爱立信：LTE系统中eNodeB测试方案探讨

作者：张晓丹1  杨波1  苏曦2

1.爱立信(中国)通信有限公司　2.北京邮电大学

1 eNodeB测试的关注点

LTE系统独特的特点及技术优势实现了LTE系统的高速率、低时延和最优分组的需求，然而为了保证LTE系统中eNodeB设备真正具有这些新功能及技术指标，并实现测试有效性，对eNodeB关键技术点的测试势在必行。eNodeB测试的主要关注以下方面。

（1）LTE系统中子载波之间的正交性是高速率性能得以实现的前提，也是接收端正确接收的根本保证。因此LTE系统中必须要保证OFDM子载波之间的正交性以及上行各用户所占用子载波之间的正交性，这也是eNodeB的测试重点之一。

（2）MIMO各种模式分别保证了LTE高峰值速率、小区边缘的覆盖及小区边缘用户的吞吐量。因此对eNodeB设备中MIMO不同模式的测试是保证LTE系统性能优势的必要测试。

（3）LTE系统引入了多载波技术，实现信道带宽内子载波的灵活调度及分配，这是保证多用户宽带接入的前提。因此，OFDM子载波的灵活调度及在多用户之间的分配也是eNodeB设备的关键测试项之一。

（4）LTE系统小区间干扰协调机制是LTE系统的显著技术特征，因此验证多个eNodeB设备之间干扰协调的测试是不可或缺的。

（5）对eNodeB的测试还将包括验证E-MBMS的实现及其在各个小区之间的无缝切换。

2 eNodeB测试面临的挑战

在LTE基站eNodeB型号标准上市之前，需要进行完备的基站设备测试，包括软件测试、硬件测试以及无线指标测试。这将涵盖LTE的协议一致性测试、无线性能指标一致性测试、无线资源管理的一致性测试和端到端的业务验证测试等，这些组成了eNodeB认证测试的基础。

由于LTE系统的工作频率从700 MHz跨越到3 GHz，信道带宽从1.4MHz到20 MHz的灵活配置，使得eNodeB硬件的设计及测试都具有很大的挑战。同时LTE系统提出了更高的性能需求指标，并引入了如OFDM、MIMO等多项关键新技术，因此在研发过程中，eNodeB测试将需要全新的测试平台、测试用例及测试方法。

在eNodeB设备测试中，对上下行信道和信号的测试是必不可少的。带有LTE选件的信号发生器可以用来产生上行信号，频谱分析仪可以用来检验下行信号。MIMO是LTE系统的技术特点之一，因此信号发生器应支持MIMO制式和多径衰落。物理信道和数据传输的测试也可利用信号发生器和频谱分析仪完成。然而完整的LTE测试，还包括协议和物理层的测试，这些测试需要上下行的交互过程，例如HARQ、RACH过程。系统级的测试环境是真实的终端和eNodeB通过真实的无线环境连接在一起，eNodeB还将连接到真实的核心网实体。在测试初期，LTE协议测试可以采用模拟的终端和模拟的核心网实体，采用信道模拟器模拟设备在实际网络环境中的性能，实现小区中央及边缘位置信号强度的模拟，从而减少实地测量的需求。LTE的协议层测试与传统网络的不同之处在于，无线资源控制(RRC)状态，以及aGW网元和eNodeB对UE上下文RCC状态的保留。因此为了能够测试这些不同的特征，需要灵活的测试设备，并提供一个可编程界面，能够设置RRC的模式。

LTE系统将与其他标准在很长一段时间内共存，为了达到很好的地域覆盖，LTE系统与2G、3G基站以及非3GPP系统之间的融合以及无缝切换变得至关重要。eNodeB必须支持与GSM(全球移动通信系统)/ED-GE(增强型数据速率GSM演进技术)、TD-SCDMA、WCDMA/HSPA、cdma2000 1x等相互之间的切换。这就必然要求测试环境能够利用或完全模拟这些网络间的漫游切换以实现对eNodeB的测试。此外，LTE是一个全IP核心网，需要端到端应用程序测试，并且由于LTE系统将支持更丰富的业务应用，例如VoIP、FTP或多媒体数据流等，因此对于业务应用的测试比以前更加重要、更加复杂。

eNodeB的测试环境及测试内容将包括以下内容。

（1）连接所有的网络单元，并验证所有的接口

eNodeB设备测试：eNodeB作为被测设备，利用真实的eNodeB、MMEs、aGW 和UE或采用模拟的设备。

互操作性测试：LTE MME 与UTRAN 和GERAN 网络。

（2）语音，多媒体和数据业务综合的实际网络环境

语音业务AMR NB/WB、G.711、G.723、G.726、G.729。

视频业务 H.261、H.263、MPEG-2、MPEG-4。

IPv4、IPv6、IPSec。

QoS分析。

QoE测量。

（3）对eNodeB设备的软件测试、硬件测试及无线指标测试。

（4）负面测试：验证系统在错误条件下的行为。

（5）安全性验证。

3  eNodeB的测试方法

为了保证无线通信系统的正常运行，必须对基站设备进行全面测试。完全的基站设备测试包括无线指标测试、软件测试和硬件测试，其中软件测试又包括基本接口测试，操作维护测试以及功能测试。无线指标测试、软件测试以及硬件测试相互补充、缺一不可，共同决定着无线通信系统基站设备使用性能的验证。

基站的完全测试会根据不同通信系统的特征而有不同的测试方法和测试用例，但由于无线通信系统具有相似的通信功能，基站设备具有相似的功能模块及操作维护机制，并且无线电波具有固有的无线电磁波特性，因此基站设备的完全测试具有相同的基本测试原理，相应的存在着部分通用的测试方法和测试用例。由于LTE系统中eNodeB具有前所未有的性能和技术特点，因此在测试用例及相应测试方法上也具有独特的需求。