TD—LTE测试终端现状及性能对比方法

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【摘 要】

在LTE发展初期，不同芯片、不同厂商的终端性能表现不一，性能差异会对网络优化问题定位造成影响。针对上述问题，介绍了td-lte测试终端的发展现状和测试方法，并提出了多终端对比测试方法，通过实际案例说明了终端差异对网络测试分析的影响。

【关键词】

LTE 测试终端 对比测试

中图分类号：TN806 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2013）-19-0041-03

收稿日期：2013-07-12

测试终端是无线网络优化中重要的测试仪表，可用于道路和室内测试，模拟用户发起各类通信业务，客观量化用户感知。区别于传统商务终端，测试终端具备空口全参数采集及用户信令抓取能力，能达到侦测网络覆盖、干扰等无线环境问题并给出参数优化建议的目的。在LTE发展初期，不同芯片、不同厂商的测试终端性能表现不一，从而会对网络优化问题定位造成影响。而多终端对比测试是一种有效的手段，有助于发现终端性能差异，推动各终端的完善。

1 TDL测试终端现状

1.1 测试终端发展现状

目前市面上已具备多种类型的TDL测试终端，主要有以下几类形态：

（1）测试数据卡：即带有测试功能的无线上网卡，是传统的数据业务测试终端，使用便捷，并拥有成数据业务相关的所有业务测试功能；

（2）测试CPE：CPE是一种将高速4G信号转换成Wi-Fi信号的设备，使用于公交车等固定场景，其体积较大，一般需要外部电源供电，测试CPE已广泛运用到规模外场测试中；

（3）测试MiFi：可以理解为小型化的CPE，正在逐步取代CPE作为TDL测试终端；

（4）测试手机：具备网络测试能力的LTE手机，优势为具备CSFB、双待机的测试功能；

（5）测试平板：与测试手机类似，需要在平板中安装测试软件，适合做室内的网络测试；

（6）自动测试前端ATU：一种嵌入式的自动化测试设备，勿需使用测试软件和笔记本，测试数据实时回传到远程平台上，目前自动测试前端已逐步应用到LTE评估测试中。

1.2 测试终端运用方法

随着信息化发展以及移动互联网的崛起，为满足新的业务和分析需求，测试终端的运用方法也逐步多样化。现阶段有三类测试方法应用较为普遍，分别为：

（1）传统方法：由笔记本电脑和测试终端组成，需要专业的测试人员来完成，测试中可及时分析，但较为耗费资源；

（2）自动化测试方法：自动测试单元放置车上，由远端控制执行测试任务，测试数据通过无线网络实时回传到数据分析平台，可做到无人值守测试，便于海量数据分析；

（3）APP测试方法：将APP软件植入到测试手机或Pad上，执行各类测试业务，记录空口参数，可搜集异常事件并统一回传，APP测试终端携带方便，且容易普及和应用，是以后发展的主要趋势。

1.3 芯片现状

不同的芯片类型对终端性能也有很大的影响，芯片本身的处理能力和算法准确度与终端的测量性能表现息息相关。目前国内LTE规模外场测试中主要运用的芯片包括高通、华为海思、大唐联芯、中兴微电子、创毅视讯等，大部分芯片已支持TD-LTE/FDD-LTE/TD-SCDMA/WCDMA/GSM多模，以及Band 34/38/39/40等多频段，朝向多模多频方向发展。

2 多终端对比测试方法

2.1 实验室测试方法

实验室测试的组网一般如图1所示，测试终端通过标准接口连接射频线缆直接与基站或模拟信号发生器连接。实验室测试的优势是排除空口环境对信号的影响，能够较为公正地验证终端的测试准确度，并能人为地增加已知的干扰信号，分析终端在不同干扰场景下的测量精度。

2.2 外场测试方法

外场测试更加贴近实际的网络情况，主要关注测试终端对服务小区以及相邻小区电气特性的测量能力。在测试中，通过统一集中的测试方法，亦可引入扫频仪等测试仪表终端作为参考，在同时刻同场景对比RSPR、SINR、邻区个数以及跟吞吐量密切相关的关键指标，如每秒占用PRB个数、下行调度MCS、单双流占用比例等，来定位终端性能差异。

3 典型问题及案例

3.1 邻区测量影响

不同终端对邻区的测量能力不一致是目前TDL测试终端面临的一个关键问题。测试终端对邻区的解调和测量方法类似小区搜索，是通过P-SCH信道解调得到PSS，通过S-SCH信道解调得到SSS，从而得到邻小区PCI，根据其PCI对应的RS信号位置测量得到邻区RSRP。对于不同的测试终端，在测量和上报邻区信息周期一致的前提下，存在邻区测量不准的问题，具体表现在邻区漏测和邻区误报两个方面：邻区漏测即解调出邻区PCI少于实际的电平数，邻区误报表现为解调出邻区的RSRP不准确，或者解调出错误的PCI。上述问题都会影响网络优化人员对现网问题定位的判断，甚至影响用户的业务质量。

以下为在多终端测试中邻区测量导致切换差异的一个实际案例：同车测试同样路段下，终端A的切换次数比终端B多了一倍。由于网络的切换命令是根据终端的测量报告来下发的，是否达到测量报告的触发条件，则取决于与测量到的邻区与服务小区电平差。同时终端A在相同距离路段中比终端B多检测到一个邻区，且切换到了该邻区上，这种切换的差距则由邻区测量不一致引起。如图2所示。

3.2 信道相关性测量影响

在LTE系统空间复用场景中，终端需要周期性地反馈秩指示信息（Rank Indicator），以作为网络分配给用户单双流的一个依据条件。秩指示信息与终端对信道相关性的检测相对应，描述了终端期望得到的数据流个数，当终端测量到当前空间相关性较弱时，会在上行控制信息中反馈RANK值为2，同时网络侧会根据此RANK值来调度分配发送的码字流个数。RANK值的上报间隙是宽带CQI/PMI周期的MRI倍，常用的上报周期为300ms。若终端对信道相关性测量不一致，会造成eNB单双流的发送不同，最终引起用户下行吞吐量差异。信道相关性测量不一致的原因主要为两方面：一是不同类型芯片对相关性的检查有算法上的差异，二是终端的天线工艺以及极化方式有一定影响。

3.3 终端能力影响

TDL终端的终端能力分为5类。终端能力会在接入过程中，通过信令UE Capability Info上报给网络，网络侧在分配信道资源和MCS时，会结合终端能力指数作为参考。目前测试终端有Cat 3和Cat 4两类，如表1所示，3类终端和4类终端支持的空间复用最大层个数都为2，区别在于能够接受的最大bit数。其中一个TTI能够接受的最大传输块bit数定义终端在两个码字的传输下的极限吞吐量，由此反映出Cat 4在双流场景下有比Cat 3更高的峰值能力。外场测试的结果也表明，Cat 4的终端在峰值速率上比Cat 3的有一定的优势。

表1 各类终端能力等级对应的下行特性

终端能力等级 1个TTI下行最大DL_SCH传输比特/bit 1个TTI下行每传输块最大DL_SCH传输比特/bit 最大下行软信道传输比特/bit 下行最大层个数

Cat 1 10 296 10 296 250 368 1

Cat 2 51 024 51 024 1 237 248 2

Cat 3 102 048 75 376 1 237 248 2

Cat 4 150 752 75 376 1 827 072 2

Cat 5 299 552 149 776 3 667 200 4

4 总结

测试终端是目前评估优化网络质量的重要工具，本文对测试终端发展现状以及测试方法进行了阐述。在LTE系统中，网络调度的资源会根据终端反馈的信道质量等参数作快速自适应的调整，这就对终端的测量准确性有了更高的要求。在相同的无线环境下，通过测试比较终端性能差异，能够发现终端自身存在的问题，协助网络优化定位问题，提升用户感知。

参考文献：

[1] 3GPP Ts 36.213 Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA） Physical layer procedures； Protocol specification（Release 8）[S].

[2] 3GPP Ts 36.306 Technical Specification Group Radio Access Network Radio Resource Control Protocol specification（Release 10）[S].

[3] 吴慧敏，杨骅. TD-LTE多模多频终端发展分析[J]. 移动通信， 2013（13）.

[4] 中国通信企业协会. 2012—2013中国通信业发展分析报告[R]. 北京： 人民邮电出版社， 2013.

[5] 高峰，高泽华，丰雷，等. TD-LTE技术标准与实践[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2011.

作者简介

赵明宇：工程师，硕士毕业于北京邮电大学，现任职于中国移动通信集团设计院网优所，研究方向为无线网络优化。

周俊：教授级高工，学士毕业于北京大学无线电电子学系，现任职于中国移动通信集团设计院有限公司，研究方向为移动通信网络规划、设计和优化，曾主持湖南移动3G规划、广东移动频率规划、成都网络改造工程、中国移动自动路测系统研发等项目，编制多项企标，获得多项国家专利。

邓飞：工程师，硕士毕业于北京邮电大学，现任职于中国移动通信集团设计院网优所，研究方向为移动通信技术。