如今的便携式设备(也称用户设备),无论是低成本功能手机、智能手机、平板电脑还是笔记本电脑数据卡,通常都兼容传统的 2G 和 2.5G 协议,并且支持标准和增强型 3G 功能:GSM(全球移动通信系统)、GPRS(通用分组无线服务)、EGPRS(增强型 GPRS;也称 EDGE,即 GSM 演进增强数据速率)、W-CDMA(宽带码分多址)和 HSPA(高速分组接入)。根据 3GPP 版本 7 和 8 集成 HSPA+ 功能时,开发人员必须确保正确理解和实现所需的新功能,同时确保这些功能不会导致现有基础产品出现故障。版本 7 和 8 首次将多个接收器集成到同一用户设备中。.
如今,得益于组件和电池技术的进步,这一切才成为可能。鉴于智能手机、平板电脑和笔记本电脑等设备对数据密集型应用的需求日益增长,移动宽带的普及也使得这一切成为必要。随着下行 MIMO(多输入多输出)和 DC-HSDPA(双载波 HSDPA,一项允许网络同时从两个小区向移动设备传输 HSDPA 数据的新功能)的集成,新的测试将主要关注用户设备接收机的附加功能,并确保不会发生任何不利的交互作用。具体而言,测试中新增了接收机测试,并对现有的 HSDPA 性能测试进行了修改,以涵盖新的 DC-HSDPA 要求。例如,DC-HSDPA 测试的参考灵敏度水平提高了 4 dB,必须分别测量每个小区的误块率 (BLER),并且新的测试验证用户设备是否能够为两个小区提供准确的信道质量指示 (CQI) 结果。测试实验室,无论是独立的还是隶属于制造商或网络运营商的,都会使用自动化系统(例如安捷伦的 GS-8800)来运行全面的测试集(在行业术语中称为“测试活动”),并证明这些测试已经正确执行。.

如需了解最新的测试信息,请参阅 3GPP 测试设备合规性规范 TS 34.121-1 V10.1.0 (2011-12)(无线电发射和接收 (FDD)),网址为 http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/34_series/34.121-1/34121-1-a10.zip
一般来说,规范符合性测试涵盖设备的物理属性(特性)及其预期行为(性能要求)。特性测试主要涉及传统的射频测试,虽然会随着技术进步而发展,但对于业内专业人士来说相对比较熟悉。它测量输出功率和接收灵敏度等参数,这些参数会因设备而异。因此,在设计阶段,需要在设备的预期环境范围内对其进行全面评估,其中一部分测试构成了制造测试的基础。另一方面,性能特性与设备作为网络组件的运行相关。它们与设备的设计和控制软件密切相关,而不是与特定设备的物理属性相关。测试要求中包含的“增强性能特性”特指具有多个接收天线并支持分集接收(多个天线向单个接收器发送数据)、MIMO 或 DC-HSDPA 的用户设备类别。制造商将在开发过程中验证这些特性,并且这些设备在被认为适合网络使用之前,将由独立测试公司、国家规范符合性测试实验室和运营商进行全面的规范符合性和互操作性测试。对设备控制软件的任何修改都将导致设备需要重新进行所有测试。.
我们来分析一种具体的需求类型。W-CDMA及其演进版本是码域复用系统,简单来说,每个用户都使用整个信道,用户之间通过发射机和接收机都已知的特定随机化码进行区分。同一信道上的其他传输使用不同的码,因此只会表现为带宽噪声。图2展示了基站发射机输出的构造概念框图。.

为确保基站接收机始终以最佳效率运行,系统会持续监测并调整每个用户设备的发射功率,以在基站接收机处维持目标误码率,同时最大限度地减少
对其他用户的干扰。尽管误码率远非完美,但通过密集的前向纠错 (FEC) 算法,数据完整性得以保证。这种闭环功率控制是用户设备性能的基本要求,并且随着调制密度的增加(即星座点间距减小意味着必须提高信噪比才能维持相同的误码率),其重要性更加凸显。参见图 3。
安捷伦 8960 移动通信测试套件是一款兼容 W-CDMA 及其所有演进版本的基站仿真器
,其实验室应用程序允许通过键盘控制功率提升和功率降低消息,使开发人员能够全面测试新设备或升级设备的功能。
目前,用户设备的开发通常以系统仿真为起点,这是缩短设计周期和降低成本的最佳方法。诸如安捷伦的SystemVue之类的设计工具包含功能齐全的发射和接收模型,其中包括DC-HSDPA特有的功能,从而可以对整个系统进行闭环误码率/误码率测量。.
SystemVue库可以与安捷伦的信号生成和分析测试设备以及射频电子设计自动化(EDA)平台对接,从而实现从仿真到实际系统组件测量的无缝衔接。
在移动通信环境中测试组件需要使用它们在实际应用中会遇到的复杂信号来验证组件和子系统。安捷伦的Signal Studio波形生成软件是一款基于PC的应用程序,它简化了符合3GPP规范的任意W-CDMA测试信号的生成,并且兼容多种安捷伦矢量信号发生器。
在信号分析方面,安捷伦 VSA 89600 软件支持版本 7 和 8 的新功能,包括 MIMO 和上行链路传输分析(至业务小区),以及对双小区 HS-DPCCH 的 Ack/Nack 和 CQI 报告的解码。该软件还提供高质量、符合标准的信号评估和故障排除工具,工程师
可以使用这些工具查看信号并收集所需数据,从而成功解决物理层信号问题。此外,它还支持双通道和四通道 MIMO,并兼容 30 多款安捷伦信号分析仪、示波器和逻辑分析仪。
图 7 以表格和图形形式显示了使用 VSA 计算的 64 QAM 下行链路信号的误差矢量幅度 (EVM) 和
相对码域功率。
图 8 显示了一台正在测试的具备 DC-HSPA 功能的 USB 设备。图中左侧的 PC 是一台运行 IPERF 的服务器,IPERF 是一款用于测量 TCP 和 UDP 协议最大带宽吞吐量的实用程序。在本例中,服务器通过 Agilent 8960 移动通信测试仪的以太网端口发送一个 42 Mbps 的比特流。8960 模拟 DC-HSDPA 传输(即,它通过其前面板的射频输出将主业务单元和辅助业务单元的信号传输到设备)。8960 的数据监控显示屏显示了单通道和总数据吞吐量,以及主业务单元和辅助业务单元的详细数据速率。8960 上方是接收 PC,它也运行着 IPERF,并显示接收到的数据速率。同样的配置也可用于让 PC 通过 FTP 使用 FileZilla 等软件从服务器接收文件,从而在需要确认数据接收的情况下显示性能差异。.
3GPP 信道和信号标识符:
3GPP 组织维护着一份完整且最新的规范中使用的所有技术缩写列表。有关完整列表(英文版),请访问 http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/21905.htm。
