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关键词：EVDO 覆盖 吞吐量 速率控制 功率控制 DRC HARQ
一、引言
近两年来，由于数据业务向多样性、大容量性和非对称性方向发展，而cdma2000 1X的数据业务能力非常有限，峰值速率仅为153.6kbps，不能满足未来业务需求。为此中国联通在天津等地组建cdma2000 1xEVDO试验网，估计在2006年会大规模商用。cdma2000 1xEVDO是高速不对称性分组数据业务的解决方案，前向链路峰值速率约高达2.4576 Mbps/(Sector)，反向链路峰值速率仍为153.6kbps。网络性能测试在网络的建设和完善过程中起着非常重要的作用，本文对cdma2000 1xEVDO无线网络性能、服务质量和1x/DO网间性能的测试方法进行了细致介绍。
二、cdma2000 1xEVDO网络和技术简介
cdma2000 1xEV-DO网络主要由AT、AN(包括BTS和PCF)、AN AAA、PDSN、AAA等设备构成。设备接口方面主要包括空中接口、A10/A11接口、A12、A13接口。其中A10/A11接口的功能与cdma2000 1X相同。A12接口连接AN与AN AAA，该接口主要完成AN级的认证功能。A13接口主要用于不同AN间切换时AT相关信息的交换。图1给出了cdma2000 1xEV-DO系统的结构框图。
cdma2000 1xEV-DO反向链路采用了速率控制技术，前向链路采用了优化调度、速率控制、自适应调制编码和信道时分等技术。调度技术使基站能够根据整个系统实际情况，合理地安排各AT的业务请求；速率控制技术使AT能够根据应用需要向基站定制所需要的传输速率。
三、cdma2000 1xEV-DO网络性能测试主要内容
cdma2000 1xEV-DO网络性能测试主要包括以下三方面内容：
1、无线网络性能测试，包括覆盖、吞吐量、功率控制、切换、速率控制、HARQ和前向业务调度；
2、服务质量测试，包括AT始发分组数据呼叫连接建立时间和成功率、AT侧重激活时间和成功率、网络侧重激活时间和成功率、环路时延和长时间通信保持能力；
3、1x/DO网间性能测试，包括从仅1x覆盖域到1x/DO覆盖域的休眠切换、从1x/DO覆盖域到仅1x覆盖域的休眠切换和从1x/DO覆盖域到仅1x覆盖域的激活切换。
四、cdma2000 1xEV-DO网络性能测试主要工具
路测工具或路测软件：主要用于采集数据，如AT接收功率、发射功率、接收信噪比(C/I和Ec/Io)、PER、RLP层吞吐量等；
GPS接收机：主要用于提供位置信息，与路测软件配合使用，由路测软件记录位置信息；
后处理工具：主要用于对路测软家采集的数据进行处理，得出直观的2维或3维测试数据相对于时间或位置的图形等，以便对路测结果进行分析；
电子地图。
五、cdma2000 1xEV-DO网络性能测试测试说明
1、在测试过程中应将GPS接收机置于汽车顶部，以便能很好的接收GPS卫星信号，AT应尽量置于车内后部。
2、cdma2000 1xEV-DO下行加载采用前向链路用户模拟(FLUS)方式，加载比例为占用时隙比例。
六、cdma2000 1xEV-DO网络性能测试
1、覆盖测试
覆盖测试包括导频覆盖测试、前向业务信道覆盖测试和反向业务信道覆盖测试，每个测试又分成以下几种情况来完成：
1)周围小区关闭
i.本小区空载(打开、关闭1x载波)
ii.本小区加载50%(下行)
2)周围小区下行加载50%
i.本小区空载
ii.本小区加载50%(下行)
覆盖测试均以基站处为起点，沿径向路线以20～40km/h的速度向小区边缘行驶，导频覆盖测试AT始终处于待机状态，前向业务信道覆盖测试和反向业务信道覆盖测试AT则分别下载和上传足够大的文件。导频覆盖测试获得在各种情况下的Ec/Io和前向接收功率相对于位置变化的曲线图，前向业务信道覆盖测试获得DRC、前向接收功率、AT发射功率和前向业务信道PER相对于位置变化的曲线图以及多层(RLP层、应用层)瞬时数据速率的分布图，反向业务信道覆盖测试获得RRI、前向接收功率和AT发射功率相对于位置变化的曲线图以及反向PER和AN接收功率相对于时间变化的曲线图。图3给出了一个经过后处理后得到的Ec/Io相对于位置变化的曲线图。通过后处理得到的各种图形可以判断小区覆盖边缘以及前、反向高速、中速和低速数据业务覆盖区。
2、吞吐量测试
吞吐量测试包括单用户小区吞吐量测试和多用户小区吞吐量测试，且分别进行定点和移动2种情况的测试，每个测试又分成以下几种情况来完成：
1)在只有单小区工作的条件下(打开、关闭1x载波)
2)在周围相邻小区同时工作并加载50%的条件下
单用户定点吞吐量测试以及多用户定点和移动吞吐量测试均是在周围相邻小区同时工作并加载50%的条件下根据C/I确定近、中、远3点，其它情况的测试按照相同的近、中、远3点进行测试。
近点：C/I=10dB以上；
中点：C/I=5～10dB；
远点：C/I=0～5dB；
具体测试方法如下：
1)单用户定点前、反向吞吐量测试：分别在近、中、远3点下载或上传足够大的文件，持续6分钟，分别统计RLP层和应用层的前、反向吞吐量。
2)单用户移动前、反向吞吐量测试：均以基站处为起点，下载或上传足够大的文件，沿径向路线以20～40km/h的速度向小区边缘行驶，分别统计RLP层和应用层的前、反向吞吐量。
3)多用户定点前、反向吞吐量测试：将AT分布于各个点，近点3台，中点3台，远点2台，各AT同时发起FTP下载或上传并保持连续约6分钟(文件应足够大)，各AT同时断开，记录各AT总的下载或上传字节数和下载或上传时间，统计总的前、反向吞吐量。
4)多用户移动前、反向吞吐量测试：将AT分布于各个点，近点3台，中点3台，远点2台，各AT同时发起FTP下载或上传并保持连续(下载文件应足够大)，各测试车携这些AT，沿各自的环形路线以20～40km/h的速度等速移动，每辆车回到起点时同时结束，记录各AT总的下载或上传字节数和下载或上传时间，统计总的前、反向吞吐量。
3、功率控制
cdma2000 1xEV-DO系统中基站以全功率发射，下行没有功率控制，这里的功率控制是指对上行链路的功率控制。对于外环功率控制主要检验各项业务得到需要的服务质量(如PER)，对于内环功率控制主要检验其按照外环指定的Eb/N0目标值调整AT发射功率的能力。
在被测小区里选取测试径向路线，距离基站从远到近，激活反向数据业务，分别以低速=5km/h、中速=30km/h、高速>=60km/h沿测试路线移动，在AT侧记录主导频Ec/Io和AT发射功率，在AN侧记录Eb/N0和上行PER。根据测试记录数据分析系统功率控制性能的好坏。
4、cdma2000 1xEV-DO系统内切换
cdma2000 1xEV-DO系统内切换测试包括同一个PDSN内PCF间休眠切换(同载频)成功率、同一个PDSN内PCF间激活切换(同载频)成功率和同一个PDSN内PCF间异频休眠切换成功率。
用4部AT建立数据呼叫连接，沿测试路线以不同的速度移动(建议中速=30km/h，高速>=60km/h)，4部AT共进行100次切换，通过监测AT的状态、AT捕获的导频信号和有效集情况来判断AT是否发生切换和掉话，通过观察A接口或与AT相连的监视软件上的信令，来监测切换时信令交互是否正确，每次切换结束后均要检查数据是否能正常传输，且切换前后，AT的IP地址是否保持不变。
5、前向链路DRC速率验证
前向链路DRC速率验证测试项验证一个单用户能够按照所有可能的DRC值向系统请求和接收特定的数据速率。
将AT置于小区近点，在系统侧设置RL MAC transition probabilities vector为1，开启AN侧外环功率控制功能，并关闭AT侧“Early Termination”功能(即HARQ功能)，使用AT指令依次设置AT的DRC值从0x1到0x0c，AT通过FTP下载文件并保持，文件大小依据速率的不同而不同(如：1M、2MB、5MB、10MB), 下载结束后，验证测量的吞吐量与AT所请求的DRC速率是否一致。
6、 HARQ功能验证
HARQ功能是cdma2000 1xEV-DO中采用的一种新技术，在出错重传的操作中融合了前向纠错(FEC)的功能，使得每一次分组包的发送都有益于分组包的最终正确解码，因而可以改善系统吞吐量。
将4部AT置于小区近点，开启RL MAC功能和AN侧外环功率控制功能，使用AT指令设置4部AT的DRC值为0x3，在AT侧的“Early Termination”功能开启和关闭2种情况下，4部AT同时发起数据呼叫，使用FTP下载文件并保持至少4分钟，之后同时断开4部AT的数据连接，比较开启和关闭HARQ功能时，小区的吞吐量，以评估HARQ功能是否可以改善系统吞吐量。
7、业务调度(多用户分集)
业务调度算法能利用多用户环境下的分集增益使系统吞吐量最大化，并保持多用户之间的公平性，维持可接受的包延迟率。业务调度的测试目的是测试采用的调度算法是否可以在某种程度上提高系统吞吐量，保持用户间公平。
将多部AT置于小区中点，分别使用1部、2部、3部、4部、5部、6部、7部和8部AT通过FTP下载文件并保持至少4分钟，同时断开各AT的数据呼叫，计算AT数目不同时各AT的前向吞吐量，并计算AT数目不同时小区前向链路吞吐量。
8、AT始发分组数据呼叫连接建立时间和成功率；
AT发起一个分组数据呼叫，分析信令信息以确定数据呼叫连接建立时间(从AT发起第一个LCP Configure-Req消息到最后一个IPCP Configure-Ack消息间的时间间隔)，保持60秒，然后去激活，断开PPP连接，间隔30秒后重复以上步骤50次，计算平均分组数据呼叫连接建立时间和分组数据呼叫成功率。
9、AT侧发起的重激活时间和成功率
在AT处于休眠状态下，从AT侧用ping命令重激活数据呼叫，检查数据呼叫是否被激活，若成功重激活，记录重激活所需时间(AT处于休眠状态时在AT侧用ping命令将呼叫重激活的时间记为RTD_dormant，当AT处于激活状态时重复ping命令，记为RTD_active，则重激活时间=RTD_dormant-RTD_active)，保持一段时间不传输分组数据，手机进入休眠状态，再重复以上步骤50次，计算平均重激活时间和重激活成功率。
10、网络侧发起的重激活时间和成功率
在AT处于休眠状态下，从网络侧用ping命令重激活数据呼叫，检查数据呼叫是否被激活，若成功重激活，记录重激活所需时间(AT处于休眠状态时在网络侧用ping命令将呼叫重激活的时间记为RTD_dormant，当AT处于激活状态时重复ping命令，记为RTD_active，则重激活时间=RTD_dormant-RTD_active)，保持一段时间不传输分组数据，手机进入休眠状态，再重复以上步骤50次，计算平均重激活时间和重激活成功率。
11、环路时延
在AT处于激活状态下，在AT侧ping网络侧的服务器，ping负荷分别为8、32、56字节，针对每种负荷，重复200次，间隔1s，统计平均环路时延。
12、长时间通信保持能力
AT发起数据呼叫，并与网络之间保持数据传输，超过30分钟后，可断掉连接。可测三次，任一次测试所得的保持时间超过30分钟即可。如果三次测试均未达到要求，记录保持的最长时间。
13、从仅1x覆盖域到1x/DO覆盖域的休眠切换
在AT处于休眠状态下，沿测试路线以中速从仅1x覆盖域移动到1x/DO覆盖域，在1x/DO覆盖域内激活数据呼叫，AT应使用DO服务，并且切换前后AT的IP地址应保持不变。
14、从1x/DO覆盖域到仅1x覆盖域的休眠切换
在AT处于休眠状态下，沿测试路线以中速从1x/DO覆盖域移动到仅1x覆盖域，在仅1x覆盖域内激活数据呼叫，AT应使用1x服务，并且切换前后AT的IP地址应保持不变。
15、从1x/DO覆盖域到仅1x覆盖域的激活切换
在AT处于激活状态下，用ping命令确保AT始终处于激活状态，沿测试路线以中速从1x/DO覆盖域移动到仅1x覆盖域，切换应正常(DO业务结束，1x业务建立)，ping应继续进行。
七、结束语
网络性能测试是cdma2000 1xEVDO系统实际运营过程中的一个重要环节。网络性能测试一可以了解网络性能，二可以为网络优化提供参数采集和数据分析，找出影响网络质量的原因，从而不断地优化网络的资源配置，改善网络的运行环境，提高网络的运行质量，为业务发展提供强有力的网络保障。
