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調(diào)整測試方法和范圍以確保HSDPA設(shè)備的性能 |
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[ 通信界 / 電子工程專輯網(wǎng) / m.k-94.cn / 2006/10/14 8:20:24 ] |
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無線業(yè)務(wù)提供商對高速下行鏈路分組訪問(HSDPA)技術(shù)的預期部署，將引領(lǐng)一個充滿創(chuàng)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(wù)提供商們剛從模擬技術(shù)過渡到數(shù)字技術(shù)時對無線網(wǎng)絡(luò)潛能的期待，將在這個時代得到實現(xiàn)。但正因為HSDPA能實現(xiàn)更多的動態(tài)應用，所以也就要求對移動設(shè)備進行更多動態(tài)測試，以保證業(yè)務(wù)順利啟動，并使其可靠性和服務(wù)質(zhì)量達到消費者期望的水平。
HSDPA帶來的測試挑戰(zhàn)
在無線通信標準向第二代和第三代轉(zhuǎn)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(xiàn)一項3G WCDMA RF測試方案時，工程師們就利用了與Release 99規(guī)范一致的測試用例與測試步驟來進行靜態(tài)測試。
在移動網(wǎng)絡(luò)從GSM向WCDMA轉(zhuǎn)換的過程中，我們積累了無線設(shè)備測試的經(jīng)驗，這讓我們對從Release 99到HSDPA轉(zhuǎn)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(guī)定的參數(shù)測試，但二者的性能往往有很大差異，而且對網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)運營商來確保他們的網(wǎng)絡(luò)針對某類終端用戶設(shè)備能高效運行以及盈利能力。
我們還發(fā)現(xiàn)， CDMA EV-DO服務(wù)的推廣也面臨著類似的困難。在這里，工程師們也發(fā)現(xiàn)測試標準往往并不全面。新標準的早期版本通常都是根據(jù)明顯的需求制定的，而且編寫時并沒有實際的使用經(jīng)驗可供借鑒。
這兩種技術(shù)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(guī)范進行測試的圈子，需要主動測試無線設(shè)備所具備的功能和存在的局限。僅僅依賴靜態(tài)測試腳本可能會導致新業(yè)務(wù)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(xié)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(shè)備所造成的糟糕用戶體驗陰影籠罩。
HSDPA是第五版UMTS規(guī)范的核心，有時也將其稱作3.5G技術(shù)。它所承諾的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸率可高達14Mbps，支持多媒體業(yè)務(wù)。該協(xié)議為服務(wù)提供商們帶來的競爭優(yōu)勢非常明顯，因此HSDPA在全球的UMTS商業(yè)圈內(nèi)的部署規(guī)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(shè)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(yè)務(wù)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(shù)所能帶來的好處發(fā)揮到最大。例如，動態(tài)測試可通過采用更接近3.5G無線網(wǎng)絡(luò)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(tài)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(guī)范與HSDPA規(guī)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(guī)范的復雜性、代碼域環(huán)境以及利用功率控制提供網(wǎng)絡(luò)容量的“軟”控制不放。在Release 99規(guī)范中，功率控制是影響網(wǎng)絡(luò)部署是否成功的一個關(guān)鍵因素，因為它不但會影響每個用戶成本，也會影響網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)率進行管理，并依靠設(shè)備的物理層反饋來確保通信成功。
Release 99設(shè)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(shù)據(jù)，這個信道由多用戶共享，并以基于Node-B基站時間調(diào)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(xiàn)這種調(diào)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(qū)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(xiàn)非常高速的數(shù)據(jù)傳輸。
HSDPA業(yè)務(wù)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(shù)來實現(xiàn)，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(tǒng)計對于評價無線數(shù)據(jù)通信的性能和效率是十分關(guān)鍵的衡量標準
HS-DPCCH還負責將信道質(zhì)量信息(CQI)從用戶設(shè)備發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，為如何分配資源提供另一個參數(shù)依據(jù)(見圖2)。
圖2：HSDPA網(wǎng)絡(luò)通過分析CQI來實現(xiàn)帶寬動態(tài)分配
編碼和調(diào)制的方式可以有一些改變。自適應調(diào)制和編碼(AMC)引入了許多測試組合，而高階(16QAM)調(diào)制則為測試帶來了新的內(nèi)容。另外，HSDPA必須能夠無縫地與現(xiàn)有的Release 99和GSM網(wǎng)絡(luò)共同工作，這就意味著在同時提供Release 99話音業(yè)務(wù)與HSDPA數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時，網(wǎng)絡(luò)必須能夠正確工作。一個完善的測試設(shè)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(guī)劃
3GPP標準組織正在著手為HSDPA定義RF與協(xié)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(gòu)成了用戶設(shè)備(UE)認證標準的基礎(chǔ)。用戶設(shè)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(guī)定的。
HSDPA還是一項新技術(shù)，因而測試用例的數(shù)量遠小于Release 99。但標準委員會已經(jīng)開始準備增加HSDPA的測試用例。一旦這些測試用例設(shè)計好之后，就構(gòu)成了RF和協(xié)議性能測試的基礎(chǔ)。然而HSDPA中需要測試的幾個關(guān)鍵因素并不在傳統(tǒng)一致性測試的范圍內(nèi)，因此要設(shè)計出一套完善的HSDPA測試方案，必須將真實使用環(huán)境與網(wǎng)絡(luò)互通性因素考慮在內(nèi)。
TS 34.121的第5章和第6章中規(guī)定了6種RF參數(shù)一致性測試用例。這些測試用于評估用戶設(shè)備RF發(fā)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(shè)計更完善的HSDPA性能測試方案的一個起點。
該規(guī)范只為每一種UE類型和每種調(diào)制類型確定了一個固定的傳輸塊(transport block)大小，而且假設(shè)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(wù)提供商所提供的HSDPA業(yè)務(wù)其實高度依賴于競爭網(wǎng)絡(luò)共享資源的用戶數(shù)。因此，網(wǎng)絡(luò)為一臺UE分配HSDPA資源的速度是不斷變化的。
除了RF測試規(guī)范以外，3GPP RAN5還在TS 34.123中定義了一組協(xié)議一致性測試規(guī)范。雖然TS 34.121 和TS 34.123為HSDPA測試提供了基礎(chǔ)，但還有幾個關(guān)鍵的需測試的領(lǐng)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(huán)境測試就要求測試環(huán)境中不但RF條件動態(tài)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(wǎng)絡(luò)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(xiàn)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(wǎng)絡(luò)的更高層來保持連接。
為了保證HSDPA技術(shù)能夠達到大家的期望值，網(wǎng)絡(luò)運營商與UE制造商在設(shè)計詳細測試方法時必須考慮周全。可以以3GPP規(guī)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(shè)備提供的這種高速業(yè)務(wù)將是不穩(wěn)定的，會造成用戶不滿意度上升，并大大增加運營商與設(shè)備制造商的投入。 |
作者：電子工程專輯網(wǎng) 合作媒體：電子工程專輯網(wǎng) 編輯：顧北 |
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