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3G/4G基站物理层黑匣子验证方法
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porereading
发表于 2014-12-17 21:00
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3G/4G基站物理层黑匣子验证方法
通信技术
,
黑匣子
,
运营商
,
电信
,
用户
基站所面临的挑战是如何让每个相关方不与其它来源进行交互,即能测试自己的解决方案。本文着重介绍了一款通用框架解决方案,用于测试该系统物理层(L1)并确保其运作符合标准规范。
引言
电信时代尚未达到顶峰。预计到2016年用户数据传输速率将达到每月6 EB.新通信技术的发展旨在确保满足日益增加的数据传输速率要求。3GPP标准逐步发展,以确保满足这些要求。与此同时,运营商为提供良好的用户覆盖体验而引入了小型蜂窝需求,蜂窝拓扑也发生了改变。
在这种有利的情况下,半导体公司提供了广泛的产品组合,以应对不同的业务情况。基本来讲,物理层(L1)的产品包括片上系统(SoC)、基于FPGA(现场可编程门阵列)的解决方案、多核数字信号处理器(DSP)、基带加速器、ASIC(特定应用集成电路)、网络处理器或这些元件的组合。从硬件方面来看,这些都是非常复杂的平台,具有大容量和丰富的功能集。这是将为此类平台编写的软件分割成更小的功能部件、通常来自于不同来源和供应商的主要原因:例如,物理层(L1)、数据链路和网络层(L2-L3)、操作系统(OS)、板级支持包(BSP)等。每个功能部件都有其自身的挑战和性能要求。因此每个部件都需要独立进行测试,确保完全符合产品要求。
在此类混合系统中,测试通常分两个阶段进行:
-单独测试每个软件模块
。这个阶段确保每个组件或模块独立工作正常,由测试仪或控制台激励。
-系统集成测试(SIT)
。这一阶段确保所有组件以正确的方式协同工作。
。所有模块的输入测试空间通常过大,在本阶段无法覆盖;因此本阶段不注重覆盖范围。
测试和释放流程需要考虑这两个测试阶段。尽管L1在SIT验证过程中进行了检验,但如果验证目的是特定的物理层功能,那么本阶段不一定需要提供所需的控制力。这是因为强加特定L1流的决策源自高层逻辑。此外,在SIT验证过程中,测试结论只能基于特定流程(如成功的UE附着或获得给定的吞吐量)的输出,在这种情况下,L1的行为对测试结果有很大影响。可以说,SIT验证阶段间接测试了L1的功能。为了充分控制和验证L1独立工作时的功能,必须定义一个独特的控制层,从而应对上述规定的限制。
图1协议实体与L1交互简图
将验证功能只集中于L1,会剥夺高层实体的功能,使其只能提供最小功能,甚至还可能将一些层一起丢弃。例如,为了保持一致统一的L1行为,需要定义一个调度逻辑,来取代MAC,无需考虑实际部署中有效的限制。但不再需要与PDCP和IP协议栈进行交互,因为从L1的角度来看,用户平面数据最终被作为一系列传输块馈送。RRC逻辑被剥夺了其非接入层特权,只能管理来往于物理层的控制消息流。在典型的小型蜂窝环境下,用来与L1进行交互的一组消息通常遵从FAPI规范或其衍生规范。
环境设置
飞思卡尔黑匣子的目的是提供面向自动化测试环境的解决方案,取代全协议测试,使用模拟高层(L2-3)软件包,以验证飞思卡尔的物理层软件解决方案。它拥有测试解决方案的基本功能,如捕捉和上报测试结果,还显示来自软件架构不同点的大量日志,这些点包括:L1、模拟高层(L2)和测试脚本。黑匣子所用的环境包含以下各项:
。DUT -被测设备3G/4G基站
。CCE -中央控制节点
。L2STUB -功能剥离的高层
。轮询代理-定期查询数据库获得可执行的任务(包含要运行的测试及其输入参数)的代理
。TM -测试终端设备,第三方UE(用户设备)模拟器
。VSA -矢量信号分析仪
。VSG -矢量信号发生器
。Web服务器
测试可从开发人员计算机上的终端上运行,也可以使用Web服务器间接地运行,这个服务器提供一个运行各种套件或测试用例的接口。测试套件可直接由用户排队,并动态执行,也可以安排为定期运行。轮询代理定期查询任务队列,可按优先级对任务排序,如果有任务可执行,则开始执行包含在套件中的测试用例。所有信息被传送到中央控制节点,中央控制节点负责运行测试脚本,并与L2STUB和TM进行通信,以发送测试中指定的命令,并收集信息和调试消息进行记录。此外,它还可以作为决策点,根据测试用例定义所用的脚本内容做出“通过/未通过/错误”等测试结果判定。
图2飞思卡尔黑匣子设置
数据库用于存储任务队列、测试结果、任务历史和日志。Web服务器使用数据库中的信息来生成报告,渲染网页。
L2STUB的主要目的是生成话务和FAPI配置消息。它拥有最小的高层逻辑,提供多种选项,用于处理上下行链路的调度请求、混合自动重传请求重新传输、逻辑信道复用,此外,还提供有关L1状态的统计数据,如循环冗余校验、误码率等。测试脚本能够控制L2STUB和TM,如下图所示:
图3飞思卡尔黑匣子设置
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