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調(diào)整測(cè)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(wú)線業(yè)務(wù)提供商對(duì)高速下行鏈路分組訪問(wèn)(HSDPA)技術(shù)的預(yù)期部署，將引領(lǐng)一個(gè)充滿創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)的移動(dòng)應(yīng)用新時(shí)代。這是一個(gè)生機(jī)勃勃、不斷變化的時(shí)代，各種有趣的應(yīng)用層出不窮。上世紀(jì)90年代中期，服務(wù)提供商們剛從模擬技術(shù)過(guò)渡到數(shù)字技術(shù)時(shí)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)潛能的期待，將在這個(gè)時(shí)代得到實(shí)現(xiàn)。但正因?yàn)镠SDPA能實(shí)現(xiàn)更多的動(dòng)態(tài)應(yīng)用，所以也就要求對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行更多動(dòng)態(tài)測(cè)試，以保證業(yè)務(wù)順利啟動(dòng)，并使其可靠性和服務(wù)質(zhì)量達(dá)到消費(fèi)者期望的水平。
HSDPA帶來(lái)的測(cè)試挑戰(zhàn)
在無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)向第二代和第三代轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，測(cè)試工程師們的工作在很大程度上依賴于基于標(biāo)準(zhǔn)的一致性測(cè)試。例如，在實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)3G WCDMA RF測(cè)試方案時(shí)，工程師們就利用了與Release 99規(guī)范一致的測(cè)試用例與測(cè)試步驟來(lái)進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試。
在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)從GSM向WCDMA轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，我們積累了無(wú)線設(shè)備測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)，這讓我們對(duì)從Release 99到HSDPA轉(zhuǎn)換過(guò)程中的測(cè)試有了一些認(rèn)識(shí)。例如，兩部WCDMA手機(jī)可能都通過(guò)了3GPP(第三代)規(guī)定的參數(shù)測(cè)試，但二者的性能往往有很大差異，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的要求也大不相同。這是因?yàn)?GPP只定義了保證3G能夠工作所需的最低性能測(cè)試，而由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)確保他們的網(wǎng)絡(luò)針對(duì)某類終端用戶設(shè)備能高效運(yùn)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(cè)試標(biāo)準(zhǔn)往往并不全面。新標(biāo)準(zhǔn)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(shí)并沒(méi)有實(shí)際的使用經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。
這兩種技術(shù)的初次亮相都揭示測(cè)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(jìn)行測(cè)試的圈子，需要主動(dòng)測(cè)試無(wú)線設(shè)備所具備的功能和存在的局限。僅僅依賴靜態(tài)測(cè)試腳本可能會(huì)導(dǎo)致新業(yè)務(wù)在投入實(shí)用時(shí)遭遇失敗。而且，HSDPA標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)基本的WCDMA Release 99協(xié)議。因而過(guò)于依賴紙上談兵的一致性測(cè)試，會(huì)進(jìn)一步增大一致性差距，從而使運(yùn)營(yíng)商被前一代3G無(wú)線設(shè)備所造成的糟糕用戶體驗(yàn)陰影籠罩。
HSDPA是第五版UMTS規(guī)范的核心，有時(shí)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(dá)14Mbps，支持多媒體業(yè)務(wù)。該協(xié)議為服務(wù)提供商們帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)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(chǎng)中成功勝出，相應(yīng)的用戶設(shè)備必須得到全面測(cè)試，以保證它們能夠高效并且正確地工作。
為解決這一問(wèn)題并保證HSDPA業(yè)務(wù)成功啟動(dòng)，整個(gè)HSDPA價(jià)值鏈上的所有測(cè)試工程師們都必須重新考慮他們的測(cè)試程序，力求將這項(xiàng)技術(shù)所能帶來(lái)的好處發(fā)揮到最大。例如，動(dòng)態(tài)測(cè)試可通過(guò)采用更接近3.5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況的額外測(cè)試步驟來(lái)彌補(bǔ)原有測(cè)試中存在的一致性差距，從而將測(cè)試對(duì)象靜態(tài)一致性測(cè)試提升到真實(shí)性能測(cè)試。
完善的測(cè)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(fù)雜，要求也更苛刻。這也進(jìn)一步說(shuō)明了為什么工程師們不能僅僅停留在一致性測(cè)試。目前，很多工程師還在抓住Release 99規(guī)范的復(fù)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(gè)關(guān)鍵因素，因?yàn)樗坏珪?huì)影響每個(gè)用戶成本，也會(huì)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(fù)雜性進(jìn)一步增大。它可對(duì)用戶可用的數(shù)據(jù)率進(jìn)行管理，并依靠設(shè)備的物理層反饋來(lái)確保通信成功。
Release 99設(shè)備主要采用專用信道(DCH)，即每個(gè)用戶都有一個(gè)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(lái)提供用戶數(shù)據(jù)，這個(gè)信道由多用戶共享，并以基于Node-B基站時(shí)間調(diào)度的速率適配來(lái)對(duì)信道進(jìn)行控制。但由于沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)定義Node-B基站應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)這種調(diào)度，所以一個(gè)有效的測(cè)試方案就必須具備一定程度的靈活性。
WCDMA采用正交可變擴(kuò)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(kuò)頻因子均為16。HSDPA允許用戶同時(shí)采用多個(gè)并行的OVSF碼，從而實(shí)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(wèn)控制(MAC-HS)層的混合式自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)技術(shù)來(lái)實(shí)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(gè)高速共享控制信道之中的一個(gè)用于控制(見圖1)。
圖1：HARQ和CQI統(tǒng)計(jì)對(duì)于評(píng)價(jià)無(wú)線數(shù)據(jù)通信的性能和效率是十分關(guān)鍵的衡量標(biāo)準(zhǔn)
HS-DPCCH還負(fù)責(zé)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(gè)參數(shù)依據(jù)(見圖2)。
圖2：HSDPA網(wǎng)絡(luò)通過(guò)分析CQI來(lái)實(shí)現(xiàn)帶寬動(dòng)態(tài)分配
編碼和調(diào)制的方式可以有一些改變。自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)引入了許多測(cè)試組合，而高階(16QAM)調(diào)制則為測(cè)試帶來(lái)了新的內(nèi)容。另外，HSDPA必須能夠無(wú)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(shí)提供Release 99話音業(yè)務(wù)與HSDPA數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)必須能夠正確工作。一個(gè)完善的測(cè)試設(shè)計(jì)必須考慮到所有這些因素，而且其中應(yīng)該同時(shí)涵蓋3GPP標(biāo)準(zhǔn)范圍定義的測(cè)試以及超越3GPP標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試。
測(cè)試方法的規(guī)劃
3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織正在著手為HSDPA定義RF與協(xié)議測(cè)試用例，分別在TS 34.121和 TS 34.123種定義。對(duì)Release 99而言，這兩份文件構(gòu)成了用戶設(shè)備(UE)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。用戶設(shè)備認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)是由全球認(rèn)證論壇(Global Certification Forum)和PCS型號(hào)認(rèn)證委員會(huì)(PCS)規(guī)定的。
HSDPA還是一項(xiàng)新技術(shù)，因而測(cè)試用例的數(shù)量遠(yuǎn)小于Release 99。但標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)已經(jīng)開始準(zhǔn)備增加HSDPA的測(cè)試用例。一旦這些測(cè)試用例設(shè)計(jì)好之后，就構(gòu)成了RF和協(xié)議性能測(cè)試的基礎(chǔ)。然而HSDPA中需要測(cè)試的幾個(gè)關(guān)鍵因素并不在傳統(tǒng)一致性測(cè)試的范圍內(nèi)，因此要設(shè)計(jì)出一套完善的HSDPA測(cè)試方案，必須將真實(shí)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(cè)試用例。這些測(cè)試用于評(píng)估用戶設(shè)備RF發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的基本功能。TS 34.121的第9章題為“HSDPA的性能要求”更準(zhǔn)確地解決了HSDPA的最低性能測(cè)試問(wèn)題，因而可以看作設(shè)計(jì)更完善的HSDPA性能測(cè)試方案的一個(gè)起點(diǎn)。
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(gè)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(shí)際中，UE會(huì)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(shí)高度依賴于競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)共享資源的用戶數(shù)。因此，網(wǎng)絡(luò)為一臺(tái)UE分配HSDPA資源的速度是不斷變化的。
除了RF測(cè)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(cè)試規(guī)范。雖然TS 34.121 和TS 34.123為HSDPA測(cè)試提供了基礎(chǔ)，但還有幾個(gè)關(guān)鍵的需測(cè)試的領(lǐng)域沒(méi)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(shí)環(huán)境測(cè)試就要求測(cè)試環(huán)境中不但RF條件動(dòng)態(tài)變化，而且還存在其他用戶競(jìng)爭(zhēng)共享資源。
HSDPA將在部分Release 99網(wǎng)絡(luò)上重復(fù)部署，因此今后HSDPA與Release 99的相互切換將很常見。一般來(lái)說(shuō)，HSDPA的移動(dòng)性定義與Release 99不同，它不支持軟切換。因?yàn)镸AC-HS功能是安排在Node-B基站上實(shí)現(xiàn)的，因此從一個(gè)Node-B基站切換到另一個(gè)Node-B基站時(shí)要求MAC-HS復(fù)位一次，并依靠網(wǎng)絡(luò)的更高層來(lái)保持連接。
為了保證HSDPA技術(shù)能夠達(dá)到大家的期望值，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商與UE制造商在設(shè)計(jì)詳細(xì)測(cè)試方法時(shí)必須考慮周全�？梢砸�3GPP規(guī)定的測(cè)試為起點(diǎn)，但必須將測(cè)試范圍從這些最低要求開始，遠(yuǎn)遠(yuǎn)拓寬。否則，通過(guò)測(cè)試的設(shè)備提供的這種高速業(yè)務(wù)將是不穩(wěn)定的，會(huì)造成用戶不滿意度上升，并大大增加運(yùn)營(yíng)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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