教育部補助「行動寬頻尖端技術跨校教學聯盟第二期計畫 -- 行動寬頻網路與應用 -- 小細胞基站聯盟中心」 EPC核心網路系統設計 實驗四 Video Mobility 實驗環境
Outline Small Cell實驗架構與設備 系統安裝與設定 測試方法與步驟 量測效能 ※本教材製作以參考工研院所提供之教材編撰而成。
實驗架構 (Skype HO) ※繪製
實驗設備 (1/2) 硬體 Small Cell：工研院開發的Small Cell EPC：工研院開發的EPC SIM Card：特製的實驗用LTE SIM Card UE：HTC Desire 728實驗手機
實驗設備 (2/2) 軟體 Lubuntu Linux 作業系統 Wireshark 封包擷取軟體 (此為Ubuntu下之軟體) gcc 編譯器 Skype (Android手機軟體) G-NetTrack Lite (Android手機軟體)
軟體安裝 (手機) 安裝 G-NetTrack Lite: 可以觀看手機上 eNB 的RSSI、 SNR 的訊號品質情況 安裝 Skype 軟體: 與筆電或手機進行視訊測試。
Ubuntu: Wireshark 設定 (1/2) 在連線之前可開啟Wireshark 軟體觀察 LTE 連線過程，若 要使用 Wireshark 觀察 LTE 連線，在 Wireshark 開始記 錄之前記得一定要設定一個有關 LTE PDCP 的選項 到Edit > Preference > Protocols
Ubuntu: Wireshark 設定 (2/2) 展開左邊Protocols選項往下找 看到Wireshark支援大量的Protocol，找到PDCP-LTE畫面把 LTE- PDCP over UDP framing 選項打勾。 這是Wireshark對LTE內建有支援的選項，只須打個勾不須做額外程式設定。 但是一定要打勾，否則Wireshark上將看不到有關LTE顯示訊息 。
eNodeB 開機 執行 eNB 開機流程: PHY, LMAC, and UMAC/RLC/PDCP MME ~/agent/s.sh MME ~/mmed RRM (w/ X2AP, S1AP, IP forwarding) ~/enbd RRC ~/ltel23 ※ 請參閱 實驗 01: LTE-Small Cell 的實驗設定講義內容
Attach 當UE開機或是關閉飛航模式時，UE會透過 Attach程序向行動電 信網路註冊，以便於使用電信網路服務。 首先在eNB系統與EPC建立連線後，手機就可以連上4G網路，若 手機無反應可以重開機或開啟飛航模式開關，讓手機重新偵測 訊號，連線狀態並可看到已自動連上 EPC。
使用Wireshark 觀看 Log (1/2) 在 ITRI 提供的 RRM source code 中，已有將 LTE 連線過 程中的 log 訊息導入 Wireshark 顯示，可方便觀察。
使用Wireshark 觀看 Log (2/2) 在 oam_rrc.cfg 內容有些設定參數可自行參考，其中一行 設定是將log訊息導入 Wireshark 方便觀察 conf wireshark_ip 10.101.131.1 8527 也就是將訊息傳送到10.101.131.1的8527 port
測試項目 在LTE-Small Cell 測試場域 (Indoor)，放置一台筆記型電腦 使用 Skype 與手機的 Skype 進行溝通，再經由手機 Skype 進行兩部 eNB 之間進行 Handover ，在 Video-On-Demand Handover 時，量測 Traffic 封包訊息及 Handover 的前後和 Handover 瞬間 Traffic 的變化。 使用 Skype 進行手機跟筆記型電腦的視訊會議時，手機從 原本的 eNB1 移向另外一台eNB2，在移動過程，透過 EPC 介面觀看Handover是否成功，同時也觀察 Wireshark 上的 詳細 Handover 訊息，另一方面，手機的 Skype 也可以觀察 到詳細訊息。
Wireshark 測試過程 (EPC端) 擷取連上RRC網卡訊息 篩選HO指令 udp.port ==8527 &&!icmp Reference 訊號 Received 功率 Handover Event Handover Trigger 觀看兩台 eNB 在HO過程時的IP變化 HO過程時的細部訊息 最後一筆成功HO訊息
Wireshark 測試過程 (1/3) 在 EPC 啟動 Wireshark 指令列輸入 sudo wireshark 輸入密碼後啟動
Wireshark 測試過程 (2/3) 在 Wireshark 選單上點選 Capture > Interfaces 選擇 eth1 網卡 IP 為10.101.131.1 (抓取網卡訊息) Start 開始紀錄
Wireshark 測試過程 (3/3) Wireshark會顯示所有 TCP、UDP protocol 的訊息，為了方 便觀察，可輸入下列過濾 icmp 訊息的指令，以便只顯示 LTE protocol 的訊息: udp.port == 8527 && !icmp 此時 Wireshark 將只會顯示 LTE 連線訊息。
Reference Signal Received Power (RSRP) UE 量測周遭 eNB 的訊號強度 (RSRP) 並回傳給S-eNB， S-eNB 據以決定 UE 是否需要進行換手 (handover)。 回報 Range 量測訊號強度 RSRP 單位 RSRP_00 RSRP < -140 dBm RSRP_01 -140 ≤ RSRP < -139 RSRP_02 -139 ≤ RSRP < -138 ... RSRP_96 -45 ≤ RSRP < -44 RSRP_97 -44 ≤ RSRP
Handover Event 在L3 Measurement Trigger Type 有以下幾種Event 在HO Trigger Type判斷此系統是同時使用A3與A4去做Trigger Handover Event
Handover Trigger 在 RRM source code 中 handover 程式檔 在rrc_cell.c 檔案放在 /home/root/20150825/enbd_20150824/rrc 在 rrc_cell.c 程式中使用的判斷為以下參數: 使用 Handover Event 的A3與A4 (neighbor->rsrp> s_rsrp + 5) && (neighbor->rsrp> 55)
Handover 的 IP 變化 在 Wireshark 中可看到 handover 時 IP 的變化 在 Info 訊息中點選 MeasurementReport，在下方ProtocolStack中將PDCP-LTE展開
Handover 成功的 IP 變化 連線 eNB 的 IP 變化 連線訊息： RRCConnectionReconfiguration- >RRCConnectionReconfigurationComplete (代表HO成功)
Handover 過程時的細部訊息 找到 measResults 觀察訊號變化 measResultPCell: Serving eNB measResultNeighCells: Target eNB
測試步驟 (1/2) 在兩台 Skype 視訊會議通話的時候，透過筆電的 Skype 開啟通話資訊，手機首先先連 eNB (IP:10.101.131.14)， 並且移動到另外一台 eNB (IP:10.101.131.8)，可從 EPC 看 到 Handover 成功的訊息。
測試步驟 (2/2) 在手機端設定 Skype 開 啟技術資訊，如此便可看 到目前封包遺失率及相關 詳細資訊，也可以改變視 訊品質觀察封包遺失率是 否有所不同。
利用 Q-NetTrack Lite 觀察訊號強度 進行視訊會議通話時，UE 由 eNB1 移向 eNB2 : 兩部 eNBs 距離為9公尺 每隔1公尺測量訊號強度 (RSRP) 由結果顯示，大約在第 6 個量測點附近，UE 由 eNB1 Handover 至 eNB2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 eNB1 -75 -80 -82 -85 -87 -90 -93 -97 -100 -101 eNB2 -91 -89 -83 -81 -79 -72
EPC Handover訊息 (1/1) (圖例中 eNB 的IP: 10.101.131.6)。 1.透過 Lubuntu 主機在 EPC介 面輸入 s，可以看到 Skype 手機連上第一台 eNB (圖例中 eNB 的IP: 10.101.131.6)。 2. 在LTE Handover可以從第一台 eNB (IP:10.101.131.6)看到RMTST free的訊息與第二 台 eNB (圖例中 eNB 的IP : 10.101.131.17) 成功 HO (rrc_enb_ho) 的訊息。
EPC Handover訊息 (2/2) 3.EPC介面上eNB (IP:10.101.131.17) 現在連上在第二台eNB上。 4. 第二台 eNB (IP:10.101.131.17) 看到RMTST free的訊息與返回第一台 eNB (IP:10.101.131.6)成功HO (rrc_emb_ho)的訊息。
參考資料 ITRI Small Cell 平台說明文件(工研院提供)