随着移动通信网络的迅猛发展和智能手机终端的快速普及,用户对数据业务类型多样化需求的日益增加导致移动终端业务数据量呈现爆发式增长,面对由此引发的许多网络问题,运营商通常选择通信网监测仪表对网络进行多维度指标分析、故障定位和集中管理,从而达到改善用户体验的目的。论文依托于国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”课题,针对传统测试仪表实时性差、可扩展性和灵活接入性不强等问题,对LTE-A空口监测分析仪信令解码系统进行设计与研究。论文主要研究工作如下:(1)在对LTE-A网络架构、Uu接口及L3协议进行理论研究的基础上,明确仪表功能需求,提出了LTE-A空口监测分析仪信令解码系统的总体设计方案。(2)结合总体设计方案,采用模块化设计思想将信令解码系统划分为接收分发模块、信令解码模块、多协议关联模块及出表模块。通过设计数据包接口,对控制面数据与用户面数据进行识别并分发;对RRC协议与NAS协议分别进行其对应的简单解码和详细解码,解析出消息的关键信息及详细字段;分析主要的关联标识,采用关联回填方法实现跨协议层的数据流关联,得到用户的详细通信记录;将合成记录以CSV格式进行保存。(3)结合3GPP中制定的相关协议标准,检测RRC及NAS消息原始数据解码结果字段的正确性并进行分析,对多协议关联的结果与单条消息进行比对并验证其可靠性。(4)研究了影响系统数据处理实时性的因素以提高其处理速度,通过协议测试分析差错率验证了解码的准确性,结合相关指标构造评估模型分析了系统的稳定性,并根据系统设计原理分析其可扩展性。经过测试及分析,系统可实时处理采集到的数据,解码正确率达到100%,稳定性能良好。目前,论文设计的信令解码系统已成功应用于LTE-A空口监测分析仪中,在实际监测环境中运行稳定且效果良好,为维护网络建设与优化用户体验提供了有效支撑。