WiMAX設備的測試及其意義

一、引言

　　隨著Internet業(yè)務、多媒體業(yè)務的迅速發(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)務分組化、數據業(yè)務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年設立了802.16工作組，其工作內容主要是開發(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)界廣泛關注，被認為是寬帶無線城域網（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備制造商結成了一個工業(yè)貿易聯(lián)盟組織，即WiMAX論壇(Worldwide Interoperability for Microwave Access Forum)，WiMAX論壇的技術就是以IEEE802.16標準為基礎發(fā)展而來的。

　　WiMAX技術的出現(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，并能結合中國無線網絡的現(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)質的服務，創(chuàng)造新的業(yè)務增長點，同時如何盡量減少WiMAX技術對中國現(xiàn)有和將來的無線網絡及相應電信業(yè)務的沖擊，其意義格外重要。

　　WiMAX技術要在具體的應用場景中體現(xiàn)出自身的優(yōu)勢，才能得到市場的認可，這就需要通過應用測試來衡量系統(tǒng)的性能參數。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，網絡傳輸的介質已經不是主要問題了，因此完成對傳輸數據包分析測試，從網絡應用角度上完成網絡傳輸的性能問題測試，就足可以完成無線網絡的測試工作。 

 
事實并非如此，無線網絡的物理層其實更需要測試。無線網絡雖然擺脫了傳統(tǒng)有線網絡介質上的物理特性約束，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絡傳輸的媒介，微波是數據傳輸的載體。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施相同，無線網絡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的各種信道的信號強度、噪聲強度，信噪比成為檢測無線局域網物理層傳輸性能的最基本的參數。

　　在底層測試上，無線網絡擺脫了線纜的束縛，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絡的覆蓋范圍和干擾源，更是無線網絡測試維護的基本需求。與之相對應的網絡吞吐量測試，事實上從網絡應用方面體現(xiàn)了對無線網絡物理層的測試意義。



　　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

　　由于無線網絡是基于微波射頻傳輸的，因此有人就認為對它的測試主要集中在對射頻分析上，它能夠完成無線網絡物理層的全部測試，也就完成了無線網絡的測試問題。但是，這并不能完全反映無線網絡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。沒有實時的網絡流量分析、網絡吞吐量測試以及協(xié)議和應用統(tǒng)計，就無法真正滿足無線網絡性能以及安全性的測試需求。 

　　無線網絡的基礎建設中，介質和物理網絡應用是二合一的整體，所以即使是無線網絡的工程測試，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是基于軟件對無線網絡傳輸的數據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技術的應用

　　任何一種技術在其應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負責測試。在國內，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，第三方實驗室應該為測試提供便利條件，并幫助廠商查找問題，提供技術支持，發(fā)揮應有的作用，推動WiMAX行業(yè)的健康順利發(fā)展。