具备UMA/GAN功能的移动电话测试指导

测试注意事项

在尝试验证一部GAN手机的设计参数时，设计工程师需要回答以下几个问题。第一，在测试与标准的一致性时，哪些参数是必须测试的？其次，哪些实际使用情形的测试最能表明手机的设计是否达到目标？最后是在设计过程中要想减少重复工作和不必要的重复测试，最佳的测试时机在何时？

就象纯蜂窝网络一样，在GAN网络中，呼叫建立、呼叫终止和切换功能最可能成为系统的弱点，从而增大服务故障和用户不满的几率。为了彻底地试验这些功能，设计工程师最好有一套具备测试功能的测试平台，并且最好靠近设计小组的其他成员。这样能够促进设计小组根据测试结果进行高效的决策。

GAN系统引入了新的信令程序，这是一种被许多现有上层功能采用的接入层技术。3GPP在3GPP TS 51.010-14中规定了许多一致性测试项目，具备GAN功能的手机必须经过这些测试才能上市。尽管这些测试规范对GAN专用的新程序测试给予了相当的关注，但对在GAN上部署的现有蜂窝通信技术的使用和用户体验却鲜有涉及。因此，设计工程师可以选择许多工作情景进行测试，包括：

* GAN发现程序的成功或失败

* 包括寄存器更新在内的GAN注册程序的成功或失败

* 在GAN和GERAN/UTRAN操作之间的初始移动站模式选择

* 移动发起(MO)和移动终止(MT)的GAN话音呼叫

* 基于GAN的数据连接以及采用这些基础连接的设备带来的最终用户体验

* 基于GAN的双模传输(DTM)或SS (UTRAN)连接

* 通过GAN传送基于GSM的MO和MT点对点SMS短信

* 通过GAN传送基于GPRS的MO和MT点对点SMS短信

* 所有适用的出入蜂窝网络的情景包括：漫游入(从G/U到GAN网)、漫游出(从GAN到G/U)、切换入(从G/U到GAN)、切换出(从GAN到G/U)、蜂窝变更指令(从G/U到GAN)、在DTM或SS连接过程中的切换入/出(从GAN到G/U以及从G/U到GAN)

GAN测试的配置

使用诸如安捷伦8?60这样的专用无线通信测试套件，就能以可控并且可重复的方式仿真GAN功能测试所需的各种不同情景。此类测试在GAN手机的整个开发周期内(从早期设计阶段，一直到系统集成和验证、仿真和现场测试、互通性测试以及一致性测试)都是非常重要的。

图1给出了一种GAN手机功能测试的配置，其中在PC机上运行的应用程序用于模仿GANC。

图1：用软件进行GANC仿真。

在这种配置中，任何能够与手机连接并获取一个IP地址的设备都能提供一个IP网络连接。图2中使用的是一个普通的商用WLAN接入点。

图2：利用安捷伦8?60测试套件和商用WLAN接入点进行GAN测试配置。

其他测试考虑因素

除了验证一款手机的性能是否符合GAN标准之外，设计工程师还应考虑一些标准没有涉及但与日常使用有关的测试项目。下面举了三个使用测试的例子，从中可以看出这些测试对预测手机的实际使用性能很有帮助。

电流消耗分析

与蜂窝通信标准不同，WLAN标准并没有过多考虑用户设备的电池容量，因此其耗电量可能较大。一款单模GSM手机，即便一直运行于待机状态，其电池使用时间可能也是运行于WLAN模式的手机电池的5倍。如果再算上通话时间，二者的差别会更大。因为一部具备GAN功能的手机必须同时监测GERAN、UTRAN和GAN网络，所以电池使用时间应该是设计中需要主要考虑的一个因素。

可以通过一种全面的分析来评估关键应用点上(例如在图3所示的分组数据传输期间)电流消耗带来的影响。图3的纵轴对应时间变化，横轴对应幅度变化。

图3：利用14565B CCDF测量和分析电池的电流消耗。

话音质量

在利用IP分组作为底层携带话音数据方面，Voice over GAN 与Voice over IP (VoIP)非常类似。在GAN中，IP分组包含的是经过GSM编码并封装好的话音信息。Voice over GAN与GERAN/UTRAN话音呼叫的不同主要在于编解码器选择的决策不同，在GAN中编解码器的选择由丢失分组所占的百分比而不是手机感知的功率电平或载波与干扰的相对电平决定。

尽管GAN标准中至今并未针对编解码速率变化或任何与丢失分组个数相关的滞后现象强制进行接收机灵敏度测试，但这些因素可能在很大程度上影响用户可感知的手机性能，因为AMR编解码器哪怕只发生轻微的改变，敏感用户都可能察觉到。话音质量测试在评估一部GAN手机设计对这些问题的解决效果如何方面大有帮助(见图4)。

图4：话音质量与分组丢失率和滞后之间的关系。

数据吞吐量测试

第三类，也是最基本的一类使用测试是评估端到端数据吞吐率并发现可能影响用户体验的反应延迟。设计工程师必须对多种使用情景进行仿真，并测量WLAN连接上的端到端IP数据率以及在呼叫切换走(例如切换到GERAN服务蜂窝)和切换回时出现的任何变化。

这一点非常重要，因为在使用典型GAN接入网(例如无线LAN)时理论上可达到的数据率与使用GERAN/UTRAN网较慢的数据率相比将呈几何级数的增加，见图5。

图5：从GAN到GERAN再到GAN转换的流量分析。

本文小结

在一致性测试之前进行设计实现的验证时需要考虑许多因素。文中提到的测试情景列表虽然还不够全面，但仍为摸清手机性能提供了非常可靠的基础。在一套能够模仿GAN系统的套件中进行这些测试可以帮助工程师评估各种不同决策可能产生的影响，从而最大程度地减小设计周期中可能需要的反复次数。该方法极大节约了设计人员的时间、精力与设计成本。类似的，实际使用测试也能让工程师预测客户对手机性能的可接受程度，从而预测出手机设计的质量。所以说，使用测试是一种非常有价值的工具，应该收入设计工程师的工具箱，以便提高产品获得成功商用的几率。

台式无线通信测试套件为设计工程师提供了一种简单并且高性价比的评估UMA/GAN等新兴技术的方法。

作者：Jamie Allan和John Russell

安捷伦科技英国公司