當今移動設備的集成化測試(圖)

　　隨著網絡運行商的數據服務和更高速服務的擴大，移動設備的功能有了新的需求。移動設備的設計者已經開始在他們的產品中逐漸集成CDMA2000和1xEV-DO或EDGE、W-CDMA和HSDPA等技術。這些技術非常復雜，并且為終端用戶提供的服務更加靈活多樣，因此就要求移動設備的設計者在將產品交付生產之前，對產品的應用性能進行完備的測試。

　　一般來說，移動軟件和硬件的測試是由制訂協議的人員通過編制腳本調用處理（call-processing）開發的方式分別進行的，其中硬件設計工程師使用基于射頻的工具在物理層上進行測試，軟件工程師在操作系統和應用層上進行測試。

　　分離的測試方法對于語音應用是可行的，但是由于空中接口（air interface）的特性可能會使無線應用的數據發生衰減、失真和延遲，甚至達到失效的地步，這樣一來分離測試的方法就無法勝任了。無線數據設備中的軟件和硬件需要在一種“真實”的網絡環境中進行聯合測試，測試過程要像一名真正的用戶在使用該設備一樣。在設計的集成與驗證階段，測試工作被賦予了新的重要意義，必須要驗證終端用戶對最新高速數據應用的使用體驗。

　　移動設備的研發周期可以從廣義上分成五個階段：設計、系統集成與驗證、前一致性（preconformance）驗證、一致性（conformance）驗證、互操作性。每個階段都有自身的測試需求，研發周期中所涉及的每個設計小組都有自己的測試過程和首選的測試方法。

　　滿足各個階段測試需求需要多種測試設備，其中主要的測試儀器包括腳本生成引擎、射頻參數式測試儀和堆棧式信號測試儀。我們主要關心系統集成與驗證測試工作中所涉及的這三類測試。

　　在系統集成與驗證階段，各個階段的設計人員集中在一起對軟件和硬件進行集成。他們需要檢驗各個組成單元的基本功能，驗證射頻與模擬器件的功能，檢驗設備在真實環境下的工作情況，當對設計進行修改之后還要進行回歸測試（regression testing）。在這一階段，在操作網絡環境下測試移動部件是非常必要的。

　　為支持移動數據服務，嵌入式軟件的數量大大增加。例如，3G設備中可能會包含數百萬行的程序代碼，而原來的2G設備中所需的代碼只有幾千行。

　　為了實現互聯網協議功能，應用程序棧是與信號協議并行運行的。當把應用集成到設備之中時，設計者必須確保所有的功能仍然能夠正確實現。

　　這是通過對部件施加測試激勵，測試諸如丟包率、數據吞吐量和延遲等參數來實現的。測試工作必須在盡可能接近真實的環境下進行，要使用真正的IP數據通信。

　　進行激勵測試的一種辦法就是在真實網絡中進行。但是，尋找一個商用的運行網絡并在各個測試階段走出實驗室進行測試并不是最可行的方法。設計者可能會受限于網絡的技術格式，無法控制測試環境。

　　另外一種更適合于實驗室測試的方法是采用一體式測試裝置，這種測試裝置同時具有射頻和協議分析功能，能夠代替真實的射頻網絡，作為一個基站仿真器來使用。設計者可以監測各個部件來回傳輸的信息，修改各種網絡參數，例如射頻功率、數據編碼結構、數據速率和時隙（time slots）數量等。

　　安捷倫公司推出的8960無線通信測試裝置能夠運行預置調制格式的實驗室應用程序，針對GSM/GPRS、 EDGE、 CDMA2000、1xEV-DO、W-CDMA和HSDPA 技術，實現語音、視頻、IP和通信應用的仿真測試功能。

該裝置所具有的一套射頻測試功能將參數化測量功能和首層性能測試結合起來，能夠針對預定的訪問信道評測無線設備的性能。

　　在集成與驗證測試工作的早期，設計者往往覺得記錄協議交換信息對于優化設計或者調試錯誤非常有幫助。協議記錄工具必須要能夠實時地記錄第1、2、3層的協議消息。

　　在設計調試過程中，測試工具還應該具備用戶預定的觸發與過濾功能，以幫助設計者隔離某些特殊的問題。兩臺測試裝置進行同步記錄的功能對于評測Inter-RAT handover性能是非常有用的。

　　在這一測試階段，很多細微的和不是非常細微的性能問題就會出現。交換（handover）是一種非常復雜的數據調用，也是一個常見的問題來源。同時使用多個測試裝置進行雙單元（two-cell）仿真是實現真實交換測試的基礎。

　　隨著3G網絡數據速率的增大，設計者還必須解決移動設備失效的問題，這種問題只會隨著和數據吞吐量的增大而涌現出來。即使由于大氣干擾而使信號發生干擾和衰落，設計者都必須搞清楚其產品中所用的微處理器是否能夠處理所有輸入和輸出該設備的數據信息。

　　當做完基本的無線設計功能驗證之后，設計者還必須確保：當把該移動設備接入不斷擴容的個人電腦和操作系統網絡中時，為終端用戶提供的應用程序仍然能夠正確工作。在3G蜂窩網絡中傳輸高速的數據將會給終端用戶的使用帶來問題，因為大多數PC操作系統無法處理移動網絡傳送的數據。

　　隨著數據速率的增加，這些問題將變得更加糟糕。網絡仿真器和移動設備僅僅是整個移動數據系統中的兩個組件，若想檢測整個系統的問題就會給設計者提出更大的新挑戰。

　　8960測試裝置中的數據吞吐率監視器能夠對發射器和接收器信道上的無線和IP數據吞吐率進行測量。設計者能夠把超過實際網絡性能指標的數據速率作為激勵加載給待測設備，對于HSDPA能夠測試高達3.6Mb/s的數據速率，對于1xEV-DO能夠測試2.4Mb/s的速率，同時還可以模擬某些射頻故障（如圖2所示）。

　　除了CDMA格式的實驗室應用外，設計者還可以在PC上使用安捷倫推出的Baseband Studio功能，實現信號衰落條件下的應用性能測試，并監測數據吞吐中的故障。這一功能通常需要更昂貴的測試設備來實現。

　　具有實時堆棧式架構的一體化測試儀將射頻測試和協議分析功能結合了起來，使設計者能夠按其所需快速開始測試工作。它為應用集成和驗證過程提供了真實的網絡性能，與其他測試設備聯合使用，可以為移動設備設計的早期和后期階段提供全面的測試覆蓋。

　　安捷倫8960測試裝置是多種射頻與協議前一致性驗證和一致性驗證測試系統的核心設備，還廣泛應用在生產測試過程中。設計者將會發現，在移動設備生命周期的各個階段使用這一解決方案，能夠有效地幫助設計者將產品設計順利地交付生產。