3G/4G基站物理層黑匣子驗(yàn)證方法

　　作者：Mihai Barbulescu、Mihnea Ionescu、Andrei Alexandru Enescu

　　引言

　　電信時(shí)代尚未達(dá)到頂峰。預(yù)計(jì)到 2016年用戶數(shù)據(jù)傳輸速率將達(dá)到每月 6 EB。新通信技術(shù)的發(fā)展旨在確保滿足日益增加的數(shù)據(jù)傳輸速率要求。3GPP 標(biāo)準(zhǔn)逐步發(fā)展，以確保滿足這些要求。與此同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商為提供良好的用戶覆蓋體驗(yàn)而引入了小型蜂窩需求，蜂窩拓?fù)湟舶l(fā)生了改變。

　　在這種有利的情況下，半導(dǎo)體公司提供了廣泛的產(chǎn)品組合，以應(yīng)對(duì)不同的業(yè)務(wù)情況?；緛碇v，物理層（L1）的產(chǎn)品包括片上系統(tǒng)（SoC）、基于 FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）的解決方案、多核數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）、基帶加速器、ASIC（特定應(yīng)用集成電路）、網(wǎng)絡(luò)處理器或這些元件的組合。從硬件方面來看，這些都是非常復(fù)雜的平臺(tái)，具有大容量和豐富的功能集。 這是將為此類平臺(tái)編寫的軟件分割成更小的功能部件、通常來自于不同來源和供應(yīng)商的主要原因： 例如，物理層（L1）、數(shù)據(jù)鏈路和網(wǎng)絡(luò)層（L2-L3）、操作系統(tǒng)（OS）、板級(jí)支持包（BSP）等。每個(gè)功能部件都有其自身的挑戰(zhàn)和性能要求。 因此每個(gè)部件都需要獨(dú)立進(jìn)行測(cè)試，確保完全符合產(chǎn)品要求。

　　在此類混合系統(tǒng)中，測(cè)試通常分兩個(gè)階段進(jìn)行：

　　- 單獨(dú)測(cè)試每個(gè)軟件模塊

　　· 這個(gè)階段確保每個(gè)組件或模塊獨(dú)立工作正常，由測(cè)試儀或控制臺(tái)激勵(lì)。

　　- 系統(tǒng)集成測(cè)試 （SIT）

　　· 這一階段確保所有組件以正確的方式協(xié)同工作。

　　· 所有模塊的輸入測(cè)試空間通常過大，在本階段無法覆蓋；因此本階段不注重覆蓋范圍。

　　測(cè)試和釋放流程需要考慮這兩個(gè)測(cè)試階段。盡管L1在SIT驗(yàn)證過程中進(jìn)行了檢驗(yàn)，但如果驗(yàn)證目的是特定的物理層功能，那么本階段不一定需要提供所需的控制力。 這是因?yàn)閺?qiáng)加特定L1流的決策源自高層邏輯。此外，在 SIT 驗(yàn)證過程中，測(cè)試結(jié)論只能基于特定流程（如成功的UE附著或獲得給定的吞吐量）的輸出，在這種情況下，L1 的行為對(duì)測(cè)試結(jié)果有很大影響?？梢哉f，SIT 驗(yàn)證階段間接測(cè)試了L1 的功能。為了充分控制和驗(yàn)證 L1 獨(dú)立工作時(shí)的功能，必須定義一個(gè)獨(dú)特的控制層，從而應(yīng)對(duì)上述規(guī)定的限制。

　　圖 1 – 協(xié)議實(shí)體與 L1交互簡(jiǎn)圖

　　將驗(yàn)證功能只集中于L1，會(huì)剝奪高層實(shí)體的功能，使其只能提供最小功能，甚至還可能將一些層一起丟棄。例如，為了保持一致統(tǒng)一的L1行為，需要定義一個(gè)調(diào)度邏輯，來取代MAC，無需考慮實(shí)際部署中有效的限制。 但不再需要與 PDCP和 IP協(xié)議棧進(jìn)行交互，因?yàn)閺腖1的角度來看，用戶平面數(shù)據(jù)最終被作為一系列傳輸塊饋送。RRC邏輯被剝奪了其非接入層特權(quán)，只能管理來往于物理層的控制消息流。 在典型的小型蜂窩環(huán)境下，用來與L1進(jìn)行交互的一組消息通常遵從FAPI 規(guī)范或其衍生規(guī)范。

　　本文的結(jié)構(gòu)安排如下。第 2 節(jié)介紹了黑匣子測(cè)試環(huán)境、功能實(shí)體及其整合。第3節(jié)專注于這種環(huán)境的自動(dòng)化功能。第 4 節(jié)研究了飛思卡爾案例，并說明如何應(yīng)用 L1 黑匣子原理。 第 5 節(jié)概述了本文的結(jié)論。

　　環(huán)境設(shè)置

　　飛思卡爾黑匣子的目的是提供面向自動(dòng)化測(cè)試環(huán)境的解決方案，取代全協(xié)議測(cè)試，使用模擬高層（L2-3）軟件包，以驗(yàn)證飛思卡爾的物理層軟件解決方案。它擁有測(cè)試解決方案的基本功能，如捕捉和上報(bào)測(cè)試結(jié)果，還顯示來自軟件架構(gòu)不同點(diǎn)的大量日志，這些點(diǎn)包括： L1、模擬高層（L2）和測(cè)試腳本。黑匣子所用的環(huán)境包含以下各項(xiàng)：

　　· DUT – 被測(cè)設(shè)備 3G/4G 基站

　　· CCE – 中央控制節(jié)點(diǎn)

　　· L2STUB – 功能剝離的高層

　　· 輪詢代理 – 定期查詢數(shù)據(jù)庫(kù)獲得可執(zhí)行的任務(wù)（包含要運(yùn)行的測(cè)試及其輸入?yún)?shù)）的代理

　　· TM – 測(cè)試終端設(shè)備，第三方 UE（用戶設(shè)備）模擬器

　　· VSA – 矢量信號(hào)分析儀

　　· VSG – 矢量信號(hào)發(fā)生器

　　· Web服務(wù)器

　　本文選自電子發(fā)燒友網(wǎng)8月《無線通信特刊》Change The World欄目，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！