移动互联时代 浅谈4G核心网测试

2015-04-20 09:15:28来源: elecfans
  随着手机APP的迅猛发展,手机用户对手机上网的速率越来越敏感,对带宽的需求永无止境,从而越来越多的用户选择使用3G/4G手机享受无线上网带来的酣畅淋漓。随着3G/4G用户的直线增长,上网数据量的快速膨胀,对3G/4G LTE(Long Term Evolution)网络性能提出了挑战。

  从近几年的统计数据来看,移动数据业务的增长是瞠目结舌的,下图是2010年到2015年全球移动数据业务增长图,纵坐标表示的是全球每个月使用的数据业务,单位是TB 太比特,而这种增长趋势势必会保持并加速下去。

图一 全球移动数据流量增长

  目前中国共有WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access($49.9920),宽带码分多址),CDMA2000 (Code Division Multiple Access($49.9920) 2000)和TD-SCDMA (Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access($49.9920),时分同步码分多址)三种3G技术并存,对应的运营商分别为中国联通,中国电信和中国移动。4G LTE有FDD-LTE (Frequency-division duplex,频分双工)和TD-LTE(也叫LTE TDD,Time-division duplex,时分双工)两大阵营,中国移动采用的是TD-LTE,中国联通和中国电信则采用的是FDD-LTE。

  两种LTE技术的区别在于空中接口标准的不一致,但是LTE核心网EPC (Evolved Package Core)是一致的。

图二 3GPP接入,非漫游的LTE网络架构

  图二是非漫游的LTE网络架构,另外还有漫游架构的,适用于用户漫游到其他运营商的网络中的情形,这种漫游架构在这里不做讨论。在图二中,E-UTRAN的实体是eNodeB,UE指的是用户终端,如我们的手机。 LTE EPC各个节点大致功能如下:

  MME:Mobility Management Entity,属于控制平面设备,主要处理用户的信令。

  S-GW:Serving Gateway,属于用户平面设备,处理用户的数据,进行会话管理,路由选择,数据转发,QoS控制,计费等。

  P-GW:Packet Gateway,属于用户平面设备,他的主要功能是用户IP地址分配,会话管理,PCRF选择,数据转发,QoS控制,计费等。

  PCRF: Policy and Charging Function,策略计费控制单元,包含策略控制决策和基于流计费控制的功能。

  HSS: Home Subscriber Server,它的功能是存储用户签约信息。

  目前对EPC的性能测试主要集中在绿色方框标识的节点,即MME,S-GW和P-GW,在国内的运营商测试中,有单独对这三个节点分别测试的,也有将这三个节点放在一起作为一个整体进行测试的。常见的测试场景如图三所示。其中蓝色方框中的节点由Spirent的测试仪器Landslide模拟。

LTE EPC性能测试场景

  如上图所示,landslide可以通过仿真enodeB,来实现基站下面的成千上万的手机终端的仿真。在仿真internet($68.6000)网络的同时,对EPC系统(MME/SGW/PGW)做端到端的系统测试,通过仿真大量的手机信令和数据流量,验证EPC系统的稳定性和性能,或者通过模拟手机终端或者EPC的某些节点,对EPC的特定节点做稳定性测试和性能测试。

  至于测试仪仿真的流量,一般来说运营商会在现网进行取样,采集一个适合自己网络现状的话务模型,测试的时候由仪表配置符合模型的,按不同信令/数据比例生成的混合流量,持续对被测设备/系统进行话务测试,验证被测设备/系统的性能。

图四 五花八门的移动业务

  在用户面数据方面,因为现在3G/4G用户使用的业务五花八门,运营商一般会在现网的基础上,对用户面数据进行建模,定义需要模拟的业务类型以及各种业务的比例,每种业务的速率bps,上下行包长以及上下行包个数比等参数,仪表根据定义好的模型配置相应的测试业务,满足运营商测试要求。在近几年的运营商测试中,都把内容计费测试列为一个重要的测试项目,相信这个趋势还会长期存在。测试中运营商对内容计费规则的定义,对测试仪器模拟的业务定义也会各不相同,取决于运营商的网络运行现状以及他们自己关注的重点。

  真实的LTE EPC系统的性能测试比本文提到的内容要复杂很多,需要考虑的问题也很多,测试过程中可能出现的问题也千奇百怪,在这里不做详细介绍,感兴趣的小伙伴请自己寻找相关资料了解或咨询测试厂家。

关键字:移动互联  4G  核心网测试

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0420/article_11439.html
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