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第三代无线移动通信体系的测试
第三代(3G)无线移动通信CDMA体系将于几个月后在北美地区首次建立。这些3G服务由于cdma2000标准的出现而得以实现。cdma2000在传输路径方面为用户带来若干明显的好处，如提高了话音传输能力和实现了高速数据连接，它看来会大大扩展它的上一代IS-95（2G）所获得的成功和起到的推动作用。为了使cdma2000在首次投入运营之际就获得尽可能大的成功，移动设备制造商和服务商将采用结构化的方法来测试原本为IS-95标准开发的移动通信设备。对cdma2000设备和服务的评测在测试方法方面提出了不小的挑战。
在一种新的蜂窝式接口标准首次投入实用的过程中，要成功地管理和实施这一工作，就要处理好一些棘手的问题。历史上就不乏某种移动通信系统在大规模建设过程中遇到挫折的实例。在上世纪90年代早期， GSM的部署曾被耽误过。其中一个原因是缺乏经过充分测试的手机。近年来，W-CDMA组织被迫推迟cdma2000对应的3G技术的首次推出，就是因为其技术规范和测试标准不完备。
回顾一下IS-95体系的建立工作是如何通过分阶段的测试方法可在很大程度上避免了类似的失误，是很有意义的。
到上世纪90年代中期为止，CDMA的支持者已经让服务商们相信，与其他竞争对手相比，他们的IS-95空中接口技术的容量在理论上具有显著的优势。然而，需要用商业化产品来体现这些优势。为了缩短推向市场的时间，CDMA支持者聚到了一起，组成了一个由多家公司组成的国际性联盟，称为“CDMA开发商组织”（CDMA Developers Group, CDG）。
CDG内部已形成了一支系统测试队伍，专注于开发验证CDMA设备及服务的性能与互操作性所用的测试方法。所开发的测试流程将分为三个阶段，包括移动设备的物理层参数测试、在网络架构和移动设备之间的协议互操作性测试以及移动应用现场测试。这些步骤如图1所示，目前正在应用于cdma2000的移动设备。
图1 三个测试阶段-从开发到建设
图2 CW(连续波)相噪声对CDMA信号的影响
图3 呼叫流程图测试过程将分为三个阶段
图中：CDG Test Methodology: CDG 测试方法 Development: 开发 Stage 1: 第一阶段， Mobile Minimum Performance Test:移动设备基本性能测试 Stage 2: 第二阶段 Mobile Infrastructure Interoperability Test:移动设备/网络间互操作性测试 Stage 3 移动现场测试
第一阶段:物理层参数测试
CDG第一阶段的测试规范，专门的名称为EIA/TIA-98D“cdma2000展频移动通信基站基本性能推荐标准”，涉及cdma2000移动设备的物理层性能参数。这一规范通过一系列空中接口测试来评估移动通信发射机和接收机的性能。这些测试通常是在利用实验室设备搭建的有线测试环境中进行的。
为了将预期的增值优势变为现实(如提高网络容量和增加数据连接能力等)，cdma2000对IS-95标准进行了不少改进。 由于采用了反向连接导引信号，新网络的容量得到了提高。这一信号在IS-95体系中是没有的，它使得cdma2000基站可以对移动设备进行同步检测，并为前向连接功率控制提供了一个信道。这些特点改善了前向和反向连接的性能，使得该CDMA网络在同样的频谱下能容纳更多的移动用户。
cdma2000标准所支持的数据发送服务种类也大大增加。规范中包括的工作模式还允许话音和数据能同时传输。这些服务要求移动终端支持灵活的无线射频配置和附加的业务信道。由于数据传送质量是一个关键的性能参数，因此移动接收机必须在各种射频信道条件下进行测试，以检验其可靠性。接收机的性能通过在不同信道条件下测量其前向连接的帧错误率(FER)来确定。RF信道仿真器可以提供多径信道条件。一个干扰仿真器可以产生共信道和邻近信道干扰条件。EIA/TIA-98D对用于单音调降敏测试所用的连续波(CW)邻近信道干扰源的性能做出了严格的新规定。
2G测试标准并未对CW干扰仪的相噪声性能做出规定。在一个邻近信道接收机测试中，寄生的相噪声可以延展到接收信道的通带中，起到附加的共信道干扰的作用。寄生相噪声在一些2G单音调降敏测试结构中会导致错误的测试条件。为解决这一问题，IS-98D包括了对CW相噪声性能的严格规定，如图2所示。为满足这些性能标准，就要采用高性能的专用测试仪器。
在2G的测试规范中，仅为一个单前向传送信道上的两个前向连接数据率集规定了FER测试条件，cdma2000的情况则与之形成鲜明对比，cdma2000扩展率1(SR1)采用了五个前向连接射频配置。数据的发送可以通过前向业务信道、专用控制信道和前向辅助信道共三个信道来实现。这样，诸如单音调降敏之类的测试所涉及的数据传送与信道条件间关系的置换要多得多。新规范中增加了对10个频带级的支持，而在IS-95中只有两种，很容易就可以看出，cdma2000所具有的灵活性也使得EIA/TIA-98D测试的种类要多得多。由于增加的待测项目数以千计，就有必要使测试过程自动化。
第二阶段：互操作性
完成第一阶段的测试后，移动设备要接受第二阶段的测试，这一阶段的测试是通过一系列移动基站信号发送和呼叫处理测试来评估移动设备的协议层性能。与第一阶段测试类似，第二阶段测试也是在有线环境中进行的。真正的第二阶段测试是在配备有主要通信体系设备制造商的产品的互操作性I/O测试实验室中进行的，测试由一系列通过实际系统设备产品进行的试验构成。测试设备方面的技术革新，使得移动设备制造商可以在他们自己的实验室中的测试平台上完成预测试。
由于cdma2000的蜂窝小区的分布在体系建设之初不会十分完善，CDG的第二阶段测试必须包括移动设备是否同时兼容IS-95和cdma2000两种标准的验证。与这项要求有关的关键性测试涉及移动设备能否处理好在IS-95和cdma2000两代蜂窝小区间的越区切换。要在测试设备上完成这些测试，就要求所用的CDMA网络仿真器在独立的RF载波间执行越区切换时具备两种标准仿真能力。
对于EIA/TIA-98D测试来说情况也是如此，cdma2000的新特点和新服务也对第二阶段测试过程提出了新的要求。对用户来说，cdma2000带来的一个新的好处是电池寿命延长了。电池寿命的延长是由于采用了一个快速前向连接寻呼信道(QPCH)。QPCH使得一个cdma2000移动设备的信号处理电路在处于待机状态时的休眠期所占的比例更高。
必须对QPCH性能进行验证，以确保移动终端能监测QPCH段，并对快速页标志QPI(无需解调，只是能量检测)做出正确的响应。同时运用正反情况测试就可以得出合适的性能，如图3所示的呼叫流程图。正过程的性能可以通过将相应的移动终端的QPI设置为ON，而所有其他段的标志设置为OFF来测量。类似的，也可以发送一个注册请求指令，此时的测试是用于验证移动设备不会处理在分配给它的时间片上的信息。在测试设备上执行这些操作过程，就要求采用允许对寻呼信道进行基本层操作的仿真器。
第三阶段：现场性能测试
第一阶段和第二阶段的测试是在实验室中有线的环境下对移动设备的物理层和协议层性能进行验证，而第三阶段测试的目标则是验证移动设备在真实环境中在这两个层次上的性能。移动设备的制造商一般情况下要与购买其产品的服务商合作进行测试。这些测试在一组确定的行驶路径上进行，要用到一系列呼叫处理操作。
举例来说，对越区切换的测试可以在开车穿越高楼构成的“峡谷”的途中进行。在某一时刻，一个建筑物可能会挡住移动设备与所有蜂窝小区设备之间的传输路径，但片刻之后(当车辆摆脱建筑物的遮蔽、行驶到路口时)来自多个基站设备的传输信号又传到了手持设备。因此要保证网络的可靠性，移动设备处理这样变化强烈的环境条件的能力十分重要。
正如前面提到的那样，促使服务商努力追求到cdma2000的升级换代是其大大扩展的容量。现在，通过采用反向连接导频信道，一个移动设备能够在基站传输的相关信道级上实施闭环功率控制，其效果是减少了在前向连接上发射的代码信道功率。在一个CDMA系统中，发射功率的减小直接导致了容量的增加。
FFPC的实现意味着移动设备执行的功率控制算法几乎与基站所用的一样复杂。由于这一处理过程很复杂且对网络部署的有效性有直接影响，对FFPC的现场测试十分关键。同时，必须有高效的诊断工具来监测移动设备并协助对其性能的分析。由于现场测试利用了真正的网络系统设备，在控制反馈方面很难达到通常在实验室里能达到的水平。可以用带诊断功能的监测设备来验证移动设备是否能根据所接收到的能量/噪声比来向基站发射正确的功率控制位码。
移动设备诊断监测设备还能使车辆行驶测试过程中的控制与报告机制自动化。例如，有的测试过程要求移动设备在行驶途中周期性地发出电话呼叫。在另一种情况下，在测试过程中有必要每次在电话通话断线时记录一个点。在内置绘图语言和一个GPS接收机接口的帮助下，一个移动设备诊断工具可以简化这些任务，使之自动进行。
结语
为了减少推向市场的时间，并确保初次投入运营就取得成功，采用cdma2000标准的制造商和服务商将采用一种全面的、分为3个阶段的测试过程以验证移动设备的性能。尽管这种测试方法已用于检验采用IS-95标准的移动设备的性能，但cdma2000标准所具有的新的、使其增值的新特性和服务项目又产生了新的测试要求。为了满足这些要求，要采用创新的、有针对性的测试方法。这些测试过程就必须是集成化的，如果要有效地处理新增加的大量测试操作，还应实现自动化。(电子产品世界)
