高速分組數(shù)據(jù)接入網(wǎng)測試

摘要　本文介紹了關(guān)于高速分組數(shù)據(jù)接入網(wǎng)設(shè)備的無線部分、接口部分及安全部分測試要求。

　　CDMA技術(shù)從IS 95A發(fā)展成為IS 95B，再發(fā)展至cdma 1x，直至3G技術(shù)的一種——HRPD（High Rate Packet Data）技術(shù)，也就是所謂的EV-DO技術(shù)，一直是人們關(guān)注的焦點。HRPD和EV-DO指的是同一種技術(shù)，只是用了不一樣的縮寫，都是指在CDMA技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的具有高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力的一種新技術(shù)。

　　由于具體的3G的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還沒有發(fā)布，所以目前HRPD AN的測試依據(jù)的是國際標(biāo)準(zhǔn)——3GPP2 C.S0032，目前最新的版本分別是release 0的V2.0和release A的V1.0。兩個版本的主要區(qū)別在于前者是基于HRPD release O的，前向支持的峰值數(shù)據(jù)速率為2.4Mbit/s，反向支持的峰值數(shù)據(jù)速率為153.6kbit/s；后者是基于HRPD release A的，前向支持的峰值數(shù)據(jù)速率為3.1Mbit/s，反向支持的峰值數(shù)據(jù)速率為1.8Mbit/s。目前全球商用的網(wǎng)絡(luò)使用的均是基于HRPD release 0的，基于HRPD release A的商用網(wǎng)絡(luò)可能會在2006年下半年或者2007年推出，所以本文介紹的重點是基于HRPD release 0的接入網(wǎng)的測試。

1、射頻部分

　　C.S0032中主要規(guī)定的測試是針對各層的測試，主要包含物理層、MAC層、安全層、連接層、會話層、流層、應(yīng)用層測試，以及A接口測試和環(huán)境適應(yīng)性測試。

　　物理層的測試分為接收機(jī)測試和發(fā)射機(jī)測試。接收機(jī)測試包含的項目有頻率要求、接入試探捕獲、反向業(yè)務(wù)信道解調(diào)、接收機(jī)性能、雜散要求、接收機(jī)接收信號指示（RSQI），發(fā)射機(jī)測試包含頻率要求、調(diào)制要求、輸出功率要求、雜散要求。其中，頻率要求和雜散要求是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)共同的要求。頻率要求列出了接入網(wǎng)應(yīng)該工作的頻段范圍，也就是各國可以為HRPD分配的頻段，一共有12個選擇，目前國內(nèi)比較可能采用的是頻段類別O和頻段類別6，分別對應(yīng)的是800MHz和2GHz。雜散要求的是接入網(wǎng)設(shè)備在其發(fā)射和接收帶外的發(fā)射雜散信號的大小，對不同的頻段有不同的要求，以防止接入網(wǎng)設(shè)備在其帶外對其它設(shè)備有過大的干擾。

　　接收機(jī)測試中的接入試探捕獲是在規(guī)定接收導(dǎo)頻Ec/Io和數(shù)據(jù)Eb/Nt下，測量接入探針成功捕獲的概率；分為3個測試，AWGN環(huán)境和兩種多徑環(huán)境——100km/h、3徑和3km/h、1徑。反向業(yè)務(wù)信道解調(diào)測試檢驗AWGN和衰落條件下反向業(yè)務(wù)信道的解調(diào)性能，包括反向業(yè)務(wù)信道每個組成信道的解調(diào)性能，因此，包含數(shù)據(jù)信道、DRC信道和ACK信道的測試及其標(biāo)準(zhǔn)。圖1畫出了接入網(wǎng)多徑衰落條件下解調(diào)性能測試方框圖，其它的測試連接基本與此相同，僅有部分儀表的替換。數(shù)據(jù)信道解調(diào)性能測試情況如表1所示，分別在6種情況下驗證解調(diào)能力。DRC信道解調(diào)性能在表1的2、3、4、5四種情況下驗證，ACK信道解調(diào)性能在表1的2、3、4、5四種情況下驗證。通過以上測試，驗證了接入網(wǎng)在實際運行中碰到的種種干擾無線環(huán)境下業(yè)務(wù)的運行能力，保證數(shù)據(jù)正確高速的傳輸。接收機(jī)靈敏度、接收機(jī)動態(tài)范圍、單頻抗擾度、互調(diào)雜散響應(yīng)抑制、鄰道選擇性、接收機(jī)阻塞特性。接收機(jī)靈敏度是在反向數(shù)據(jù)信道PER保持在1%的情況下，在扇區(qū)RF輸入端口處測量到的最小接收功率。接收機(jī)動態(tài)范圍是指扇區(qū)RF輸入口處的輸入功率范圍（其低端限值為靈敏度測試中的電平值，其高端限值為保持1%的PER條件下每個RF輸入端口的最大總功率），在該范圍內(nèi)PER不應(yīng)超過規(guī)定限值。余下的4項測試均是驗證在存在不同的干擾信號下，接入網(wǎng)在指配信道頻率接收HRPD信號能力的量度。干擾信號分別為CW信號和HRPD信號，4項測試分別是在不同的頻偏、不同的信號強(qiáng)度組合下的驗證接收機(jī)能力是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。信號質(zhì)量定義為信號與噪聲之比Eb/NtoEb代表每數(shù)據(jù)信道比特能量，Nt是指在CDMA信道帶寬中所接收的噪聲加干擾的總功率譜密度。通過把來自多徑部分的單個Eb/Nt加在一起的方式計算出信號質(zhì)量。RSQI應(yīng)以6bit無符號整數(shù)形式上報，其測量結(jié)果用于比較不同扇區(qū)之間的信號強(qiáng)度，是切換過程中所需的一個重要參數(shù)。

表1　數(shù)據(jù)信道解調(diào)性能測試情況



圖1　接入網(wǎng)多徑衰落條件下解調(diào)性能測試方框圖

　　發(fā)射機(jī)測試集中在調(diào)制要求和功率要求兩個方面。調(diào)制要求集中在波形質(zhì)量和時延方面，每個扇區(qū)應(yīng)有一個時基參考，所有對定時要求嚴(yán)格的發(fā)射，包括導(dǎo)頻PN序列、幀和Walsh函數(shù)應(yīng)從其獲得。時基參考應(yīng)同步于系統(tǒng)時鐘。每個扇區(qū)應(yīng)提供可靠的外部手段以使每個扇區(qū)的時基參考與系統(tǒng)時鐘同步。每個扇區(qū)應(yīng)用一個具有足夠精確度的參考頻率保持時鐘與系統(tǒng)時鐘同步。在外部系統(tǒng)時鐘中斷后，扇區(qū)應(yīng)在至少8h內(nèi)能夠保持與系統(tǒng)時鐘的偏差小于10s。導(dǎo)頻時間校準(zhǔn)誤差是在考慮系統(tǒng)時鐘和導(dǎo)頻偏置的情況下，測量的導(dǎo)頻時間和期望的導(dǎo)頻時間的差值。反向功率控制信道測試確保功率控制比特有正確的靈敏性、位置和延遲。測試檢驗扇區(qū)以4個時隙間隔發(fā)送數(shù)據(jù)包大于一個時隙長度的速率前向業(yè)務(wù)信道分組數(shù)據(jù)包的時隙。此外，這些測試檢驗在ACK信道接收到確認(rèn)證實時扇區(qū)停止正在發(fā)送的前向業(yè)務(wù)信道分組數(shù)據(jù)包時隙的發(fā)送。波形質(zhì)量通過測量波形質(zhì)量Poverall-1、Poverall-2和Ppilot測量。發(fā)射的波形質(zhì)量值的范圍是從1（一個理想的HRPD波形）到O（一個非HRPD信號）。例如一個在其發(fā)射波形中有0.5dB畸變的扇區(qū)的波形質(zhì)量P為10-（0.5/10）=0.89。

　　MAC層、安全層、連接層、會話層、流層、應(yīng)用層的測試主要是集中在信令和消息這個層面的測試，項目不多。僅舉一例說明，例如密鑰特征計算時間的測試，DH密鑰交換協(xié)議規(guī)定接入網(wǎng)絡(luò)在接收到KeyResponse Message后，應(yīng)開始計算加密密鑰；在加密密鑰計算完后，接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)向接入終端發(fā)送一個ANKeyComplete Message；這個測試檢驗加密密鑰的計算時間在規(guī)定的時間期限內(nèi)。

　　由于接入網(wǎng)有可能會工作在多種環(huán)境下，所以規(guī)范主要定義了3種最典型的環(huán)境測試?yán)�如高溫、低溫和濕熱。測試項目均為頻率容限、時間基準(zhǔn)、波形質(zhì)量、RF功率輸出變化，這些項目在常溫測試中已經(jīng)進(jìn)行過了，在此僅測試了最具代表性的4個指標(biāo)來驗證接入網(wǎng)設(shè)備的性能。

2、接口部分

　　接入網(wǎng)的接口主要有A8/A9、A10/A11、A12、A13，其中A8/A9是AN和PCF之間的接口，A10/A11是PCF和PDSN之間的接口，A12是AN和AN-AAA之間的接口，A13是AN和AN之間的接口。接口測試主要是用信令測試儀去檢測設(shè)備間傳輸?shù)南�息是否符合相�?yīng)的規(guī)范規(guī)定，只有協(xié)議充分的符合了標(biāo)準(zhǔn)要求，這個網(wǎng)絡(luò)上信息的傳遞才會暢通無阻、實時準(zhǔn)確。這一部分的測試主要對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)為3GPP2 C.S0008。

3、安全部分

　　除了C.S0032規(guī)定的上述測試外，關(guān)于安全方面的測試也越來越受到人們的重視。安全測試目前也是驗證接入網(wǎng)設(shè)備性能的重要指標(biāo)。接入網(wǎng)的安全測試應(yīng)該和cdma 1x的基站安全性能要求是相似的，由于接入網(wǎng)的規(guī)范還沒有發(fā)布，下面主要介紹一下目前針對cdma 1x的基站的安全測試。測試的主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是YD/T 965-1998。目前，基站主要分為兩種供電模式，一種是220V市電，一種是-48V直流。對于直流供電的要求相對簡單，只需進(jìn)行接地導(dǎo)體電阻和連接電阻試驗；而對于采用220V市電供電的設(shè)備，主要要求的試驗有輸入電流，接地導(dǎo)體電阻和連接電阻，電源電路的接觸電流，電源電路的抗電強(qiáng)度，通信口的接觸電流以及通信口的抗電強(qiáng)度。當(dāng)然對未連接到通信網(wǎng)絡(luò)的基站，后兩項試驗不用做（通信口簡單地講就是看有沒有直接連接到PSTN上的接口）。

　　下面具體地介紹一下這幾項試驗的測試方法及要求。輸入電流試驗：要求設(shè)備在額定電壓范圍的下限的-10%至上限的+10%之間的電源上正常工作，且它的穩(wěn)態(tài)輸入電流不應(yīng)超過額定電流10%。接地導(dǎo)體電阻和連接電阻試驗：要求在電源地和設(shè)備遠(yuǎn)端地之間通過一個25A的電流，時間持續(xù)10s，要求保護(hù)連接導(dǎo)體電阻不超過0.1Ω。但這個阻值不應(yīng)包含電源線那段的阻值。電源電路的接觸電流試驗：設(shè)備由額定電壓上限的+10%的電源為之供電，分別檢測電源相線／零線對地的漏電流，要求漏電流不超過3.5mA。如果超出，可在靠近設(shè)備的交流電源連接端處貼上“大漏電流，在接通電源之前必須先接地”的警告標(biāo)識。電源電路的抗電強(qiáng)度試驗：要求在電源相線和地之間，試驗電壓要從零逐漸升高到1500VAC或2121VDC，并在此電壓值上持續(xù)60s，這期間絕緣不應(yīng)擊穿。做此試驗時如果電源有過電壓保護(hù)元件，需拆除。通信口的接觸電流試驗：要求設(shè)備在額定電壓上限的+10%的電壓下工作，分別檢測電源相線／零線對通信網(wǎng)的漏電，要求漏電流不超過0.25mA。通信口的抗電強(qiáng)度：首先，通信口與地之間的隔離，要求連接到通信網(wǎng)絡(luò)的電路與設(shè)備內(nèi)部接地的部分應(yīng)絕緣。一般施加1500VAC或2121VDC的試驗電壓，且漏電流不超過10mA，對于永久接地的設(shè)備可不進(jìn)行此試驗。另外，通信口與其它接口之間也要有一定的絕緣性，一般施加1000VAC或1414VDC的試驗電壓。