Global Sources
電子工程專輯
 
電子工程專輯 > 射頻/無線
 
 
射頻/無線  

調整測試方法和範圍確保HSDPA設備性能

上網時間: 2006年08月24日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:HSDPA  WCDMA  3GPP  UMTS  HS-DSCH 

無線業務供應商對高速下行鏈路封包存取(HSDPA)技術的預期部署,將引領一個充滿創新與競爭的行動應用新時代。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,服務供應商們剛從類比技術過渡到數位技術時對無線網路潛能的期待,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,所以也就要求對行動設備進行更多動態測試,以保證服務順利啟動,並使其可靠性和服務品質達到消費者期望的水準。

HSDPA測試挑戰

在無線通訊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於基於標準的一致性測試。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規格一致的測試用例與測試步驟來進行靜態測試。

在行動網路從GSM向WCDMA轉換的過程中,我們累積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,而且對網路資源的要求也大不相同。這是因為3GPP只定義了保證3G工作所需的最低性能測試,而由網路廠商來確保他們的網路針對某類終端用戶設備能高效執行以及獲利能力。

我們還發現,CDMA EV-DO服務的推廣也面臨著類似的困難。在這裡,工程師們也發現測試標準往往並不全面。新標準的早期版本通常都是根據明顯的需求制訂的,而且編寫時並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式中存在著‘一致性差距(conformance gap)’,這就要求工程師們必須走出僅僅遵循規格進行測試的圈子,需要主動測試無線設備所具備的功能和存在的侷限。僅僅依賴靜態測試腳本可能會導致新服務在投入實用時遭遇失敗。而且,HSDPA標準的複雜性遠遠超過基本的WCDMA Release 99協議。因而過於依賴紙上談兵的一致性測試,會進一步增大一致性差距,因而使廠商被前一代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規格的核心,有時也將其稱作3.5G技術。它所承諾的封包數據業務數據傳輸率可高達14Mbps,支援多媒體服務。該協議為服務供應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並且正確地工作。

為解決這一問題並保證HSDPA服務成功啟動,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式,力求將這項技術所能帶來的好處發揮到最大。例如,動態測試可透過採用更接近3.5G無線網路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,因而將測試對像靜態一致性測試提升到真實性能測試。

測試考量

Release 99 WCDMA規格與HSDPA規格有很大差異,後者更複雜,要求也更苛刻。這也進一步說明了為什麼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規格的複雜性、程式碼域環境以及利用功率控制提供網路容量的‘軟’控制不放。在Release 99規格中,功率控制是影響網路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,也會影響網路的用戶容量。HSDPA採用了另一種鏈路適配控制方法,使複雜性進一步增大。它可對用戶可用的數據率進行管理,並依靠設備的實體層反饋來確保通訊成功。

Release 99設備主要採用專用訊息通道(DCH),即每個用戶都有一個下行鏈路編碼訊息通道。而HSDPA則採用高速下行鏈路共享訊息通道(HS-DSCH)來提供用戶數據,這個訊息通道由多用戶共享,並以基於Node-B基地台時間調度的速率適配來對訊息通道進行控制。但由於沒有標準定義Node-B基地台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採用正交可變擴頻因子(OVSF)碼,在實體層區分程式碼域中的不同用戶。與Release 99採用的DCH訊息通道不同,HS-DSCH採用的是多組平行的OVSF碼,每一組碼的擴頻因子均為16。HSDPA允許用戶同時採用多個平行的OVSF碼,因而實現非常高速的數據傳輸。

HSDPA服務需依靠高速媒體存取控制(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實體控制訊息通道作為HS-DSCH(HS-DPCCH),並將4個高速共享控制訊息通道之中的一個用於控制(見圖1)。


圖1:HARQ和CQI統計對於評價無線數據通訊的性能和效率是十分關鍵的衡量標準

HS-DPCCH還負責將訊息通道品質資訊(CQI)從用戶設備發送到網路,為如何分配資源提供另一個參數依據(見圖2)。


圖2:HSDPA網路透過分析CQI來實現頻寬動態分配

編碼和調變的方式可以有一些改變。自適應調變和編碼(AMC)導入了許多測試組合,而高階(16QAM)調變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網路共同工作,這就意味著在同時提供Release 99語音服務與HSDPA數據服務時,網路必須能夠正確工作。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標準範圍定義的測試以及超越3GPP標準的測試。

測試規劃

3GPP標準組織正著手為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於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後,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並不在傳統一致性測試的範圍內,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路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。這些測試用於評估用戶設備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性能測試方案的起點。

該規格只為每一種UE類型和每種調變類型確定了一個固定的傳輸區塊(transport block)大小,而且假設並不存在其他有效的HSDPA用戶。但在實際中,UE會遇到各種不同的傳輸區塊大小。而且,某特定UE的服務供應商所提供的HSDPA服務其實高度依賴於競爭網路共享資源的用戶數。因此,網路為一台UE分配HSDPA資源的速度是不斷變化的。

除了RF測試規格以外,3GPP RAN5還在TS 34.123中定義了一組協議一致性測試規格。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並未涉及。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將在部份Release 99網路上重覆部署,因此今後HSDPA與Release 99的相互切換將很常見。一般來說,HSDPA的行動性定義與Release 99不同,它不支援軟切換。因為MAC-HS功能是安排在Node-B基地台上實現的,因此從一個Node-B基地台切換到另一個Node-B基地台時要求MAC-HS重置一次,並依靠網路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,網路廠商與UE製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,但必須將測試範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服務將是不穩定的,會造成用戶不滿意度上升,並大幅增加廠商與設備製造商的投資。

作者:Salim Manji

產品經理

salim.manji@spirentcom.com.

Spirent Communications




投票數:   加入我的最愛
我來評論 - 調整測試方法和範圍確保HSDPA設備性能
評論:  
*  您還能輸入[0]個字
*驗證碼:
 
論壇熱門主題 熱門下載
 •   將邁入40歲的你...存款多少了  •  深入電容觸控技術就從這個問題開始
 •  我有一個數位電源的專利...  •  磷酸鋰鐵電池一問
 •   關於設備商公司的工程師(廠商)薪資前景  •  計算諧振轉換器的同步整流MOSFET功耗損失
 •   Touch sensor & MEMS controller  •  針對智慧電表PLC通訊應用的線路驅動器
 •   下週 深圳 llC 2012 關於PCB免費工具的研討會  •  邏輯閘的應用


EE人生人氣排行
 
返回頁首