馬堤的剪報筆記

在3G網路中存在大量電路和封包交換無線承載以及數據與語音的動態組合。現有網路中很多特性目前尚無法實現，因而針對UE不能使用不同的網路架構進行測試。本文介紹的解決方法是利用協議模擬對各個開發階段的UE進行測試，模擬特定的測試需求和極限網路條件。

可靠的3G應用將使GSM看起來更像是孩童們的玩具。歐洲的3G客戶並不關心UMTS是否在技術上遠比GSM複雜或更具挑戰性。相反，他們更希望3G技術‘所見即所得’：包括各種炫目多彩的全新3G應用及GSM升級服務。

聽起來一切似乎再簡單不過，然而，對於歐洲的3G應用而言，一切決非如此簡單。問題在於，許多組織都盲目地低估了困難，因為他們即將進入的仍然是一個相當混亂無序的市場。

各種3G標準之間的爭論及其不確定性更加劇了這種混亂，而任何關於4G及超越4G技術的討論，至少在歐洲被認為是非常幼稚可笑的事情。為了解決上述所有問題，本文描述了3G可靠應用的四大模組及相關關鍵測試技術難題。

射頻(RF)介面和發射

在實體層，3G採用了一項與國防通訊應用類似的技術。該技術非常強韌，能在極端惡劣的射頻環境下提供可靠的服務。儘管3G的傳輸串流及使用方式完全不同，但 WCDMA系統仍然能更直接地進行小區規劃、提供隨用戶數目增加而呈梯度下降的服務品質(QoS)並具有很強的抗噪音和抗干擾能力。此外，多徑 (multi-path)環境也使3G受益匪淺，與2G相比，多徑訊號可以疊加以提供更強的訊號。

儘管對於終端用戶而言，這些都是利多消息，但無疑將大幅增加模擬和測試的複雜度。呈梯度下降的服務品質可以隨傳輸串流的增加有效地降低小區的規模，但其精確模擬相當困難。其他的效應(如干擾和衰減)也需要在對UE期望性能進行近似模擬時加以考慮。

在現實或測試網路環境下，再現精確的故障條件實際上完全不可能，尤其當涉及切換時。只有在精確控制的複雜測試和模擬環境下，才有可能重覆再現故障並得到產生各種效應的期望測試條件。

訊號與網路演進

3G中的一些協議源自GSM，但其複雜度呈級數成長。2G是支援數據通訊的大型語音網路，但在3G中，存在大量的電路和封包交換無線承載以及數據與語音的動態組合。

3G UE必須符合未來的3GPP規範。現有的網路基於Release 99，以後還將升級到更高的版本。現有網路中，很多特性目前尚無法實現，從而使‘現場’測試無法進行。

問題的解決方法是利用協議模擬對各個開發階段的UE進行測試。現在，網路模擬工具包已能精確地模擬各種網路，其中一些系統還提供了友好的用戶作業界面，這意味著一旦開發團隊搭建了3G知識庫，網路業者及新產品開發商將能執行測試特定產品性能的模擬。實際上，測試資源庫完全可以‘參數化’，這樣只需簡單地利用現有測試系統的配置資訊，就能模擬各種不同的網路。

由於網路配置、傳輸串流及提供的QoS的不同，資訊傳送的方式也大相徑庭，因此唯一的辦法是確保應用具有足夠的強韌性，從而能在各種網路條件下執行測試模擬。

就UE開發團隊而言，對設計進行重測實在再正常不過。例如，即便通過了型號認證，為了保證對設計進行的細微改動不會影響先前的測試結果而進行的重測。一言以蔽之，為了確保正確的性能，標準測試以外的測試重要性要遠高於其他系統。

一致性測試

3GPP規範定義了UE的射頻(RF)特性及協議標準，經過不斷完善，現已逐步演變為GCF授權的有效測試示例集。在編寫規範的同時，產生大量能執行於不同測試平台的測試示例並提供網路認證標準，可望大幅增強產品的競爭力。這也能保證UE滿足各層次的最低性能要求。

理論上，這意味著通過這些一致性測試的UE將能在世界上任何支援3GPP協議的網路中正常使用。只有一點需要特別注意：一致性測試是採用理想化參數進行的指導性測試，因此只涉及很少的用戶平面測試和應用測試。此外，這些測試都利用專門的程式語言TTCN實現，而大多數網路業者都對此不甚了解。

ETSI 明確規定必須使用TTCN，因為該語言可提供卓越的編程模式並定義明確的測試方法。對於通用測試，網路業者或許不是很欣賞，他們更願意使用那些提供簡單介面並且模組得到驗證的方法。現在，隨著測試開發工具的快速發展，出現了一批由TTCN衍生並能利用現有測試硬體環境建構更複雜測試及網路模擬的工具。這些工具可望提供現有網路或競爭網路的精確模擬，這樣就能測試UE在網路中的特性。

現場網路測試具有一定的風險、難以控制、價格昂貴，而且針對UE還不能使用不同的網路架構進行測試。網路模擬可以提供可控制、可重覆的靈活測試，並能精確地表現網路特性。網路模擬的關鍵在於能提供在測試中作為模組使用的已驗證程式庫過程。這些模組還能經過調整，模擬特定的測試需求和極限網路條件。

漫遊與小區重選

與3G網路具有多種不同的網路架構類似，根據所需的QoS，資訊傳送的方式也多種多樣。這意味著，應用提供給用戶的方式也各不相同。即便是簡單的語音呼叫，也可以根據呼叫的傳輸串流密度或是否需要3G至2G切換而分配不同的承載。

網路業者更加希望透過增強UE性能以使他們能有機會從用戶獲得更大的利益。例如，當UE漫遊進入另一個國家，網路業者希望確保UE接入他們期望的網路，而不是競爭對手的網路。這樣，模擬對競爭網路環境下的重選和重選測試就非常重要。

網路模擬需要提供與真實網路類似的可控制功能，這是確保國際漫遊提供用戶期望並理所當然應能享受的服務的唯一可靠方式。

一些測試設備提供商已經開發出可以模擬各類3G網路的工具。這些工具不僅能夠建立多個同時支援GSM和WCDMA的小區，還能逼真地模擬切換、小區重選和漫遊。這樣，就能為真實網路提供有效的資訊，從而避免不正確的協議交換，進而防止其他用戶受到干擾或網路崩潰。此外，這些工具還可以在實際網路中配置新服務之前，對這些服務進行預處理。

3G應用開發人員也希望能確保執行於指定網路的應用系統不被競爭對手存取並複製，因為在為贏得客戶而採用的‘殺手級’應用中，許多是某些網路特有的應用。

3G網路目前碰到的首要問題是網路本身並不完備，而終端用戶UE本身還在不斷變化和發展中，所有這些都增加了安全漏洞的範圍。

為了執行不同類型的網路腳本模擬，一致性測試中使用的TTCN不應過於繁瑣。透過應用設計中使用的成熟訊號測試硬體、開發並驗證3G/2G UE，測試設備提供商現在已能開發出高效的測試設計工具，從而使不熟悉TTCN的測試人員也能在幾分鐘以內建構測試腳本。這樣，就能有效地管理不斷增加的測試腳本，並充分利用3GPP規範的性能和內在安全性。

工程資源挑戰

當然，上述4個模組的成熟穩定需要耗費大量的工程和開發資源。雖然眾多網路業者擁有熟悉2G的工程技術人員，但現在他們需要獲取3G知識，甚至還需要擴大開發團隊的規模以迎接更大的挑戰。

在許多組織內，現在已經產生了明顯的技術和知識差異，尤其是當現場網路中整合3G硬體以及當專案由研發階段進展到測試和部署階段時。有效解決問題的策略是開發帶有標準化模板且具有作業簡便的人機介面的簡化測試工具，這樣就能在測試中調整網路建模和網路功能。

3G 與2G無縫且可靠地運作確實是極大的挑戰，業界也只是剛剛意識到這一點，而對於絕大多數終端客戶而言，他們並不真正希望或者試圖去理解這一點。那些勇於接受並迎接這項挑戰的公司必須在短期內投入更多的資源和設備。當然，他們也能在中長期直接收獲更多的匯報，因為與其他競爭者相比，客戶更願意選擇他們的產品和服務。為什麼呢？因為他們的產品‘經得起考驗’。

作者：Chris Foreman

3G測試產品行銷經理

Anritsu歐洲公司