摘要：2011年，我國在六個城市開始實施TD-LTE規模技術試驗，試驗將分為兩個階段，進行終端、核心網、傳輸和承載、無線網絡性能和網絡質量、多天線技術、網管等多項測試。通過這些測試，將對TD-LTE系統的同頻組網能力進行驗證，并促進TD-LTE產品成熟與完善。本文介紹了TD-LTE規模技術試驗的各項測試內容和為其制定的規范體系。

1  規模技術試驗的背景和目的

為進一步推動TD-LTE研發和產業化進程，在研發技術試驗的基礎上，于2011年在我國南京、上海、杭州、廈門、廣州、深圳六個城市及工業和信息化部電信研究院MTNet實驗室/外場開展了TD-LTE規模技術試驗。主要目的包括：

（1）進一步驗證TD-LTE關鍵技術、優化完善設備關鍵性能，促進產品成熟。

（2）驗證TD-LTE系統組網能力、網絡性能以及業務應用，促進產業鏈各環節的研發和產業化進展。

（3）為TD-LTE國際推廣起到示范和帶動作用，吸引國外運營商采用TD-LTE技術，同時促進全球有實力的設備制造企業積極參與TD-LTE產業。

2  規模技術試驗的階段劃分

為了適應產品功能增強、測試內容逐步深入的實際情況，規模技術試驗總體上分為兩個階段：R8單模終端階段和R9多模終端階段，初步規劃1.5~2兩年完成（見圖1）。

圖1  TD-LTE規模技術試驗階段劃分

第一階段（R8單模終端階段）主要進行R8版本的無線網絡性能測試和單模終端的性能測試。第一階段規模技術試驗網絡不與現網連接。

第二階段（R9多模終端階段）主要進行R9多天線測試、多模終端測試、多種TD-LTE業務（寬帶高速數據業務、分組域語音業務和增值業務）測試，以及網管測試等。

3  規模技術試驗主要測試內容

根據上述階段劃分，規模技術試驗的測試內容也針對兩個階段分別規劃。第一階段測試內容如表1所示。表1中所列的規模技術試驗第一階段測試內容分為“六城市測試”和“MTNet測試”兩大類。

表1  TD-LTE規模技術試驗第一階段主要測試內容

3.1  第一階段“六城市測試”內容

第一階段“六城市測試”的主要目標，是促進TD-LTE產品成熟與完善，充分驗證TD-LTE的同頻組網能力，并在MIMO模式選擇等關鍵技術問題上做出選擇。第一階段“六城市測試”的主要內容也是針對這些目標規劃的。

從促進TD-LTE產品成熟與完善角度出發，第一階段“六城市測試”規劃了單模數據卡測試、核心網測試、傳輸和承載測試等內容。

（1）單模數據卡測試：主要是在規模外場實際環境中，對TD-LTE單模數據卡的協議功能及吞吐量、時延、覆蓋、多用戶容量、系統內切換性能進行測試，驗證終端的功能、性能、業務能力和穩定性等是否達到預期指標，符合規模技術試驗的要求。

（2）核心網測試：主要是在規模外場實際環境中，對MME，SGW，PGW，HSS等LTE核心網網元的功能，包括基本業務、移動性管理、會話管理、UE能力、網元選擇、安全管理、QoS控制、IP地址分配、用戶管理等進行測試，驗證TD-LTE核心網設備的功能、性能和可靠性滿足規模試驗測試要求。另外，還規劃了核心網計費測試，對SGW計費，PGW計費，CG等功能進行測試。

（3）傳輸和承載測試：規模技術試驗考慮兩種傳輸解決方案：“PTN+CE”方案和“PTN+支持L3”方案，將分別測試這兩種方案的功能、性能和可靠性。承載測試將對TD-LTE承載子系統的連通性、業務端到端性能、信令面可靠性、媒體面可靠性等進行驗證。

第一階段“六城市測試”的核心內容是驗證TD-LTE系統的同頻組網能力。TD-LTE是否能同頻組網是對判斷TD-LTE的技術先進性和競爭力、規劃TD-LTE頻譜分配的重要參考，因此需要盡早進行驗證。為了驗證TD-LTE系統的同頻組網能力，第一階段“六城市測試”中規劃了“無線網絡性能和網絡質量”測試。

無線網絡性能和網絡質量測試需要在50個小區連續覆蓋的測試環境進行，除中心小區外，構成兩圈基站包圍的同頻干擾。其核心內容包括：

●單小區吞吐量測試：即在“下行模擬加擾、上行真實加擾”的環境下，對多用戶構成的小區的上下行吞吐量進行測試。加擾方法如圖2所示，除中心主測小區外，各加擾小區采用模擬波束方式進行下行模擬加擾，一個小區在四個方向上進行波束加擾，每個波束內占用一定比例的資源塊（RB）。上行主要在主測小區正方向120o內加擾小區內放置終端進行真實加擾。這種加擾方法也同樣用于終端測試和多天線技術測試（見圖2）。

圖2  TD-LTE規模技術試驗采用的“下行模擬加擾、上行真實加擾”方法

●單小區用戶容量測試：即在一個小區內放置至少200個終端，同時接入網絡，在空擾和加擾環境下驗證TD-LTE系統是否可以在一個小區內為200個終端同時提供數據業務。

●多小區網絡KPI測試：即在50個小區連續覆蓋、每個小區2個終端真實加載的環境下，通過遍歷50個小區的路測，驗證TD-LTE同頻組網下的網絡KPI指標，包括開機附著成功率、連接建立成功率、連接建立時延、尋呼成功率、掉線率、移動中業務長保能力等。

無線網絡性能和網絡質量測試需要達到的指標包括：

●用戶容量：每小區支持200個終端同時運行數據業務。

●吞吐量和頻譜效率：小區下行平均吞吐量達到20Mbit/s；小區邊緣單用戶下行頻譜效率不低于小區下行平均頻譜效率的25%。

●KPI：在實際用戶占用50%網絡資源的條件下，接通率高于95%，掉線率低于4%，系統內切換成功率高于95%。

在同頻組網的無線網絡性能和網絡質量測試基礎上，還將進行2：2時隙配比和3：1時隙配比對比測試，以及同頻、異頻組網對比測試。

第一階段“六城市測試”的另一個重要內容是驗證智能天線等MIMO模式的性能增益。在這方面規劃了如下測試內容：

（1）多天線技術測試：TD-LTE采用了多種多天線（MIMO）技術，包括開環發送分集（模式2）、開環空間復用（模式3）、波束賦形（模式7）。第一階段“六城市測試”規劃了對各種MIMO模式和各種天線形態規劃了對比測試。具體包括：

●多天線技術基本性能測試：在8天線基站的基礎上，對MIMO模式2，模式3，模式7進行覆蓋、吞吐量等性能的對比測試，驗證各種MIMO模式，尤其是模式7（波束賦形）的性能增益。

●2天線/8天線對比測試：在不采用波束賦形時，TD-LTE基站可以采用2天線陣列。而采用波束賦形時，基站需要采用8天線陣列。本項測試將在相同測試環境中，對2天線基站（采用模式2，3，4自適應）和8天線基站（采用模式2，3，7自適應）的性能進行對比，驗證8天線基站所能帶來的性能增益。

●0.5λ/0.7λ天線對比測試：同時支持F頻段，A頻段，D頻段的FAD天線（天線間隔0.7λ）可以實現TD-SCDMA和TD-LTE系統共天線，但理論上相對支持D頻段的D天線（天線間隔0.5λ）將損失一定的天線增益。因此本項測試將對這兩種天線的在實際外場的性能進行對比。

（2）室內分布系統性能測試：雙通道系統可以實現2天線MIMO傳輸，系統吞吐量高于單通道系統，但雙通道系統會帶來額外的室內分布工程改造難度，因此本項測試將對比雙通道系統和單通道系統的覆蓋、吞吐量等性能。同時，本測試還將對TD-LTE分布式系統的小區間切換和重選、與其他室內分布系統之間的干擾等進行測試。

3.2  第一階段“MTNet測試”內容

第一階段“MTNet測試”的主要目的是為第二階段“六城市測試”做準備，對多模終端、R9多天線等先行測試，系統和設備在MTNet實驗室和外場完成這些測試后，再進入第二階段“六城市測試”。第一階段“MTNet測試”具體包括：

（1）多模終端測試：在MTNet實驗室和外場對多模數據卡、多模雙待手機、多模單待手機等多模終端進行測試，包括TD-LTE模式內的功能和性能、TD-SCDMA/GSM模式內的功能和性能，以及TD-LTE和TD-SCDMA/GSM模式間的互操作性能等。

（2）R9新功能測試：TD-LTE R9的新功能主要是雙流波束賦形（MIMO模式8），本項測試將在MTNet實驗室和外場對模式8（包括單用戶MIMO模式和多用戶MIMO模式）的吞吐量性能進行測試，并與模式7，模式2，模式3等原有MIMO模式進行對比，驗證模式8的性能增益。

（3）跨廠商移動性測試：本項測試主要是對跨廠商小區重選、切換等移動性性能進行測試，驗證多廠商混合組網情況下，TD-LTE的多小區移動性管理能力。

（4）業務QoS測試：本項測試主要是對TD-LTE系統支持多不同QoS等級，并在高低QoS之間（如在保證速率（GBR）業務和非保證速率（GBR）業務之間）通過搶占資源實現差異化服務的能力進行驗證。

（5）TD-LTE和其他系統共存測試：本項測試主要是對TD-LTE和其它同類系統或其它系統之間鄰頻共存時的性能進行測試，驗證多個TD-LTE系統之間、TD-LTE和其它系統之間鄰頻共存的能力，確定保護頻帶的大小。

3.3  第二階段“六城市測試”內容

按照目前的規劃，第二階段“六城市測試”首先對第一階段“MTNet測試”的各項內容在六城市規模外場進行測試，包括多模終端（包括多模數據卡、多模雙待手機、多模單待手機）測試、R9多天線技術、跨廠商移動性、TD-LTE和其他系統共存、業務等。除此以外，還將進行網管、2G/3G/TD-LTE互操作、同頻分層網等項測試。

4  規模技術試驗規范體系

針對上述測試內容，制定了圖3所示的TD-LTE規模技術試驗規范體系，包括20冊設備規范和30冊測試規范。設備規范定義了在整個規模技術試驗階段對無線網絡、核心網、終端、天線等設備的技術要求。測試規范包括7冊MTNet測試規范和23冊六城市測試規范，六城市測試規范中包括12冊第一階段測試規范和11冊第二階段測試規范。

圖3  TD-LTE規模技術試驗規范體系

5  結束語

TD-LTE規模技術試驗2011年在我國的六個城市及工業和信息化部電信研究院MTNet實驗室/外場開展。規模技術試驗將在TD-LTE研發技術試驗的基礎上，進一步推動TD-LTE研發產業化進展，促進解決TD-LTE發展中面臨的問題。試驗將分為兩個階段進行終端、核心網、傳輸和承載、無線網絡性能和網絡質量、多天線技術、網管等多項測試。通過這些測試，將對TD-LTE系統的同頻組網能力進行驗證，并促進TD-LTE產品的成熟與完善。