[发明专利]虚拟外场的无线测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种虚拟外场的无线测试系统。

背景技术

在实际的无线通信过程中，网络侧设备和终端通信要经过一个空口无线传播环境，一般称为无线空口信道。无线传播环境多样造成空口信道环境复杂，信号在空中传播时会受到很多复杂因素的影响，如距离、地形、地物等等，而这样复杂的无线传播环境是不可能移至室内的，要实现实验室内测试只能通过专业设备和技术解决方案对其进行仿真模拟，模拟其无线信号传播的复杂过程。

室内组建外场无线测试网络的虚拟外场技术，通过在实验室内搭建近真实外场或商用移动通信端到端的测试网络的模拟仿真平台，使得在实验室内的测试形式与结果近似真实外场。该技术能够弥补传统室内实验室测试的场景构建的缺陷，并且通过外场转内场、自动化配置及自动化测试实现高效率、低成本的技术优势，也是实现大规模网络包括空口自动化测试最有效的方法，是包括无线性能测试在内的各种测试获得高效率的一种测试解决方案。

如图1所示，是一个现有的虚拟外场的设计架构图。虚拟外场通过替代实际移动通信网络中从基站天线到终端之间的无线链路传播环境，除空口信道环境，网络设备和终端等网络单元都为实体，网络场景来源于真实场景或其抽象分析后的等效场景。

虚拟外场技术具有场景构建灵活，相对成本低等特点，其技术关键点是对空口信道环境的实现和模拟过程，以及实现实验室内近商用测试环境的构建。业界有很多单或多链路信道环境的仿真设备或解决方案，但具备模拟较大规模无线网络环境能力的解决方案非常少，能实现商用能力模拟的解决方案更少。

对于有多个小区组网的虚拟外场技术，主要通过可编程的可调衰减矩阵来实现。如图2所示，是一个8×8(8IN80UT)64通道的衰减矩阵结构示意图。输入输出两端是1/8合路器，中间部分的器件是可调衰减器模块，可以调控输入信号的强度，模拟单链路(如一个小区和一个终端的通信连接)的慢衰落过程。在输入端接上小区(共可接8个小区)，在输出端接上与这些小区通信的终端(共可接8路终端)，衰减矩阵的结构特点使得8个小区的每个小区信号都能到达8路终端，信号强度可快速调控，而8路终端的每部终端信号都能到达8个小区的任何一个小区，信号强度也可调控。这样能够近似模拟8路终端在8小区网络中的各类场景，可以实现切换、覆盖等多种测试项目。

如图3所示，是一种现有的虚拟外场的无线测试系统，可以实现16小区和1018部终端互联。

该系统由一台16×16衰减矩阵、16个小区(CELL)和1018部终端组成。终端通过合路器将信号合路接入系统中，每8部终端通过一个1/8的合路器合成一路。

该方案中图示下部分的890部终端只作为小区负载、话务、干扰等场景背景的终端，不能做切换。图示上部分的16路共128部终端，可以和CELL1～CELL16的16个小区实现全互联，这128部终端可以产生大量的切换、业务呼叫、终止等动作，能够参考网络话务模型做多种KPI测试。所有的业务过程和控制都通过软件实现。

但是该种设计方案存在不少技术缺陷，降低了其和外场、商用网络真实程度的拟合性：

(1)终端业务模式不丰富，和实际场景终端业务模型有较多区别。如890部背景终端中，MS1～56通过合路器级联合路成一路信号，而这一路信号只连接在一个小区上，小区信号只能到达该小区所接的合路器下面连接的终端上，而MS1～56的信号也只能到CELL1小区上，那么这些终端最多只能同时连接一个小区，不能发生切换等跨小区活动；890部背景终端在平台中对网络性能影响远不能和其分布在实际网络中的对网络性能的影响相比较。此外由于MS1～56通过合路器级联合路成一路信号，衰减模块对一路信号强度调控是一致的，MS1～56在网络中的移动模式也会完全一样。

(2)缺乏对网络干扰的模拟。在通信中最重要的影响就是干扰，网络干扰仿真能力弱，直接影响平台的可测试性。现有技术的背景终端只和终端驻留的小区有链路关系，没有邻区干扰，终端间干扰又恒定不变，甚至终端间没有干扰，使得网络通信过程缺少实际网络的复杂变换的灵活性。这样的平台结构在GSM网络中不可做基于干扰的信道分配(IBCA)，在CDMA系统中由于没有考虑网络干扰水平，测出来的话务量和实际形态相差太大，不能完全表征网络实际应当表现的性能。

(3)缺乏对快衰落、多普勒等空口信道强相关的实时仿真能力，降低了无线空口通信过程的真实性。衰减矩阵只能对信号传播过程的慢衰落过程进行模拟，而对快衰落过程，已经信号传播过程的多径、时延无法表征。