1xEV-DO 移動(dòng)終端測(cè)試要求及方法

摘要:本文介紹了1xEV-DO技術(shù)的歷史背景及發(fā)展，對(duì)1xEV-DO移動(dòng)終端研發(fā)、生產(chǎn)測(cè)試的內(nèi)容以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了具體描述，并對(duì)目前業(yè)內(nèi)使用的兩種生產(chǎn)測(cè)試方法進(jìn)行了比較和分析。

關(guān)鍵字：1xEV-DO ，Rel 0 , Rel A , TAP ，ETAP，非信令方式，F(xiàn)TM

1．1xEV-DO技術(shù)的產(chǎn)生及發(fā)展

1.1 1xEV-DO技術(shù)的發(fā)展和演變

如圖1.1所示，1xEV-DO技術(shù)源自CDMA2000。在20世紀(jì)末，隨著無(wú)線技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)高速無(wú)線數(shù)據(jù)服務(wù)的需求日益緊迫。為了在現(xiàn)有的無(wú)線資源上滿足高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要，3GPP2 CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組（TSG-C）在2000年底批準(zhǔn)了第一階段的1xEV-DO標(biāo)準(zhǔn)--1xEV-DO Rel 0

圖1.1 1xEVDO技術(shù)的發(fā)展和演變

1xEV-DO Rel 0 的標(biāo)準(zhǔn)頒布以后，由于它可以支持最高2.4Mbps的數(shù)據(jù)下載速度，在北美、日本和韓國(guó)的許多運(yùn)營(yíng)商和移動(dòng)終端廠家很快推出了相應(yīng)的產(chǎn)品和服務(wù)，1xEV-DO技術(shù)和設(shè)備得到了廣泛的商業(yè)應(yīng)用。而曾經(jīng)被認(rèn)可的既可以支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，又可以支持話音業(yè)務(wù)的1xEV-DV技術(shù)卻因?yàn)殄e(cuò)過(guò)了市場(chǎng)進(jìn)入時(shí)機(jī)的而被普遍放棄。

2004年3月，3GPP2發(fā)布了1x EV-DO標(biāo)準(zhǔn)更新，即1xEV-DO Rel A，在此版本中，強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)和低時(shí)延業(yè)務(wù)的處理，實(shí)現(xiàn)了基于流（Flow）的QoS，并為高速對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)在空中接口前/反向上都進(jìn)行了增強(qiáng)。通過(guò)引入新的技術(shù)，使得前向鏈路支持的峰值速率達(dá)到3.1Mbps，反向鏈路支持的峰值速率達(dá)到1.8Mbps。

2006年12月，美國(guó)Sprint率先開(kāi)通了DO Rel A的網(wǎng)絡(luò)商用，日本的KDDI緊隨其后。到目前為止，全球共有三個(gè)DO Rel A的商用網(wǎng)絡(luò)，六個(gè)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)。而從Sprint的商用網(wǎng)來(lái)看，DO Rel A的技術(shù)相當(dāng)成熟，可以提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，平均上行數(shù)據(jù)應(yīng)用速率300-400kbps，而平均下行速率為450-800kbps，用戶終于可以實(shí)現(xiàn)高速率可視電話，歌曲點(diǎn)播，視頻消息以及大文件上載等等業(yè)務(wù)。

2007年4月，Qualcomm宣布，將在年內(nèi)推出1xEV-DO Rel B 產(chǎn)品。1xEV-DO Rel B采用多載頻復(fù)用的技術(shù)，每個(gè)載頻可支持4.9Mbps的數(shù)據(jù)數(shù)率，利用20MHz 的載頻，前向支持的最高數(shù)率可以達(dá)到73.5Mbps，反向最高可以達(dá)到27Mbps。 


1.2 CDMA2000與1xEV-DO的主要區(qū)別和聯(lián)系

CDMA2000與1xEV-DO的相同點(diǎn)：

2．1xEV-DO移動(dòng)終端設(shè)備的測(cè)試要求

2.1    1xEV-DO測(cè)試協(xié)議

3GPP2在C.S0029“Test Application Specification (TAS) for High Rate Packet Data Air Interface”中對(duì)測(cè)試協(xié)議有明確的定義，被稱(chēng)為測(cè)試應(yīng)用協(xié)議TAP，對(duì)于1xEV-DO Rel A,稱(chēng)為 ETAP。它分為前向FTAP/ETAP和反向RTAP/ETAP。 所有的DO終端都被3GPP2要求支持這種應(yīng)用協(xié)議。

FTAP/EFTAP定義了控制前向信道的信息流程，并對(duì)反向相關(guān)信道進(jìn)行配置。它規(guī)定了如何產(chǎn)生和發(fā)送用于前向信道測(cè)試的數(shù)據(jù)包，及如何統(tǒng)計(jì)計(jì)算一個(gè)移動(dòng)終端是否符合性能要求。它被用來(lái)做移動(dòng)中端接收機(jī)的測(cè)試。

RTAP/ERTAP定義了控制反向信道的信息流程，它規(guī)定了如何產(chǎn)生和發(fā)送用于反向信道測(cè)試的數(shù)據(jù)包，被用來(lái)做移動(dòng)終端發(fā)射機(jī)的測(cè)試。 

3GPP2 還在C.S0033-A

“Recommend Minimum Performance Standard for cdma2000 High Rate Packet Data Access Terminal “ 中對(duì)1xEV-DO Rel 0 和1xEV-DO Rel A移動(dòng)終端性能的測(cè)試做了詳細(xì)的規(guī)定。 后面內(nèi)容將對(duì)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)測(cè)試進(jìn)行詳細(xì)的介紹。 

2.2    1xEV-DO 移動(dòng)終端接收機(jī)測(cè)試要求

根據(jù)3GPP2 C.S0033-A標(biāo)準(zhǔn)，1xEV-DO移動(dòng)終端的接收機(jī)要符合以下測(cè)試要求：

2.3    1xEV-DO 移動(dòng)終端發(fā)射機(jī)測(cè)試要求

根據(jù)3GPP2 C.S0033-A標(biāo)準(zhǔn)，1xEV-DO移動(dòng)終端的發(fā)射機(jī)要符合以下測(cè)試要求：

2.4    1xEV-DO 移動(dòng)終端數(shù)據(jù)吞吐能力測(cè)試 

1xEV-DO技術(shù)產(chǎn)生的目的是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此，對(duì)移動(dòng)終端數(shù)據(jù)吞吐能力的測(cè)試是研發(fā)階段必不可少的環(huán)節(jié)。  

進(jìn)行數(shù)據(jù)吞吐能力的測(cè)試， 首先要求測(cè)試設(shè)備工作在缺省分組數(shù)據(jù)應(yīng)用（Default Packet Application）模式下，缺省分組數(shù)據(jù)應(yīng)用通過(guò)提供8位字節(jié)的數(shù)據(jù)流的方式在終端和基站之間攜帶數(shù)據(jù)包。

如圖2.1所示，測(cè)試設(shè)備（如Agilent E5515C綜合測(cè)試儀）作為基站仿真器與移動(dòng)終端通過(guò)RF線纜連接，測(cè)試設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)口與LAN連接，根據(jù)需要，在LAN上還要連接相應(yīng)的PC來(lái)監(jiān)控?zé)o線協(xié)議或安裝數(shù)據(jù)應(yīng)用的服務(wù)器。如果需要測(cè)試移動(dòng)終端移動(dòng)IP的性能， 還要連接移動(dòng)IP的服務(wù)器。 這樣移動(dòng)終端就可以與測(cè)試設(shè)備建立數(shù)據(jù)連接，通過(guò)上傳或下載數(shù)據(jù)來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)吞吐能力，并驗(yàn)證移動(dòng)終端在實(shí)際數(shù)據(jù)應(yīng)用中的基本功能。

圖2.1 1xEVDO終端數(shù)據(jù)吞吐能力測(cè)試方案

      在這種方案中，測(cè)試設(shè)備要滿足以下要求：
    在1xEV-DO Rel 0和Rel A的協(xié)議下支持缺省分組數(shù)據(jù)應(yīng)用（DPA）
    模擬1xEV-DO BTS和PDSN
    可以通過(guò)以太網(wǎng)口與實(shí)際數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建立TCP/IP連接
    支持簡(jiǎn)單IP和移動(dòng)IP應(yīng)用
    支持以太網(wǎng)上PPP應(yīng)用（Mobile IP模式）
    當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，職稱(chēng)睡眠模式（Dormant mode）
    支持前向和反向的無(wú)線鏈路協(xié)議（RLP）
    可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控前向和反向物理層（PL）和網(wǎng)絡(luò)層（TCP/IP）的數(shù)據(jù)流量
    支持TCP/IP，PPP，RLP，SLP，MAC及物理層協(xié)議的記錄
    記錄RLP控制信息、數(shù)據(jù)包信息、IP包發(fā)送數(shù)量，包括成功發(fā)送的和未成功發(fā)送的。
    支持混合模式（Hybrid mode）數(shù)據(jù)應(yīng)用。這在后面會(huì)詳細(xì)介紹。 

2.5    CDMA2000/1xEV-DO 混合模式測(cè)試

如1.1所述，1xEV-DO技術(shù)的產(chǎn)生是為了滿足高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要，但是，它的使用者就必需面臨這樣一個(gè)問(wèn)題：在1xEV-DO系統(tǒng)上是不能支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)的。 換句話說(shuō)，1xEV-DO是純數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，Qualcomm公司提出了混合模式（Hybrid Mode）技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)使得單個(gè)雙模（CDMA2000/1xEV-DO）終端可以在CDMA2000和1xEV-DO網(wǎng)絡(luò)之間“無(wú)縫”地工作。 

在業(yè)界，有許多人把混合模式和EV-DV（Data and voice）混為一談，甚至有些測(cè)試儀器的供應(yīng)商聲稱(chēng)在EV-DO上支持了話音業(yè)務(wù)功能。 事實(shí)上，混和模式并不是在EV-DO的系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了話音業(yè)務(wù)，而是根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用在CDMA2000和1xEV-DO兩網(wǎng)之間交替工作。 

  

圖2.2 混合模式工作方式 

混合模式的工作原理是這樣的： 
    移動(dòng)終端按照自己的間隔周期（slot cycle）注冊(cè)并監(jiān)視CDMA2000的系統(tǒng)
    移動(dòng)終端在1xEV-DO系統(tǒng)打開(kāi)會(huì)話，并根據(jù)控制信道周期監(jiān)視數(shù)據(jù)包的活動(dòng)。 
    當(dāng)兩種系統(tǒng)都存在時(shí)，CDMA2000系統(tǒng)提供話音業(yè)務(wù)， 而1xEV-DO系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。
    在完成注冊(cè)后，終端處于雙空閑狀態(tài)。（Dual Idle）
    如果有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的請(qǐng)求，移動(dòng)終端會(huì)與1xEV-DO系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)連接
    如果有話音或SMS服務(wù)請(qǐng)求，移動(dòng)終端會(huì)與CDMA2000系統(tǒng)建立連接。
    當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)正在進(jìn)行的時(shí)候
    移動(dòng)終端會(huì)間斷地?cái)嚅_(kāi)數(shù)據(jù)連接，而轉(zhuǎn)到CDMA2000的RF信道檢查CDMA2000系統(tǒng)的尋呼
    如果沒(méi)有呼叫，移動(dòng)終端會(huì)立即恢復(fù)數(shù)據(jù)連接，繼續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
    如果有CDMA2000系統(tǒng)的話音或SMS呼叫，移動(dòng)終端會(huì)響應(yīng)CDMA2000呼叫直到通話或SMS結(jié)束（此時(shí)1xEV-DO系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)），然后恢復(fù)數(shù)據(jù)連接，繼續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

當(dāng)1xEV-DO系統(tǒng)突然超出服務(wù)區(qū)或停止工作，移動(dòng)終端要能夠在CDMA2000系統(tǒng)上建立分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接，繼續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
　　
混合模式的測(cè)試方法如圖2.3所示，兩臺(tái)Agilent　E5515C 綜合測(cè)試儀分別運(yùn)行CDMA2000系統(tǒng)和1xEV-DO系統(tǒng)，當(dāng)嚴(yán)格進(jìn)行同步后就可以模擬實(shí)際的雙系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)?！∵@樣便可以在無(wú)干擾的情況下完成混合模式全部功能測(cè)試。具體的測(cè)試項(xiàng)目及方法詳見(jiàn)Qualcomm的測(cè)試規(guī)范80-V6313-1 Rev. A “Test Recommendations for 1xEV-DOHybrid Mode Terminals”。

圖2.3　混合模式的測(cè)試方案

3．1xEV-DO移動(dòng)終端生產(chǎn)測(cè)試的常用方法 

移動(dòng)終端在生產(chǎn)線上主要進(jìn)行RF校準(zhǔn)并執(zhí)行部分基于C.S0033A 的終測(cè)。按照C.S0033A的要求，移動(dòng)終端性能的測(cè)試是建立在TAP/ETAP協(xié)議基礎(chǔ)上的測(cè)試，也就是業(yè)內(nèi)常說(shuō)的基于信令的測(cè)試。作為CDMA2000和1xEV-DO的主要芯片供應(yīng)商Qualcomm，自己也推出了一種生成線測(cè)試模式FTM，可以近似地完成C.S0033A中的部分測(cè)試。下面分別對(duì)這兩種生產(chǎn)測(cè)試方法進(jìn)行介紹。 

3.1 基于TAP(ETAP)的測(cè)試方法 

基于TAP（ETAP）的測(cè)試是目前生產(chǎn)線上應(yīng)用比較普遍的測(cè)試，如圖2.4所示，移動(dòng)終端只要RF口與測(cè)試設(shè)備連接，PC通過(guò)GPIB對(duì)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，就可以完測(cè)試工作。

這種基于信令的測(cè)試，終端與綜合測(cè)試儀之間可以有信令的交互，不但可以在建立連接的基礎(chǔ)上進(jìn)行DO終端RF測(cè)試，而且可以驗(yàn)證終端與網(wǎng)絡(luò)的互通性。此外，由于終端的發(fā)送和接收等都是由信令消息控制的，可以讓終端迅速反應(yīng)，而在接收到了終端的確認(rèn)之后，測(cè)試也可以馬上進(jìn)行，尤其在切換信道或頻帶的時(shí)候，在TAP和ETAP方式下進(jìn)行的測(cè)試，可以大大地節(jié)約時(shí)間。

與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中所應(yīng)用的默認(rèn)分組數(shù)據(jù)應(yīng)用協(xié)議（DPA）不同，在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中，DO終端有很大的自主權(quán)，前向的速率基本上不能由網(wǎng)絡(luò)直接指定，而是由終端實(shí)際所處無(wú)線環(huán)境來(lái)決定。而在測(cè)試應(yīng)用協(xié)議之中則可以由信令指定，并能通過(guò)調(diào)整測(cè)試設(shè)備的實(shí)際輸出功率及AWGN噪聲干擾，從而完成模擬測(cè)試規(guī)范所要求的各種測(cè)試條件。

圖2.4 基于TAP（ETAP）的生產(chǎn)終測(cè)方案

3.2 基于非信令模式的測(cè)試方法

非信令測(cè)試方法也就是指Qualcomm所設(shè)計(jì)的生產(chǎn)測(cè)試模式FTM，這種測(cè)試不僅可以用于1xEV-DO，也可以用于CDMA2000。 它的主要特點(diǎn)是不需要測(cè)試設(shè)備的信令支持也可以進(jìn)行移動(dòng)終端的終測(cè)。 

如圖2.5所示，非信令測(cè)試主要由PC控制移動(dòng)終端和測(cè)試儀表來(lái)完成，此時(shí)測(cè)試儀表不需要支持信令協(xié)議，移動(dòng)終端的接收機(jī)測(cè)試主要由移動(dòng)終端自己來(lái)完成。

這種測(cè)試方法由于不需要建立連接，所以在測(cè)試開(kāi)始時(shí)會(huì)節(jié)約打開(kāi)會(huì)話和建立連接的時(shí)間。 

圖2.5基于非信令方式的生產(chǎn)終測(cè)方案 

3.3 兩種測(cè)試方法的比較

由于非信令測(cè)試方法在一定程度上減輕了對(duì)測(cè)試設(shè)備的要求，一些技術(shù)能力較弱的測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商非常支持這種方法。 盡管這種方法由來(lái)已久，但一些設(shè)備供應(yīng)商在沒(méi)有能力支持1xEV-DO Rel A ETAP協(xié)議的時(shí)侯，把非信令測(cè)試的方法作為一種新的技術(shù)去推廣，甚至對(duì)ETAP測(cè)試進(jìn)行否定。尤其在測(cè)試速度方面，由于非信令方式不需要建立連接，很多人認(rèn)為整體速度會(huì)比較快。其實(shí)這是一個(gè)誤區(qū)，因?yàn)樵S多參數(shù)的設(shè)定，在非信令的方式下都要在儀表和被測(cè)件上分別來(lái)進(jìn)行，而且要嚴(yán)格匹配，如果有信令存在，儀表和被測(cè)件可以自動(dòng)協(xié)商完成。這在一定程度上會(huì)加大非信令測(cè)試程序的復(fù)雜性。另外，如果執(zhí)行頻率切換等操作，在信令模式下可以直接切換，速度很快，而非信令模式下，被測(cè)件要重新捕獲RF信號(hào)，會(huì)比較慢，因此要具體情況具體分析。這里把兩種生產(chǎn)測(cè)試方法進(jìn)行一個(gè)客觀的比較，以便廣大1xEV-DO 終端生產(chǎn)者參考。 

 

結(jié)論 

由于1xEV-DO移動(dòng)終端要支持高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其設(shè)計(jì)難度比較大，對(duì)其性能的要求比CDMA2000嚴(yán)格很多，因此，生產(chǎn)線對(duì)1xEV-DO移動(dòng)終端尤其是Rel A標(biāo)準(zhǔn)的1xEV-DO 終端的測(cè)試至關(guān)重要。由于Rel A技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及服務(wù)剛剛商用，最終用戶對(duì)移動(dòng)終端性能的期望比較高，因此，在生產(chǎn)線上，1xEV-DO的關(guān)鍵指標(biāo)必須進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試，測(cè)試設(shè)備的選擇，也是一個(gè)關(guān)鍵因素。1xEV-DO終端的生成廠商要根據(jù)最終用戶的期望合理地選擇測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法。