浅谈4G LTE的技术革命

　　1  LTE的未来已近在眼前

　　LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的标准,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。LTE的研究，包含了一些普遍认为很重要的部分，如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。

　　3GPP长期演进(LTE)项目是近两年来3GPP启动的的新技术研发项目，这种以OFDM/FDMA为的技术可以被看作“准4G”技术。3GPP LTE项目的主要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。

　　2  未来发展

　　如果运营商希望展现完全基于 IP 的扁平化网络所带来的无限前景，那么从 3G 网络和有线网络过渡到4G技术就成为非常必要的举措。要提供用户所需的数据密集型多媒体应用产品，就需要利用这些网络基础设施和LTE飞快的发展速度。要提供这些服务，运营商必须维护高质量的体验(QoE) 和高通量的水平。4G LTE 技术革命已经开始，内容是在世界范围内部署安全可靠且高性能的3G 和 4G 无线网络。

　　然而，从3G过渡到4G无线网络将带来前所未有的复杂性。要降低3G到4G的过渡风险，每个网络设备供应商和服务商都需要使用有条理的规划、模拟和网络测试工具。如果通过系统的思考，采取点对点的品质保证来进行部署，4G网络将引进新的模式，具有更高性能的带宽、更大的组件复杂度和更低的运营成本。

　　必须在实际的流量条件下通过大量的模拟用户来进行测试。由于多媒体和点对点的应用程序占据了大部分3G/4G的带宽使用份额，部署前对实际的流量模拟进行测试是很重要的。这可以确保网络正确的配置，并且在部署的系统中不出现意外情况。要对下一代融合网络进行验证，就需要对无线和有线设备、基础设施子系统以及完整的点对点吞吐量进行独立测试。

　　iPhone是富多媒体设备的完美示例，而且确实仅仅是冰山的一角。无线和有线网络必须推进和形成基于iPhone的流量，以确保所有网络用户都得到平衡的质量体验。

　　3  用户问题

　　4G技术的迅猛发展给电信设备制造商 (TEM) 和运营商带来诸多问题。制造商和运营商都需要以快的速度将产品推向市场。在规划和实施LTE部署时，TEM需要将产品交给运营商，使其能够快速进入市场的可靠的高性能LTE产品，很可能是那些可以锁定运营商承诺的产品，以使其能够建立坚实可靠的LTE网络，同时率先运营的运营商将吸引新的用户。

　　4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。 4G系统能够以100Mbps的速度，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。 很明显，4G有着不可比拟的优越性。

　　随着这种交互操作性的出现，还必须对单个组件和子系统进行极限测试，以确保设备的随时运行。近年来，iPhone的广泛使用和爆发式的SMS活动造成了大量网络故障时间，而这意味着必须对高峰时的流量模式进行模拟。TEM和运营商还必须确保所有的用户都享有令人满意的服务质量 (QoS) 和体验质量 (QoE)，还需要使用真实的多媒体用户模式来测试高度复杂的移动情况，以确保QoS和QoE标准的实施。

　　在无线网络发展和演进过程中必须建立实际容量评测。为了正确地配置网络，在真实的用户混合模式和高压力情况下对网络进行测试是至关重要的。这使TEM可以正确地描述设备容量，而对于运营商来说，则可以保证网络的正常运行时间并维持用户忠诚度。

　　4  IXIA的LTE测试解决方案

　　IXIA近收购了凯达普通信公司 (Catapult Communications)，能够提供秀的全面无线测试解决方案。通过此次收购，成为从LTE边缘到IP的新一代测试工具的供应商。这些工具对于为无线和有线网络部署LTE 设备和应用产品是很必要的。通过提供无与伦比的点对点 LTE 测试，TEM 可以生产具有前瞻性的 LTE 设备，运营商可以确保用户从 4G网络中获得超级体验。要实现这个目标，需要对新一代 4G 网络设备、智能用户设备和富媒体应用产品进行详细的验证。IXIA的 IxCatapult 3G/4G 无线测试工具具有灵活、适应性强和直观易用的特点，可以测试 4G 网络的所有方面。

　　IxCatapult 产品线从 2000 年起就已进入 3G 测试市场，在世界范围内使用，并在 2008 年 1 月生产出个 LTE 测试产品。大部分的重要运营商和 TEM 已经使用 IxCatapult 产品来测试他们的网络和产品。

　　IxCatapult 拥有广泛的协议覆盖面，并可以模拟所有 LTE 网络要素，可为所有网络组件提供完整的重叠测试。这使得 TEM 和运营商可以使用单个供应商来满足其所有 LTE 测试需求，有助于降低成本，并缩减设置时间。

　　IxCatapult 不仅可以为 2~7 层的所有 LTE/EPC 接口模拟全栈，并且可以对第 1 层的无线接口进行模拟。IxCatapult 可以模拟空中连接的数百台 LTE 用户设备，同时起到无线网借助于这些协调测试解决方案，诸如 eNode B  接入点之类的网络设备可以在完全暴露于满流量负荷和错误状态下来进行全面测试。目前，IxCatapult 测试解决方案在世界范围内由的网络设备制造商和服务商在实验室内完成。

　　5  用户利益

　　通过具有前瞻性的测试解决方案，LTE融和用户将即刻获得触手可得的实惠。TEM 将可以生产经标准全面审核的产品，并以越来越短的周期将其推向市场。TEM 还可以确保运营商在无线网络中使用其产品的过程中，产品可以正常运行。

　　运营商确信，他们可以随时选择成本效益的产品，也有能力独立验证产品要求，并放心地知道他们的网络部署使用的是已经过全面测试的设备——不会因意外情况而导致故障。

　　IxCatapult 终可以使运营商的拥有成本降到——通过单个平台满足所有LTE 相关需要，使用单个工具为所有设备和协议进行多用户操作。

　　5  结束语

　　通过IXIA和Catapult的组合技术，IXIA整合了从无线边缘到互联网测试所需的所有工具。IxCatapult 测试可支持 2G，3G 和 4G 的广泛协议，可测试支持它们的无线网络组件，并对新出现的 LTE 技术具有前瞻性。IXIA的2~7 层工具（特别是 IxLoad 的应用层测试工具）为 IP 提供了完整的协议模拟补充。