随着LTE标准化及概念验证等工作的完成，LTE产业化进程不断推进，中国移动已在北京、上海等7个城市建立了LTE规模试验网。在全球各电信运营商和厂商的积极推进下，LTE商用进程必将加快，网络规模也会扩大。LTE网络的建设和维护过程中，需借助网络监测设备来实现网络和业务质量评估、故障诊断等。现有的网络监测设备主要包括测试仪表和监测系统两大类，其中，测试仪表由于其灵活性等特点适用于尚处于建设初期的LTE网络。LTE网络采用了全新的网元，也引入了新的接口应用协议，传统的2G、3G网络测试仪已不能满足需求，但国内的LTE测试仪表较少，因此，LTE网络测试仪的研究与开发具有重要意义。S1接口作为E-UTRAN和EPC之间的接口，承载了所有接入网和核心网之间的信令，在LTE网络中具有极其关键的作用，故针对S1接口的信令监测是LTE网络测试仪中不可缺少的组成部分。　　 本文首先介绍了LTE的技术特点及其网络架构，分析了现有信令监测技术和LTE网络测试仪的定位，并重点研究了S1接口的协议栈、关键协议及其信令流程;然后，结合LTE网络测试仪的功能和软件架构，提出了S1接口的整体监测方案。在此基础上，分别对解码、CDR合成、多段关联和统计的设计与实现进行了详细阐述。解码模块实现了协议的全字段解析，并采用协议解码方法定义和实现相分离的思想，将协议解码方法的具体实现独立封装，提高了代码的独立性和可移植性;合成模块以连接和业务为基准进行合成，采用哈希索引和超时管理机制保证了其准确性和有效性;同时，将多段关联和统计模块的处理流程嵌入到合成流程中，且多段关联基于文本配置，这样不仅减少了仪表的负荷，还增加了可靠性和实时性。然后，论文结合大量数据对S1接口信令监测方案进行了测试和验证，并对解码模块、合成模块、多段关联模块和统计模块的结果进行了展示和分析。分析结果表明，该方案能够准确、有效的实现S1接口的信令监测，达到预期目标。此外，本文研究的S1接口信令监测方案已成功应用于LTE网络测试仪中，该测试仪已通过中国移动研究院测试。最后，本文全面总结了论文工作，并对下一步研究进行了展望。