LTE网络容量空中接口测试的优势与挑战

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。

图2: 3G UTRAN与LTE无线网络架构对比

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。

LTE网络容量测试

UE使用数量不断增长使得模拟实际网络预期容量成为可能，包括基站内及基站间UE切换。当UE数量达到数百部时，容量测试工具是基于实际使用条件生成测试情景的最佳解决方案，如Aeroflex EAST500。

容量测试在整个测试周期中的作用如图3所示。当研发功能性测试确立了新版本回归测试中具备的功能后，容量测试侧重于与运营商客户相关的测试。测试采用不同的服务组合，在增加UE和小区使用数量的条件下进行。这个过程中，新推出的功能将增加容量，这些也应在容量测试中加以考虑。

图3: 容量测试在整个测试活动中的作用

确定满足要求的容量后，即可开始进行性能测试，其目的是保证获得网络最大效率，换句话说，获得单位投资下的最大比特传输量。通过性能测试优化网络的路线由运营商确定，因为各运营商影响性能的主要eNodeB运算方法不尽相同。为全面平衡网络效率、各个UE的性能 (服务质量) 和应用性能 (体验质量)，需要进行复杂的多维优化。测试可进行定制，以实现运营商差异化，例如推出新功能或提高数据速率，改变服务组合或使用方式。运营商也希望利用解决过去问题积累的经验或自己的性能标准。

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