當(dāng)今移動(dòng)設(shè)備的集成化測(cè)試（圖）

隨著網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商的數(shù)據(jù)服務(wù)和更高速服務(wù)的擴(kuò)大，移動(dòng)設(shè)備的功能有了新的需求。移動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)者已經(jīng)開(kāi)始在他們的產(chǎn)品中逐漸集成CDMA2000和1xEV-DO或EDGE、W-CDMA和HSDPA等技術(shù)。這些技術(shù)非常復(fù)雜，并且為終端用戶(hù)提供的服務(wù)更加靈活多樣，因此就要求移動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)者在將產(chǎn)品交付生產(chǎn)之前，對(duì)產(chǎn)品的應(yīng)用性能進(jìn)行完備的測(cè)試。
　　一般來(lái)說(shuō)，移動(dòng)軟件和硬件的測(cè)試是由制訂協(xié)議的人員通過(guò)編制腳本調(diào)用處理（call-processing）開(kāi)發(fā)的方式分別進(jìn)行的，其中硬件設(shè)計(jì)工程師使用基于射頻的工具在物理層上進(jìn)行測(cè)試，軟件工程師在操作系統(tǒng)和應(yīng)用層上進(jìn)行測(cè)試。

圖1 移動(dòng)設(shè)備研發(fā)周期的各個(gè)階段都需要進(jìn)行測(cè)試
　　分離的測(cè)試方法對(duì)于語(yǔ)音應(yīng)用是可行的，但是由于空中接口（air interface）的特性可能會(huì)使無(wú)線(xiàn)應(yīng)用的數(shù)據(jù)發(fā)生衰減、失真和延遲，甚至達(dá)到失效的地步，這樣一來(lái)分離測(cè)試的方法就無(wú)法勝任了。無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)設(shè)備中的軟件和硬件需要在一種“真實(shí)”的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，測(cè)試過(guò)程要像一名真正的用戶(hù)在使用該設(shè)備一樣。在設(shè)計(jì)的集成與驗(yàn)證階段，測(cè)試工作被賦予了新的重要意義，必須要驗(yàn)證終端用戶(hù)對(duì)高速數(shù)據(jù)應(yīng)用的使用體驗(yàn)。
五個(gè)階段
　　移動(dòng)設(shè)備的研發(fā)周期可以從廣義上分成五個(gè)階段：設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成與驗(yàn)證、前一致性（preconformance）驗(yàn)證、一致性（conformance）驗(yàn)證、互操作性。每個(gè)階段都有自身的測(cè)試需求，研發(fā)周期中所涉及的每個(gè)設(shè)計(jì)小組都有自己的測(cè)試過(guò)程和的測(cè)試方法。
　　滿(mǎn)足各個(gè)階段測(cè)試需求需要多種測(cè)試設(shè)備，其中主要的測(cè)試儀器包括腳本生成引擎、射頻參數(shù)式測(cè)試儀和堆棧式信號(hào)測(cè)試儀。我們主要關(guān)心系統(tǒng)集成與驗(yàn)證測(cè)試工作中所涉及的這三類(lèi)測(cè)試。
　　在系統(tǒng)集成與驗(yàn)證階段，各個(gè)階段的設(shè)計(jì)人員集中在一起對(duì)軟件和硬件進(jìn)行集成。他們需要檢驗(yàn)各個(gè)組成單元的基本功能，驗(yàn)證射頻與模擬器件的功能，檢驗(yàn)設(shè)備在真實(shí)環(huán)境下的工作情況，當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改之后還要進(jìn)行回歸測(cè)試（regression testing）。在這一階段，在操作網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下測(cè)試移動(dòng)部件是非常必要的。
真實(shí)條件下的測(cè)試
　　為支持移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)，嵌入式軟件的數(shù)量大大增加。例如，3G設(shè)備中可能會(huì)包含數(shù)百萬(wàn)行的程序代碼，而原來(lái)的2G設(shè)備中所需的代碼只有幾千行。
　　為了實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議功能，應(yīng)用程序棧是與信號(hào)協(xié)議并行運(yùn)行的。當(dāng)把應(yīng)用集成到設(shè)備之中時(shí)，設(shè)計(jì)者必須確保所有的功能仍然能夠正確實(shí)現(xiàn)。
　　這是通過(guò)對(duì)部件施加測(cè)試激勵(lì)，測(cè)試諸如丟包率、數(shù)據(jù)吞吐量和延遲等參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。測(cè)試工作必須在盡可能接近真實(shí)的環(huán)境下進(jìn)行，要使用真正的IP數(shù)據(jù)通信。
　　進(jìn)行激勵(lì)測(cè)試的一種辦法就是在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行。但是，尋找一個(gè)商用的運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)并在各個(gè)測(cè)試階段走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試并不是zui可行的方法。設(shè)計(jì)者可能會(huì)受限于網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)格式，無(wú)法控制測(cè)試環(huán)境。
　　另外一種更適合于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的方法是采用一體式測(cè)試裝置，這種測(cè)試裝置同時(shí)具有射頻和協(xié)議分析功能，能夠代替真實(shí)的射頻網(wǎng)絡(luò)，作為一個(gè)基站仿真器來(lái)使用。設(shè)計(jì)者可以監(jiān)測(cè)各個(gè)部件來(lái)回傳輸?shù)男畔?，修改各種網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，例如射頻功率、數(shù)據(jù)編碼結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)速率和時(shí)隙（time slots）數(shù)量等。

圖2 數(shù)據(jù)吞吐率監(jiān)視器顯示隨著數(shù)據(jù)吞吐率的增大TCP層的速率在變慢
　　安捷倫公司推出的8960無(wú)線(xiàn)通信測(cè)試裝置能夠運(yùn)行預(yù)置調(diào)制格式的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用程序，針對(duì)GSM/GPRS、 EDGE、 CDMA2000、1xEV-DO、W-CDMA和HSDPA 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、視頻、IP和通信應(yīng)用的仿真測(cè)試功能。
該裝置所具有的一套射頻測(cè)試功能將參數(shù)化測(cè)量功能和首層性能測(cè)試結(jié)合起來(lái)，能夠針對(duì)預(yù)定的訪問(wèn)信道評(píng)測(cè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的性能。
解決復(fù)雜的性能問(wèn)題
　　在集成與驗(yàn)證測(cè)試工作的早期，設(shè)計(jì)者往往覺(jué)得記錄協(xié)議交換信息對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)或者調(diào)試錯(cuò)誤非常有幫助。協(xié)議記錄工具必須要能夠?qū)崟r(shí)地記錄第1、2、3層的協(xié)議消息。
　　在設(shè)計(jì)調(diào)試過(guò)程中，測(cè)試工具還應(yīng)該具備用戶(hù)預(yù)定的觸發(fā)與過(guò)濾功能，以幫助設(shè)計(jì)者隔離某些特殊的問(wèn)題。兩臺(tái)測(cè)試裝置進(jìn)行同步記錄的功能對(duì)于評(píng)測(cè)Inter-RAT handover性能是非常有用的。
　　在這一測(cè)試階段，很多細(xì)微的和不是非常細(xì)微的性能問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)。交換（handover）是一種非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)調(diào)用，也是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題來(lái)源。同時(shí)使用多個(gè)測(cè)試裝置進(jìn)行雙單元（two-cell）仿真是實(shí)現(xiàn)真實(shí)交換測(cè)試的基礎(chǔ)。
　　隨著3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率的增大，設(shè)計(jì)者還必須解決移動(dòng)設(shè)備失效的問(wèn)題，這種問(wèn)題只會(huì)隨著和數(shù)據(jù)吞吐量的增大而涌現(xiàn)出來(lái)。即使由于大氣干擾而使信號(hào)發(fā)生干擾和衰落，設(shè)計(jì)者都必須搞清楚其產(chǎn)品中所用的微處理器是否能夠處理所有輸入和輸出該設(shè)備的數(shù)據(jù)信息。
　　當(dāng)做完基本的無(wú)線(xiàn)設(shè)計(jì)功能驗(yàn)證之后，設(shè)計(jì)者還必須確保：當(dāng)把該移動(dòng)設(shè)備接入不斷擴(kuò)容的個(gè)人電腦和操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，為終端用戶(hù)提供的應(yīng)用程序仍然能夠正確工作。在3G蜂窩網(wǎng)絡(luò)中傳輸高速的數(shù)據(jù)將會(huì)給終端用戶(hù)的使用帶來(lái)問(wèn)題，因?yàn)榇蠖鄶?shù)PC操作系統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)。
　　隨著數(shù)據(jù)速率的增加，這些問(wèn)題將變得更加糟糕。網(wǎng)絡(luò)仿真器和移動(dòng)設(shè)備僅僅是整個(gè)移動(dòng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的兩個(gè)組件，若想檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題就會(huì)給設(shè)計(jì)者提出更大的新挑戰(zhàn)。
　　8960測(cè)試裝置中的數(shù)據(jù)吞吐率監(jiān)視器能夠?qū)Πl(fā)射器和接收器信道上的無(wú)線(xiàn)和IP數(shù)據(jù)吞吐率進(jìn)行測(cè)量。設(shè)計(jì)者能夠把超過(guò)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的數(shù)據(jù)速率作為激勵(lì)加載給待測(cè)設(shè)備，對(duì)于HSDPA能夠測(cè)試高達(dá)3.6Mb/s的數(shù)據(jù)速率，對(duì)于1xEV-DO能夠測(cè)試2.4Mb/s的速率，同時(shí)還可以模擬某些射頻故障（如圖2所示）。
　　除了CDMA格式的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用外，設(shè)計(jì)者還可以在PC上使用安捷倫推出的Baseband Studio功能，實(shí)現(xiàn)信號(hào)衰落條件下的應(yīng)用性能測(cè)試，并監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)吞吐中的故障。這一功能通常需要更昂貴的測(cè)試設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在產(chǎn)品生命周期中的應(yīng)用
　　具有實(shí)時(shí)堆棧式架構(gòu)的一體化測(cè)試儀將射頻測(cè)試和協(xié)議分析功能結(jié)合了起來(lái)，使設(shè)計(jì)者能夠按其所需快速開(kāi)始測(cè)試工作。它為應(yīng)用集成和驗(yàn)證過(guò)程提供了真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)性能，與其他測(cè)試設(shè)備聯(lián)合使用，可以為移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)的早期和后期階段提供全面的測(cè)試覆蓋。
　　安捷倫8960測(cè)試裝置是多種射頻與協(xié)議前一致性驗(yàn)證和一致性驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)的核心設(shè)備，還廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)測(cè)試過(guò)程中。設(shè)計(jì)者將會(huì)發(fā)現(xiàn)，在移動(dòng)設(shè)備生命周期的各個(gè)階段使用這一解決方案，能夠有效地幫助設(shè)計(jì)者將產(chǎn)品設(shè)計(jì)順利地交付生產(chǎn)。