LTE系统测试的挑战及应对方案

随着全球大多数的电信运营商计划采用3GPP LTE作为下一代的无线宽带技术，LTE技术已经逐步显露出全球化的趋势。激进的LTE技术演示和部署计划，以及对可靠测试系统的迫切需求，成了电信运营商们现在首要关注的焦点。这是特别现实的问题，因为LTE代表了无线接入技术的一个重大变化，其实现和部署都是一个巨大的挑战。从器件到基站到终端用户服务，整个LTE设备供应链对测试的需求非常大。从GSM/UMTS自然演进到LTE的FDD版本，从TD-SCDMA演变到LTE的时分双工模式(TD-LTE)，都需要测试仪表。随着CDMA的网络运营商同样宣布未来将演进至LTE，LTE与现有的多种无线技术实现网络互连的问题变得十分有趣。

那么，为什么LTE对测试而言是一个挑战呢？更高的性能、更宽的带宽、更高的数据速率、更快速的响应时间(低时延)、更复杂的天线配置，所有这些都意味着开发下一代基站和终端将面临更大的挑战。为支持与其他无线接入技术的漫游服务，例如 TD-SCDMA、CDMA2000和GSM/UMTS，多种无线标准需要被兼容，特别是早期缺少语音服务支持的LTE网络。另一个挑战是在信噪比很差的基站小区边缘和拥挤的小区内，保持正常的数据吞吐率。LTE将提供下行最快300Mbps和上行75Mbps 的峰值数据速率，因此，优化发射端和接收端的性能，在高噪声环境中最好地利用有用信号是必须的。

对世界上大多数地区来说，LTE需要与GSM/GPRS、WCDMA/HSPA 或CDMA2000/1xEVDO共存，而它们所用支持的频段范围是746MHz到2.69GHz(Ref: 3GPP TS 36.101)。LTE设备最初的认证频段预计是FDD 模式Band 1(2,100MHz)、Band 7(2.6GHz)和Band 13(760MHz)，以及TDD模式Band 38(2.6GHz)和Band 40(2.4GHz)。WRC-07会议已经分配了更多的频段范围供移动业务使用，这意味着更低频段(到450MHz) 和更高频段(到3.6GHz)很有可能在未来五年里也被LTE使用。

LTE基站测试

从网络设备的角度看，LTE E-UTRAN规范包括了被称为系统架构演进(SAE)的基础核心网演变。LTE/SAE定义了一个新的无线接口和一个简单的、优化的、全IP的核心网。它们提供了更高的频谱效率和灵活性、每小区更多的用户，以及每兆字节更低的成本。LTE/SAE网络架构同时还能与包括GERAN/UTRAN甚至 WiMAX在内的其他无线接入技术共存且互连互通。

LTE SAE可以对核心网中部分原来的架构进行重新使用。然而， 3G LTE E-UTRAN 空中接口定义了一系列新的特性和概念，这就需要一个庞大的开发方案。因此，通过测试尽早验证这些关键功能也变得非常重要。这些功能包括 MIMO、快速低时延的HARQ 规程反应、最高至64 QAM的高阶调制方案，以及通过一系列射频频段与信道带宽组合/配置的频谱灵活性。基本功能块的尽早建立将为LTE的测试和验证尽快过渡到系统阶段奠定坚实的基础。

LTE SAE通过基于IP的网络和降低包延时的方法，使LTE SAE比UMTS无线接入网络的整个架构变的更为简单。这是非常重大的变化。 UTRAN采用相对“沉默”的物理层无线基站，称之为NodeB。这些NodeB通过星形拓扑结构连接到无线网络控制器(RNC)，RNC会管理无线资源并轮流接入到核心网。对比之下，在简化的LTE系统架构中，RNC被完全去掉，而无线资源管理的工作交给了基站(称之为eNodeB或eNB)。这些 eNBs通过新定义的“S1”接口直接连接到核心网的网关 。eNB也能通过“X2 接口”与邻近的eNB以网状形式互连。

除了新的层1和层2功能， eNB还会处理无线资源控制，包括准入控制、负载平衡和无线移动性控制 (UE切换判断)。eNB的多功能和高性能要求，使它在LTE构架中成为一个复杂和关键的环节。

基站设备供应商面临着尽快进入市场的压力。阶段性、增值和灵活的测试方案，对于LTE基础设备的开发集成、验证和优化都变得极为重要。 但是，蜂窝网络演进的现实一直是，基站设备总比终端设备(如手机)的开发进度更快一些。那么，没有终端怎么测试基站呢？答案是运用测试终端技术，比如 Aeroflex公司的TM500 LTE(图1)。

TM500 LTE提供UE底层控制和灵活的配置，结合详细的测量数据使开发工程师能够迅速诊断问题。更重要的是，测试终端除了可以在实验室使用外，还可以通过空中接口演示LTE在真实环境中的运行情况。然而，单个终端测试只是整个测试的一部分。基站和核心网的设计需要通过大量UE工作下的强度及优化测试来进行验证。 Aeroflex的TM500 LTE 多UE方案提供了多UE在复杂的调度、负载和容量下的测试验证方法，以确保给交付给网络运营商强大、灵活和高性能的解决方案。

LTE终端测试

关于LTE的终端测试，有许多重要的性能方面的测试需要做。其中有一些是