测试LTE:您需要知道什么

　　既然首批LTE网络已投入使用，那么竞赛题目就转向了大规模提供移动宽带服务方面。但是，是否所有技术问题都已解决，还是在用户获得下一代蜂窝技术的全部好处前仍然有问题需要克服?除了技术问题以外，LTE服务的一些更广泛方面仍然有待决定。本文在测试工程师所面临挑战的意义上考察了这方面的一些问题。

　　在考察有关用户设备(UE)设计的技术问题之前，采取更广阔的视野可以揭示其他一些潜在陷阱：

　　在本文撰写时，LTE设备的正式认证尚未开始。主要认证机构(GCF [参考资料1]，PTCRB [参考资料2])计划在2010年12月推出用于协议、RF及无线资源管理的一致性测试方案。但由于一些市场已开始销售LTE设备，因此产生了下面的问题：这些设备将来是否能够通过这些一致性测试?

　　对于支持高数据率(下行链路100Mbps，上行链路50Mbps)的LTE Category 3设备，回程容量(backhaul capacity )是否能够应付之?从长远来看，随着LTE用户数量的增加，小区中所有用户在无线网络上的带宽共享将成为一个重要因素，如果小区中用户数量太多，那么性能就可能受到影响。另外，随着活动用户数量的增加，小区边缘性能将受到更高信噪比(SNR)的影响。

　　对于潜在的全球移动数据网络，还要满足数据用户对全球漫游的期望。尽管这在技术上是可行的，但漫游数据业务收费过高的问题还需要加以解决。另一方面，对网络运营商来说，统一费率数据方案已成为一个问题，因为提供变动的，但几乎肯定是不断增加的数据量而获得的却是固定的收入。

　　由于LTE是CDMA2000网络运营商(如Verizon Wireless)的下一代技术选择，所以与3GPP2 CDMA2000 高费率分组数据业务的互通是一个明确要求。在 LTE无线网络接口处合并3GPP和3GPP2网络拓扑是一个有意思的进展，这需要进行周密的测试，以确保其运行达到预期目标。

　　对网络运营商来说，维持同时使用IP网络和传统电路交换网络的语音业务将会是一大挑战。主流网络运营商在2010年移动通信世界大会(Mobile World Congress 2010)上宣布的有关VoLTE(语音LTE)标准化的协议将在很大程度上解决这个问题。但是，使用3GPP的IMS(IP多媒体子系统)的该技术仍然需要进行大规模部署。

　　迎接挑战

　　要满足LTE终端设备的严格要求，关键在于将设计分成子系统，并制定一个允许在测试完整设备之前对每个设计部分进行彻底检验的测试计划。如果不采用这种模块化方案，则问题的诊断可能拖到项目的很晚时候，以致难以管理最终发布阶段，包括现场试验及一致性测试。

　　测量需求

　　无论设备设计是从头开始、基于较早前的设计还是使用第三方集成组件，都需要进行多项关键性能测量。其中一些测量(如最大输出功率、功率控制和接收机灵敏度)是早前技术已经熟悉的，但由于所用的传输方式(下行链路中为OFDMA，上行链路中为SC-FDMA)不同，所以需要新测量设备来支持这些测试。

　　其他测量是LTE特有的。例如，对于其OFDMA传输方式，子载波误差向量幅度(EVM)变成调制器性能的一项重要测试。随着700-MHz模拟TV频谱的可供使用，LTE将以低于GSM或WCDMA的频率来部署，从而得到大很多的带宽：20 MHz/700 MHz = 2.8%，相比之下，对于典型的WCDMA设备，5 MHz/2100 MHz = 0.24%。这会对一些调制器架构带来挑战，因为它会导致带边处的EVM值较高，所以在设计阶段要特别注意这一点。

　　由于一些测试(如功率控制)的动态性质，所以需要使用信令协议来建立测量条件。这就要求测试设备必须包括协议栈和模拟演进型节点B(eNB)基站。由于这些测量通常是由RF工程师而不是协议专家来执行的，所以所用的测试设备必须易于配置，使工程师能够将精力集中于测量本身。

　　协议测试

　　协议栈开发者面临的主要挑战之一是确保状态变化响应要求得到满足。虽然LTE规范已经将终端设备的可能状态数量减少到RRC_IDLE和RRC_CONNECTED，但是在需要发送数据时，从一种状态变为另一种状态所需的时间将构成时延预算的一大部分。

　　在 RRC_IDLE模式下，尽可能多的设备电子将处于低功耗状态，以确保出色的电池寿命，接收机被周期性地激活以检查寻呼消息。当数据传输时间预定后，设备必须处于唤醒状态并快速同步其上行链路。

　　在协议测试过程中，用于生成测试用例的工作量常常与创建协议栈的工作量一样多，所以拥有全面而高效的测试设施很重要。为了能够细分测试，重要的是能够测量用户平面和控制平面中的每个子层。协议测试诊断功能在查找故障时很重要。通常，这包括带时戳的消息日志记录和解码。但重要的是这也可以用于每个子层，以提供跟踪信令消息流动细节的功能(从MAC PDU直到RRC消息)，从而确保定时要求得到满足。

　　要想能够为每个层创建测试情景，就必须拥有对测试设备的详细控制，但这需要尽可能地易于使用，以避免痛苦的学习过程。图形化测试描述(例如由情景向导所提供的)提供了定义新测试的最清晰方法(图1)。