無線外場路測，你需要哪些設(shè)備

王立春 羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司

羅德與施瓦茨技術(shù)專欄

無線外場路測，你需要哪些設(shè)備

王立春 羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司

編者按：隨著智能手機(jī)的普及，人們對通信網(wǎng)絡(luò)的依賴性也越來越高，這就要求通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量也要越來越好。羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司王立春所撰《無線外場路測，你需要哪些設(shè)備》一文首先介紹了掃頻儀方案，該方案主要測試網(wǎng)絡(luò)射頻指標(biāo)并且解析小區(qū)廣播信息，能夠快速準(zhǔn)確地反映網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量；然后對基于路測終端的方案進(jìn)行了研究和分析，利用路測終端可以更加真實(shí)的反映用戶體驗(yàn)，并且R&S公司將多部路測終端和掃頻儀集成到系統(tǒng)里，從而可以對不同運(yùn)營商和不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行同時(shí)測試，有效地提高了測試效率。羅德與施瓦茨公司（R&S公司）針對無線網(wǎng)絡(luò)的外場路測，能夠提供全面的測試，利用R&S公司的掃頻儀可以對網(wǎng)絡(luò)的“服務(wù)質(zhì)量”進(jìn)行測試，利用路測終端則可以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的“體驗(yàn)質(zhì)量”進(jìn)行測試。

隨著智能手機(jī)的普及，人們對通信網(wǎng)絡(luò)的依賴性也越來越高，這就要求通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量也要越來越好。羅德與施瓦茨公司針對無線網(wǎng)絡(luò)的外場路測，能夠提供全面的測試，利用R&S公司的掃頻儀可以對網(wǎng)絡(luò)的“服務(wù)質(zhì)量”進(jìn)行測試，利用路測終端則可以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的“體驗(yàn)質(zhì)量”進(jìn)行測試。

掃頻儀；路測終端；外場路測

1 引言

無線電通信在我們的日常生活中應(yīng)用越來越廣泛，為了保障通信質(zhì)量，針對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及通信信號的現(xiàn)場測試需求也越來越多。針對外場路測人員來說，掃頻儀和路測終端是兩種重要的測試工具。

羅德與施瓦茨公司針對無線網(wǎng)絡(luò)外場測試需求，可以同時(shí)提供掃頻儀和路測終端，提供的路測系統(tǒng)可以快速有效為客戶提供路測數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確的反映當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

2 利用掃頻儀測試網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量

掃頻儀是外場路測的傳統(tǒng)設(shè)備，其特點(diǎn)是可以同時(shí)監(jiān)測多個(gè)頻道的信號，具備很高的刷新速度，具備很低的靈敏度可以測量微弱信號，具備較高的準(zhǔn)確度可以準(zhǔn)確的反映被測信號質(zhì)量。

R&S公司提供一系列用于路測的掃頻儀，其典型設(shè)備包括：雙通道掃頻儀TSMW，緊湊型掃頻儀TSME等。掃頻儀的工作方式是不接入無線網(wǎng)絡(luò)，所以掃頻儀可以同時(shí)“監(jiān)測”多個(gè)不同頻道甚至不同網(wǎng)絡(luò)制式的信號，可以在路測軟件上面同時(shí)顯示所有監(jiān)測到的小區(qū)信息，給出每個(gè)小區(qū)的信道沖擊響應(yīng)數(shù)據(jù)，并且將每個(gè)小區(qū)的廣播信息顯示出來。掃頻儀的典型測試界面見圖1。

圖1 掃頻儀典型測試項(xiàng)目

針對目前的4G網(wǎng)絡(luò)，多天線的測試需求越來越多，為此R&S推出了LTE MIMO測試方案。掃頻儀TSMW儀表內(nèi)部包含獨(dú)立的兩路20MHz帶寬射頻通道，頻率范圍是30MHz～6GHz，配合特制的MIMO天線，可以實(shí)現(xiàn)LTE2x2MIMO測試。LTE MIMO測試除了常規(guī)的測試項(xiàng)目之外，還會(huì)測量傳輸信道的H矩陣，通過計(jì)算得到“狀態(tài)因子（Condition Number）”，利用該參數(shù)來表征與MIMO與SISO相比帶來的額外增益。LTEMIMO“狀態(tài)因子”的測試示意圖見圖2。R&S公司的緊湊型掃頻儀TSME雖然只有一個(gè)測量通道，但是可以通過4臺TSME級聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)LTE 4×4MIMO測試。

目前，R&S掃頻儀能夠解析的網(wǎng)絡(luò)包括GSM、WCDMA、TD-SCDMA、cdma2000、1x EV-DO、LTE、TETRA、WiMAX。除了這些信號之外，掃頻儀還可以對各種專網(wǎng)進(jìn)行覆蓋測試。通常專網(wǎng)使用的都是專用頻率，掃頻儀的連續(xù)波（CW）測試功能可以對這些特定頻點(diǎn)的信號強(qiáng)度進(jìn)行快速測量。以鐵路使用的GSM-R為例，掃頻儀TSME能夠以每秒鐘4005次的速度同時(shí)測量GSMR所有的20個(gè)信道。即使是TSME放在時(shí)速為300km/h的高鐵上，也能夠以cm為單位進(jìn)行路測。圖3展示了掃頻儀CW測試功能的界面，用戶可以分別從時(shí)域和頻域上來觀察測試結(jié)果。

3 利用路測終端測試網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)質(zhì)量

前文提到掃頻儀能夠讓路測人員快速地得到不同網(wǎng)絡(luò)制式、不同頻點(diǎn)、不同小區(qū)的基本信息，但是由于掃頻儀本身不接入網(wǎng)絡(luò)，所以無法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)層面的測試，像撥號、短信、吞吐量等方面的測試是需要利用路測終端來實(shí)現(xiàn)的。也就是說，要想讓測試結(jié)果貼近用戶體驗(yàn)，就要利用路測終端對網(wǎng)絡(luò)的“體驗(yàn)質(zhì)量（QualityofExperience，QoE）”進(jìn)行評估，對此，R&S也提供全面的測試方案。

圖2 LTEMIMO測試示意圖

圖3 掃頻儀CW測試結(jié)果顯示

3.1 基于手機(jī)的QualiPocAndroid路測工具

R&S的QualiPocAndroid是基于智能手機(jī)的路測終端，利用該路測終端不但可以實(shí)現(xiàn)基本的射頻參數(shù)測量，還可以針對協(xié)議層的參數(shù)進(jìn)行分析。更為重要的是，該路測終端可以對話音、數(shù)據(jù)、視頻流和短消息等業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)全面的測試，這些測試內(nèi)容可以更加真實(shí)地反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的用戶體驗(yàn)（QoE）。圖4中的3個(gè)測試界面分別是射頻參數(shù)測試、YouTube視頻流測試、VoLTE語音測試。

圖4 QualiPocAndroid測試界面顯示

3.2 基準(zhǔn)路測方案FreeriderII

前文介紹的QualiPocAndroid路測終端可以對某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的某一項(xiàng)目進(jìn)行測試，實(shí)際測試中為了提高效率，路測人員通常會(huì)攜帶多部終端進(jìn)行并行測試。多部終端可以是針對某一網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同業(yè)務(wù)的測試，也可以是針對同一業(yè)務(wù)對不同運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量進(jìn)行比較。

R&S公司的基準(zhǔn)路測方案FreeriderII巧妙地將多部終端和掃頻儀集成到一個(gè)背包中，測試人員則可以通過一個(gè)平板電腦來控制背包內(nèi)的所有測試設(shè)備，這種背包式方案還適用于某些測試車輛無法通行的測試場景，例如機(jī)場大廳、步行街等。整套測試設(shè)備的外觀見圖5。

基準(zhǔn)路測方案FreeriderII背包內(nèi)的設(shè)備是由平板電腦來控制的，而且該平板電腦可以顯示所有設(shè)備的測試結(jié)果，平板電腦和背包內(nèi)測試設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互通過藍(lán)牙或者Wi-Fi來實(shí)現(xiàn)。從圖6中平板電腦的顯示界面中可以看到，該套設(shè)備共包含6部手機(jī)和1個(gè)掃頻儀，掃頻儀同時(shí)顯示了多個(gè)GSM小區(qū)，6部手機(jī)則可以實(shí)現(xiàn)各種不同的業(yè)務(wù)測試。

3.3 大規(guī)模基準(zhǔn)測試方案BenchmarkerII

隨著運(yùn)營商對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的評估越來越深入，運(yùn)營商和測試服務(wù)供應(yīng)商會(huì)引入大規(guī)?；鶞?zhǔn)測試，通常該測試是為了比較不同運(yùn)營商之間的各種不同的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量參數(shù)。這樣就需要測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，且測試系統(tǒng)要包含眾多的測試單元用來實(shí)現(xiàn)多種不同的測試項(xiàng)目。

R&S的大規(guī)?；鶞?zhǔn)路測方案Benchmarker II最多可包含48個(gè)測試單元，其內(nèi)部包含的設(shè)備可以是數(shù)據(jù)卡、路測手機(jī)、掃頻儀。內(nèi)部包含如此多的測試設(shè)備可以讓一套設(shè)備同時(shí)實(shí)現(xiàn)對多個(gè)運(yùn)營商的多種參數(shù)進(jìn)行測試、比較。BenchmarkerII的外觀見圖7。

圖5 基準(zhǔn)路測方案FreeriderI外觀

4 結(jié)束語

本文介紹了R&S公司提供的路測方案：首先，對掃頻儀方案進(jìn)行了介紹，該方案主要測試網(wǎng)絡(luò)射頻指標(biāo)并且解析小區(qū)廣播信息，能夠快速準(zhǔn)確地反映網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量；然后，介紹了基于路測終端的方案，利用路測終端可以更加真實(shí)的反映用戶體驗(yàn)，并且R&S公司將多部路測終端和掃頻儀集成到系統(tǒng)里，從而可以對不同運(yùn)營商和不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行同時(shí)測試，有效地提高了測試效率。

圖6 基準(zhǔn)路測方案FreeriderII測試界面

圖7 大規(guī)?；鶞?zhǔn)路測方案BenchmarkerII外觀圖