基于空中接口射频的容量测试

2012-02-10 14:41:58来源: eefocus

  网络运营商和设备供应商需要按照用户要求的实际条件测试LTE网络。LTE的发展对容量测试提出许多新的挑战,需要采用不同于3G网络的测试方法和技术。LTE 的系统架构比UMTS更加扁平,这意味着,容量测试传统上使用的基带网络接口已不适用于LTE网络。本文探讨这些挑战,并说明基于成熟的空中接口通过射频(RF) 进行容量测试的方法。

  传统方法

  移动网络基础设施测试一般分为两个阶段–首先进行实验室测试,然后进行外场测试。实验室研发测试首先对一台用户设备 (UE) 进行深入功能性测试,以保证符合3GPP规范。采用最新一代移动测试系统,可模拟多部UE,检验多台设备接入时基站能否正常工作,优化基站为UE分配网络资源使用的调度算法。采用特制的多UE移动测试系统进行测试,通常能够给出可重复的精确结果,从而在手机或移动设备推出之前对网络进行测试,因为手机开发滞后于网络基础设施。

  下一阶段进行外场移动环境测试,但由于前期部署阶段基本上没有其他用户接入网络,因此移动环境测试很难有效模拟满容量状态下的性能效果。特制的容量测试系统专门用来生成大流量负载,重点检验各种情景下端到端性能。

  实际网络环境下存在大量用户同时使用服务的情况。例如在机场,500名来自大西洋彼岸航班的到港乘客同时接通手机;或者,一个大城市,成千上万的人同时使用手机和数据卡。利用网络容量测试,网络设备供应商可以检测核心网和基站 (eNodeB或 eNB) 能否可靠处理这类情况,确定需要加装设备之前的最大容量。

  网络架构

  

  图1: LTE网络架构

  如图1所示,LTE网络由大量不同要素组成,包括服务器、 分组核心网 (EPC)、基站 (eNodeB) 和天线系统。在各种实际情景下测试整个网络是十分重要的,例如,多个蜂窝小区、接入几千部UE、MIMO操作以及用户采用各种服务。

  特制的容量测试系统可生成大流量空口负载,然后采用各种不同的观测点监控网络。同时,也可以进行EPC和服务器仿真,以‘环绕’测试的方式测试eNodeB ,了解eNodeB 隔离状态下的工作极限。两种测试方法的目的都是测量各种情景下的性能。

  采用容量测试系统

  运营商和网络设备供应商应在全面部署网络之前进行容量测试。运营商需要结合部署计划测试容量,以评估供应商设备端到端性能,包括新建网络和升级的现有网络,他们必须在实际部署网络之前,对系统表现和性能有充分的把握。

  运营商还要测量和比较供应商系统的性能。每家供应商采用独特的方法配置各种调度算法,这些方法之间的差异将影响网络性能和效率,从而关系到端到端性能。通过容量测试,运营商可通过一致的方式比较各种不同情景下获得的结果。

  供应商受益

  基础设施供应商也可以利用容量测试优化设备在实际工作条件下的性能,例如,在加长的测试周期内,对大量UE和多个小区进行统计测试。通过模拟实际环境下的使用情况,供应商可以进一步确保设备在实际网络中的性能达到预期水平。

  网络供应商核心研发团队开发eNodeB及其他网络组件,然后采用功能测试系统进行3GPP功能测试。这种核心功能经过研发阶段详细功能测试后,提交给容量测试团队,由其检验系统实际环境下的表现和‘极限’– 性能高于技术规范标准测试水平。

  随着供应商越来越多地参与服务业务,而不再仅仅提供网络硬件,他们从始至终为保证网络性能和可靠性所承担的责任也在增加,提高实验室测试能力可使他们从中受益。通过功能测试不能全面掌握在商用网络中大量用户同时应用各种业务的场景,对网络容量的性能极限理解越充分,越能轻松地提供服务业务并保证网络可靠运行。

  诊断为什么特定功能在外场环境中不能正常工作需要耗费大量时间,降低研发和管理服务团队的效率并增加成本。而实验室性能和功能测试可为外场测试提供基本条件。尽管不能解决每一个问题,但在提高初始测试检验水平,以基于实验的系统复现外场出现的问题方面,网络容量测试发挥着极为重要的作用。

  发生问题时,移动运营商要求做出迅速有效的响应。独立的、获得市场认可的测试系统,有助于供应商对潜在原因和解决办法提出详细的反馈意见。
LTE容量测试的不同之处

  大数据量智能手机导致网络饱和,对用户语音通话形成障碍已成为3G运营商难以解决的问题。LTE的发展促进了用户服务的丰富性和多样化,包括语音、视频、网络浏览、电子邮件和社交网络,数据流量规模发生极大变化,并对网络性能产生难以预测的影响。其测试要比GSM等2G网络困难得多,在2G环境下,网络流量大部分集中于语音和短信 (SMS)。

  同时,与UMTS相比,LTE标准移除了管理 UMTS陆地无线接入网 (UTRAN) 网元的无线网络控制器 (RNC)。这是3G网络大容量测试使用的传统接入点,因此通过空中接口进行测试已成为一种必然。对于2G和3G网络,一些运营商采用‘电话墙’在 UTRAN环境下对NodeB进行端到端测试,但由于LTE支持的每个小区有大量UE,以及服务复杂性和功能特性的提高,这种方法并不可行。

 

  

  图2: 3G UTRAN与LTE无线网络架构对比

  图2 所示为UTRAN与LTE网络架构对比。如上所述,LTE网络移除了RNC节点,相对于3G UTRAN更加简单。这种对网络的简化,使更多功能集中于eNodeB基站,使基站间可直接进行通信和功能处理,如基站间设备切换。更加扁平的网络架构有助于改善数据时延 (发射机发送数据与接收机接收数据之间的传输时延),更好地支持时延敏感类业务、交互式业务和实时通信业务。

  移除了电路交换语音服务的LTE可实现基于全IP的网络,所有话音最终通过IP传输。基于IP的网络可重用现有IP标准、简化网络,并且IP设备形成的现有庞大市场有助于降低成本。因此,服务质量 (QoS) 成为LTE的重要因素,不仅因为用户对于客户服务具有更加严荷的要求,而且一旦他们感到不满意会毫不犹豫地更换供应商。在过去,IP网络一直以‘尽力而为’的方式运行,但这是仅允许有限延迟的实时语音和视频服务无法接受的。服务质量机制可保证网络根据流量类型与任意特定时间处理的所有其他流量类型的比较结果,按照先后顺序正确满足每种服务的需求。

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关键字:基于空中接口射频的容量测试

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0210/article_4595.html
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