1xEV-DO 移動(dòng)終端測試要求及方法

摘要：本文介紹了1xEV-DO技術(shù)的歷史背景及發(fā)展，對1xEV-DO移動(dòng)終端研發(fā)、生產(chǎn)測試的內容以及相關(guān)標準進(jìn)行了具體描述，并對目前業(yè)內使用的兩種生產(chǎn)測試方法進(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，FTM

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世紀末，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，對高速無(wú)線(xiàn)數據服務(wù)的需求日益緊迫。為了在現有的無(wú)線(xiàn)資源上滿(mǎn)足高速數據業(yè)務(wù)的需要，3GPP2 CDMA技術(shù)標準組（TSG-C）在2000年底批準了第一階段的1xEV-DO標準--1xEV-DO Rel 0 .

　
圖1.1 1xEVDO技術(shù)的發(fā)展和演變

　　1xEV-DO Rel 0 的標準頒布以后，由于它可以支持最高2.4Mbps的數據下載速度，在北美、日本和韓國的許多運營(yíng)商和移動(dòng)終端廠(chǎng)家很快推出了相應的產(chǎn)品和服務(wù)，1xEV-DO技術(shù)和設備得到了廣泛的商業(yè)應用。而曾經(jīng)被認可的既可以支持數據業(yè)務(wù)，又可以支持話(huà)音業(yè)務(wù)的1xEV-DV技術(shù)卻因為錯過(guò)了市場(chǎng)進(jìn)入時(shí)機的而被普遍放棄。

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

　　2006年12月，美國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)驗網(wǎng)。而從Sprint的商用網(wǎng)來(lái)看，DO Rel A的技術(shù)相當成熟，可以提供高質(zhì)量的數據業(yè)務(wù)，平均上行數據應用速率300-400kbps，而平均下行速率為450-800kbps，用戶(hù)終于可以實(shí)現高速率可視電話(huà)，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，將在年內推出1xEV-DO Rel B 產(chǎn)品。1xEV-DO Rel B采用多載頻復用的技術(shù)，每個(gè)載頻可支持4.9Mbps的數據數率，利用20MHz 的載頻，前向支持的最高數率可以達到73.5Mbps，反向最高可以達到27Mbps。

1.2 CDMA2000與1xEV-DO的主要區別和聯(lián)系

CDMA2000與1xEV-DO的相同點(diǎn)：
　　采用相同的擴頻方式: 1.2288Mcps碼片速率
　　相同的RF帶寬：1.25MHz
　　采用相同的頻段和頻道號（不能互相重疊同時(shí)使用）

CDMA2000與1xEV-DO的主要不同點(diǎn)：
　

2．1xEV-DO移動(dòng)終端設備的測試要求
2.1 1xEV-DO測試協(xié)議

　　3GPP2在C.S0029“Test Application Specification (TAS) for High Rate Packet Data Air Interface”中對測試協(xié)議有明確的定義，被稱(chēng)為測試應用協(xié)議TAP，對于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要求支持這種應用協(xié)議。

　　FTAP/EFTAP定義了控制前向信道的信息流程，并對反向相關(guān)信道進(jìn)行配置。它規定了如何產(chǎn)生和發(fā)送用于前向信道測試的數據包，及如何統計計算一個(gè)移動(dòng)終端是否符合性能要求。它被用來(lái)做移動(dòng)中端接收機的測試。

　　RTAP/ERTAP定義了控制反向信道的信息流程，它規定了如何產(chǎn)生和發(fā)送用于反向信道測試的數據包，被用來(lái)做移動(dòng)終端發(fā)射機的測試。
 
　　3GPP2 還在C.S0033-A“Recommend Minimum Performance Standard for cdma2000 High Rate Packet Data Access Terminal “ 中對1xEV-DO Rel 0 和1xEV-DO Rel A移動(dòng)終端性能的測試做了詳細的規定。 后面內容將對接收機和發(fā)射機測試進(jìn)行詳細的介紹。

2.2 1xEV-DO 移動(dòng)終端接收機測試要求
根據3GPP2 C.S0033-A標準，1xEV-DO移動(dòng)終端的接收機要符合以下測試要求：
　

2.3 1xEV-DO 移動(dòng)終端發(fā)射機測試要求
根據3GPP2 C.S0033-A標準，1xEV-DO移動(dòng)終端的發(fā)射機要符合以下測試要求：
　

2.4 1xEV-DO 移動(dòng)終端數據吞吐能力測試

　　1xEV-DO技術(shù)產(chǎn)生的目的是提供高速數據業(yè)務(wù)，因此，對移動(dòng)終端數據吞吐能力的測試是研發(fā)階段必不可少的環(huán)節。

　　進(jìn)行數據吞吐能力的測試， 首先要求測試設備工作在缺省分組數據應用（Default Packet Application）模式下，缺省分組數據應用通過(guò)提供8位字節的數據流的方式在終端和基站之間攜帶數據包。

　　如圖2.1所示，測試設備（如Agilent E5515C綜合測試儀）作為基站仿真器與移動(dòng)終端通過(guò)RF線(xiàn)纜連接，測試設備通過(guò)以太網(wǎng)口與LAN連接，根據需要，在LAN上還要連接相應的PC來(lái)監控無(wú)線(xiàn)協(xié)議或安裝數據應用的服務(wù)器。如果需要測試移動(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)終端就可以與測試設備建立數據連接，通過(guò)上傳或下載數據來(lái)檢驗數據吞吐能力，并驗證移動(dòng)終端在實(shí)際數據應用中的基本功能。

　
圖2.1 1xEVDO終端數據吞吐能力測試方案

　　在這種方案中，測試設備要滿(mǎn)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據應用（DPA）
　　　　模擬1xEV-DO BTS和PDSN
　　　　可以通過(guò)以太網(wǎng)口與實(shí)際數據網(wǎng)絡(luò )建立TCP/IP連接
　　　　支持簡(jiǎn)單IP和移動(dòng)IP應用
　　　　支持以太網(wǎng)上PPP應用（Mobile IP模式）
　　　　當沒(méi)有數據業(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(xiàn)鏈路協(xié)議（RLP）
　　　　可以實(shí)時(shí)地監控前向和反向物理層（PL）和網(wǎng)絡(luò )層（TCP/IP）的數據流量
　　　　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、數據包信息、IP包發(fā)送數量，包括成功發(fā)送的和未成功發(fā)送的。
　　　　支持混合模式（Hybrid mode）數據應用。這在后面會(huì )詳細介紹。

2.5 CDMA2000/1xEV-DO 混合模式測試

　　如1.1所述，1xEV-DO技術(shù)的產(chǎn)生是為了滿(mǎn)足高速數據業(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系統上是不能支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)的。 換句話(huà)說(shuō)，1xEV-DO是純數據系統。

　　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，甚至有些測試儀器的供應商聲稱(chēng)在EV-DO上支持了話(huà)音業(yè)務(wù)功能。 事實(shí)上，混和模式并不是在EV-DO的系統上實(shí)現了話(huà)音業(yè)務(wù)，而是根據實(shí)際的應用在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）注冊并監視CDMA2000的系統
　　　　移動(dòng)終端在1xEV-DO系統打開(kāi)會(huì )話(huà)，并根據控制信道周期監視數據包的活動(dòng)。
　　　　當兩種系統都存在時(shí)，CDMA2000系統提供話(huà)音業(yè)務(wù)， 而1xEV-DO系統提供數據服務(wù)。
　　　　在完成注冊后，終端處于雙空閑狀態(tài)。（Dual Idle）
　　　　如果有數據業(yè)務(wù)的請求，移動(dòng)終端會(huì )與1xEV-DO系統建立數據連接
　　　　如果有話(huà)音或SMS服務(wù)請求，移動(dòng)終端會(huì )與CDMA2000系統建立連接。
　　　　當數據業(yè)務(wù)正在進(jìn)行的時(shí)候
　　　　　　移動(dòng)終端會(huì )間斷地斷開(kāi)數據連接，而轉到CDMA2000的RF信道檢查CDMA2000系統的尋呼
　　　　　　如果沒(méi)有呼叫，移動(dòng)終端會(huì )立即恢復數據連接，繼續數據業(yè)務(wù)。
　　　　　　如果有CDMA2000系統的話(huà)音或SMS呼叫，移動(dòng)終端會(huì )響應CDMA2000呼叫直到通話(huà)或SMS結束（此時(shí)1xEV-DO系統處于休眠狀態(tài)），然后恢復數據連接，繼續數據業(yè)務(wù)。
　　　　　　當1xEV-DO系統突然超出服務(wù)區或停止工作，移動(dòng)終端要能夠在CDMA2000系統上建立分組數據業(yè)務(wù)連接，繼續數據業(yè)務(wù)?！　?/P>

　　混合模式的測試方法如圖2.3所示，兩臺Agilent　E5515C 綜合測試儀分別運行CDMA2000系統和1xEV-DO系統，當嚴格進(jìn)行同步后就可以模擬實(shí)際的雙系統網(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試。具體的測試項目及方法詳見(jiàn)Qualcomm的測試規范80-V6313-1 Rev. A “Test Recommendations for 1xEV-DOHybrid Mode Terminals”。

　
圖2.3　混合模式的測試方案
　　　
3．1xEV-DO移動(dòng)終端生產(chǎn)測試的常用方法

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

　　基于TAP（ETAP）的測試是目前生產(chǎn)線(xiàn)上應用比較普遍的測試，如圖2.4所示，移動(dòng)終端只要RF口與測試設備連接，PC通過(guò)GPIB對測試設備進(jìn)行遠程控制，就可以完測試工作。

　　這種基于信令的測試，終端與綜合測試儀之間可以有信令的交互，不但可以在建立連接的基礎上進(jìn)行DO終端RF測試，而且可以驗證終端與網(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，而在接收到了終端的確認之后，測試也可以馬上進(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)行的測試，可以大大地節約時(shí)間。

　　與真實(shí)網(wǎng)絡(luò )中所應用的默認分組數據應用協(xié)議（DPA）不同，在真實(shí)網(wǎng)絡(luò )中，DO終端有很大的自主權，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(xiàn)環(huán)境來(lái)決定。而在測試應用協(xié)議之中則可以由信令指定，并能通過(guò)調整測試設備的實(shí)際輸出功率及AWGN噪聲干擾，從而完成模擬測試規范所要求的各種測試條件。

　
圖2.4 基于TAP（ETAP）的生產(chǎn)終測方案

3.2 基于非信令模式的測試方法

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

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

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

　
圖2.5基于非信令方式的生產(chǎn)終測方案

3.3 兩種測試方法的比較

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

結論

　　由于1xEV-DO移動(dòng)終端要支持高速數據業(yè)務(wù)，其設計難度比較大，對其性能的要求比CDMA2000嚴格很多，因此，生產(chǎn)線(xiàn)對1xEV-DO移動(dòng)終端尤其是Rel A標準的1xEV-DO 終端的測試至關(guān)重要。由于Rel A技術(shù)標準及服務(wù)剛剛商用，最終用戶(hù)對移動(dòng)終端性能的期望比較高，因此，在生產(chǎn)線(xiàn)上，1xEV-DO的關(guān)鍵指標必須進(jìn)行準確測試，測試設備的選擇，也是一個(gè)關(guān)鍵因素。1xEV-DO終端的生成廠(chǎng)商要根據最終用戶(hù)的期望合理地選擇測試設備和測試方法。