WiMAX設(shè)備的測試及其意義

一、引言

隨著Internet業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，以及移動電話用戶的迅猛增長，在未來通信中“寬帶”和“無線”將扮演著更為重要的角色，通信市場正在呈現(xiàn)出話音業(yè)務(wù)分組化、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)移動化和寬帶化的發(fā)展趨勢。

作為寬帶無線通信的推動者，美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)于1999年設(shè)立了802.16工作組，其工作內(nèi)容主要是開發(fā)固定寬帶無線接入系統(tǒng)標準，包括空中接口、MAC層協(xié)議及其他相關(guān)功能。標準涵蓋了2～66 GHz 的許可頻段和免許可頻段。隨著該工作組的研究日益深入，相繼推出了802.16、802.16a、802.16d、802.16e等一系列標準，該系列標準引起業(yè)界廣泛關(guān)注，被認為是寬帶無線城域網(wǎng)(WMAN)的最有競爭力的解決方案。

為了推廣遵循IEEE802.16和ETSI HIPERMAN的寬帶無線接入設(shè)備，并確保其兼容性及互操作性，由一些主要的通信部件及設(shè)備制造商結(jié)成了一個工業(yè)貿(mào)易聯(lián)盟組織，即WiMAX論壇(Worldwide Interoperability for Microwave Access Forum)，WiMAX論壇的技術(shù)就是以IEEE802.16標準為基礎(chǔ)發(fā)展而來的。

WiMAX技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展是機遇與挑戰(zhàn)并存的，如何充分發(fā)揮WiMAX的特點，并能結(jié)合中國無線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，使其更好地發(fā)揮自身的優(yōu)勢，為中國的用戶提供更加便捷和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)增長點，同時如何盡量減少WiMAX技術(shù)對中國現(xiàn)有和將來的無線網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)電信業(yè)務(wù)的沖擊，其意義格外重要。

WiMAX技術(shù)要在具體的應(yīng)用場景中體現(xiàn)出自身的優(yōu)勢，才能得到市場的認可，這就需要通過應(yīng)用測試來衡量系統(tǒng)的性能參數(shù)。WiMAX的測試方法分為三部分：協(xié)議分析、無線射頻分析，傳輸性能分析。根據(jù)協(xié)議分析、無線射頻分析和傳輸性能分析得出測試的綜合結(jié)果。

二、協(xié)議分析

如圖1所示的協(xié)議一致性測試平臺，這一測試平臺將直接編譯執(zhí)行TTCNv3代碼來運行和管理測試過程。WiMAX希望測試平臺是模塊化的，這樣就可以隨著設(shè)備的不同profile配置，安裝不同的RF前端靈活的進行相測試目的必須滿足ATS實現(xiàn)的要求，并要使用論壇許可的協(xié)議一致性測試儀(PCT)進行測試。

三、射頻測試

早期無線網(wǎng)測試基本上都以協(xié)議分析作為主要方法，這是因為，無線的傳輸基于微波，通過空間傳輸，網(wǎng)絡(luò)傳輸的介質(zhì)已經(jīng)不是主要問題了，因此完成對傳輸數(shù)據(jù)包分析測試，從網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用角度上完成網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男阅軉栴}測試，就足可以完成無線網(wǎng)絡(luò)的測試工作。

事實并非如此，無線網(wǎng)絡(luò)的物理層其實更需要測試。無線網(wǎng)絡(luò)雖然擺脫了傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上的物理特性約束，但它也帶來了前所未有的物理層方面的問題。我們可以說三維空間是無線網(wǎng)絡(luò)傳輸的媒介，微波是數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體。以802.11b為例，2.4G的傳輸頻率是公共的無線頻率，與藍牙、微波爐以及各種微波設(shè)施相同，無線網(wǎng)絡(luò)的信號是否會埋沒在各種干擾噪聲之中呢?此時須測試無線傳輸?shù)母鞣N信道的信號強度、噪聲強度，信噪比成為檢測無線局域網(wǎng)物理層傳輸性能的最基本的參數(shù)。

在底層測試上，無線網(wǎng)絡(luò)擺脫了線纜的束縛，以無線廣播的方式傳輸，要測定的性能就不是點對點，而是三維的立體覆蓋范圍。所以，測定如何查找定位在無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和干擾源，更是無線網(wǎng)絡(luò)測試維護的基本需求。與之相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量測試，事實上從網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面體現(xiàn)了對無線網(wǎng)絡(luò)物理層的測試意義。

圖2所示為RCT的一種測試床配置，主要的測試儀器和儀表包括矢量信號分析儀(VSA)、PCT、流量發(fā)生器以及其他通用性的測試設(shè)備，如功率表、誤碼儀、衰減器、方向耦合器、Circulator等等。所示為RCT的一種測試床配置，主要的測試儀器和儀表包括矢量信號分析儀(VSA)、PCT、流量發(fā)生器以及其他通用性的測試設(shè)備，如功率表、誤碼儀、衰減器、方向耦合器、Circulator等等。

四、傳輸性能分析

由于無線網(wǎng)絡(luò)是基于微波射頻傳輸?shù)?，因此有人就認為對它的測試主要集中在對射頻分析上，它能夠完成無線網(wǎng)絡(luò)物理層的全部測試，也就完成了無線網(wǎng)絡(luò)的測試問題。但是，這并不能完全反映無線網(wǎng)絡(luò)鏈路層以上的傳輸性能情況，就如我們不能說馬路寬敞平直，就認為這是一條暢通的道路一樣。沒有實時的網(wǎng)絡(luò)流量分析、網(wǎng)絡(luò)吞吐量測試以及協(xié)議和應(yīng)用統(tǒng)計，就無法真正滿足無線網(wǎng)絡(luò)性能以及安全性的測試需求。

無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)建設(shè)中，介質(zhì)和物理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是二合一的整體，所以即使是無線網(wǎng)絡(luò)的工程測試，也絕不能僅僅測試物理信號那么簡單和片面。

常見的這類分析多數(shù)是基于軟件對無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行捕包和解碼及分析等功能來實現(xiàn)的，主要測試項目有帶寬、吞吐量、丟包率和時延等等。

五、測試將推動WiMAX技術(shù)的應(yīng)用

任何一種技術(shù)在其應(yīng)用之前必須進行大量的測試，以解決將來運營時可能遇到的問題。WiMAX產(chǎn)品的標準認證和性能測試由WiMAX論壇統(tǒng)一管理，目前由位于西班牙馬拉加的獨立第三方實驗室Cetecom負責(zé)測試。在國內(nèi)，泰爾實驗室也可以作為第三方實驗室進行委托和摸底測試。WiMAX在正式商用之前還需要進行大量的測試，第三方實驗室應(yīng)該為測試提供便利條件，并幫助廠商查找問題，提供技術(shù)支持，發(fā)揮應(yīng)有的作用，推動WiMAX行業(yè)的健康順利發(fā)展。