3GPP信道场景测试下，在低衰减、低多普勒的状态下还是显示吞吐量测试的结果显示有一定比例的下行TB传输块的误码。
传统方法：针对下行误码，手动查看基站的配置参数，觉得下行的消息调度及发送状态没有变化，不应该出现周期性的下行误码。且在手机端采集log看起来收到的PDSCH的校验都是正常，不应该出现误码的情况。
锦囊方法：
使用WaveJudge无线协议与Propsim F64联合解决。在进行信道仿真和吞吐量打流的同时，通过Propsim采集了一段时间的上下行的测试码流，导入WaveJudge分析后。能看到消息列表里面的PDSCH解码都是校验成功的，EVM也有-36dB左右。WaveJudge软件是根据基站的DCI调度信息来解码PDSCH，可判定为下行的信号发送的状态正常，但解码UE回复的PUCCH里面的ACK状态却有一些时候会解码出来有0的位置。所以基站看到UE回复Ack异常，基站后台的统计产生了一些下行传输误码的统计。
WaveJudge无线分析软件界面 – 消息列表
问题总结：
结合WaveJudge的解码结果和UE的解码结果，得出结论系统统计的下行误码并不是终端性能指标问题，既信道模型处理后的下行信号解码成功的，只是UE回复或生成PUCCH消息的时候出现了一些问题，出现了带有nack的状态信息给基站而造成的。需要终端相关的协议栈部门对pucch编码问题进一步分析和处理。
下面为您介绍下
解决上面个两个问题的秘籍
使用WaveJudge无线协议
与Propsim F64联合解决方案
支持Rel16虚拟外场环境的无线通信设备空口性能分析解决方案
Keysight Propsim信道仿真仪 + Wavejudge无线协议分析工具
Keysight的Propsim信道仿真仪可以帮助客户在实验室里搭建一套逼近Release 16新功能需要的虚拟外场测试环境，这样可以大大缩短无线通信设备的研发周期；而Keysight的WaveJudge无线协议分析工具可以帮助客户快速定位无线层一到层三的问题。
信道仿真仪实验室测试连接示意图
上图是一个典型的基于Keysight Propsim F64信道仿真仪搭建的FR1宏站多终端实验室测试环境。
传统空口性能分析方案的连接示意图
Keysight推出的最新的空口性能分析解决方案，直接利用了Propsim F64信道仿真仪强大的硬件平台，通过新增加的IQ Capture数字信号采集功能，在不影响信道仿真的前提下，可以把转换后的IQ数字信号直接导出。这样利用Keysight先进的WaveJudge无限分析软件可以便捷地作射频层以及协议层的深入分析，从而为客户快速定位问题的根本原因提供了更有效的手段。
Propsim F64+Wavejudge
新的分析测试方案示意图
利用Keysight新的空口性能分析解决方案，当客户在Rel16实验室的测试环境中发现了无线通信设备的结果不正常，无需改变测试环境，通过Propsim信道仿真仪直接进行下行及上行的信道源码的采集进行空口层一道层三的分析，特别是针对MIMO类的信号，在Propsim上可以同时采集多流下行及上行的信号，节省了以往需要多台外置VSA或射频板卡的繁琐搭接和高昂的成本。
总结：
在Propsim信道仿真仪的新IQ Capture采集功能及WaveJudge协议分析软件导入功能的混搭新方案里，实现了采集MIMO的双向IQ码流信号不需要更改测试接线的功能，既避免引入其它不必要的衰减干扰因素，又节省了调试信号的环境调整搭接时间。通过WaveJudge无线协议分析软件的跨层的联动分析功能，图形化方式把无线信号的物理层指标及其上下行的调度消息参数显示出来，方便用户可以快速查看需要分析消息的物理层指标和对应调度资源参数内容。
整套新的信道仿真及协议分析整合方案从无线信号的测试功能，扩展为支持信号采集，矢量指标分析和无线协议分析的功能，完整的提供了对4G，5G信号的无线层一到层三的问题快递分析定位功能。加速问题定位需要的解码查看多层的消息，特别是查看特定消息内容及对应物理层指标的时隙同步操作复杂度。
点击查看：
• Propsim信道仿真仪
• Wavejudge无线协议分析工具
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