基于1xEV-DO技術(shù)研發(fā)移動終端和兩種生產(chǎn)測試方法對比分析

本文介紹了1xEV-DO技術(shù)的歷史背景及發(fā)展，對1xEV-DO移動終端研發(fā)、生產(chǎn)測試的內(nèi)容以及相關(guān)標準進行了具體描述，并對目前業(yè)內(nèi)使用的兩種生產(chǎn)測試方法進行了比較和分析。

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，隨著無線技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，對高速無線數(shù)據(jù)服務(wù)的需求日益緊迫。為了在現(xiàn)有的無線資源上滿足高速數(shù)據(jù)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 。

1xEV-DO Rel 0 的標準頒布以后，由于它可以支持最高2.4Mbps的數(shù)據(jù)下載速度，在北美、日本和韓國的許多運營商和移動終端廠家很快推出了相應(yīng)的產(chǎn)品和服務(wù)，1xEV-DO技術(shù)和設(shè)備得到了廣泛的商業(yè)應(yīng)用。而曾經(jīng)被認可的既可以支持數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，又可以支持話音業(yè)務(wù)的1xEV-DV技術(shù)卻因為錯過了市場進入時機的而被普遍放棄。

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(diào)實時性業(yè)務(wù)和低時延業(yè)務(wù)的處理，實現(xiàn)了基于流（Flow）的QoS，并為高速對稱業(yè)務(wù)的實現(xiàn)在空中接口前/反向上都進行了增強。通過引入新的技術(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DO Rel A的商用網(wǎng)絡(luò)，六個實驗網(wǎng)。而從Sprint的商用網(wǎng)來看，DO Rel A的技術(shù)相當(dāng)成熟，可以提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，平均上行數(shù)據(jù)應(yīng)用速率300-400kbps，而平均下行速率為450-800kbps，用戶終于可以實現(xiàn)高速率可視電話，歌曲點播，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(nèi)推出1xEV-DO Rel B 產(chǎn)品。1xEV-DO Rel B采用多載頻復(fù)用的技術(shù)，每個載頻可支持4.9Mbps的數(shù)據(jù)數(shù)率，利用20MHz 的載頻，前向支持的最高數(shù)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(qū)別和聯(lián)系

CDMA2000與1xEV-DO的相同點：

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（不能互相重疊同時使用）

2．1xEV-DO移動終端設(shè)備的測試要求

2.11xEV-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，被稱為測試應(yīng)用協(xié)議TAP，對于1xEV-DO Rel A，稱為 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(yīng)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)信道進行配置。它規(guī)定了如何產(chǎn)生和發(fā)送用于前向信道測試的數(shù)據(jù)包，及如何統(tǒng)計計算一個移動終端是否符合性能要求。它被用來做移動中端接收機的測試。

RTAP/ERTAP定義了控制反向信道的信息流程，它規(guī)定了如何產(chǎn)生和發(fā)送用于反向信道測試的數(shù)據(jù)包，被用來做移動終端發(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移動終端性能的測試做了詳細的規(guī)定。 后面內(nèi)容將對接收機和發(fā)射機測試進行詳細的介紹。

2.21xEV-DO 移動終端接收機測試要求

2.31xEV-DO 移動終端發(fā)射機測試要求

2.41xEV-DO 移動終端數(shù)據(jù)吞吐能力測試

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

進行數(shù)據(jù)吞吐能力的測試， 首先要求測試設(shè)備工作在缺省分組數(shù)據(jù)應(yīng)用（Default Packet Application）模式下，缺省分組數(shù)據(jù)應(yīng)用通過提供8位字節(jié)的數(shù)據(jù)流的方式在終端和基站之間攜帶數(shù)據(jù)包。

如圖2.1所示，測試設(shè)備（如Agilent E5515C綜合測試儀）作為基站仿真器與移動終端通過RF線纜連接，測試設(shè)備通過以太網(wǎng)口與LAN連接，根據(jù)需要，在LAN上還要連接相應(yīng)的PC來監(jiān)控?zé)o線協(xié)議或安裝數(shù)據(jù)應(yīng)用的服務(wù)器。如果需要測試移動終端移動IP的性能， 還要連接移動IP的服務(wù)器。 這樣移動終端就可以與測試設(shè)備建立數(shù)據(jù)連接，通過上傳或下載數(shù)據(jù)來檢驗數(shù)據(jù)吞吐能力，并驗證移動終端在實際數(shù)據(jù)應(yīng)用中的基本功能。

圖2.1 1xEVDO終端數(shù)據(jù)吞吐能力測試方案

在這種方案中，測試設(shè)備要滿足以下要求：

在1xEV-DO Rel 0和Rel A的協(xié)議下支持缺省分組數(shù)據(jù)應(yīng)用（DPA）

模擬1xEV-DO BTS和PDSN

可以通過以太網(wǎng)口與實際數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建立TCP/IP連接

支持簡單IP和移動IP應(yīng)用

支持以太網(wǎng)上PPP應(yīng)用（Mobile IP模式）

當(dāng)沒有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時，職稱睡眠模式（Dormant mode）

支持前向和反向的無線鏈路協(xié)議（RLP）

可以實時地監(jiān)控前向和反向物理層（PL）和網(wǎng)絡(luò)層（TCP/IP）的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)包信息、IP包發(fā)送數(shù)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(shù)據(jù)應(yīng)用。這在后面會詳細介紹。

2.5CDMA2000/1xEV-DO 混合模式測試

如1.1所述，1xEV-DO技術(shù)的產(chǎn)生是為了滿足高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要，但是，它的使用者就必需面臨這樣一個問題：在1xEV-DO系統(tǒng)上是不能支持語音業(yè)務(wù)的。 換句話說，1xEV-DO是純數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

為了解決這個問題，Qualcomm公司提出了混合模式（Hybrid Mode）技術(shù)，這項技術(shù)使得單個雙模（CDMA2000/1xEV-DO）終端可以在CDMA2000和1xEV-DO網(wǎng)絡(luò)之間“無縫”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(yīng)商聲稱在EV-DO上支持了話音業(yè)務(wù)功能。 事實上，混和模式并不是在EV-DO的系統(tǒng)上實現(xiàn)了話音業(yè)務(wù)，而是根據(jù)實際的應(yīng)用在CDMA2000和1xEV-DO兩網(wǎng)之間交替工作。

混合模式的工作原理是這樣的：

移動終端按照自己的間隔周期（slot cycle）注冊并監(jiān)視CDMA2000的系統(tǒng)

移動終端在1xEV-DO系統(tǒng)打開會話，并根據(jù)控制信道周期監(jiān)視數(shù)據(jù)包的活動。

當(dāng)兩種系統(tǒng)都存在時，CDMA2000系統(tǒng)提供話音業(yè)務(wù)， 而1xEV-DO系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的請求，移動終端會與1xEV-DO系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)連接

如果有話音或SMS服務(wù)請求，移動終端會與CDMA2000系統(tǒng)建立連接。

當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)正在進行的時候

移動終端會間斷地斷開數(shù)據(jù)連接，而轉(zhuǎn)到CDMA2000的RF信道檢查CDMA2000系統(tǒng)的尋呼

如果沒有呼叫，移動終端會立即恢復(fù)數(shù)據(jù)連接，繼續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

如果有CDMA2000系統(tǒng)的話音或SMS呼叫，移動終端會響應(yīng)CDMA2000呼叫直到通話或SMS結(jié)束（此時1xEV-DO系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)），然后恢復(fù)數(shù)據(jù)連接，繼續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

當(dāng)1xEV-DO系統(tǒng)突然超出服務(wù)區(qū)或停止工作，移動終端要能夠在CDMA2000系統(tǒng)上建立分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接，繼續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

混合模式的測試方法如圖2.3所示，兩臺AgilentE5515C 綜合測試儀分別運行CDMA2000系統(tǒng)和1xEV-DO系統(tǒng)，當(dāng)嚴格進行同步后就可以模擬實際的雙系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。這樣便可以在無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Qualcomm的測試規(guī)范80-V6313-1 Rev. A “Test Recommendations for 1xEV-DOHybrid Mode Terminals”。

3．1xEV-DO移動終端生產(chǎn)測試的常用方法

移動終端在生產(chǎn)線上主要進行RF校準并執(zhí)行部分基于C.S0033A 的終測。按照C.S0033A的要求，移動終端性能的測試是建立在TAP/ETAP協(xié)議基礎(chǔ)上的測試，也就是業(yè)內(nèi)常說的基于信令的測試。作為CDMA2000和1xEV-DO的主要芯片供應(yīng)商Qualcomm，自己也推出了一種生成線測試模式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)線上應(yīng)用比較普遍的測試，如圖2.4所示，移動終端只要RF口與測試設(shè)備連接，PC通過GPIB對測試設(shè)備進行遠程控制，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(chǔ)上進行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(yīng)，而在接收到了終端的確認之后，測試也可以馬上進行，尤其在切換信道或頻帶的時候，在TAP和ETAP方式下進行的測試，可以大大地節(jié)約時間。

與真實網(wǎng)絡(luò)中所應(yīng)用的默認分組數(shù)據(jù)應(yīng)用協(xié)議（DPA）不同，在真實網(wǎng)絡(luò)中，DO終端有很大的自主權(quán)，前向的速率基本上不能由網(wǎng)絡(luò)直接指定，而是由終端實際所處無線環(huán)境來決定。而在測試應(yīng)用協(xié)議之中則可以由信令指定，并能通過調(diào)整測試設(shè)備的實際輸出功率及AWGN噪聲干擾，從而完成模擬測試規(guī)范所要求的各種測試條件。

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(shè)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。 它的主要特點是不需要測試設(shè)備的信令支持也可以進行移動終端的終測。

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

這種測試方法由于不需要建立連接，所以在測試開始時會節(jié)約打開會話和建立連接的時間。

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(shè)備的要求，一些技術(shù)能力較弱的測試設(shè)備供應(yīng)商非常支持這種方法。 盡管這種方法由來已久，但一些設(shè)備供應(yīng)商在沒有能力支持1xEV-DO Rel A ETAP協(xié)議的時侯，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比較快。其實這是一個誤區(qū)，因為許多參數(shù)的設(shè)定，在非信令的方式下都要在儀表和被測件上分別來進行，而且要嚴格匹配，如果有信令存在，儀表和被測件可以自動協(xié)商完成。這在一定程度上會加大非信令測試程序的復(fù)雜性。另外，如果執(zhí)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)測試方法進行一個客觀的比較，以便廣大1xEV-DO 終端生產(chǎn)者參考。

結(jié)論

由于1xEV-DO移動終端要支持高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其設(shè)計難度比較大，對其性能的要求比CDMA2000嚴格很多，因此，生產(chǎn)線對1xEV-DO移動終端尤其是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，最終用戶對移動終端性能的期望比較高，因此，在生產(chǎn)線上，1xEV-DO的關(guān)鍵指標必須進行準確測試，測試設(shè)備的選擇，也是一個關(guān)鍵因素。1xEV-DO終端的生成廠商要根據(jù)最終用戶的期望合理地選擇測試設(shè)備和測試方法。

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