基于1xEV-DO技术研发移动终端和两种生产测试方法对比分析

本文介绍了1xEV-DO技术的历史背景及发展，对1xEV-DO移动终端研发、生产测试的内容以及相关标准进行了具体描述，并对目前业内使用的两种生产测试方法进行了比较和分析。

1．1xEV-DO技术的产生及发展

1.1 1xEV-DO技术的发展和演变

如图1.1所示，1xEV-DO技术源自CDMA2000。在20世纪末，随着无线技术和互联网技术的高速发展，对高速无线数据服务的需求日益紧迫。为了在现有的无线资源上满足高速数据业务的需要，3GPP2 CDMA技术标准组（TSG-C）在2000年底批准了第一阶段的1xEV-DO标准--1xEV-DO Rel 0 。

1xEV-DO Rel 0 的标准颁布以后，由于它可以支持最高2.4Mbps的数据下载速度，在北美、日本和韩国的许多运营商和移动终端厂家很快推出了相应的产品和服务，1xEV-DO技术和设备得到了广泛的商业应用。而曾经被认可的既可以支持数据业务，又可以支持话音业务的1xEV-DV技术却因为错过了市场进入时机的而被普遍放弃。

2004年3月，3GPP2发布了1x EV-DO标准更新，即1xEV-DO Rel A，在此版本中，强调实时性业务和低时延业务的处理，实现了基于流（Flow）的QoS，并为高速对称业务的实现在空中接口前/反向上都进行了增强。通过引入新的技术，使得前向链路支持的峰值速率达到3.1Mbps，反向链路支持的峰值速率达到1.8Mbps。

2006年12月，美国Sprint率先开通了DO Rel A的网络商用，日本的KDDI紧随其后。到目前为止，全球共有三个DO Rel A的商用网络，六个实验网。而从Sprint的商用网来看，DO Rel A的技术相当成熟，可以提供高质量的数据业务，平均上行数据应用速率300-400kbps，而平均下行速率为450-800kbps，用户终于可以实现高速率可视电话，歌曲点播，视频消息以及大文件上载等等业务。

2007年4月，Qualcomm宣布，将在年内推出1xEV-DO Rel B 产品。1xEV-DO Rel B采用多载频复用的技术，每个载频可支持4.9Mbps的数据数率，利用20MHz 的载频，前向支持的最高数率可以达到73.5Mbps，反向最高可以达到27Mbps。

1.2 CDMA2000与1xEV-DO的主要区别和联系

CDMA2000与1xEV-DO的相同点：

采用相同的扩频方式： 1.2288Mcps码片速率

相同的RF带宽：1.25MHz

采用相同的频段和频道号（不能互相重叠同时使用）

2．1xEV-DO移动终端设备的测试要求

2.11xEV-DO测试协议

3GPP2在C.S0029“Test Application Specification （TAS） for High Rate Packet Data Air Interface”中对测试协议有明确的定义，被称为测试应用协议TAP，对于1xEV-DO Rel A，称为 ETAP。它分为前向FTAP/ETAP和反向RTAP/ETAP。 所有的DO终端都被3GPP2要求支持这种应用协议。

FTAP/EFTAP定义了控制前向信道的信息流程，并对反向相关信道进行配置。它规定了如何产生和发送用于前向信道测试的数据包，及如何统计计算一个移动终端是否符合性能要求。它被用来做移动中端接收机的测试。

RTAP/ERTAP定义了控制反向信道的信息流程，它规定了如何产生和发送用于反向信道测试的数据包，被用来做移动终端发射机的测试。

3GPP2 还在C.S0033-A“Recommend Minimum Performance Standard for cdma2000 High Rate Packet Data Access Terminal “ 中对1xEV-DO Rel 0 和1xEV-DO Rel A移动终端性能的测试做了详细的规定。 后面内容将对接收机和发射机测试进行详细的介绍。

2.21xEV-DO 移动终端接收机测试要求

2.31xEV-DO 移动终端发射机测试要求

2.41xEV-DO 移动终端数据吞吐能力测试

1xEV-DO技术产生的目的是提供高速数据业务，因此，对移动终端数据吞吐能力的测试是研发阶段必不可少的环节。

进行数据吞吐能力的测试， 首先要求测试设备工作在缺省分组数据应用（Default Packet Application）模式下，缺省分组数据应用通过提供8位字节的数据流的方式在终端和基站之间携带数据包。

如图2.1所示，测试设备（如Agilent E5515C综合测试仪）作为基站仿真器与移动终端通过RF线缆连接，测试设备通过以太网口与LAN连接，根据需要，在LAN上还要连接相应的PC来监控无线协议或安装数据应用的服务器。如果需要测试移动终端移动IP的性能， 还要连接移动IP的服务器。 这样移动终端就可以与测试设备建立数据连接，通过上传或下载数据来检验数据吞吐能力，并验证移动终端在实际数据应用中的基本功能。

图2.1 1xEVDO终端数据吞吐能力测试方案

在这种方案中，测试设备要满足以下要求：

在1xEV-DO Rel 0和Rel A的协议下支持缺省分组数据应用（DPA）

模拟1xEV-DO BTS和PDSN

可以通过以太网口与实际数据网络建立TCP/IP连接

支持简单IP和移动IP应用

支持以太网上PPP应用（Mobile IP模式）

当没有数据业务时，职称睡眠模式（Dormant mode）

支持前向和反向的无线链路协议（RLP）

可以实时地监控前向和反向物理层（PL）和网络层（TCP/IP）的数据流量

支持TCP/IP，PPP，RLP，SLP，MAC及物理层协议的记录

记录RLP控制信息、数据包信息、IP包发送数量，包括成功发送的和未成功发送的。

支持混合模式（Hybrid mode）数据应用。这在后面会详细介绍。

2.5CDMA2000/1xEV-DO 混合模式测试

如1.1所述，1xEV-DO技术的产生是为了满足高速数据业务的需要，但是，它的使用者就必需面临这样一个问题：在1xEV-DO系统上是不能支持语音业务的。 换句话说，1xEV-DO是纯数据系统。

为了解决这个问题，Qualcomm公司提出了混合模式（Hybrid Mode）技术，这项技术使得单个双模（CDMA2000/1xEV-DO）终端可以在CDMA2000和1xEV-DO网络之间“无缝”地工作。

在业界，有许多人把混合模式和EV-DV（Data and voice）混为一谈，甚至有些测试仪器的供应商声称在EV-DO上支持了话音业务功能。 事实上，混和模式并不是在EV-DO的系统上实现了话音业务，而是根据实际的应用在CDMA2000和1xEV-DO两网之间交替工作。

混合模式的工作原理是这样的：

移动终端按照自己的间隔周期（slot cycle）注册并监视CDMA2000的系统

移动终端在1xEV-DO系统打开会话，并根据控制信道周期监视数据包的活动。

当两种系统都存在时，CDMA2000系统提供话音业务， 而1xEV-DO系统提供数据服务。

在完成注册后，终端处于双空闲状态。（Dual Idle）

如果有数据业务的请求，移动终端会与1xEV-DO系统建立数据连接

如果有话音或SMS服务请求，移动终端会与CDMA2000系统建立连接。

当数据业务正在进行的时候

移动终端会间断地断开数据连接，而转到CDMA2000的RF信道检查CDMA2000系统的寻呼

如果没有呼叫，移动终端会立即恢复数据连接，继续数据业务。

如果有CDMA2000系统的话音或SMS呼叫，移动终端会响应CDMA2000呼叫直到通话或SMS结束（此时1xEV-DO系统处于休眠状态），然后恢复数据连接，继续数据业务。

当1xEV-DO系统突然超出服务区或停止工作，移动终端要能够在CDMA2000系统上建立分组数据业务连接，继续数据业务。

混合模式的测试方法如图2.3所示，两台AgilentE5515C 综合测试仪分别运行CDMA2000系统和1xEV-DO系统，当严格进行同步后就可以模拟实际的双系统网络。这样便可以在无干扰的情况下完成混合模式全部功能测试。具体的测试项目及方法详见Qualcomm的测试规范80-V6313-1 Rev. A “Test Recommendations for 1xEV-DOHybrid Mode Terminals”。

3．1xEV-DO移动终端生产测试的常用方法

移动终端在生产线上主要进行RF校准并执行部分基于C.S0033A 的终测。按照C.S0033A的要求，移动终端性能的测试是建立在TAP/ETAP协议基础上的测试，也就是业内常说的基于信令的测试。作为CDMA2000和1xEV-DO的主要芯片供应商Qualcomm，自己也推出了一种生成线测试模式FTM，可以近似地完成C.S0033A中的部分测试。下面分别对这两种生产测试方法进行介绍。

3.1 基于TAP（ETAP）的测试方法

基于TAP（ETAP）的测试是目前生产线上应用比较普遍的测试，如图2.4所示，移动终端只要RF口与测试设备连接，PC通过GPIB对测试设备进行远程控制，就可以完测试工作。

这种基于信令的测试，终端与综合测试仪之间可以有信令的交互，不但可以在建立连接的基础上进行DO终端RF测试，而且可以验证终端与网络的互通性。此外，由于终端的发送和接收等都是由信令消息控制的，可以让终端迅速反应，而在接收到了终端的确认之后，测试也可以马上进行，尤其在切换信道或频带的时候，在TAP和ETAP方式下进行的测试，可以大大地节约时间。

与真实网络中所应用的默认分组数据应用协议（DPA）不同，在真实网络中，DO终端有很大的自主权，前向的速率基本上不能由网络直接指定，而是由终端实际所处无线环境来决定。而在测试应用协议之中则可以由信令指定，并能通过调整测试设备的实际输出功率及AWGN噪声干扰，从而完成模拟测试规范所要求的各种测试条件。

3.2 基于非信令模式的测试方法

非信令测试方法也就是指Qualcomm所设计的生产测试模式FTM，这种测试不仅可以用于1xEV-DO，也可以用于CDMA2000。 它的主要特点是不需要测试设备的信令支持也可以进行移动终端的终测。

如图2.5所示，非信令测试主要由PC控制移动终端和测试仪表来完成，此时测试仪表不需要支持信令协议，移动终端的接收机测试主要由移动终端自己来完成。

这种测试方法由于不需要建立连接，所以在测试开始时会节约打开会话和建立连接的时间。

图2.5基于非信令方式的生产终测方案

3.3 两种测试方法的比较

由于非信令测试方法在一定程度上减轻了对测试设备的要求，一些技术能力较弱的测试设备供应商非常支持这种方法。 尽管这种方法由来已久，但一些设备供应商在没有能力支持1xEV-DO Rel A ETAP协议的时侯，把非信令测试的方法作为一种新的技术去推广，甚至对ETAP测试进行否定。尤其在测试速度方面，由于非信令方式不需要建立连接，很多人认为整体速度会比较快。其实这是一个误区，因为许多参数的设定，在非信令的方式下都要在仪表和被测件上分别来进行，而且要严格匹配，如果有信令存在，仪表和被测件可以自动协商完成。这在一定程度上会加大非信令测试程序的复杂性。另外，如果执行频率切换等操作，在信令模式下可以直接切换，速度很快，而非信令模式下，被测件要重新捕获RF信号，会比较慢，因此要具体情况具体分析。这里把两种生产测试方法进行一个客观的比较，以便广大1xEV-DO 终端生产者参考。

结论

由于1xEV-DO移动终端要支持高速数据业务，其设计难度比较大，对其性能的要求比CDMA2000严格很多，因此，生产线对1xEV-DO移动终端尤其是Rel A标准的1xEV-DO 终端的测试至关重要。由于Rel A技术标准及服务刚刚商用，最终用户对移动终端性能的期望比较高，因此，在生产线上，1xEV-DO的关键指标必须进行准确测试，测试设备的选择，也是一个关键因素。1xEV-DO终端的生成厂商要根据最终用户的期望合理地选择测试设备和测试方法。

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