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运营商对LTE终端入网测试的基本要求

发布时间:2020-02-10 17:02:45 阅读: 来源:罗茨泵厂家

摘要:以Verizon的测试要求为例,分析了移动运营商在选择LTE终端进行的测试内容,以及采用的主要设备,可供LTE终端研发和生产部门参考。

1 引言

随着移动用户对高速数据服务需求的增加,以及OFDM(正交频分复用)技术在移动通信技术中的应用,LTE作为主流的第4代移动通信技术已经逐步成熟并商用。 北美最大的移动通信运营商Verizon在2009年初宣布,将于2010年下半年提供LTE移动数据服务;随后,全球范围内技术领先的运营商如AT&T,NTT DoCoMo等也先后宣布将于2010年开始LTE网络的的部署和试验。 LTE技术相比以往的第2代、第3代移动通信技术有高效率、高数据速率、低时延的特点,人们对这项领先技术服务的期待远远超过技术本身的发展。因此,尽管技术规范还在不停地更新和完善过程中,网络设备和移动终端产品已经在研发和生产了。一项新的技术能否在市场中生存并蓬勃发展,取决于最终用户对这项技术的认可,关键是这些技术能否满足最终用户的期望。因此,在LTE技术商用之前,运营商会谨慎地对网络设备和移动终端进行测试,确保LTE服务能达到期望的用户体验。本文以Verizon的测试要求为例,分析了移动运营商在选择LTE终端进行的测试内容,以及采用的主要设备,可供LTE终端研发和生产部门参考。

2 LTE 技术简介

最早的移动通信系统(现在叫第1代系统)只是定位在话音服务,第2代移动通信系统如GSM,IS-136(TDMA)和IS-95(CDMA)可以提供话音业务和低速电路交换的数据服务。为了降低每数据比特的成本,第3代移动通信技术(如UMTS和cdma2000)开始采用分组数据技术提供显著高于第2代技术的数据业务服务。为了支持不断增长的更高速率的需求,第4代移动通信技术产生了,第4代移动通信技术抛弃了原有的电路交换网络,采用全数据方案,语音业务通过VoIP来实现。主要的第4代技术有LTE和WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)。其中,LTE被主要的移动运营商选择。

LTE终端(UE)的基本要求有以下几个方面:

(1)峰值速率:下行>100Mbit/s,上行>50Mbit/s。

(2)时延: 用户端<10ms,从空闲状态到激活<100ms。

(3)其它:更高的频谱效率(目前UMTS技术是3bit/s/Hz,LTE技术应该达到15bit/s/Hz),低成本(每数据比特),与第3代技术同时工作(尽管第4代技术不是后向兼容的,但是网络的设计必须考虑平稳升级,移动终端也要能同时在第3代网络和第4代网络中工作),无缝切换。

3 LTE 运营商关注的问题

对于开始尝试LTE无线宽带服务的先驱者如Verizon,在 LTE终端入网前,实验室环境下,要验证LTE终端,主要关注的指标有以下几个方面:

(1)数据吞吐性能

包括峰值速率、平均速率、压力测试以及在不同无线信道环境下的数据吞吐能力。因为高速数据吞吐能力是LTE技术最主要的优势,因此作为LTE业务的使用者,首先关注的是采用LTE终端能获得多大的速率提升。另外,LTE初级阶段,主要的终端产品都是数据卡,而评价数据开性能的主要指标就是数据吞吐能力。在理想的无线环境下(没有任何反射和衰落),数据卡的性能比较容易提高;但在复杂的无线环境下,如有建筑物遮挡、多径衰落等情况,数据要设计特殊的算法来克服这一恶劣的无线环境带来的影响。因此,在评估无线数据卡的性能的时候,必须考虑无线环境因素的作用。

(2)与第3代网络共同工作的能力

在LTE服务开始的初级阶段,运营商很难在短时间内完成大面积的覆盖,所以为了不中断数据服务,LTE终端必须能够在没有LTE网络覆盖的地方自动切换到以往的通信网络,如在Verizon的网络里,LTE终端必须同时支持cdma2000 EV-DO的无线接入,同时在LTE网络信号出现的时候要能够立即接入到LTE网络以达到最高的速率。因此,运营商会进行多网络选择(Multi System Selection)及多中技术接入(Inter-RAT)性能的测试。

(3)网络安全测试

运营商要想提供可靠稳定的服务,必须考虑网络的安全,确保网络不会被移动终端的不良性能所影响。比如,有些移动终端在不该申请高速率的无线环境下,不停地申请最大的资源,从而影响其它终端的正常使用。或者有些不合格的终端有射频指标的问题或协议不符合规范,会影响网络的正常工作。因此,网络安全测试包括了RF(射频)一致性测试、协议一致性测试、无线资管理测试及数据转移和重发测试等。

(4)MIMO(多入/多出)性能

在通信理论中,要想提高网络容量或数据的吞吐能力,基本上采取提高带宽、提高信噪比、增加通道3种方法。MIMO的技术就是通过增加无线通道来提高容量的方法。以2×2 MIMO为例(基站和终端分别使用两路收发机),如果两个RF通道是完全不相关的(互相没有任何影响),那么理论上网络的容量或吞吐率可以提高一倍。但实际上,由于在无线的环境里,天线直接是互相影响的,因此实际的容量会因为天线的相关性而变化。如果终端设计得比较好,在MIMO工作状态下,天线间的相关性会保持在比较低的状态,从而数据吞吐保持在比较高的状态。但是很多终端在MIMO的情况下,往往达不到期望的性能。因此,要想带有MIMO功能的终端正好在能保证好的性能,必须在MIMO的环境下对终端的数据吞吐能力进行验证。

4 LTE终端入网测试方法

基于LTE运营商对LTE终端入网验证所关注的重点,移动运营商在移动终端通过了GCF和CCF的认证后,还会在自己的实验室做一些补充的测试,如Verizon会在实验室中进行如表1的测试。

表1 Verizon LTE终端入网测试,实验室测试要求

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