Тестирование цифрового мобильного терминала связи с поддержкой двух стандартов TD-SCDMA/GSM(GPRS) и

Тестирование цифрового мобильного терминала связи с поддержкой двух стандартов TD-SCDMA/GSM(GPRS) и двойным режимом ожидания

Введение
Современные требования к мобильной связи диктуют необходимость в терминалах, способных работать в различных сетях, обеспечивая максимальную зону покрытия и преемственность услуг. Цифровые мобильные терминалы с поддержкой двух стандартов TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code Division Multiple Access) и GSM/GPRS (Global System for Mobile Communications / General Packet Radio Service) в режиме двойного ожидания (Dual Standby - DS) представляют собой ключевое решение для рынков, где сосуществуют сети 3G на базе TD-SCDMA и широко распространенные сети 2G GSM. Такие терминалы позволяют абоненту иметь одну SIM-карту для каждого стандарта, одновременно находясь в режиме ожидания в обеих сетях, и совершать/принимать вызовы или передавать данные через доступную в данный момент сеть. Обеспечение надежной и корректной работы подобных устройств требует всестороннего тестирования.

1. Объекты испытаний

Основным объектом испытаний является сам двухстандартный мобильный терминал связи (Dual-Standby Terminal - DST) с поддержкой TD-SCDMA и GSM(GPRS). Тестированию подвергаются:

1. Аппаратная платформа: Включая радиочастотные тракты (RF Front-End), антенные системы, процессоры базовой полосы (Baseband Processor), источники питания.
2. Программное обеспечение: Прошивка (Firmware), стек протоколов связи (Protocol Stack) для TD-SCDMA и GSM/GPRS, операционная система (если применимо), пользовательский интерфейс (UI), менеджер режима двойного ожидания.
3. Функциональность взаимодействия стандартов:
   • Алгоритмы выбора и переключения сети (Network Selection и Reselection).
   • Механизмы управления двойным режимом ожидания.
   • Обработка входящих/исходящих вызовов и SMS при активности одного или обоих стандартов.
   • Передача данных GPRS во время ожидания или активности в другом стандарте.
   • Приоритезация услуг (голос vs. данные) между сетями.
   • Управление двумя SIM-картами (если применимо к архитектуре DS).
4. Производительность: Качество радиосвязи, время работы от аккумулятора в различных сценариях.
5. Совместимость: Работа с оборудованием сетей различных производителей (тестируется через эмуляторы базовых станций).

2. Область испытаний

Тестирование охватывает широкий спектр аспектов работы терминала:

1. Радиочастотные (RF) параметры:
   • Чувствительность приёмника: Уровень минимального сигнала для устойчивой связи в TD-SCDMA и GSM (голосовые каналы, каналы данных).
   • Максимальная выходная мощность передатчика: Соответствие спецификациям в TD-SCDMA и GSM на различных частотах.
   • Точность мощности передатчика: Контроль мощности в TD-SCDMA (включая управление мощностью) и GSM на разных уровнях.
   • Спектральные характеристики: Ширина полосы излучения, внеполосные излучения (ACLR для TD-SCDMA, Spectrum Due Mask для GSM), модуляционные характеристики (EVM для TD-SCDMA, Phase/ Frequency Error для GSM).
   • Взаимное влияние радиочастот: Интерференция между передатчиком/приемником TD-SCDMA и GSM при одновременной работе или переключении.
2. Протокольное тестирование:
   • Установление соединения (Call Setup): Успешность и продолжительность установления голосовых и видеовызовов (если поддерживается), сессий передачи данных (GPRS) в каждой сети.
   • Управление мобильностью (Mobility Management): Процедуры Location Update, Routing Area Update, Handover (передача обслуживания) между сотами одного стандарта (GSM-GSM, TD-TD), а также Cell Reselection между стандартами (TD-SCDMA <-> GSM).
   • Процедуры специфичные для двойного ожидания: Корректная обработка страниц (Paging) из обеих сетей одновременно, приоритезация вызовов при активной сессии в одном стандарте и входящем вызове в другом, уведомление пользователя.
   • Процедуры передачи данных (GPRS): Активация/деактивация PDP контекста, передача данных, повторное установление сессии.
3. Функциональное тестирование режима двойного ожидания:
   • Одновременное ожидание: Устойчивость нахождения в режиме ожидания в обеих сетях длительное время.
   • Входящий вызов на "неактивную" сеть: Корректное оповещение пользователя и возможность ответа (с автоматическим приостановлением текущей активности в другом стандарте, если необходимо).
   • Входящий вызов на "активную" сеть во время разговора во второй сети: Поведение терминала (ожидание звонка, уведомление о занятости).
   • Исходящий вызов: Выбор сети для исходящего вызова пользователем или автоматически.
   • Передача данных GPRS: Возможность передачи данных в сети GSM/GPRS во время ожидания или во время голосового вызова в сети TD-SCDMA, и наоборот (если архитектура позволяет).
   • SMS: Прием/отправка SMS в обеих сетях независимо от состояния терминала (ожидание, разговор в одной сети).
   • Управление питанием: Влияние двойного ожидания на время автономной работы.
4. Пользовательский опыт (UX):
   • Индикация статуса сети для каждого стандарта (сила сигнала, режим работы).
   • Четкость уведомлений о входящем вызове/сообщении с указанием сети.
   • Удобство управления настройками выбора сети и SIM-карт.
   • Тепловыделение при длительной работе в режиме двойного ожидания или активного использования.
5. Тестирование в реальных сетях (Field Testing): Проверка работы терминала в условиях реальных сетей операторов связи, покрытия, интерференции и трафика.

3. Методы испытаний

Испытания проводятся с использованием следующих основных подходов:

1. Лабораторное тестирование (Conformance Testing): Проводится в контролируемой радиочастотной камере (экранированной от внешних помех) с помощью специализированного испытательного оборудования. Основная цель - проверка соответствия стандартизированным требованиям 3GPP для TD-SCDMA и GSM/GPRS, а также специфическим требованиям на режим двойного ожидания. Тесты выполняются по строгим сценариям, описанным в спецификациях.
2. Функциональное и протокольное тестирование: Используется коммуникационный тестер, способный эмулировать базовые станции и сетевую инфраструктуру обоих стандартов одновременно. Метод включает:
   • Автоматическое выполнение сценариев взаимодействия (Call Flow) с проверкой сообщений на уровне протокола и физического уровня.
   • Моделирование сложных сценариев переключения сетей, обработки конфликтов (например, входящий вызов в GSM во время разговора в TD-SCDMA).
   • Проверка процедур установления соединения, передачи обслуживания, обновления зоны/маршрутизации в каждом стандарте и при переключении между ними.
3. Производительность и устойчивость (Performance and Robustness Testing):
   • Тестирование BER (Bit Error Rate) / FER (Frame Error Rate) при различных уровнях сигнала и условиях канала (замирания, допплеровский сдвиг).
   • Тестирование пропускной способности данных GPRS.
   • Испытания на чувствительность в условиях интерференции (Blocking, Intermodulation).
   • Тестирование времени работы от батареи в различных режимах (ожидание в одной/двух сетях, активные вызовы, передача данных).
4. Тестирование взаимодействия (Interoperability Testing - IOT): Проверка работы терминала с реальным сетевым оборудованием различных производителей базовых станций и элементов ядра сети.
5. Полевые испытания (Field Trials): Эксплуатация терминала в реальных географических условиях, в зонах с различным покрытием TD-SCDMA и GSM, под реальной нагрузкой сети. Позволяет выявить проблемы, связанные с реальной радиочастотной обстановкой, мобильностью абонента и взаимодействием с инфраструктурой оператора.

4. Испытательное оборудование

Для проведения комплексного тестирования требуется следующее оборудование:

1. Специализированный Коммуникационный Тестер/Анализатор (Wireless Communication Tester/Analyzer): Ключевой инструмент.
   • Должен поддерживать генерацию и анализ сигналов TD-SCDMA и GSM/GPRS одновременно.
   • Обладать возможностью эмуляции двух независимых базовых станций (или ячеек) для каждого стандарта.
   • Обеспечивать глубокий анализ протоколов обоих стандартов.
   • Иметь функции измерения RF параметров (мощность, чувствительность, спектр, модуляция).
   • Поддерживать моделирование радиочастотного канала (замирания, AWGN).
2. Экранированная Радиочастотная Камера (RF Shielded Chamber): Для изоляции тестируемого устройства от внешних радиосигналов и помех, обеспечения чистоты измерений RF параметров и воспроизводимости результатов.
3. Программное обеспечение для автоматизации тестирования (Test Automation Software): Для создания, исполнения сложных тестовых сценариев (включая взаимодействие двух стандартов и режим DS) и автоматического сбора результатов. Часто интегрировано с коммуникационным тестером.
4. Контрольный источник питания (Programmable DC Power Supply): Для точного измерения потребления тока терминалом в различных режимах (ожидание, вызов, передача данных) и оценки времени автономной работы.
5. Измеритель спектра (Spectrum Analyzer): Для детального анализа спектральных характеристик излучения передатчика TD-SCDMA и GSM.
6. Камеры для термического тестирования (Thermal Chambers): Для оценки надежности терминала и его теплового режима работы в экстремальных условиях температуры окружающей среды.
7. Программные эмуляторы сети (Network Emulators): (Могут быть частью коммуникационного тестера или отдельными системами) для более комплексного моделирования сетевого поведения и IOT-тестирования.
8. Инструменты для полевых испытаний (Field Test Tools):
   • Сканеры спектра/сети для анализа реального покрытия и помех.
   • Программы для сбора логов с терминала и сетевой стороны.
   • GPS-логгеры для привязки результатов к местоположению.

Заключение
Тестирование двухстандартных TD-SCDMA/GSM(GPRS) терминалов с поддержкой двойного режима ожидания представляет собой сложную задачу, требующую глубокого понимания обоих стандартов и специфики их взаимодействия. Комплексный подход, сочетающий лабораторные испытания на соответствие стандартам, функционально-протокольное тестирование сценариев взаимодействия, оценку производительности и надежности, а также верификацию в реальных сетях, является необходимым условием для вывода на рынок качественного и надежного продукта. Использование современного специализированного испытательного оборудования, способного эмулировать сети обоих стандартов и их взаимодействие, является основой для эффективного выполнения этой задачи.