摘要 介绍了IxCatapult产品的软硬件结构，主要特性以及该产品如何应用于LTE测试领域，重点介绍了eNode B网元测试的解决方案。
1 引言
随着电信业的不断发展，设备制造商和服务运营商正在推出能同时满足因特网接入，宽带多媒体业务及全球移动的产品和服务。这些技术的相互交融促进了对大容量复杂测试解决方案的需求。IxCatapult DCT2000?是一个结合现有以及未来网络技术的产品，为日新月异的测试要求提供了有效的技术平台。
2 IxCatapult DCT2000产品介绍
2.1 DCT2000功能介绍
（1）成功有效的电信测试解决方案
DCT2000是一个多用户、多协议、可编程的测试系统，在遵循电信标准的基础上，能够有效地缩短产品研发时间，降低开发费用。Catapult为此设计了一系列硬件平台、接口卡和包含LTE，3G，WiMAX，IMS，VoIP，SS7，ISDN等多种技术的900多种规范的标准协议库。
DCT2000平台允许多个独立用户同时进行测试，从而缩短了产品研发周期。在开发前期，DCT2000可以仿真多种昂贵的周边网元。系统集成阶段，DCT2000可以提供卓越的负荷测试能力来验证被测设备业务处理的整体性能。在整个研发过程中，DCT2000产品能够根据测试要求的变化进行扩展和升级。
（2）DCT2000产品支持广泛应用
如图1所示，DCT2000产品支持广泛应用。
图1 DCT2000产品支持广泛应用
●系统和功能验证：被测设备是否具备了所需的属性和功能。
●一致性测试：设备是否满足行业标准。
●互通测试：设备能否与其他网络设备协同工作。
●负荷和压迫测试：设备在负荷和超负荷情况下的性能如何。
●安装和验收测试：设备是否已经正确安装。
（3）DCT2000能帮助客户缩短市场投放时间、降低产品开发成本、提高测试资源的有效利用、提高产品可靠性，提升产品的稳定性。
2.2 DCT2000软件架构介绍
（1）DCT2000测试系统
如图2所示，DCT2000是一个灵活的、模块化的、可升级的测试系统。DCT2000由硬件和软件两部分组成，在测试需求有所改变时，可以重新配置和扩展。例如，随着项目开发的进行，原配置用于VoIP的DCT2000测试系统可以重新配置用于3G测试。同样，原用于功能试验的DCT2000测试系统可以重新配置用于该项目的负荷测试。DCT2000测试系统的高灵活性体现在可以提供多用户的开发环境，各种不同类型的测试如LTE，3G，VoIP，SS7测试可以同时进行。
图2 DCT2000测试系统示意图
（2）强大的测试开发环境
DCT2000用户可以使用DCPL语言（数字通信编程语言）或CATTgen（图形化的脚本编辑工具）来设计测试脚本。DCPL语言非常简明、高效，可以直接处理各种协议消息的发送、接收和分析。DCPL语言还能嵌在CATTgen编译后的脚本中，甚至可以实现测试运行期间对用户键盘输入的响应，动态地影响测试的行为。DCPL语言具有第四代编程语言的结构，能够向用户开放基于Linux socket或RS232串口通信的开发接口。更为灵活的是，用户还可以将自己的C语言程序作为子函数，集成到DCT2000的DCPL或CATTgen脚本中。
CATTgen用于创建图形化的测试用例。它生成的测试脚本由一系列预定义的操作块组成，操作块中的变量或数据库内容可以由用户根据实际需要来定制。CATTgen生成的测试脚本可以由CATTController窗口实时控制，用户能够随时根据自己的需要改变话务模型。利用CATTgen工具，用户可以开发单流程或多流程、包含一种或多种协议的、多种模式的测试用例。在实际运行时，用户还可以在多个测试脚本中任意选择其中的一个或几个执行。
CATTController可以帮助DCT2000用户实时地控制话务模型的速率和分布，查询资源数据库和设置显示/记录信息的方式。用户可以按照一定的呼叫模型，将不同类型的呼叫混合后，同时向被测系统发出呼叫。CATTController支持多种呼叫模式，包括单次、并发和批处理3种，并且可以事先预定测试步骤。
2.3 DCT2000硬件架构介绍
（1）平台选项
IxCatapult提供多种硬件平台，支持不同数量的处理卡和接口卡（见图3）。
图3 IxCatapult可以提供多种硬件平台
（2）处理卡与接口卡
IxCatapult板卡集成在DCT2000系统中，可满足不同物理接口的处理环境和信号条件（见图4）。运行时，用户可以把他们的测试脚本和协议栈下载到处理卡上，这样则无需占用系统的CPU。
图4 集成在DCT2000系统中的IxCatapult板卡
3 IxCatapult的LTE测试解决方案
3.1 LTE的测试需求及t600主要参数
复杂数据应用系统要求更高的带宽，消费者在此方面需求的增加带动了基于IP网络架构的移动设备接入的需求。用户期望无线宽带数据具有和传统有线数据网络同样或更快的传输速度。
应对用户移动数据需求的增长，第三代合作伙伴项目(3GPP) 为基于 IP 的新网络 — 长期演进(LTE)网络创建了第 8 版移动宽带规范。LTE承诺真正的移动宽带，其性能为：用户下行链路数据传输速率最高达300Mbit/s，上行链路最高达75Mbit/s，用户面延迟低于5ms。
新的LTE网络旨在满足最终用户的需求，新技术也让网络设备制造商(NEM)和服务提供商面临新的测试挑战。这些挑战涵盖从确保正确的功能到性能评估，以及验证与现有网络结构的完全互联等方面。
（1）LTE测试关注的关键领域
●管理在同一连接的用户面和控制面的复杂多元化流量。
●新元件（E-UTRAN和演进分组系统）和现有网络的互联和相互作用。
●支持同步语音、数据和视频流的新 LTE网络元件。
●产生符合或高于LTE标准的高数据传输速率。
eNode B是新无线接入系统和称为“演进分组系统”的基于分组的核心网络的关键网络元件。对于eNode B的验证而言，采用包括包围测试方式在内的测试计划必不可少。要完全测试eNode B，需要模拟网络和空中接口，必须有支持Uu，X2和S1接口的eNode B协同测试。
很多eNode B功能只能通过包围测试来验证。在第3层，Uu接口上UE和eNode B之间的信令与X2接口上的内部-E-UTRAN 信令以及 S1 接口上eNode B和EPC之间的信令紧密结合。首选的测试方法是使用一个集成的包围测试过程集合，这些过程同步地使用和协调所有 eNode B 接口。
（2）包围测试为每个eNode B接口提供了完整的测试解决方案
具体做法是使用每个eNode B接口，测量响应时间，记录eNode B响应的详细信息，借助配置好的测试脚本确定业务测试成功率。
（3）包围测试通过多种方式验证eNode B用户面
在每个接口上模拟各种真实的用户面流量，根据与eNode B交互的信令协调每个用户面的流量，验证由eNode B转发的用户面流量内容，在信息源和接收器处对用户面帧进行控制，测量系统赋予的每个流量的服务质量(QoS) 和体验质量(QoE)。
（4）Ixcatapult开发了多UE仿真平台t600以支持LTE的Uu口测试（见图5）
图5 多UE仿真平台t600示意图
t600可以模拟多个LTE手机终端以满足eNodeB的满容量测试需求：
●单UE最大数据传输率：上行75Mbit/s，下行300Mbit/s（支持4×4MIMO）。
●单扇区最大数据传输率：上行150Mbit/s，下行300Mbit/s。
●可支持3扇区配置或者6扇区配置。
●可支持每扇区400连接UE，每eNode B 2400连接UE。
●支持各种类型的切换：eNode B内切换，eNode B间切换，IRAT(系统间)切换。
●支持手机的语音、视频和数据业务流量。
3.2 eNode B全包围测试解决方案
DCT2000的M500机箱负责模拟手机的L3及应用层功能（PDCP，RRC，NAS层），t600机箱负责模拟手机的一、二层功能(RLC，NAS，PHY层)，可以使用本地无线或CPRI有线接口通过Uu接口和被测eNode B连接起来。此外，M500还能够模拟核心网，eNode B等其他网元及S1，X2接口，从而实现对eNodeB的全包围测试（见图6）。
图6 eNode B全包围解决方案
（1）eNodeB包围测试应用实例
模拟的UE特有一个SIP客户端脚本，此脚本通过信令用户承载建立其与位于模拟 EPC 上的模拟网络SIP 实体的SIP信令连接。SIP客户端按固定间隔建立和断开SIP VoIP呼叫，而位于EPC模拟上的SIP网络脚本则协调S1和SIP信令并交替建立和断开与SIP呼叫关联的VoIP GBR承载连接。
当VoIP呼叫激活时，在与SIP呼叫关联的GBR承载上，Traffic Generator工具在S1-U接口发送真实的AMR/RTP/UDP/IP/GTP/UDP/IP下行流量，在Uu接口发送真实的AMR/RTP/UDP/IP/PDCP上行流量。可以从测试控制实体上看到PESQ测量，此测量是在模拟的UE和模拟的EPC上的8kHz实例速率中完成的。测量控制是环绕测试解决方案的高级控制脚本或测试应用程序。
EPC模拟器使用S1信令建立了第二个GBR连接之后，UE和EPC模拟器使用Traffic Generator工具发送MPEG-4流量，发送速率约为2Mbit/s。在上行链路中，MPEG-4/RTP/UDP/IP/PDCP流量经由Uu接口被送到eNode B；而在下行链路中，MPEG-4/RTP/UDP/PDCP流量经由S1接口被发送到eNode B。视频和VoIP RTP流的RTCP协议的应用使得测试人员可以确定和视频及VoIP GBR流相关的抖动、报文丢失和延迟。
默认最佳效果用户承载用于连接在eNode B的UE侧的FTP客户端，而FTP服务器则位于eNode B的EPC侧。第二个专用的非信令最佳效果用户承载用于连接位于eNode B的UE侧的 HTTP客户端，而HTTP服务器则位于eNode B的EPC侧。在UE模拟器内部的IP Pass-Through工具传输在远程客户端和它们相应的Uu接口承载之间的报文。同样，在EPC模拟器内，IP Pass-Through的另一个实例通过S1接口将进、出FTP和HTTP服务器的上行链路和下行链路流量与其相应的承载映射起来。这两个最佳效果用户承载在上行和下行链路上充当低优先级背景流的Uu连接。
（2）已支持的LTE协议
表1~表3列出了eNode B支持的LTE协议。
表1 UE协议
表2 核心网协议
表3 用户面测试
4 IxCatapult 的技术支持
（1）IxCatapult技术支持
IxCatapult具有全行业最高的工程师和销售代表比例。其全球支持网络可向跨国用户提供全面的技术支持。IxCatapult应用工程师会前往客户现场协助解决通信测试中的问题。
（2）综合培训
培训人员将会在培训中学会如何快速有效地安装各种Catapult测试系统，培训材料会根据培训人员的实际需求和经验水平来编制。在培训过程中，根据客户的测试环境，会生成相应的演示脚本。IxCatapult 应用工程师能够提供从理论到实际应用的通信测试知识。
