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調整測試方法和范圍以確保HSDPA設備的性能 |
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[ 通信界 / 電子工程專輯網 / www.6611o.com / 2006/10/14 8:20:24 ] |
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無線業務提供商對高速下行鏈路分組訪問(HSDPA)技術的預期部署，將引領一個充滿創新與競爭的移動應用新時代。這是一個生機勃勃、不斷變化的時代，各種有趣的應用層出不窮。上世紀90年代中期，服務提供商們剛從模擬技術過渡到數字技術時對無線網絡潛能的期待，將在這個時代得到實現。但正因為HSDPA能實現更多的動態應用，所以也就要求對移動設備進行更多動態測試，以保證業務順利啟動，并使其可靠性和服務質量達到消費者期望的水平。
HSDPA帶來的測試挑戰
在無線通信標準向第二代和第三代轉變的過程中，測試工程師們的工作在很大程度上依賴于基于標準的一致性測試。例如，在實現一項3G WCDMA RF測試方案時，工程師們就利用了與Release 99規范一致的測試用例與測試步驟來進行靜態測試。
在移動網絡從GSM向WCDMA轉換的過程中，我們積累了無線設備測試的經驗，這讓我們對從Release 99到HSDPA轉換過程中的測試有了一些認識。例如，兩部WCDMA手機可能都通過了3GPP(第三代)規定的參數測試，但二者的性能往往有很大差異，而且對網絡資源的要求也大不相同。這是因為3GPP只定義了保證3G能夠工作所需的最低性能測試，而由網絡運營商來確保他們的網絡針對某類終端用戶設備能高效運行以及盈利能力。
我們還發現， CDMA EV-DO服務的推廣也面臨著類似的困難。在這里，工程師們也發現測試標準往往并不全面。新標準的早期版本通常都是根據明顯的需求制定的，而且編寫時并沒有實際的使用經驗可供借鑒。
這兩種技術的初次亮相都揭示測試程序中存在著“一致性差距(conformance gap)”，這就要求工程師們必須走出僅僅遵循規范進行測試的圈子，需要主動測試無線設備所具備的功能和存在的局限。僅僅依賴靜態測試腳本可能會導致新業務在投入實用時遭遇失敗。而且，HSDPA標準的復雜性遠遠超過基本的WCDMA Release 99協議。因而過于依賴紙上談兵的一致性測試，會進一步增大一致性差距，從而使運營商被前一代3G無線設備所造成的糟糕用戶體驗陰影籠罩。
HSDPA是第五版UMTS規范的核心，有時也將其稱作3.5G技術。它所承諾的分組數據業務數據傳輸率可高達14Mbps，支持多媒體業務。該協議為服務提供商們帶來的競爭優勢非常明顯，因此HSDPA在全球的UMTS商業圈內的部署規劃得到了加速。但要想讓HSDPA在市場中成功勝出，相應的用戶設備必須得到全面測試，以保證它們能夠高效并且正確地工作。
為解決這一問題并保證HSDPA業務成功啟動，整個HSDPA價值鏈上的所有測試工程師們都必須重新考慮他們的測試程序，力求將這項技術所能帶來的好處發揮到最大。例如，動態測試可通過采用更接近3.5G無線網絡實際情況的額外測試步驟來彌補原有測試中存在的一致性差距，從而將測試對象靜態一致性測試提升到真實性能測試。
完善的測試必須考慮的因素
Release 99 WCDMA規范與HSDPA規范有很大差異，后者更復雜，要求也更苛刻。這也進一步說明了為什么工程師們不能僅僅停留在一致性測試。目前，很多工程師還在抓住Release 99規范的復雜性、代碼域環境以及利用功率控制提供網絡容量的“軟”控制不放。在Release 99規范中，功率控制是影響網絡部署是否成功的一個關鍵因素，因為它不但會影響每個用戶成本，也會影響網絡的用戶容量。HSDPA采用了另一種鏈路適配控制方法，使復雜性進一步增大。它可對用戶可用的數據率進行管理，并依靠設備的物理層反饋來確保通信成功。
Release 99設備主要采用專用信道(DCH)，即每個用戶都有一個下行鏈路編碼信道。而HSDPA則采用高速下行鏈路共享信道(HS-DSCH)來提供用戶數據，這個信道由多用戶共享，并以基于Node-B基站時間調度的速率適配來對信道進行控制。但由于沒有標準定義Node-B基站應如何實現這種調度，所以一個有效的測試方案就必須具備一定程度的靈活性。
WCDMA采用正交可變擴頻因子(OVSF)碼，在物理層區分代碼域中的不同用戶。與Release 99采用的DCH信道不同，HS-DSCH采用的是多組并行的OVSF碼，每一組碼的擴頻因子均為16。HSDPA允許用戶同時采用多個并行的OVSF碼，從而實現非常高速的數據傳輸。
HSDPA業務還要依靠高速媒體訪問控制(MAC-HS)層的混合式自動重傳請求(HARQ)技術來實現，而HARQ則需要依靠上行鏈路專用物理控制信道作為HS-DSCH(HS-DPCCH)，并將4個高速共享控制信道之中的一個用于控制(見圖1)。
圖1：HARQ和CQI統計對于評價無線數據通信的性能和效率是十分關鍵的衡量標準
HS-DPCCH還負責將信道質量信息(CQI)從用戶設備發送到網絡，為如何分配資源提供另一個參數依據(見圖2)。
圖2：HSDPA網絡通過分析CQI來實現帶寬動態分配
編碼和調制的方式可以有一些改變。自適應調制和編碼(AMC)引入了許多測試組合，而高階(16QAM)調制則為測試帶來了新的內容。另外，HSDPA必須能夠無縫地與現有的Release 99和GSM網絡共同工作，這就意味著在同時提供Release 99話音業務與HSDPA數據業務時，網絡必須能夠正確工作。一個完善的測試設計必須考慮到所有這些因素，而且其中應該同時涵蓋3GPP標準范圍定義的測試以及超越3GPP標準的測試。
測試方法的規劃
3GPP標準組織正在著手為HSDPA定義RF與協議測試用例，分別在TS 34.121和 TS 34.123種定義。對Release 99而言，這兩份文件構成了用戶設備(UE)認證標準的基礎。用戶設備認證標準是由全球認證論壇(Global Certification Forum)和PCS型號認證委員會(PCS)規定的。
HSDPA還是一項新技術，因而測試用例的數量遠小于Release 99。但標準委員會已經開始準備增加HSDPA的測試用例。一旦這些測試用例設計好之后，就構成了RF和協議性能測試的基礎。然而HSDPA中需要測試的幾個關鍵因素并不在傳統一致性測試的范圍內，因此要設計出一套完善的HSDPA測試方案，必須將真實使用環境與網絡互通性因素考慮在內。
TS 34.121的第5章和第6章中規定了6種RF參數一致性測試用例。這些測試用于評估用戶設備RF發射機與接收機的基本功能。TS 34.121的第9章題為“HSDPA的性能要求”更準確地解決了HSDPA的最低性能測試問題，因而可以看作設計更完善的HSDPA性能測試方案的一個起點。
該規范只為每一種UE類型和每種調制類型確定了一個固定的傳輸塊(transport block)大小，而且假設并不存在其他有效的HSDPA用戶。但在實際中，UE會遇到各種不同的傳輸塊大小。而且，某特定UE的服務提供商所提供的HSDPA業務其實高度依賴于競爭網絡共享資源的用戶數。因此，網絡為一臺UE分配HSDPA資源的速度是不斷變化的。
除了RF測試規范以外，3GPP RAN5還在TS 34.123中定義了一組協議一致性測試規范。雖然TS 34.121 和TS 34.123為HSDPA測試提供了基礎，但還有幾個關鍵的需測試的領域沒有涉及。HSDPA突出的性能使得共享資源能夠以更快的速度分配，因此，真實環境測試就要求測試環境中不但RF條件動態變化，而且還存在其他用戶競爭共享資源。
HSDPA將在部分Release 99網絡上重復部署，因此今后HSDPA與Release 99的相互切換將很常見。一般來說，HSDPA的移動性定義與Release 99不同，它不支持軟切換。因為MAC-HS功能是安排在Node-B基站上實現的，因此從一個Node-B基站切換到另一個Node-B基站時要求MAC-HS復位一次，并依靠網絡的更高層來保持連接。
為了保證HSDPA技術能夠達到大家的期望值，網絡運營商與UE制造商在設計詳細測試方法時必須考慮周全。可以以3GPP規定的測試為起點，但必須將測試范圍從這些最低要求開始，遠遠拓寬。否則，通過測試的設備提供的這種高速業務將是不穩定的，會造成用戶不滿意度上升，并大大增加運營商與設備制造商的投入。 |
作者：電子工程專輯網 合作媒體：電子工程專輯網 編輯：顧北 |
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