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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
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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。
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實驗架構 (Skype HO) ※繪製
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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
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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)
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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。
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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
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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 。
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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
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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。
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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。
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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 也就是將訊息傳送到 的8527 port
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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。
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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
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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
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Wireshark 測試過程 (2/3) 在 Wireshark 選單上點選 Capture > Interfaces
選擇 eth1 網卡 IP 為 (抓取網卡訊息) Start 開始紀錄
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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。
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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
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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
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Handover Trigger 在 RRM source code 中 handover 程式檔 在rrc_cell.c
檔案放在 /home/root/ /enbd_ /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)
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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
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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)
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Handover 過程時的細部訊息 找到 measResults 觀察訊號變化 measResultPCell: Serving eNB
measResultNeighCells: Target eNB
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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: )， 並且移動到另外一台 eNB (IP: )，可從 EPC 看 到 Handover 成功的訊息。
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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。
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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
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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: )。 2. 在LTE Handover可以從第一台 eNB (IP: )看到RMTST free的訊息與第二 台 eNB (圖例中 eNB 的IP : ) 成功 HO (rrc_enb_ho) 的訊息。
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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: ) 看到RMTST free的訊息與返回第一台 eNB (IP: )成功HO (rrc_emb_ho)的訊息。
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參考資料 ITRI Small Cell 平台說明文件(工研院提供)
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