基于載波聚合技術的無線網絡通信系統容量測試

屈延東

（西部機場集團延安機場有限公司航務部，陜西 延安 716000）

0 引 言

互聯時代，信息成為人們生活和工作的重要組成部分。隨著社會的不斷進步，人們對信息獲取速度和信息利用效率的要求不斷提升。因此，如何更快速、更精準、更有效地傳輸信息，成為信息時代下社會的重要研究課題，尤其是移動端的無線通信技術。但是，單用戶峰值速率和系統容量提升一直是阻礙無線通信技術的難題，因此有必要加強載波聚合無線網絡通信的研究。本文以載波聚合技術為研究對象，研究無線網絡通信系統的容量測試，闡述載波聚合技術，進行相應的容量分析并提出相應的測試方法和建議，并論述載波通信技術在無線通信系統中的應用，以提升我國無線信息傳輸技術水平。

1 載波聚合技術的概念及特征

載波聚合技術是一種增加傳輸帶寬的技術，利用特有的技術手段將多個載波聚合在一起，從而達成高效率信息傳輸，實現低移動性下1 Gb/s和高移動性下100 Mb/s無線信息傳輸穩定性的突破。

LTE-A是現代社會一種重要的移動更新通信技術。載波聚合技術是LTE-A中的關鍵技術，可以將2～5個成員載波聚合在一起，實現100 MHz的傳輸帶寬，有效提高了上下行傳輸速度，如圖1所示。

如圖1所示，通過載波聚合技術的利用，可以將5個連續的20 MHz的頻譜進行聚合，從而提供可高達100 MHz傳輸帶寬的作用，有效提升了無線通信網絡信息傳輸的速度[1]和穩定性。

圖1 載波聚合技術直觀示意圖

2 基于載波聚合技術的無線網絡通信系統容量測試——以TD-SCDMA無線網絡為例

2.1 測試目標

無線網絡通信系統的作用在于為用戶提供具備穩定性、持續性和高效性的信息傳輸技術，從而實現遠程通信、文件傳送等多項功能[2-3]。因此，需要對基于載波聚合技術的無線網絡通信系統進行容量測試，確定其網絡覆蓋范圍及其相對應的信息傳輸能力，以便作出改進和優化，更好地實現基于載波聚合技術的無線網絡通信系統的應用。

2.2 前期準備

為得出具有實效性的系統容量數據，進行具體的容量測試前，應構建好測試網絡環境[4]。選擇測試網絡較密集的城區作為樣本，以測量無線網絡通信系統容量的最大承載量。此外，需要準備好相應的工具。本次容量測試系統以TD-SCDMA無線網絡通信系統為對象，檢測其能否滿足用戶日常生活和工作中所需要的語音通話、視頻通話、文件輸送等主要業務，使用的檢測工具為路測系統和網絡側測試儀表。需要注意，要做好測試過程中數據記錄和統計工作，從而得出正確的系統容量測試結果。

2.3 系統容量測試方法

通常，無線網絡通新系統測試有靜態測試和動態測試兩種方法[5]。靜態測試強調節點的分布性和不同位置節點對信號強度的影響情況；動態測試主要測量信號的穩定性以及是否能夠滿足基礎的用戶需求。因此，前者主要對非移動下的無線通信網絡的傳輸質量和系統容量進行測試；后者主要針對移動下的通信設備的無線通信系統容量進行測試。綜合利用這兩種測試方法，基本可以有效滿足用戶各種情況下對無線通信使用的要求。

2.4 容量測試階段分析及其方法

基于載波聚合的無線網絡通信系統容量測試需要隨著終端數量的增加，階段性地實時記錄測試終端和系統測試的關鍵數據，以此得出在不同終端數量設備支持下，無線通信信息傳輸的速率和穩定性，最終選取性價比最高的終端設備投放值來平衡整個無線通信系統的建設成本與用戶之間的需求。

總的來說，無線通信系統容量測試需要從路測終端測和系統側兩個方面進行具體的數據記錄和分析。路測終端測是指分別從UE的發射功率、下行業務信道的BLER值、下行業務新到的RSCP以及下行時隙的ISCP四個方面進行數據記錄[6]，了解無線通信網絡下行信道的傳輸速率和穩定性，以保障整個無線通信網絡系統帶寬傳輸的質量和穩定性。

以話音的容量測試為例，在展開具體系統測試前，通常會選擇每個時隙的用戶數達到2、4、6、8時分別記錄路測終端值和系統側兩方面的參數，在得出具體實時數據后，將上面的兩部分數據合并，得到相同用戶數量下的上下行信道的綜合信息，從而了解整個無線網絡通信系統的整體情況。此后，根據這些信息，運用相應的無線網絡系統容量測試算法，形成以用戶數量為橫坐標、各無線參數為縱座標的曲線圖[7]。數據代入后，可得出無線網絡通信系統的容量測試曲線圖，以作出相應的調整和改進，最大限度地滿足用戶的無線網絡通信系統容量需求，并排除或改善這些因素，減弱其對無線網絡通信系統容量的不利影響。

需要注意，在得到每個單獨測試例的測試結果后，需要將這些測試結果綜合在一起進行分析，得到相同業務在不同網絡條件下的容量結果對比，更加準確地了解影響無線網絡通信系統容量的因素，以便制定方案展開后續優化[8]。其中，在受到多種組網或加載方式的影響，同一種業務的容量會有變化。通常，以鄰小區關閉條件下的容量作為參照，比較其他加載條件下的容量，分析容量變化的原因，從而根據具體組網的方案，確定合適的小區容量規劃。

3 載波聚合技術在LTE-A無線通信系統中的應用

3.1 傳輸塊到載波映射的載波聚合技術應用方案

在當前技術條件限制下，載波聚合技術在LTE-A無線通信系統中的應用主要通過兩種技術方案實現：一種是傳輸塊到載波映射的技術方案；另一種是獨立控制信道設計的技術方案。其中，傳輸塊到載波映射的載波聚合技術應用方案有兩種技術路線可供實現，分別如圖2、圖3所示。

圖2 傳輸塊到載波映射的載波聚合技術應用方案1

圖3 傳輸塊到載波映射的載波聚合技術應用方案2

如圖2、圖3所示，在傳輸塊到載波映射的載波聚合技術應用方案中，MAC層映射是整個技術的關鍵，由此產生兩種不同的技術路線：一種是每個載波上都設置相應的傳輸裝置，在MAC層上再實現整個數據流的匯合和統計[9]，但這種對于MAC層的數據分析能力壓力過大；另一種是所有的載波共用一個傳輸裝置，所有數據的匯總和分析在傳輸裝置的物理層上完成，但這種技術路線對物理層要求較高，需要重新設計物理層，在一定程度上會延緩數據流信息傳遞到MAC層的時間，降低了無線通信網絡的傳輸效率。

3.2 獨立控制信道設計的載波聚合技術應用方案

在獨立控制信道設計載波聚合技術應用方案中，也存在兩種不同的控制信道設計模式。一種是將每個控制信道與對應的數據信道放置在同一個載波中，由此實現整個完整數據流的傳送[10]。但該技術路線的缺點在于不同的信道所能控制的數據是單一的，因而在整體數據傳輸的穩定性和效率上存在不足。另一種設計方案利用控制信道橫跨聚合后的全部帶寬，將用戶的控制信息分布在所有載波上，由此可以利用現有的系統結構和LTE現有的控制格式，實現系統的后向兼容，但這種設計方案對系統的總體設計要求較高，仍需要進一步加強研究。

4 結 論

信息時代下加強基于載波聚合技術的無線網絡通信系統容量測試研究，是滿足新時代下對信息更高傳輸速度和信息更便捷獲取方式要求的有力舉措。隨著時代的不斷發展，信息傳輸的標準和要求也在不斷提升，因此需加強關于載波聚合技術容量測試的研究，同時深入剖析影響無線網絡通信信息傳輸的干擾因素，不斷強化和優化載波聚合技術，最終更好地將其應用于無線網絡通信系統。