Az együttlétezés feltételei a második és harmadik generációs rendszerekkel.
A legtöbb nyugati ország távközlési piacán megfigyelhető, hogy a mobil adatforgalomhoz köthető bevételek egyre nagyobb mértékben szárnyalják túl a beszédforgalomból keletkező bevételeket

Ez a jelenség gyorsítja fel az olyan technológiák világszintű kifejlesztését és implementálását, mint az LTE¹. Az új LTE-hálózatokban - natív LTE-támogatás híján - az alapvető infrastruktúra szerepét a harmadik generációs (3G) technológiák játsszák, ezáltal a rádiós hozzáférési technológiák közötti handoverek² egyre fontosabbá válnak. Cikkünkben az LTE-n keresztül történő hangátvitelről írunk, és definiáljuk az Inter-RAT³ (IRAT) handoverek különféle eseteit is

Miért van szükség az LTE-re?
A mobiltávközlési hálózatok üzemeltetői érzik a lehetőséget a mobil szélessávú szolgáltatások fejlesztésében, amelyet a felhasználók egyre inkább a vezetékes szolgáltatások alternatívájaként szeretnének viszontlátni. A mobil szélessáv fejlesztése ráadásul gazdaságosságilag is előnyös lehet, különösen azon régiókban, amelyek nem rendelkeznek vezetékes infrastruktúrával. Ezek az igények rendkívüli mértékben növelik a mobiltávközlési hálózatok adatforgalmát, amelyre sávszélesség tekintetében a szolgáltatóknak megoldást kell nyújtaniuk. A harmadik és negyedik generációs mobilhálózatok (pl. HSPA⁴ vagy LTE) létjogosultsága tehát magától értetődő.
Az LTE-t a 3GPP⁵ definiálta, és az UMTS⁶ rádiós szabvány továbbfejlesztését takarja. Az eredeti UTRA⁷ folyamatos fejlesztésének Release 8-as, HSPA-t bevezető állomása mellett, vele párhuzamosan megjelent az LTE is, korábbi nevén az E-UTRA⁸. Az egyszerűsített, tisztán IP-alapú LTE-hálózatok nagyobb adatsebességet és kisebb késleltetéseket biztosítanak a felhasználók számára, amelyek előnyei egyértelműek.

Az LTE mint a cellás infrastruktúra része
Az LTE tisztán IP-alapú rendszer, amelyet elsősorban nagysebességű adatszolgáltatásokra alkottak meg. Ez annyit jelent, hogy a hálózatépítés során, míg a teljes LTE-hálózat ki nem épül, és a távközlési szolgáltatók be nem vezetik az IP-alapú hanghívási szolgáltatásokat is, az LTE-hálózatok a hanghívások teljesítésére a második és harmadik generációs hálózatokat használják.
Normál működés során a mobilterminálok (UE⁹-k) végigpásztázzák és -mérik a szomszédos cellákat, amely alapján választanak és döntenek a handoverről. A mai mobilkészülékek számára ezek a folyamatok rendkívül erőforrás-igényesek, hiszen más, szintén számításintenzív feladatokkal párhuzamosan kell futniuk. Az elégtelen reakcióidejű UE-k csak lassan vagy egyáltalán nem képesek időben a handoverre, amely miatt csökkenhet a felhasználói élmény.
Mivel az LTE-lefedettség a legtöbb esetben nem lesz rögtön országos szintű, a handover-képesség tesztelése a különféle rádiós hozzáférési technológiák között az UE-k esetében rendkívül fontos. A zökkenőmentes felhasználói élmény elérése érdekében az UE-knek sima handovereket kell lebonyolítaniuk, így a fejlesztőknek erre fokozott figyelmet kell fordítaniuk, amely messze túlmutat az ipari szabványosító szervezetek által végzett, megfelelőségi teszteken. Ennek értelmében a termékéletciklus során két tesztelési szempontot célszerű alapvetően figyelembe venni:

• megfelelőségi szempont: szükséges, de nem elégséges a piacra kerüléshez,
• teljesítményszempont: valódi használhatósági információkhoz, pl. maximális adatátviteli sebességhez, akkumulátor-merüléshez stb. juttat.

A megfelelőségi tesztelés ipari követelmény, és alapvetően azt biztosítja, hogy az UE olyan szinten legyen működőképes a hálózatokban, hogy az ne okozzon problémát a teljes rendszer vagy más felhasználók számára. A teljesítménytesztelés ezzel szemben felhasználóiélmény-szempontú, hatékonyabb termékdifferenciáláshoz segíti hozzá a gyártókat. Az IRAT handoverek mindkét tesztelés részét képezik, de eltérő súllyal kezelik, az UE aktuális feladatától függően. Ha az UE tétlen (nem használ hálózati erőforrásokat), a fontosabb szempontot a megfelelőségi tesztekben leírtak jelentik, ha azonban egy adatforgalmazási szempontból intenzív alkalmazás futtatása forog fenn, a teljesítmény válik fontosabbá. Tétlen módban a hálózatválasztási döntések leginkább az UE feladatait jelentik, aktív adatkapcsolat esetén a hálózat dönt az átviteli csatornáról, amely döntést a saját, ill. az UE által mért cellaadatok alapján hoz meg.
Az IRAT handoverre a beszédalapú szolgáltatások miatt is szükség van. Az LTE egy tisztán csomagalapú szolgáltatás, áramkörkapcsolás-alapú hangátviteli szolgáltatás nélkül, eltérően a korábbi generációs rendszerektől. Amíg a távközlési szolgáltatók nem végzik el LTE-hálózatuk bővítését a beszédátvitel követelményeinek megfelelően, ez a szolgáltatás értelemszerűen nem lesz az LTE-repertoár része. Időközben a szolgáltatók a beszédátviteli hálózatuk fejlesztése mellett az LTE-be is invesztálnak, így kézenfekvő addig is az adatátvitelre az LTE-t, beszédátvitelre a korábban kiépített hálózatokat használni. Az ipari elemzők szerint az LTE igazán ütemes bővülésére 2012-től kezdve lehet számítani, amikor a szolgáltatók többsége elkezdi a hálózatok beindítását és a rajtuk keresztül történő, hangalapú kommunikáció és egyéb szolgáltatások biztosítását.

A földrajzi adottságok szerepe
Az IRAT-követelmények eltérhetnek a szolgáltató 2G/3G hálózata, valamint az UE-k funkcionalitása függvényében. Ha az UE mindössze egy adatmodem, amely csak adatátviteli szolgáltatásokat támogat, a helyzet egyszerűbb. Ha egy telefonról beszélünk, a dolgok bonyolultabbá válnak.
A GSM/WCDMA/HSPA-hálózato­kon szolgáltatók számára természetes a továbbfejlesztés az LTE-re, hiszen a 3GPP szabványok teljes kompatibilitást kötnek ki mindkét irányban, a rádiós hozzáférési hálózat és maghálózat tekintetében egyaránt. A végcél a VoIP¹⁰ teljes integrációja az LTE-be, amely egy tisztán IP-alapú hálózathoz juttatja a szolgáltatókat, és egyrészt egyszerűbb üzemeltetést, másrészt teljes E-UTRA handovert tesz lehetővé, minimális adatkapcsolat-megszakadásokat eredményezve. A korai hálózatimplementációkban az LTE-szolgáltatás kiesése, vagy egy hanghívás kezdeményezése/fogadása automatikus 3G-re való visszaváltást eredményez, amelyen mindkét szolgáltatástípus elérhető. A beszédátviteli szolgáltatást áramkörkapcsolással, a folyamatos adatátvitelt pedig rádióserőforrás-felszabadítással, valamint -hozzárendeléssel teljesítik. A specifikációk egészen GSM/GPRS-kapcsolatig visszamenőleg definiálnak forgatókönyveket, a Release 9 pedig az áramkör-kapcsolásos hozzáférési sebesség fokozására is tartalmaz fejlesztéseket.

A működés garantálása
A követelményeket kielégítő, LTE-képes UE-k hatékony fejlesztésének előfeltétele a funkcionalitásuk megismételhető tesztelhetősége felügyelt környezetben. Vegyük az alábbi három tesztelési fázist, amelyekre UE-k fejlesztésénél sort kell keríteni!

1. az egyes hálózati technológiák protokollüzeneteinek hibátlan megértése és azokra történő válaszadás,
2. a protokoll-üzenetváltások eredménye az UE és a hálózat között az elvárt kapcsolat felépülése kell hogy legyen,
3. a felépített kapcsolatnak az igényelt szolgáltatás lebonyolítását a felhasználó elvárásai szerint kell teljesítenie.

Az ábrán látható rendszer az alábbi alapelemeket tartalmazza a fejlesztési teszteléshez:

• jelzésinformáció-megfelelőségi teszt-szkripteket futtató tesztgépet, amely szavatolja a rendszerszabványoknak való megfelelést,
• LTE és 2G/3G rendszeremulációs eszközöket, amelyek létrehozzák a felügyelt rádiófrekvenciás környezetet az UE és a handover tesztelésére,
• a rendszeremulátorok és az UE közötti protokollüzeneteket naplózó és elemző tesztgépet, valamint
• alkalmazási szervert, amely a teljesítményteszthez szükséges szolgáltatásokat biztosítja.

Összetettebb RF-környezet felépítésére tesztelési céllal is van lehetőség, így további rendszeremulátorok hozzáadásával szomszédos cellák is modellezhetők, fading szimulátorokkal pedig valósághűbb környezet hozható létre.

Tipikus mobilterminál-tesztelő környezet felépítése Agilent Technologies gyártmányú tesztberendezésekke A jelzésinformációs megfelelőségi tesztben (amelyet néha protokollmegfelelőségi tesztnek is hívnak) szkriptek segítségével írják le a tesztfeltételeket, amelyeket akkreditált szabványosítótestületek definiálnak, és az együttműködés alapját jelentik. Minden támogatott technológia esetében teljesítenie kell az UE-nek a tesztfeltételekben foglaltakat. A TTCN-3¹¹ környezet lehetővé teszi, hogy a tesztfeltételeket egyik tesztplatformról a másikra vigyük át, egy ETSI¹² által szabványosított interfészen keresztül. A tesztműszergyártók biztosítják a standard TTCN-3 tesztfeltételeket és a szabványosított interfészre illesztő adaptert is, amely a másik végén a saját műszerükre nézve egyedi kialakítású. Ezeket a teszteket jellemzően kedvező RF-feltételek mellett végzik, hiszen a cél az, hogy a protokollüzenetek során biztosítsák az UE korrekt válaszait. A megfelelt/nem felelt meg diagnózisokat az üzenetek és tartalmuk alapján állítják fel, parametrikus méréseket ezúttal nem végeznek.
A rádiófrekvenciás tartományban az IRAT handoverek időzítése és eredménye is tesztelhető olyan műszerekkel, amelyek cellaemulációra, parametrikus változtatásokra és a hozzájuk kapcsolódó mérésekre egyaránt képesek. A 3GPP szabványok kiterjednek az elvárt rádióserőforrás-kezelési (RRM¹³) viselkedésre az LTE és a korábbi szabványverziók (a "release"-ek) között. Azokban az esetekben, amikor a hálózatüzemeltetők a 3GPP2 technológiákról LTE-re térnek át, saját maguk állítják fel követelményeiket és állítják össze tesztfeltételeiket, együttműködve az UE-k gyártóival. Ez a tesztelés garantálja az UE-k megfelelőségét a piac számára, hiszen az IRAT forgatókönyvek egészében specifikáltak és implementáltak lesznek.
Ha az RF-környezet megváltozása egy élő alkalmazási szerver futásával párhuzamosan történik, betekintést nyerhetünk az alkalmazás és UE viselkedésébe a fizikai összeköttetés megváltozásakor (pl. átviteli sebesség megváltozása, megszakadt hívások, interferencia). Az alkalmazási szerver segítségével biztosítható az is, hogy az UE helyesen kezeljen több folyamatot, korrekt időbeli végrehajtással (pl. üzenetkézbesítés videostreamelés közben, több fájl letöltése interaktív játék futtatása közben). Ez a tesztelés rálátást nyújt az UE és az alkalmazás teljesítményére is.

Összefoglalás
A mai okostelefonok nagy teljesítményű, funkciógazdag kommunikációs és számítástechnikai eszközök egyben. A nagy sebességű adathálózatokra csatlakozó eszközökkel letölthető tartalmak millióihoz férhetünk hozzá, ezért a mobiltávközlési hálózatokkal szemben támasztott követelmények magasak. A hálózatüzemeltetők a jó minőségű adatszolgáltatásokkal komoly bevételekre tehetnek szert, a felhasználók pedig elvárják, hogy mobileszközükkel az otthonihoz vagy irodaihoz hasonló internetezési élményben legyen részük. Az LTE-szolgáltatások fejlődnek, a teljes körű tesztelés (különös tekintettel az LTE és az előző generációs hálózatok együttműködésére) pedig elengedhetetlen ahhoz, hogy mindenki hozzájuthasson ahhoz, ami számára fontos: a szolgáltatók és készülékgyártók a bevételekhez, a felhasználók pedig a kompromisszummentes mobilélményhez.

A MEDEXPERT Kft. honlapja