Keysight Protocol R&D Toolset — решение для разработки, отладки и
Keysight 5G Protocol R&D Toolset
Функции и возможности
Партномер: S8701A
Введение
Предпосылки
Индустрия беспроводной связи находится на этапе активного развития. Продолжается внедрение 5G и новых возможностей Release 16. Новые чипсеты и устройства необходимо выводить на рынок с требуемой стоимостью и в требуемые сроки, поскольку сервисы 5G формируют пользовательский опыт, а eMBB выходит на первый план. Новые технологии включают позиционирование NR Release 16 и функции URLLC. 5G создаёт новые задачи, связанные с расширением mmWave-диапазонов, beam management и необходимостью валидации сложных интегрированных устройств нового поколения в Over-the-Air (OTA) тестовой среде.
Сценарии применения 5G постоянно развиваются, поэтому устройства 5G необходимо характеризовать и валидировать на соответствие изменяющимся спецификациям 3GPP NR и планам приёмочных испытаний операторов мобильной связи.
Keysight решает задачи проектирования 5G до наступления очередной технологической волны, выпуская актуальные решения для всей экосистемы устройств. В основе лежит экспертиза в технологиях 5G, решениях и сервисах, позволяющая ускорять разработку устройств нового поколения.
Независимо от того, разрабатывает ли команда protocol stack для чипсета или оценивает производительность в реальных сетевых условиях, Protocol R&D Toolset предоставляет решение, уже проверенное ведущими участниками рынка 5G. Оно позволяет тестировать актуальные функции 5G, включая возможности Release 16, с помощью удобных инструментов и эффективной отладки, сокращая время вывода продукта на рынок.
Что представляет собой Protocol R&D Toolset?
Keysight Protocol R&D Toolset (PRT) представляет собой комплексный набор инструментов для протокольного и прикладного тестирования чипсетов и устройств. Он охватывает весь workflow разработки чипсета и устройства - от раннего тестирования прототипа до интеграции и верификации.
Protocol R&D Toolset позволяет тестировать актуальные функции 5G Release 16, включая энергосбережение, URLLC, beamforming, NR Positioning, conditional handovers и другие mobility scenarios. С помощью L2 Mode можно эффективно тестировать Layer 2 до полной реализации всего стека, выполняя отдельное протокольное тестирование Layer 2. Это позволяет находить и устранять проблемы раньше в цикле разработки и снижать затраты R&D.
В настоящее время Protocol R&D Toolset поддерживает два типа прикладного тестирования: high data rate performance, например сценарии eMBB, и Audio Quality. Возможность Audio Quality testing позволяет проверять соответствие протокола и измерять качество с использованием MOS scores.
Protocol R&D Toolset позволяет эмулировать реальную сеть, создавать и выполнять тесты для проверки взаимодействия чипсета или устройства с сетью. После выполнения тестов автоматически формируются подробные логи, что упрощает поиск неисправностей.
Добавление PRT Modules существенно упростило разработку и сопровождение скриптов. Keysight продолжает развивать удобство использования за счёт этих улучшений приложения.
Кому полезен Protocol R&D Toolset?
Автоматизированные и гибкие средства тестирования и отчётности
Protocol R&D Toolset позволяет выполнять тестирование несколькими способами. Например, можно:
Далее описываются создание, редактирование и запуск тестов в Protocol R&D Toolset, изменение параметров Layer 1 и Layer 2 во время выполнения, режим L2, средства логирования, а также конфигурации системы для sub-6 GHz и mmWave.
Пользовательский интерфейс для быстрого создания, редактирования и выполнения тестов
Для работы с 5G Protocol R&D Toolset не требуется знание программирования. Графический интерфейс упрощает создание, редактирование и выполнение тестов в соответствии с конкретными требованиями. Строительные блоки теста называются script elements. Новый тест создаётся простым перетаскиванием нужных script elements в рабочую область, где загружается скрипт. Для каждого script element можно настроить конкретные параметры.
Рисунок 1. Графический интерфейс 5G Protocol R&D Toolset упрощает создание, редактирование и выполнение новых тестов.
С каждым выпуском программного обеспечения поставляются примеры скриптов, охватывающие основные функции toolset. Эти скрипты можно быстро редактировать для создания пользовательских тестов в соответствии с требованиями конкретного проекта.
Script elements для создания пользовательских тестов
Гибкость toolset позволяет настраивать script elements при создании или изменении скрипта. Доступны элементы для управления сотой, сообщений RRC и NAS, конфигурации beam и iPerf для тестирования пропускной способности данных.
Программные команды позволяют проверять information elements в uplink messages и подтверждать, что UE передаёт корректную информацию, обеспечивая соответствие поведения устройства test specification. После создания скрипт можно выполнять многократно.
С помощью Keysight Test Manager можно создавать campaigns для автоматического выполнения нескольких сотен скриптов, что особенно удобно для regression testing.
Рисунок 2. Пример теста в Protocol R&D Toolset.
Конфигурация соты для настройки ключевых параметров сети
Доступны cell configuration script elements для 5G NR, включая Release 16, и LTE. В диалоговом окне конфигурации соты можно задавать такие параметры, как band, ARFCN и мощность соты. Каждый script element содержит параметры одной конкретной соты.
Конфигурация соты позволяет воспроизводить реальную сеть, включая в скрипт несколько сот с различными настройками.
Рисунок 3. Пример диалогового окна конфигурации соты 5G NR.
Dynamic Control Point для более точной эмуляции действующей сети
Добавление Dynamic Control Point (DCP), являющегося одним из типов script element, позволяет получить доступ к встроенной protocol state machine и повышает гибкость тестирования. Network emulator ведёт себя как действующая сеть: принимает любые uplink messages и отвечает соответствующими downlink protocol messages.
Для Dynamic Control Point важно настроить exit condition. Например, условием выхода может быть сообщение Attach Complete: после его получения скрипт завершает DCP и переходит к следующей строке теста. DCP также можно настроить так, чтобы пользователь самостоятельно определял момент выхода, нажав соответствующий значок.
Dynamic Control Point можно использовать для разных задач:
Рисунок 4. Script element для Dynamic Control Point.
L2 Mode
L2 Mode позволяет тестировать чипсет, в котором Layer 3 ещё не реализован. Конфигурация L2 для уровней PDCP и RLC выполняется с помощью script element. Примеры тестов:
Рисунок 5. Script element для тестирования L2.
Live Elements для динамического тестирования параметров нижних уровней
Live Elements можно использовать в Dynamic Control Point, что позволяет настраивать параметры Layer 1 и Layer 2 во время выполнения теста.
Эта возможность полезна в нескольких случаях:
PRT Modules для быстрой разработки и сопровождения скриптов
Modular PRT спроектирован так, чтобы конечный пользователь мог самостоятельно разрабатывать и управлять собственными модулями.
Рисунок 6. Рабочая область PRT с модулями для эффективного написания и сопровождения test scripts.
Test Manager и автоматизация выполнения крупных тестовых кампаний
Test Manager предоставляет удобную среду для создания и обновления campaigns тестов, выполняемых последовательно. Campaign можно сохранить и повторно запустить для проверки того же устройства с другой версией firmware или для совершенно другого устройства.
Test Manager также позволяет параметризовать тесты, переопределяя отдельные параметры во время выполнения. Например, один и тот же тест можно запускать в разных диапазонах.
Тесты можно автоматизировать с помощью Keysight Terminal Automation Gateway или пользовательского automation tool. Test Manager позволяет быстро просматривать результаты с verdict, запускать log files выполнения и создавать отчёты в форматах Excel или HTML.
Рисунок 7. Test Manager позволяет выполнять campaign тестов.
Real Time Trace для просмотра signaling trace во время выполнения
Real Time Trace (RTT) отображает signaling trace во время выполнения теста. Удобочитаемый trace сохраняется в RTT log. В частности, отображается:
Рисунок 8. Real Time Trace - отображение signaling trace во время выполнения теста.
Основные средства логирования
Для каждого выполненного теста toolset генерирует данные о тестовой активности и диагностическую информацию, сохраняемую в log files. Данные можно просматривать и анализировать как во время выполнения теста, так и после его завершения.
Log Viewer для поиска неисправностей
Log Viewer позволяет просматривать все уровни протокола - PHY, MAC, RLC, PDCP и RRC - в одном log. Удобный графический интерфейс отображает несколько окон в одном представлении. Функция фильтрации позволяет просматривать только интересующие protocol layers и test information. Можно использовать стандартные фильтры или создавать пользовательские. Bookmarks позволяют возвращаться к любой записи в log; вкладка Bookmarks отображает все созданные закладки.
В Log Viewer могут регистрироваться следующие записи:
При написании теста в Protocol R&D Toolset можно выбрать, какие protocol layers записывать в Log Viewer. Результаты тестов можно анализировать как на test system PC, так и на отдельном PC, освобождая test system PC исключительно для запуска тестов.
Log Viewer является общим инструментом логирования, используемым и в других решениях Keysight Network Emulation, включая RF DVT Toolset и Functional KPI Toolset.
Рисунок 9. Log Viewer используется для отладки.
Dashboard Viewer для эффективной отладки
Dashboard Viewer позволяет отображать предопределённые или пользовательские графики на основе списка KPI, записанных в Log Viewer. Графики и данные различных KPI можно отображать совместно в одном dashboard.
KPI могут выводиться численно или графически. Параметр style позволяет выбирать тип графика, например histogram, time graph или scatter graph. Dashboard Viewer можно запускать как во время выполнения теста, так и после его завершения.
Рисунок 10. Dashboard Viewer отображает графические данные KPI в одном представлении.
Аппаратная платформа
Protocol R&D Toolset работает на Keysight E7515B UXM 5G Wireless Test Platform, которая может эмулировать соты 5G NR и LTE. Требуемая конфигурация системы зависит от:
Один или несколько аппаратных компонентов, показанных на рисунке 11, входят в тестовую конфигурацию для 5G NR.
Рисунок 11. Аппаратные компоненты тестовой системы 5G NR.
Тестовая конфигурация для sub-6 GHz
Для типовой конфигурации на частотах sub-6 GHz в режиме Standalone (SA) или Non-Standalone (NSA) программное обеспечение Protocol R&D Toolset устанавливается на test system PC, соединённый с UXM-5G network emulator через switch.
Рисунок 12. Тестовая конфигурация sub-6 GHz в режиме Standalone или Non-Standalone.
Расширение возможностей системы
Модульная и масштабируемая тестовая система позволяет добавить ещё один UXM 5G network emulator для расширения возможностей, например для тестирования дополнительных component carriers и конфигураций MIMO.
Рисунок 13. Тестирование sub-6 GHz с расширенными возможностями.
Тестовая конфигурация для mmWave
Использование mmWave-спектра создаёт сложности с качеством сигнала, поскольку на mmWave-частотах выше потери распространения и проникновения. Устройства, поддерживающие эти частоты, имеют сложную конструкцию со встроенными антенными решётками, поэтому требуется Over-The-Air (OTA) testing.
Для такой конфигурации необходим UXM 5G network emulator, Common Interface Unit (CIU) и не менее двух Remote Radio Heads (RRH), используемых для преобразования sub-6 GHz в mmWave. К одному Common Interface Unit можно подключить до восьми Remote Radio Heads.
Также можно использовать CIU без RRH для формирования 6-12 GHz при IF testing. Система, описанная в исходном документе, поддерживает mmWave-частоты 28, 39 и 43 ГГц; в документе указано, что дополнительные mmWave-частоты планировались к поддержке в будущем.
Рисунок 14. Тестовая конфигурация mmWave включает CIU, не менее двух RRH и OTA chamber.
Интегрированные OTA-возможности для sub-6 GHz и mmWave
Keysight совместно с сетью партнёров по решениям предоставляет end-to-end Over-the-Air (OTA) test capability для характеризации и валидации чипсетов, устройств и сетевого оборудования на частотах sub-6 GHz и mmWave. Системные интеграторы, производители устройств и сетевого оборудования используют OTA test solutions и экспертизу Keysight для разработки решений, соответствующих требованиям отраслевых организаций, включая CTIA, 3GPP и CCSA, а также крупных мобильных операторов.
Keysight объединяет measurement science, экспертизу приложений, общие программные инструменты, automation solutions и тестовые платформы, предоставляя экосистеме беспроводной связи end-to-end OTA test capability.
OTA test solutions для устройств и их компонентов предназначены для широкого спектра RF-, demodulation- и functional performance test requirements по всему workflow разработки, acceptance и manufacturing для 5G New Radio (NR) design validation.
Комбинация аппаратных и программных решений поддерживает широкий набор MIMO OTA methodologies для повторяемой эмуляции реалистичных условий распространения при performance testing оборудования и его компонентов. Поддерживаемые OTA test environments включают Compact Antenna Test Range (CATR), multi-probe anechoic chambers (MPAC), reverberation chamber (RC+CE) и Radiated Two-Stage (RTS).
Характеристики Keysight Protocol R&D Toolset — решение для разработки, отладки и верификации протоколов мобильных
Документация Keysight Protocol R&D Toolset — решение для разработки, отладки и верификации протоколов мобильных
Возможность автоматизации с помощью собственного ПО: интеграция, автоматизация измерений, собственные база данных и VISA-мост.
СПОАИ — специальное программное обеспечение для автоматизации измерений, разработанное на мощностях "Акметрон" — отечественного разработчика программного обеспечения, производителя и крупнейшего поставщика оборудования с 2012 года.
Это клиент-серверное приложение с многопользовательской распределённой архитектурой, которое решает задачи повышения производительности труда на производстве, сокращения длительности измерений и снижения требований к квалификации персонала. ПО внесено в реестр Минцифры: №28145
Ключевые преимущества:
- Полный цикл «под ключ»: от разработки до сопровождения
- Клиент-серверная архитектура с самостоятельной переналадкой
- Централизованный сбор и хранение результатов в БД с возможностью миграции в вашу БД
- Генератор отчетов на основе ваших шаблонов (docx. и xlsx.)
- Управление приборами с любым типом интерфейса
- ПО работает на системах Windows, Linux, MacOS, доступна веб-версия
Результаты внедрений:
- Непрерывная работа в автоматическом режиме до 48 часов
- До 4 500 измерений за этап
- Одновременное управление 15+ приборами
- Автоматизация техтренировки и полной программы испытаний выпускаемых изделий — более 10 контролируемых приборов на одном рабочем месте, до 4 500 автоматизированных измерений в каждом этапе, непрерывная работа в автоматическом режиме 24–48 часов
- Измерение радиотехнических характеристик приемопередающих модулей
- Автоматизация тестирования фотонных интегральных схем
- Контроль и испытания СВЧ-усилителей для космических аппаратов
Для каждого продукта мы предоставляем полный комплект документации: инструкция по установке с пошаговой настройкой, руководство по эксплуатации с описанием требований и рабочих процессов, презентация с обзором возможностей и кейсов внедрения.
Предоставим систему с учётом требований промышленных стандартов и рассчитанную на многолетнюю эксплуатацию. Также мы обеспечиваем соответствие отраслевым требованиям, надёжность архитектуры для критических систем и масштабируемость без потери стабильности.
Наши специалисты помогут вам решить самые сложные задачи по автоматизации, измерениям и интеграции
Госреестр 
Сервисное обслуживание
