1 背景

通信技術(shù)的高速發(fā)展使無線寬帶成為可能，任何時間、任何地點享受信息生活成為人類通信的最終訴求，市場需要一種更高帶寬、更好業(yè)務(wù)體驗的無線寬帶技術(shù)來改變?nèi)祟惿睢Ｃ鎸θ碌墓潭ㄒ苿尤诤蠒r代，LTE（Long Term Evolution，長期演進(jìn)）應(yīng)運而生。

作為一種全新的移動通信技術(shù)，LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)發(fā)生較大變化，如圖1所示，LTE接入網(wǎng)的扁平化結(jié)構(gòu)導(dǎo)致傳統(tǒng)的信令采集點消失了，所以需要從Uu口采集空口信令。另外，LTE網(wǎng)絡(luò)中使用了很多無線通信新技術(shù)，包括OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用技術(shù)）、波束賦形、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多天線技術(shù)）及CoMP（Coordinated Multipoint Transmission and Reception，協(xié)作多點傳輸技術(shù)），這就需要有新型的無線網(wǎng)絡(luò)分析和優(yōu)化的儀表和工具，滿足網(wǎng)絡(luò)測試需求。

圖1 3G網(wǎng)絡(luò)與LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2 LTE空中接口監(jiān)測儀表需求和意義

LTE空中接口監(jiān)測儀表的產(chǎn)生，是新技術(shù)、新網(wǎng)絡(luò)、新業(yè)務(wù)的需求，同時對國內(nèi)測試儀表的發(fā)展也具有推動作用。

2.1 移動通信新技術(shù)、新網(wǎng)絡(luò)、新業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀表提出的新需求

•  通信新技術(shù)

以LTE為代表的4G移動通信系統(tǒng)，集合了近10年移動通信領(lǐng)域涌現(xiàn)的許多先進(jìn)技術(shù)，其中MIMO與OFDM的結(jié)合，是最重要的技術(shù)之一。無論是波束賦形還是MIMO空分復(fù)用，都利用了對無線傳播信道的空間選擇性衰落，雖然理論界對無線信道的空間選擇性有很多模型和研究，但其應(yīng)用于實際傳播環(huán)境，還有很多測量、評估工作要做，而傳統(tǒng)的測試軟件明顯已經(jīng)不再適用于這一目標(biāo)。

基站協(xié)作和多用戶MIMO等技術(shù)，是傳統(tǒng)的切換、功控等蜂窩工程技術(shù)的延續(xù)，對這一技術(shù)的測量和評估，都需要在實際網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中大量采集和分析蜂窩網(wǎng)絡(luò)的信令和數(shù)據(jù)，而且需要結(jié)合多天線技術(shù)。傳統(tǒng)的單基站和單用戶采集的方法已經(jīng)不再適用。

•  新型接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)

全I(xiàn)P化是移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展的趨勢，從3G的IMS到4G的全I(xiàn)P化接入網(wǎng)，正是這一努力的結(jié)果。傳輸技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，使得傳統(tǒng)的多層接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)濃縮到eNodeB單一的網(wǎng)元中，這一新型接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)使得物理層新技術(shù)的應(yīng)用成為可能，同時也使得基站的實現(xiàn)復(fù)雜度提到了前所未有的高度，與此同時，在接入網(wǎng)沒有了傳統(tǒng)網(wǎng)優(yōu)方案所依賴的數(shù)據(jù)采集點（例如，Abis口和Iub口）。新型的測試工具要可以在空口進(jìn)行上下行數(shù)據(jù)采集，并幫助評估基站的性能。

•  移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)

移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動通信網(wǎng)絡(luò)有兩方面的作用，一方面移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對移動通信網(wǎng)絡(luò)有很大的影響，比如P2P類業(yè)務(wù)的定期更新數(shù)據(jù)包會占用大量空口資源；另一方面移動通信網(wǎng)絡(luò)也需要對新型的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供支持。其實這是一個問題的兩面，如果能在空口對業(yè)務(wù)加以識別和支持，也就同時解決了此類業(yè)務(wù)對空口資源的占用問題。這對監(jiān)測儀表也提出了相應(yīng)要求，要求空口測試儀表能識別、分析業(yè)務(wù)，并與底層信令和物理層過程進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，急需一種新的監(jiān)測儀表來滿足以上需求，LTE空中接口監(jiān)測儀表應(yīng)運而生。

2.2 LTE空中接口監(jiān)測儀表的戰(zhàn)略意義

•  對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要作用

移動通信新技術(shù)、新網(wǎng)絡(luò)和新業(yè)務(wù)，對新型的測試和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化儀表提出了迫切的要求。傳統(tǒng)的路測終端結(jié)合接入網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的方式，已經(jīng)難以適用于這些新技術(shù)，我們不僅要有新型的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法論，還要有新型的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化輔助儀表。

•   對LTE產(chǎn)業(yè)鏈的促進(jìn)作用

我國自主研發(fā)的高端測試儀表，可以在LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、驗證、優(yōu)化和運營中，持續(xù)發(fā)揮作用。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，可以幫助設(shè)備商和終端芯片商進(jìn)行協(xié)議測試和驗證，還可以幫助運營商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成熟期，可以服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化用途，作為傳統(tǒng)路測終端的補充；其自頂向下和自下而上的跨層關(guān)聯(lián)分析功能，也會為LTE網(wǎng)絡(luò)對移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的支撐提供分析工具。

•  對我國高端儀表領(lǐng)域的開拓性意義

傳統(tǒng)高端測試儀表的市場份額，集中于幾家國外廠商，而且主要應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和實驗室驗證。新型空口監(jiān)測儀的開發(fā)，一方面能填補國內(nèi)高端測試儀表的空白，另一方面也能將空口監(jiān)測儀創(chuàng)新性的應(yīng)用于4G移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

3 產(chǎn)品的主要功能

與傳統(tǒng)測試儀表相同，LTE空中接口監(jiān)測儀表最基本的功能也是采集并分析網(wǎng)絡(luò)空口數(shù)據(jù)，除此之外，LTE空口監(jiān)測儀還滿足如下功能：

•   TD-LTE和LTE FDD全制式、全頻段支持

TD-LTE與LTEFDD在一些物理層過程上有所區(qū)別：同步過程、多子幀調(diào)度和反饋、上行multi-ACK/NAK、HARQ過程、幀結(jié)構(gòu)和MIMO模式等。作為空中接口測試儀表，該儀表可對多制式和多頻段同時進(jìn)行監(jiān)測。

•  多小區(qū)與多終端大容量監(jiān)測

多小區(qū)與多終端的實時監(jiān)測，對LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)點（如CoMP、切換、調(diào)度等）的分析和實際網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是很有意義的。

•  空口協(xié)議縱橫式關(guān)聯(lián)分析

LTE空口監(jiān)測儀支持空口的縱向關(guān)聯(lián)分析，從業(yè)務(wù)層、傳輸層到物理層的關(guān)聯(lián)，這有助于對空口性能和業(yè)務(wù)進(jìn)行跨層分析，對業(yè)務(wù)的底層支撐，以及對很多跨層技術(shù)（如資源調(diào)度、鏈路自適應(yīng)等）有很重要的意義。

•  空口原始數(shù)據(jù)與解析數(shù)據(jù)的存儲和離線分析

空口的實時監(jiān)控有助于快速發(fā)現(xiàn)、定位問題，也有助于快速制定和調(diào)整測試方案，對數(shù)據(jù)進(jìn)行離線深度挖掘，可以分析網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的深層次問題。

•  上層業(yè)務(wù)解析與監(jiān)控

LTE空口監(jiān)測儀可以后對用戶面的上層業(yè)務(wù)進(jìn)行解析，與底層監(jiān)測進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析的目的。

•  與LTE核心網(wǎng)分析系統(tǒng)、路測系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，組成端到端分析平臺

這是LTE空口監(jiān)測儀與其他監(jiān)測儀的聯(lián)合分析功能，端到端的分析可以準(zhǔn)確、全面的獲取網(wǎng)絡(luò)、用戶信息，也是提高用戶感知的重要手段之一。

4 結(jié)束語

LTE空中接口監(jiān)測儀表，不僅僅是傳統(tǒng)儀表的延伸與拓展，而且對LTE設(shè)備、終端的發(fā)展以及在LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)、優(yōu)化、運營中將發(fā)揮出重大的作用。其具備的實時監(jiān)控和原始信號離線后處理功能，能處理網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、設(shè)備調(diào)試中的問題；縱向業(yè)務(wù)和信令的跨層關(guān)聯(lián)，以及橫向與核心網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，能支持LTE網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的跨層和端到端分析；其對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的監(jiān)控，能對LTE及LTE-Advanced中的很多新技術(shù)的研究探索，起到不可替代的作用。因此，LTE空中接口分析儀是LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中不可或缺的一部分，也是未來儀表的發(fā)展趨勢。