为什么需要进行WiMAX协议一致性测试

频繁掉话、“网络繁忙”的信息以及断断续续的服务，都是设备互操作性差的潜在症状。通常，引起这类问题的原因要么是验证测试不够严格，要么由于没有进行充分的互操作性测试，因此在产品投放市场前根本没有进行验证。尽管终端和基站的开发都依据定义好的规范，但时常也会存在一些需要解释的模糊空间。为了消除上述问题，并确保任何差异都不会为终端用户带来大麻烦，进行测试是非常重要的。

用户总认为上述问题是由网络故障引起的，这样的想法增加了运营商在保持用户忠诚度及减少客户流失方面的难度。即便这类问题已经在验证实验室被发现，并在到达终端用户之前被捕捉，但对于故障原因寻找、辨识以及重新认证来说，不仅涉及到昂贵的费用，还会影响上市时间。

1 测试挑战及优势

如果没能够在设备部署之前发现故障，运营商就会遭受损失。客户由于感到网络覆盖差或者是经常掉话而对运营商表示怀疑，运营商的损失将非常大。一旦这样，客户有机会就会更换运营商，而不只是在原有网络中换一部新手机。因此，在产品投放之前的研发阶段，就要尽早发现执行过程中的可能误差以及软件bug，并予以纠正。为了优化测试策略，从而降低开发成本并缩短上市时间，各大厂商需要在实验室部署具有足够覆盖面的测试台。考虑到昂贵的现场试验、驱动测试、互操作性测试，以及有限的覆盖范围，这一点非常重要。

WiMAX论坛负责为市场上所有基于WiMAX技术的设备进行互操作性测试，这是验证程序的一部分。这些测试必须是最终的预验证完整性检查，因为如果验证实验室仅出具症状报告(如断线等)，很难发现问题究竟出在哪里。与IOT测试方式一样，协议一致性测试(PCT)是移动WiMAX认证过程的正式组成部分。但是PCT测试能够对行为问题进行调试，因为其扑捉诱因(例如为何出现错误消息)，而非只是检测掉话等症状。

图1: WiMAX协议一致性测试系统。

2 WiMAX协议一致性测试

通过PCT在移动台/用户站(MS/SS)与基站(BS)之间采用实际消息验证被测设备(DUT)的行为。对于这些消息，要检查它们是否符合IEEE 802.16e技术标准的特定版本，以及是否与WiMAX论坛系统框架兼容。协议一致性测试能检查协议消息的格式，以及DUT的积极和消极行为(定时，消息序列和系统状态等)。

测试方法的文本解释中详细说明了PCT的目标，PCT是由ETSI(欧洲电信标准化学会)起草的。该测试计划覆盖BS或MS/SS在空中接口(R1)将采用的每一条MAC消息。由于时间和成本等方面的实际制约，并非每条消息的每个部分都能得到测试。WiMAX论坛验证工作组将选择最佳的子集在实验室中运行。该子集根据功能性被分成几组，具体见表1。WiMAX论坛在其成员网站上持续刊登所有的测试案例列表和确认状态。

表1: 协议一致性测试(PCT)功能组。

通常协议验证测试要检查协议消息、机制或者任意时刻的系统定时。这是一个非常精细的测试，需要大量的协议一致性测试案例。对于迫切希望缩短上市时间的厂商来说，在公司内部进行PCT自动测试很关键。这在移动WiMAX验证的初期特别重要，因为验证阶段需要对器件进行批量订货。验证过程中发现的任何问题，不仅会增加因为解决协议故障所带来的成本，还因为需要重新订货并重新验证而推迟上市时间。

采用专用测试设备，如Aeroflex / AT4 wireless T2230/1 AIME协议测试系统，能够执行上述以及以外的强制性协议验证。运营商如果想在市场上提供高质量的业务，这是必须的，因为他们可以通过书写自己的测试脚本来增加测试覆盖范围。这种模式在CDMA等其他应用领域经常可以见到，如KDDI就采用Aeroflex 6402 AIME测试平台来完成所有的验收测试。而位于西班牙Malaga的WFDCL实验室，也采用T2230/1 CT协议一致性测试系统来执行协议测试，该系统是受WiMAX论坛委托而开发的，具有性能保证。客户可以将在WiMAX论坛验证实验室里进行的测试进行精确再现，而无须试验台上的“最佳样本”。设备供应商可以定制测试设备，来执行各种验证和可扩展的协议测试，从而确保其产品一次性通过验证测试，将成本和上市时间都减到最小。

3 如何执行测试

移动WiMAX PCT是WiMAX论坛强制执行的验证，基于经认可的测试平台，例如Aeroflex / AT4 wireless T2230/1。该平台模拟BS(BSE–基站仿真器)对MS/SS进行一致性测试，或者模拟MS(MSE–移动台仿真器)对基站进行一致性测试，见图2。

图2: PCT设备的配置。

例如，当测试MS/SS时，PCT的作用就是一个BSE，是与真实网络连接且正在运作的真正的基站。它允许MS/SS进行同步、漫游和连接尝试。PCT系统与MS交互，就像是一台真正的基站一样，响应所有MS的MAC管理信息和连接尝试，并建立测试程序中规定的初始条件。一份由ETSi 和WiMAX论坛起草的文件定义了针对所有测试案例中DUT的期望行为。当PCT得到目前正在进行测试的消息，便对期望的行为进行验证，具体方法是将一个模版应用在接收到的消息上，对具体数值和范围进行比较。如果接收消息落入特定的时间帧内，与模版匹配并落入期望的值域，那么测试就通过。为了验证设备并被允许使用WiMAX这一品牌，所有测试设备都必须在论坛指定的验证实验室(WFDCL)通过已生效的Category-A(参见WiMAX Forum CRSL的验证要求一览表)。

PCT测试平台的两大挑战，是对特色功能的支持和对标准的严格遵守。如Sprint的品牌为Xhom的移动WiMAX，其功能就包括HARQ、压缩的MAP和MIMO。PCT系统为了能够在测试MS/SS或BS时达到足够水平，就必须充分支持上述这些功能。如果测试设备没能严格遵照标准，即便是PCT和DUT成功实现了互操作，也丝毫没有协议认证的优势，因为标准是唯一的测试执行参考。802.16e标准明确规定，在互操作性测试中，一旦接收到不正确的消息，则视为失败。

Aeroflex/AT4 wireless T2230/1 AIME/CT的独特性在于其非常灵活，它可以随意打开或关闭状态陈述，并对所有来自被测MS/SS或BS的不正确消息、域或值(TLV)进行标记。这完全是可能的，因为它并非基于实际设备。picoChip公司的软件物理层确保了出色的IOT系统兼容性，而Aeroflex公司自己开发的MAC层和MAC编解码器，使得该测试系统能够严格遵守规定的测试步骤，无论被测设备基于IEEE 802.16e的哪个版本。