LTE网络容量空中接口测试

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

如图1所示，LTE网络由大量不同素组成，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。

图1: LTE网络架构。

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