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」 課程模組： 「LTE-Small Cell 核心網路架構及服務」 實驗四: LTE-Small Cell的多媒體影音串流服務 計畫主持人：許蒼嶺 (國立中山大學 電機工程學系) 授課教師：萬欽德 (國立高雄第一科技大學 電腦與通訊工程系)

課程單元內容 架設 MoD/VoD 影音串流伺服器。 從UE端下載 MoD/VoD 影音串流。 使用撰寫的軟體觀察封包的 QoS 效能指標(Delay, PLR, Throughput)。

LTE-Small Cell架構 (1/2) 我們的LTE基本實驗架構建置如下： 有線連接的部分：由一台 eNodeB 連接一台Hub Switch，再由 Hub Switch 連接到 EPC，透過 EPC 連接到學校網路外接至 Internet完成。 無線傳輸的部分：準備兩至四支LTE手機，每支手機可分別使用不同的 Traffic 模式，由 eNodeB 進行系統接取。

LTE-Small Cell架構 (2/2)

軟硬體需求 硬體規格 名稱 規格 數量 目的 EPC OS: Ubuntu 14 CPU: Intel i7 series RAM: DDR3(1600) HDD: SATA3 1TB 1 具有MME、S-GW、 P-GW Ethernet Network Card 2 一張連外部網路，一 張連內部網路 Media Server Server PC 提供Media Streaming eNodeB ARM Linux (ITRI 基站) LTE基地台連接EPC UE HTC Desire 728 4 連接 eNodeB

軟硬體需求 (cont’d) 軟體工具 軟體名稱 版本 目的 Ubuntu 14 EPC使用 LTE L2/L3程式 Ltel 23 執行兩台Small Cell運作 VLC Server/Player 2.0.5 產生影音串流 Darwin stream server 5.5.5 Skype 6.20.11.104 進行視訊會議 Linphone 3.1.1 進行網路電話 Chrome   產生TCP Packet

eNB開機流程 執行一台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 ※ 詳細步驟參閱 「實驗一: LTE-Small Cell與核心網路(EPC)實驗環境的建立」 (工研院提供)

Darwin Streaming Server 設定 先在另一台Linux系統安裝Darwin Streaming Server 開啟Firefox瀏覽器輸入 http://127.0.0.1:1220 進入Server的登入畫面 輸入帳號密碼進入Darwin設定畫面，點選並設定playlist 將 available content 影片拖曳到 Items in This Playlist 並點選下方Save Changes 在 Playlist 清單中點選播放鈕，代表 Darwin Streaming Server 啟動Streaming 功能。

UE筆電(或PC)設定 在筆記型電腦插上 LTE dongle (內部放置一張特製的 SIM Card)，並安裝LTE dongle驅動程式。(以 LTE dongle Bandrich BandLuxe 為例。) 在筆電安裝VLC軟體用來連接 Darwin Streaming Server 設定好的串流影片。 透過筆電的 Wireshark 軟體量測VOD影片的 Throughput 與Packet Loss Ratio。

Dongle設定過程 (1) 將 dongle USB 插入筆電，Windows系統會自動讀取並顯示一台光碟機，點選光碟內容的 setup 安裝檔以安裝 dongle 驅動程式與連線軟體 執行 Connection manager 啟動連線軟體，點選主選單進行初始設定。 (以 LTE dongle Bandrich BandLuxe 為例。)

Dongle設定過程 (2) 在選單中點選進入連線設定。 (以 LTE dongle Bandrich BandLuxe 為例。)

Dongle設定過程 (3) 在連線設定畫面中點選新增，依照圖示內容輸入 設定好點選儲存。 連線名稱：自訂(例如LTE) 電話號碼：*99# APN：internet 設定好點選儲存。

Dongle設定過程 (4) 設定好連線參數後記得將新增的連線點選預設，將這條新增設定檔設定為預設連線。 回主選單點選設定。

Dongle設定過程 (5) 在 “一般” 選項中 啟動時撥接：可自行決定要自動或手動撥接 (預設是打勾) 連線模式：選擇NDIS 在dongle設定過程中系統網路連線可能會出現一個撥號連線(如右圖)，在連線模式中的NDIS是區域網路連線，modem模式是撥號連線。 不要選modem模式，因為wireshark 記錄不到撥號模式的連線訊息。

Dongle設定過程 (6) 設定好後點選連線就會連上eNB並在連線軟體上顯示已連線LTE。

測試方法 使用Darwin VOD 使用LTE Dongle在UE進行VOD串流時，我們使用Darwin Stream Server當作串流的來源，並使用VLC當作影音播放軟體，利用VLC的開啟網路串流設定 URL 向 Darwin Stream Server 提出 Request，播放 Darwin Stream Server的Traffic 輸出。 在 Small Cell 測試場域裝設一台前述之 Darwin Streaming Server。 在 LTE Dongle 連上 eNB 之後，利用 VLC 向 Darwin Video Server 提出 Video Request。 Darwin Streaming Server 收到 Request之後，將 Video Packet 傳送至 LTE Dongle。 當 LTE Dongle 收到 Video Packet，VLC 開始播放以後，進行測量 Throughput 及 Packet Loss Ratio。

測試步驟 筆電 dongle 首先連上 eNB (例: IP:10.101.131.6) 在 VLC 軟體開啟網路串流，輸入欲連接的 Darwin Streaming Server主機 IP 與設定好的影片URL 在 VLC 連接 Darwin Streaming Server 播放VOD 時，透過筆電的 Wireshark 開啟 Statistics 選項的summary視窗，記錄串流影片傳輸的Throughput。 另外，找到 Telephony 選項的 RTP 第二層選項的 Show All Streams 顯示所有串流，可看到視窗上顯示正在 Streaming的 Packet Loss Ratio。

Wireshark 設定 (1/2) 開啟Wireshark軟體，若已經知道 dongle 是哪個區域連線 直接點選該連線 點選 start 即開始記錄

Wireshark 設定 (2/2) 開啟Wireshark軟體 點選 Capture>Interfaces 點選 dongle 網卡後start開始記錄

VLC開啟網路串流 開啟VLC，點選媒體>開啟網路串流。 在網址輸入Darwin Streaming Server的串流影片位址 rtsp://140.117.89.82/5cm_1.0M.mp4 (圖例)

VLC 播放畫面 在 Windows 筆電使用 dongle 連線 Darwin Streaming Server 的串流影片

Wireshark 設定 (UDP轉RTP) VLC軟體播放 Streaming Video 時 Wireshark 預設使用UDP Protocol 進行 Decoding，必須 Decode成 RTP 才能觀察到 Packet Loss Ratio 統計 點選 “Analyze>Decode As”，在 Transport 畫面右側清單中找到 RTP 點選Apply。

量測 Packet Loss Ratio 設定 Decode As RTP後，將會看到 Wireshark 記錄的 Protocol 變成 RTP 點選 Telephony>RTP>Show All Streams (須將 UDP 轉 RTP 才可呈現Packet Loss Ratio)

Packet Loss Ratio 在 Detected RTP Streams 畫面可看到 Src : addr & port Dst : addr & port Packets Lost: (%)

Throughput 點選 Statistics>Summary (可以看到VOD影片的Throughput)

參考資料 ITRI Small Cell 平台說明文件(工研院提供) LTE Small Cell測試報告書 中山大學電機系與資工系實驗教材 26 26