利用W-CDMA設備內建的回環(huán)功能縮短測試時(shí)間

在制造過(guò)程中對W-CDMA設備進(jìn)行有效、精確和可重復的測試是一項非常復雜工作，其測試問(wèn)題包括如何利用系統內部固有的靈活性，以及如何判定哪一個(gè)要素應當加以應用來(lái)產(chǎn)生更為有效地測試環(huán)境。本文著(zhù)重利用回環(huán)實(shí)體(loopback entity)功能來(lái)構成一個(gè)穩定、可測量的用戶(hù)設備配置，從而讓測量裝置準確、可靠和有效地提取待測裝置的特征，縮短W-CDMA設備的測試時(shí)間。

在制造過(guò)程中對寬頻-CDMA設備進(jìn)行有效、精確和可重復的測試是一項非常復雜工作。好在某些特征或決竅己被內建于W-CDMA規范之中以便為延長(cháng)系統壽命取得最佳的測試環(huán)境。但是，要利用這些決竅則必須對他們如何工作以及在應用時(shí)所做的折衷有充分的認識。

在設定任何一個(gè)測量環(huán)境時(shí)，首要的目的是幫助測量者準確、可靠和有效地提取待測量裝置的特征。以手持電話(huà)為例，我們的目的就很少得以完成，加之隨著(zhù)高度復雜的寬帶碼分多址接入(W-CDMA)系統的出現，要完成這一測試目的顯得尤為困難。

W-CDMA存在的測試問(wèn)題包括如何利用系統內部固有的靈活性以及如何判定哪一個(gè)要素應當加以應用以產(chǎn)生更為有效地測試環(huán)境。W-CDMA規范內建的測試如參考測量信道和回環(huán)實(shí)體(loopback entity)，可以被合并在一起構成一個(gè)穩定、可測量的用戶(hù)設備配置。

此外，測試控制協(xié)議層提供了通過(guò)應用一種比普通用戶(hù)服務(wù)所要求的還要小的信令集(signaling

ALT =圖1：A回環(huán)功能通過(guò)完成用戶(hù)設備的傳輸及接收功能，有助于在某一測試環(huán)境中確定一個(gè)合適的信道。在W-CDMA當中，回環(huán)機制是在回環(huán)實(shí)體內部來(lái)完成的。> set)來(lái)配置用戶(hù)的設備。最后，諸如重復尋呼之類(lèi)的技術(shù)可以進(jìn)一步優(yōu)化測試環(huán)境效率，可利用這些決竅實(shí)現用于移動(dòng)電話(huà)測試的理想測試環(huán)境，這樣，我們就可以根據準確、穩定和有效的測試，以最快的方式和盡可能低的開(kāi)支取得正確、一致和可重復的測試結果。

理想的W-CDMA測試

理想的W-CDMA測試環(huán)境中，均可進(jìn)行上行鏈路和下行鏈路測量。對上行鏈路而言，用戶(hù)設備(UE)必須在一個(gè)穩定的、已知的信道以便完成誤差矢量幅度和鄰近信道泄漏率等測量。對于下行系統，測試裝置必須充分觀(guān)測來(lái)自用戶(hù)設備接收機的位流，這樣，才可進(jìn)行準確的位錯率和塊錯率測量。

通 常情況下， UE達不到發(fā)送和接收上述信道的狀態(tài)，盡管它一定要在那種狀態(tài)下才能實(shí)現所要求的測量。通常我們應用空中傳播的信令消息方式，與網(wǎng)絡(luò )控制UE建立語(yǔ)音呼叫的過(guò)程類(lèi)似。然而在這些信令消息正在交換時(shí)，由于正在使用的信道不穩定，許多測量則無(wú)法進(jìn)行，序列時(shí)長(cháng)相對于測量的速度而言也是非常長(cháng)的。減少呼叫進(jìn)程開(kāi)銷(xiāo)所花費的時(shí)間，對于提高效率是很關(guān)鍵的。

3GPP所設計的W-CDMA將是一種可支持多種服務(wù)的非常靈活的系統。該項目組詳細說(shuō)明了與網(wǎng)絡(luò )控制相結合形成某種特定服務(wù)的工具盒的性能。采用這種方法，系統允許UE從幾百萬(wàn)種不同種可能的配置中選擇一種配置。顯然，在生產(chǎn)過(guò)程中要測試每一個(gè)配置是不切實(shí)際的。因此，問(wèn)題在于決定哪些配置要測試，哪些不要測。

假定已確定了一個(gè)適當的配置，下一個(gè)問(wèn)題則是由于W-CDMA具有內置靈活性，因而在UE中建立這一配置所需要的空中傳播信令的配置比以前的移動(dòng)電話(huà)系統更加復雜。信令越復雜，測試設置時(shí)間就越長(cháng)，呼叫進(jìn)程開(kāi)銷(xiāo)就越高。舉一個(gè)典型的例子，移動(dòng)終端的W-CDMA語(yǔ)音呼叫需要16個(gè)第3層消息，某些消息具有 100個(gè)以上的參數。

W-CDMA測試決竅

在設計W-CDMA復雜的靈活性時(shí)，3GPP提供了可產(chǎn)生一個(gè)更簡(jiǎn)單的測量環(huán)境的功能。這個(gè)功能性可分為三個(gè)主要的類(lèi)別：1．參考測量通道(RMC)和通用測試環(huán)境；2． 回環(huán)實(shí)體和TC協(xié)議層；3． 有效“環(huán)孔(loopholes)”。

RMC有助于工程師在百萬(wàn)個(gè)可能的UE配置中選擇哪一個(gè)應當用于測試環(huán)境。當3GPP在進(jìn)行驗證其設計所必需的系統模似工作時(shí)遇見(jiàn)了相同的問(wèn)題，即如何生成RMC。

ALT=圖2：第2類(lèi)回環(huán)直接基于第1層并將傳輸塊及其相關(guān)的校驗合加以回環(huán)。與第1類(lèi)回環(huán)不相同的是，由于所接受的校驗和是傳輸的數據的一部分，較之于下行鏈路，上行鏈路必須具有更大的帶寬。>

3GPP 的主旨是：某一個(gè)RMC僅僅是某一可能的配置的定義。在3GPP TS 25.101當中詳細定義了五個(gè)RMC。它們代表了真實(shí)服務(wù)所采用的信道類(lèi)型，其目的不是復制真實(shí)網(wǎng)絡(luò )的條件，而是表示UE的某些RF特征。因而真正用途是通過(guò)這些RMC來(lái)確定3GPP TS 25.101中的第一層性能要求。

對于試圖確定某一UE的RF性能特征的某一測試環(huán)境，這些RMC是理想的，代表了用單一數據比率的穩定信道，對于重復測試全過(guò)程是至關(guān)要的。此外，由于它們恰好是所有有效配置的子集，因而不需要去設置專(zhuān)門(mén)的信令過(guò)程，也就是說(shuō)不需要額外的UE開(kāi)發(fā)工作來(lái)支持這些信道。

然而，如果打算復制在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )中所發(fā)現的現象時(shí)，RMC則不具有代表性。在這兒所使用的信道必須與真實(shí)服務(wù)中所使用的配置非常接近，否則就失去了測試意義。此外，3GPP認識到這一點(diǎn)并確定了可能成為真實(shí)服務(wù)所采用的代表性配置的標準集。

這 些標準配置發(fā)表在3GPP TS 34.108的通用測試環(huán)境規范中。與RMC類(lèi)似，這些是所有有效配置的子集且不需要設置專(zhuān)門(mén)的信令過(guò)程。與RMC不同的是，這些配置試圖復制真實(shí)服務(wù)，所以它們關(guān)注的不是確保信道保持在一個(gè)穩定的配置內，某些測量對于它們而言也是不合適的。它們實(shí)際的用處在于定義代表了可能在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )中能夠找到的真實(shí)服務(wù)。與RMC不同的是，它們詳細地定義了所有接入底層采用的配置。

回環(huán)實(shí)體

確定一個(gè)合適的測試信道很重要，在執行任何測量之前，UE必須正在這些信道中傳輸和接收數據。采用UE中的回環(huán)功能是解決這一問(wèn)題的很好方案。

有關(guān)回環(huán)的基本思路是UE僅僅在上行鏈路傳輸它在下行鏈路所接收到的數據?；丨h(huán)要解決若干問(wèn)題，例如：回環(huán)實(shí)際發(fā)生在協(xié)議堆棧的哪一部分？上行和下行信道的帶寬不對稱(chēng)時(shí)，會(huì )出現何種情況？除非基本原理相同，如何控制回環(huán)？

采用回環(huán)功能無(wú)須一個(gè)補充的數據源來(lái)驅動(dòng)UE的發(fā)射機或某一外置的數據路徑來(lái)將所接受的數據位返回到用于位錯率測量的測試裝置中。此外，回環(huán)功能通?？捎蛇M(jìn)行測試的測試裝置打開(kāi)或關(guān)閉，這樣就簡(jiǎn)化了用于控制測試環(huán)境軟件的設計過(guò)程。

在W-CDMA中，回環(huán)機制是在回環(huán)實(shí)體內部實(shí)現的。它存在于一個(gè)傳輸層上，當其處于工作狀態(tài)時(shí)，可代替像語(yǔ)音編解碼器或IP層(見(jiàn)圖1)之類(lèi)的其它傳輸層實(shí)體。這一回環(huán)實(shí)體提供了兩類(lèi)回環(huán)，其差異在于，回環(huán)操作實(shí)施處的協(xié)議堆以及上行與下行鏈路的帶寬的不一致。

當第1類(lèi)回環(huán)處于工作狀態(tài)時(shí)，所有從傳輸層無(wú)線(xiàn)電載波接收到的無(wú)線(xiàn)鏈路控制(RLC)服務(wù)數據單元(SDUs)將被再次傳輸到這些載波的上行鏈路。如果某一無(wú)線(xiàn)載波的上行鏈路比下行鏈路有更多的帶寬，那么所接受到的數據位將被重復來(lái)填充上行RLC SDU。如果上行鏈路的帶寬少于下行鏈路，則所接受到的SDU在傳輸前就被截短了。

ALT=圖3： 由于UE正被尋呼，由正建立的常規RRC連接可以啟動(dòng)某個(gè)基于測試控制的設置程序。>

當第2類(lèi)回環(huán)直接置于第一層上并且將傳輸塊加上其相關(guān)的校驗和。與第1類(lèi)回環(huán)不同的是，由于所接收到的校驗和作為數據的一部分將被再次傳輸，較之于下行鏈路，上行鏈路應當有更多的帶寬。如果上行鏈路沒(méi)有足夠的帶寬來(lái)容納數據和校驗和，則會(huì )以收到的校驗和為基礎，對將要被傳輸的數據位加以截短。

兩類(lèi)回環(huán)均適合于測量UE發(fā)射機。在測量UE接收機時(shí)，回環(huán)類(lèi)型的選擇尤其重要。第1類(lèi)回環(huán)連同透明模式的RLC實(shí)體，通常用于位錯率。兩種類(lèi)型中的任意一種的測量都可用于測量塊錯率。如果采用第1類(lèi)回環(huán)，則須結合某一種公認模式RLC實(shí)體來(lái)計算在狀態(tài)信息包數據單元(PDUs)中所要求再次發(fā)射的數量。對于第2類(lèi)回環(huán)，測試設置可利用與數據塊一同回環(huán)所接收的循環(huán)冗余校驗單元(CRC)位，從而決定UE是否正確接收到數據塊。

也可設置回環(huán)實(shí)體以填充具有無(wú)用位模式的專(zhuān)用控制信道(DCCH)的任何空白控制層。這樣可確保用于上行鏈路的總的帶寬不變，意即無(wú)論控制層上是否有消息存在，物理和傳輸信道保持某一穩定狀態(tài)。TC協(xié)議層管理這一特征和回環(huán)實(shí)體的其它部分。

測試控制

TC 協(xié)議層存在于與移動(dòng)管理和呼叫控制層處于同一水平的W-CDMA堆棧上的控制層上(參見(jiàn)圖1)。當UE處于某一測試環(huán)境中而非在一個(gè)現實(shí)網(wǎng)絡(luò )中時(shí)，它被用來(lái)控制UE中的回環(huán)實(shí)體并有效地替代諸如CC和SM(會(huì )議管理)這樣的非接入底層(NAS)。

通過(guò)為CC和SM提供這樣的一個(gè)替代層，TC則可通過(guò)為UE模擬一個(gè)真實(shí)的用戶(hù)服務(wù)而將測試環(huán)境釋放。例如，用戶(hù)信道不對RMC定義做出響應，而且無(wú)須激活用戶(hù)服務(wù)，UE可以拒絕某一信道設置請求。TC 也要求較少的消息，較之于某一用戶(hù)服務(wù)而言，要到達無(wú)線(xiàn)資源控制才可產(chǎn)生一個(gè)信道。這樣它縮短了在UE上電和UE待測準備完畢之間的時(shí)間。TC提供了某種無(wú)線(xiàn)載波測試模式和用于控制回環(huán)實(shí)體的方法。

當UE被送至一個(gè)激活的無(wú)線(xiàn)載波測試模式消息時(shí)，這個(gè)UE 將被放置于無(wú)線(xiàn)載波測試模式中?；谶@一點(diǎn)，在其容量范圍內，它將會(huì )接收任何載波設置請求,并將無(wú)線(xiàn)載波連接地回環(huán)實(shí)體上。通過(guò)將一個(gè)去激活(關(guān)閉)無(wú)線(xiàn)載波測試模式消息發(fā)送到UE，這個(gè)UE也可回復到其正常的操作模式。

設置實(shí)例

一旦設置了某個(gè)無(wú)線(xiàn)載波并將其連接到回環(huán)實(shí)體，則可用一個(gè)封閉的UE測試環(huán)消息來(lái)告知在這個(gè)UE中的回環(huán)實(shí)體進(jìn)入到在那個(gè)無(wú)線(xiàn)載波的回環(huán)模式之一。這一消息中的某一參數將會(huì )告知回環(huán)實(shí)體是否填滿(mǎn)了這個(gè)空的DCCH塊。

ALT=圖4：許多種優(yōu)化測試可加以應用。此處，只要用戶(hù)設備開(kāi)始上電，尋呼消息即可被連續發(fā)送出去，因此一旦用戶(hù)設備完成其啟動(dòng)序列它將啟動(dòng)安裝程序。實(shí)際上，這種做法帶寬的利用率不高，但它在靜態(tài)試驗環(huán)境中具有一定意義。>

圖3 描述了基于TC的設置程序，這一程序由某個(gè)正被建立的常規的RRC連接開(kāi)始，這一連接是由于UE正在被呼叫引起的。UE自身不能夠要求激活無(wú)線(xiàn)載波測試模式(這是TC的一個(gè)功能)，因此，當UE開(kāi)始RRC連接而非測試設置時(shí)，除了請求某一不適合的用戶(hù)服務(wù)，它別無(wú)選擇。

一旦RRC連接建立，測試裝置會(huì )激活無(wú)線(xiàn)載波測試模式并發(fā)送某一RRC無(wú)線(xiàn)載波設置消息，這一消息通常包含與其中的一個(gè)RMC定義相匹配的信道配置。

UE通過(guò)發(fā)送無(wú)線(xiàn)載波設置完成消息，確認某一RMC配置的成功轉換，測試裝置以要求UE的回環(huán)實(shí)體閉合RMC中傳輸層的回環(huán)來(lái)做出響應。這個(gè)電話(huà)現在就處于發(fā)射機和接收機測量均可進(jìn)行的狀態(tài)。

其它的優(yōu)化方案

RMC 、回環(huán)實(shí)體和TC構成了UE測試環(huán)境的基礎，采用其它的優(yōu)化方案可使這一環(huán)境更為有效。這使得測試環(huán)境更為有意義，但在某一實(shí)際的W-CDMA網(wǎng)絡(luò )中它可能不會(huì )發(fā)生。舉一個(gè)反復呼叫直至其做出響應的例子。

當 某一用戶(hù)裝置初次達到將測試其RF性能的生產(chǎn)工位時(shí)，這一用戶(hù)設備的電源是關(guān)閉的。在啟動(dòng)TC的設置程序開(kāi)始前，這一UE 必須運行其啟動(dòng)序列。如該UE在這個(gè)序列完成前就已被尋呼，它將不會(huì )做出響應。對于這一問(wèn)題，一個(gè)可能的解決方案即是在發(fā)送尋呼消息前等待足夠長(cháng)的時(shí)間來(lái)完成啟動(dòng)序列的運行?？墒?，為了避免出現竟爭條件，這一等待時(shí)間將要比UE達到它可被呼叫的這一點(diǎn)的實(shí)際時(shí)間還要長(cháng)才可。

另一種解決方案是讓測試環(huán)境來(lái)監視UE并僅當UE完成啟動(dòng)序列后發(fā)送尋呼信息。與前一方法相比，盡管節省了測試時(shí)間，由于必須對UE的內部狀態(tài)進(jìn)行跟蹤，它會(huì )造成測試環(huán)境更為復雜。

一個(gè)更為有效的解決方案是一旦UE開(kāi)始上電，就開(kāi)始持續發(fā)送尋呼消息直至UE做出響應。這樣，這個(gè)UE將會(huì )接收一條尋呼信息并在其完成啟動(dòng)(參見(jiàn)圖4)后開(kāi)始設置程序?，F實(shí)網(wǎng)絡(luò )不可能這樣，因為這樣做帶寬的利用率不高，但在一個(gè)靜態(tài)測試環(huán)境中卻是有意義的。