TD-SCDMA网络测试仪需求与应用

TD-SCDMA网络测试仪需求与应用
发表时间：2008-12-11T11:03:36.060Z 来源：《中小企业管理与科技》供稿作者：王江涛[导读] 摘要：对于运营商和设备厂商来说，在3G网络大规模部署、设备和终端大规模生产之前，通过3G测试仪表测试解决不同厂家3G设备的互联互通问题以及定位网络中潜在的问题是非常必要的。

这样既给3G网络测试又给3G终端设备测试带来很大的挑战，但同时会对相关测试仪器厂商提供更多的商机。

摘要：对于运营商和设备厂商来说，在3G网络大规模部署、设备和终端大规模生产之前，通过3G测试仪表测试解决不同厂家3G设备的互联互通问题以及定位网络中潜在的问题是非常必要的。

这样既给3G网络测试又给3G终端设备测试带来很大的挑战，但同时会对相关测试仪器厂商提供更多的商机。

关键词:TD-SCDMA 高技术网络测试需求商机一、TD-SCDMA技术特点
TD-SCDMA数字移动通信系统技术特点与标准化组织3GPP制订的WCDMA基本是一样的。

TD-SCDMA由于采用了多种先进技术，所以与以前的GSM等移动通信方式相比具有以下的技术特点[4]: （1）更大的系统容量。

TD-SCDMA由于自身的带宽较宽，抗衰落性能好，上下行链路实现相干解调大幅度提高链路容量。

TD-SCDMA系统采用快速功率技术使发射机的发射功率总是处于最小的水平，从而减少了多址干扰。

这些技术都提高了系统容量，系统容量大使单用户设备成本降低，建设TD-SCDMA网络的投资要比2G低。

（2）更多的业务种类。

TD-SCDMA系统可以提供和开展的业务种类非常丰富，分为两大类：CS域业务和PS 域业务。

其中CS域业务主要包括基本电信业务（语音、特服、紧急呼叫），补充业务，点对点短消息业务，电路型承载业务，电路型多媒体业务，智能网业务；PS域业务主要包括PS域的短消息业务，移动游戏，移动上网，视频点播，手机收发E-mail，智能网业务等。

（3）更高的数据速率。

具有支持多媒体业务的能力特别是支持Internet业务。

现有的移动通信系统主要以提供语音业务为主，一般能提供100～200Kbit/s的数据业务，GSM演进到最高阶段能提供384Kbit/s的数据业务。

而第三代移动通信的业务能力将比第二代有明显的改进，支持话音数据和多媒体业务，并且可根据需要提供宽带。

第三代移动通信无线传输技术满足以下三种要求：即快速移动环境最高速率达144Kbit/s，室外到室内或步行环境最高速率达384Kbit/s，室内环境最高速率达2Mbit/s。

（4）更好的无线传输。

无线信道是一种较恶劣的通信介质，由于它的特性难以预测，因此一般根据实际测量的数据以统计的方法来表征无线信道的模型。

通常认为其具有莱斯或瑞利特性，其中瑞利衰落信道是最恶劣的移动无线信道，要在衰落信道中实现良好的性能，采用分集技术非常关键。

在TD-SCDMA中仿真结果表明衰落信道情况下发射分集可以改善性能1～2dB，因此通过采用发射分集技术可以更有效地保证无线传输的质量。

在无线传输中频率选择性衰落和多径是一种普遍现象。

TD-SCDMA是宽带信号，带宽是5MHz。

宽带信号可以更好地抗频率选择性衰落，保证传输性能。

另外，如果发射信号带宽比信道的相干带宽更宽，那么接收机就能分离多径分量，由于TD-SCDMA的带宽更宽，因此它具有更好的多径接收处理能力。

（5）更高的语音质量。

采用AMR语音编码技术，语音传输速率最高达到12.2Kbit/s（R99版本）。

TD-SCDMA的带宽达到5MHz使得其具有更大的扩频因子，从而带来更大的处理增益，同时宽带使其具有更强的多径分辨能力，改善RAKE接收机性能。

另外，TD-SCDMA采用发射分集技术有效改善下行链路的接收性能，并通过交织编码技术和卷积编码技术来有效保证传输误码率。

通过采用这些技术使得TD-SCDMA网络语音质量接近固定网的语音质量。

（6）更低的传送功率。

TD-SCDMA采用CDMA技术通过扩频将窄带信号转换为宽带信号后再进行发射。

由于带宽达到5MHz，使得其扩频因子可以更高带来更大的接收机处理增益，具有更高的接收灵敏度，终端需要的发射功率可以很低。

另外通过采用快速功率控制技术可以降低发射功率，软切换提高提高业务信道接收增益也可以降低终端发射功率的要求，一方面可降低对电池的要求，另一方面减小对人身体影响。

二、TD-SCDMA应用现状
TD-SCDMA标准系统设备由于技术上具有独特性和在我国拥有庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，核心网投入研发的有北电、中兴、西门子、华为、普天、阿尔卡特等厂商；接入网方面有大唐、中兴、普天、UT、华为、西门子等厂商都在大力推动TD-SCDMA的产业化进程。

中国的3G对于现在的2G运营商以及未来新的移动运营商提供了巨大的市场，也提供了严峻的挑战。

网络建设将是运营商所面临的首要任务。

运营商在强力扩展其移动通信网络覆盖和发展用户的过程中，为了追求速度和用户数量，对移动通信网络的优化忽视了，用户对移动通信的投诉也越来越多，如网络盲区、用户通话单通、掉话等用户投诉越来越多，各移动运营商为了提高用户忠诚度和满意度，在网络建设完成后，投入了巨资进行移动通信网络的优化工作，其首要目标是建设可运营和可管理的高效移动通信网络，满足客户的需求。

对于移动通信运营商来说，随着中国加入WTO以及运营商之间竞争的加剧，网络的质量已经成了决定其命运的根本要素。

网络优化正成为移动通信运营商未来的工作重点。

移动通信网络优化同时也正在成为通信制造业的一个新的赢利点。

据预测，2004年，中国移动通信运营商在网络优化上的投资将达到81.8亿元人民币。

进入3G的时代，网络质量的稳定更是话音、数据顺利传输的必要保证。

网络的维护管理和优化十分重要，包括通信质量监测、故障定位和分析、话务统计和分析、用户追踪和资源调配等。

三、3G网络测试的需求
随着3G的不断发展，3G网络规划与优化的细节问题逐渐被提到各运营商的议事日程上。

对于可能采用WCDMA或TD-SCDMA系统体制的运营商来说，最关心的是如何快速建设一张高性价比的移动通信网络，即有较高的网络容量、良好的无线覆盖，可有效保证用户的多媒体业务及QoS（业务质量）需求的网络。

除此之外，运营商还希望在容量、覆盖范围及业务质量三者之间寻求最佳的平衡，因此，WCDMA/TD-SCDMA系统必须采用可满足这些需求的新技术。

对于运营商和设备厂商来说，在3G网络大规模部署、设备和终端大规模生产之前，通过3G测试仪表测试解决不同厂家3G设备的互联互通问题以及定位网络中潜在的问题是非常必要的。

在3G网络部署和实施的生命周期中，根据不同阶段的测试需求和应用，3G测试主要可分为：网络维护和故障诊断测试、网络优化测试。

（1）3G网络维护和故障诊断测试。

对网络故障进行快速诊断并降低网络中断时间是3G信令测试系统的主要用途之一。

当3G系统发生故障时，需要使用测试仪表接入关键的信令链路监测点，并进行协议测试和分析。

通常来说，3G网络故障主要可分为两大类：无线接入网（UTRAN，Universal Terrestrial Radio Access Network）侧故障或核心网（CN，Core Network）侧故障。

由于3G RAN的网络结构和协议同2G系统相比有了较大的变化，因此比较容易出现问题；而3G核心网同2G系统基本相同，因此出现问题的概率相对比较小。

由于Iub和Iu接口是3G RAN中最重要的测试接口，一般来说需要同时对这两个接口进行数据采集和关联性分析。

常见的3G网络故障主要包括：网络接入故障、话务指标、功率控制、切换、漫游、手机终端和3G网络的配合等问题。

（2）3G优化测试。

近年来，通过信令测试来进行无线网络优化已经越来越受到运营商的青睐和重视。

网络优化测试同故障诊断测试存在较大的差别，它具有几个明显的特点：1）它属于一种预防性维护方式，在开始网络优化时，网络并不一定存在明显的问题；2）网络优化一般不是针对某个或某几个终端进行信令分析；3）网络优化通常需要收集大量数据，然后通过对一系列关键性能指标（KPI）的统计，来分析网络中存在的潜在问题。

由于这些问题可能会导致网络服务质量下降，工程师正是通过优化这些指标来不断提高网络的服务质量。

4）对长期采集的海量数据进行自动分析，对网络优化的工作效率也是非常重要的。

四、3G对国内通信测试厂商的机遇
由于我国通信运营业突飞猛进，而通信测试设备的制造业相对滞后，导致终端测试设备环节相对薄弱。

如何应对通信测试时代的挑战，是国内所有测试仪表厂商关注的焦点。

目前市场上的3G测试仪表主要是针对无线部分的频谱分析仪、无线综合测试仪、3G测试信号源，以及信令分析仪等，其信令分析仪主要是针对CDMA2000和WCDMA的。

这些产品的国外制造商有美国的安捷伦（Agilent）、泰克（Tektronic）等，国内主要制造商有中创信测（ZCTT）。

国外测试仪器不但价格昂贵，而且不能及时满足特殊客户群体需求。

而作为3G的三大主流标准之一的TD-SCDMA系统，目前还没有相应的信令测试仪表和相关测试方法。

因此，有必要开发基于TD-SCDMA系统的3G移动核心网、接入网相关接口信令监测的信令仪表，对协议栈进行解析，提取有关参数，便于移动通信网维护人员解决TD-SCDMA网络维护、优化工作中的实际问题。

另外一方面，第三代移动通信网给运营商在业务监控、优化和网络质量控制上提出了新的挑战，也对设备商、第三方优化厂商提出了更高的要求。

在3G通信发展的每一个阶段，如技术和标准的定义、芯片和参考设计、产品的开发和认证、生产、服务、网络优化、服务质量优化等阶段，测试都必不可少。

所需的测试有元器件和模块测试、协议测试、整机射频特性测试、音频测试、天线性能测试、网络覆盖测试、端到端应用测试以及EMC测试等等。

3G测试比GSM/GPRS 的测试要复杂许多，对测试设备的软硬件有非常高的需求。

3G网络所提供的业务类型十分丰富，从语音业务、可视电话、MMS、WAP到流媒体等，几乎覆盖了电路交换和分组交换领域的所有可用业务。

然而，如何保证这些业务的服务质量却是一个非常具有挑战性的重要课题。

对于测试设备而言，首先要紧密贴合3G技术的发展变化，并具有一定的前瞻性。

不但要满足目前的测试需求，还要考虑未来的发展趋势。

今后，随着3G和B3G(超3G)的发展，基于业务应用层面测试的比重会越来越大。

在中国，TD-SCDMA一触即发，相信会占有相当的市场份额。

而WCDMA和CDMA2000也可能会占有一定的市场。

可以想象，将来极有可能出现三个标准共存的现象，因此会出现不同标准网络共存和各种各样的多模终端，这样既给3G网络测试又给3G终端设备测试带来很大的挑战，但同时会提供更多的商机，相对来说，实力雄厚、经验丰富的测试仪器厂商由于能提供全面解决方案而会得到更多的机会。