WiMAX設備的測試及其意義

一、引言

　　隨著(zhù)Internet業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，以及移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)的迅猛增長(cháng)，在未來(lái)通信中“寬帶”和“無(wú)線(xiàn)”將扮演著(zhù)更為重要的角色，通信市場(chǎng)正在呈現出話(huà)音業(yè)務(wù)分組化、數據業(yè)務(wù)移動(dòng)化和寬帶化的發(fā)展趨勢。

　　作為寬帶無(wú)線(xiàn)通信的推動(dòng)者，美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì )（IEEE）于1999年設立了802.16工作組，其工作內容主要是開(kāi)發(fā)固定寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統標準，包括空中接口、MAC層協(xié)議及其他相關(guān)功能。標準涵蓋了2～66 GHz 的許可頻段和免許可頻段。隨著(zhù)該工作組的研究日益深入，相繼推出了802.16、802.16a、802.16d、802.16e等一系列標準，該系列標準引起業(yè)界廣泛關(guān)注，被認為是寬帶無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)（WMAN）的最有競爭力的解決方案。

　　為了推廣遵循IEEE802.16和ETSI HIPERMAN的寬帶無(wú)線(xiàn)接入設備，并確保其兼容性及互操作性，由一些主要的通信部件及設備制造商結成了一個(gè)工業(yè)貿易聯(lián)盟組織，即WiMAX論壇(Worldwide Interoperability for Microwave Access Forum)，WiMAX論壇的技術(shù)就是以IEEE802.16標準為基礎發(fā)展而來(lái)的。

　　WiMAX技術(shù)的出現與發(fā)展是機遇與挑戰并存的，如何充分發(fā)揮WiMAX的特點(diǎn)，并能結合中國無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的現狀，使其更好地發(fā)揮自身的優(yōu)勢，為中國的用戶(hù)提供更加便捷和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，創(chuàng )造新的業(yè)務(wù)增長(cháng)點(diǎn)，同時(shí)如何盡量減少WiMAX技術(shù)對中國現有和將來(lái)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )及相應電信業(yè)務(wù)的沖擊，其意義格外重要。

　　WiMAX技術(shù)要在具體的應用場(chǎng)景中體現出自身的優(yōu)勢，才能得到市場(chǎng)的認可，這就需要通過(guò)應用測試來(lái)衡量系統的性能參數。WiMAX的測試方法分為三部分：協(xié)議分析、無(wú)線(xiàn)射頻分析，傳輸性能分析。根據協(xié)議分析、無(wú)線(xiàn)射頻分析和傳輸性能分析得出測試的綜合結果。

二、協(xié)議分析



　　如圖1所示的協(xié)議一致性測試平臺，這一測試平臺將直接編譯執行TTCNv3代碼來(lái)運行和管理測試過(guò)程。WiMAX希望測試平臺是模塊化的，這樣就可以隨著(zhù)設備的不同profile配置，安裝不同的RF前端靈活的進(jìn)行相測試目的必須滿(mǎn)足ATS實(shí)現的要求，并要使用論壇許可的協(xié)議一致性測試儀（PCT）進(jìn)行測試。

三、射頻測試

　　早期無(wú)線(xiàn)網(wǎng)測試基本上都以協(xié)議分析作為主要方法，這是因為，無(wú)線(xiàn)的傳輸基于微波，通過(guò)空間傳輸，網(wǎng)絡(luò )傳輸的介質(zhì)已經(jīng)不是主要問(wèn)題了，因此完成對傳輸數據包分析測試，從網(wǎng)絡(luò )應用角度上完成網(wǎng)絡(luò )傳輸的性能問(wèn)題測試，就足可以完成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的測試工作。 

 
事實(shí)并非如此，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的物理層其實(shí)更需要測試。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )雖然擺脫了傳統有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )介質(zhì)上的物理特性約束，但它也帶來(lái)了前所未有的物理層方面的問(wèn)題。我們可以說(shuō)三維空間是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸的媒介，微波是數據傳輸的載體。以802.11b為例，2.4G的傳輸頻率是公共的無(wú)線(xiàn)頻率，與藍牙、微波爐以及各種微波設施相同，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的信號是否會(huì )埋沒(méi)在各種干擾噪聲之中呢？此時(shí)須測試無(wú)線(xiàn)傳輸的各種信道的信號強度、噪聲強度，信噪比成為檢測無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)物理層傳輸性能的最基本的參數。

　　在底層測試上，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )擺脫了線(xiàn)纜的束縛，以無(wú)線(xiàn)廣播的方式傳輸，要測定的性能就不是點(diǎn)對點(diǎn)，而是三維的立體覆蓋范圍。所以，測定如何查找定位在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的覆蓋范圍和干擾源，更是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )測試維護的基本需求。與之相對應的網(wǎng)絡(luò )吞吐量測試，事實(shí)上從網(wǎng)絡(luò )應用方面體現了對無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )物理層的測試意義。



　　圖2所示為RCT的一種測試床配置，主要的測試儀器和儀表包括矢量信號分析儀（VSA）、PCT、流量發(fā)生器以及其他通用性的測試設備，如功率表、誤碼儀、衰減器、方向耦合器、Circulator等等。所示為RCT的一種測試床配置，主要的測試儀器和儀表包括矢量信號分析儀（VSA）、PCT、流量發(fā)生器以及其他通用性的測試設備，如功率表、誤碼儀、衰減器、方向耦合器、Circulator等等。

四、傳輸性能分析

　　由于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )是基于微波射頻傳輸的，因此有人就認為對它的測試主要集中在對射頻分析上，它能夠完成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )物理層的全部測試，也就完成了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的測試問(wèn)題。但是，這并不能完全反映無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )鏈路層以上的傳輸性能情況，就如我們不能說(shuō)馬路寬敞平直，就認為這是一條暢通的道路一樣。沒(méi)有實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò )流量分析、網(wǎng)絡(luò )吞吐量測試以及協(xié)議和應用統計，就無(wú)法真正滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )性能以及安全性的測試需求。 

　　無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的基礎建設中，介質(zhì)和物理網(wǎng)絡(luò )應用是二合一的整體，所以即使是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的工程測試，也絕不能僅僅測試物理信號那么簡(jiǎn)單和片面。

　　常見(jiàn)的這類(lèi)分析多數是基于軟件對無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸的數據包進(jìn)行捕包和解碼及分析等功能來(lái)實(shí)現的，主要測試項目有帶寬、吞吐量、丟包率和時(shí)延等等。

五、測試將推動(dòng)WiMAX技術(shù)的應用

　　任何一種技術(shù)在其應用之前必須進(jìn)行大量的測試，以解決將來(lái)運營(yíng)時(shí)可能遇到的問(wèn)題。WiMAX產(chǎn)品的標準認證和性能測試由WiMAX論壇統一管理，目前由位于西班牙馬拉加的獨立第三方實(shí)驗室Cetecom負責測試。在國內，泰爾實(shí)驗室也可以作為第三方實(shí)驗室進(jìn)行委托和摸底測試。WiMAX在正式商用之前還需要進(jìn)行大量的測試，第三方實(shí)驗室應該為測試提供便利條件，并幫助廠(chǎng)商查找問(wèn)題，提供技術(shù)支持，發(fā)揮應有的作用，推動(dòng)WiMAX行業(yè)的健康順利發(fā)展。